ساخت یک قالب مهر زنی که از میلیون ها بازدید جان سالم به در می برد

در واقع ساخت یک قالب مهر زنی شامل چه چیزی است

هر براکت فلزی در ماشین شما، هر کانکتور در تلفن شما، و هر پانل روی یخچال شما در داخل یک قالب مهر زنی شروع شده است. این ابزارهای دقیق مسئول هستندتبدیل ورق فلزی تخت به اجزای کاربردیبا سرعت هایی که هیچ روش شکل دهی دیگری نمی تواند مطابقت داشته باشد. اما واقعاً مهر زنی فلز چیست و برای ساختن ابزاری که آن را به وجود می آورد چه نیازی است؟

مهر زنی چیست

قالب مهر زنی ابزار دقیقی است متشکل از دو نیمه - یک مجموعه فوقانی و پایینی - که در داخل پرس نصب شده است تا ورق فلز را از طریق نیروی کنترل شده به شکل خاصی برش دهد، خم کند، شکل دهد یا بکشد.

این تعریف مهر زنی اصول اولیه را پوشش می دهد، اما واقعیت عمیق تر است. یک قالب در طول هر چرخه پرس چهار عملکرد اصلی را انجام می دهد: مکان یابی مواد، بستن آن در محل، شکل دادن به آن و رها کردن قطعه تمام شده. مرحله "کار" جایی است که ارزش افزوده می شود - از طریق عملیاتی مانند برش، خم کردن، سوراخ کردن، برجسته کردن، شکل دهی، کشیدن، کشش، سکه گذاری و اکسترود کردن. ساخت یک قالب مهر زنی به معنای مهندسی کردن همه این اقدامات در یک ابزار واحد و قابل تکرار است که می تواند از میلیون ها چرخه پرس دوام بیاورد.

هابیست در مقابل قالب سازی حرفه ای

فاصله زیادی بین مهر زدن به پروژه های DIY و کار حرفه ای اتاق ابزار وجود دارد. یک علاقه‌مند ممکن است با استفاده از مته، آسیاب دستی و آسیاب رومیزی، یک بلوک پانچ و قالب ساده را شکل دهد. این رویکرد برای-پروژه‌های صنایع دستی با حجم کم یا نمونه‌های اولیه که تحمل‌ها سخاوتمندانه هستند، کار می‌کند.

ساخت قالب حرفه ای یک رشته کاملا متفاوت است. اتاق‌های ابزار به ماشین‌های فرز CNC برای پروفیل‌های حفره پیچیده، سیم EDM برای دهانه‌های تحمل{1} محکم، آسیاب‌های سطحی برای صافی تا میکرون، و ماشین‌های اندازه‌گیری مختصات برای تأیید هر بعد متکی هستند. تفاوت بین این دو جهان به تکرارپذیری باز می گردد - یک قالب مهر زنی حرفه ای باید قطعات یکسانی را با صدها ضربه در دقیقه بدون انحراف تولید کند.

چرا دقت در ساخت قالب مهم است؟

صنایعی مانند خودرو، الکترونیک و لوازم خانگی به قالب های مهر زنی فلزی وابسته هستند تا تلورانس هایی را حفظ کنند که مجموعه ها را در میلیون ها واحد در کنار هم قرار دهند. ترمینال کانکتوری که 0.05 میلی متر خارج از مشخصات است باعث خرابی الکتریکی می شود. یک پانل بدنه با عمق کشش ناسازگار، پس از رنگ، امواج قابل مشاهده ایجاد می کند. اگر پایه و اساس هر استاندارد کیفیت پایین دستی بر آن استوار نیست، در تولید چه چیزی وجود دارد؟

این مقاله چرخه زندگی کامل ساخت قالب مهر زنی - را از انتخاب نوع قالب مناسب و طراحی طرح‌بندی نوار، از طریق ماشین‌کاری، عملیات حرارتی و آزمایش نهایی روی پرس پوشش می‌دهد. در حال حاضر هیچ راهنمای واحدی در هر مرحله به ترتیب قدم نمی زند، و این شکاف باعث می شود مهندسان قطعاتی را از منابع متعدد کنار هم بچینند. بخش‌های پیش رو این شکاف را کاهش می‌دهند و با نحوه انتخاب معماری قالب مناسب برای قطعه خاص و حجم تولید شروع می‌شوند.

انتخاب نوع قالب مناسب برای پروژه شما

انتخاب معماری قالب مناسب اولین تصمیم مهندسی واقعی در هر پروژه مهر زنی قالب است. این انتخاب هزینه ابزار، زمان چرخه، کیفیت قطعه، و تعداد عملیاتی را که می توانید در یک تنظیم فشار ادغام کنید، همه چیزهای پایین دستی - را شکل می دهد. به این فکر کنید: شما از یک قالب پیشرونده برای 500 نمونه اولیه استفاده نمی کنید، و نمی توانید یک میلیون براکت خودرو را از طریق یک ابزار ایستگاه واحد اجرا کنید. تطبیق انواع قالب های مهر زنی با اهداف تولید خاص شما از هدر رفتن بودجه جلوگیری می کند و از تنگناها در کف مغازه جلوگیری می کند.

قالب‌های-ایستگاهی و ترکیبی

یک قالب تک ایستگاهی در هر ضربه فشاری یک عمل - یک سوراخ، یک سوراخ یا یک خم را انجام می دهد. فرآیند قالب ساده است: مواد وارد می شوند، یک ویژگی شکل می گیرد، بخشی بیرون می آید. این سادگی به هزینه‌های کم ابزارسازی (معمولاً 50 تا 70 درصد کمتر از ابزارهای پیشرونده) و چرخش سریع تبدیل می‌شود، و باعث می‌شود ایستگاه‌های تک- برای پروژه‌های آزمایشی، نمونه‌های مهندسی، یا قطعات سفارشی با تحمل‌های سخاوتمندانه عملی شوند.

قالب های مرکب با انجام چندین عملیات برش به طور همزمان در یک حرکت، میله را بالا می برند. تصور کنید که نمایه بیرونی را خالی کنید و سوراخ های داخلی را همزمان سوراخ کنید - این چیزی است که یک قالب ترکیبی ارائه می دهد. از آنجایی که هر دو عملیات چرخه پرس یکسانی دارند، تمرکز بین ویژگی‌ها به طور قابل توجهی بهبود می‌یابد و زمان تولید در مقایسه با اجرای جداگانه هر عملیات 25 تا 30 درصد کاهش می‌یابد. توافق این است که قالب‌های ترکیبی برای قطعات نسبتاً مسطح، معمولاً با قطر کمتر از 150 میلی‌متر، بهترین عملکرد را دارند، جایی که همه عملیات در یک صفحه انجام می‌شوند.

Progressive Dies برای اجراهای پرحجم-

وقتی حجم تولید به صدها هزار یا میلیون افزایش می‌یابد، قالب‌های پیشرونده به اسباب کار تبدیل می‌شوند. مواد نوار از طریق مجموعه‌ای از ایستگاه‌ها تغذیه می‌شوند که هر کدام عملیات خاصی را انجام می‌دهند - سوراخ کردن، بریدگی، شکل‌دهی، خمش - تا زمانی که یک قسمت تمام‌شده در ایستگاه نهایی جدا شود. منطق مهندسی ساده است: با حذف جابجایی قطعات بین عملیات، هزینه‌های نیروی کار را تا 40% کاهش می‌دهید و به نرخ‌های چرخه‌ای دست می‌یابید که راه‌اندازی‌های یک ایستگاه-نمی‌توانند آن را لمس کنند.

مهر زنی خودرو می میرداغلب به عنوان ابزارهای مترقی دقیقاً به همین دلیل ساخته می شوند. اتصال دهنده ها، براکت ها، سپرهای حرارتی، و گیره های ساختاری همگی از توان عملیاتی بالا و ایستگاه فشرده-به{2}}ثبت ایستگاهی که قالب های پیشرونده ارائه می کنند بهره می برند. زمانی که هزینه هر قطعه مهمتر از هزینه ابزارآلات باشد، سرمایه گذاری اولیه بالاتر به سرعت باز می گردد.

قالب های انتقال و زمانی که از ابزار پیشرونده بهتر عمل می کنند

مهر زنی انتقال از گیره های مکانیکی یا انگشتان برای جابجایی تک تک قسمت های خالی بین ایستگاه های مستقل استفاده می کند. برخلاف قالب های پیشرونده، هیچ نوار پیوسته ای وجود ندارد که قطعه را از طریق ابزار متصل کند. این به قالب‌های انتقالی یک مزیت متمایز برای قطعاتی می‌دهد که به کشش‌های عمیق، ردپاهای بزرگ، یا شکل‌دهی سه‌بعدی پیچیده-که در یک نوار غیرعملی است، نیاز دارند.

در مهر زنی خودرو، اجزای ساختاری بزرگ و پانل های بدنه اغلب در قالب های انتقال کار می کنند زیرا هندسه قطعه به استقلال ایستگاه نیاز دارد. هر ایستگاه می‌تواند میزبان عملیات شکل‌دهی اختصاصی بدون محدودیت‌های یک شبکه حمل‌کننده باشد. قالب‌های انتقال نیز ضایعات مواد را کاهش می‌دهد، زیرا هیچ اسکلت نوار اتصالی وجود ندارد تا در هنگام استفاده از آلیاژهای گران قیمت یا گیج ضخیم - صرفه‌جویی قابل توجهی در هزینه صرفه‌جویی شود.

تصمیم بین پیش رونده و انتقال در نهایت به هندسه بخشی و استفاده از مواد بستگی دارد. اگر قطعه بدون اعوجاج به یک نوار متصل بماند، پیشرونده در سرعت برنده می شود. اگر قطعه باید آزادانه بین عملیات شکل دهی سنگین حرکت کند، مهر زنی انتقال نتایج بهتری را با کاهش کیفیت کمتر ارائه می دهد. تطبیق نوع قالب با این واقعیت ها چیزی است که قالب های مهر زنی کارآمد را از ابزارهایی که با طراحی خود مبارزه می کنند جدا می کند.

مهر زنی اجزای قالب و نحوه کار آنها با هم

انتخاب نوع قالب مناسب معماری را تنظیم می کند، اما عملکرد در اجزای قالب مهر زنی فردی که آن معماری را پر می کند، زندگی می کند. هر قطعه در داخل ابزار دارای کار - مکان یابی، برش، شکل دادن، جدا کردن یا هدایت - است و زمانی که یک عنصر از مشخصات خارج شود، کل سیستم آسیب می بیند. درک اینکه هر قسمت چه کاری انجام می دهد، و نحوه تعامل آنها، چیزی است که یک قالب مهر زنی ورق فلزی قابل اعتماد را از قالبی که پس از چند هزار ضربه تولید ضایعات می کند، جدا می کند.

در اینجا اجزای اصلی مهر زنی موجود در اکثر قالب ها و مجموعه های مهر زنی وجود دارد:

• کفش های قالب (صفحات بالا و پایین)- شالوده سازه ای که هر جزء دیگر را در یک راستا نگه می دارد.
• بلوک قالب (حفره)- بلوک فولادی سخت شده حاوی نمایه برش یا شکل دهی که پانچ را می پذیرد.
• بشقاب پانچ- مشت‌های منفرد را در مکان‌های دقیق نسبت به بلوک قالب نگه می‌دارد و قرار می‌دهد.
• صفحه پشتی- یک صفحه سخت شده در پشت صفحه پانچ که از قرار گرفتن سرهای پانچ در کفش نرم‌تر تحت ضربه‌های مکرر جلوگیری می‌کند.
• پین ها و بوش های راهنما- نیمه‌های بالایی و پایینی را با دقت در محدوده تحمل 0.0001 اینچ تراز کنید، و از سکته ثبتی ثابت پس از ضربه اطمینان حاصل کنید.
• بشقاب استریپر- قطعه کار را صاف نگه می‌دارد و در طول حرکت برگشت، مواد را از پانچ‌ها جدا می‌کند.
• سیستم های فنری- نیروی کنترل‌شده‌ای را برای جداسازی، فعال‌سازی بالشتک فشار و بستن مواد ارائه دهید.
• خلبانان- پین‌های دقیقی که وارد سوراخ‌هایی می‌شوند که قبلاً سوراخ شده‌اند تا نوار را به‌طور دقیق در هر ایستگاه قرار دهند.
• بست و رولپلاک- همه صفحات را نسبت به یکدیگر ایمن و دقیق قرار دهید و از جابجایی زیر بار جلوگیری کنید.

مجموعه کفش های قالب بالا و پایین

کفش های قالب اسکلت کل ابزار را تشکیل می دهند. کفشک بالایی به رم فشاری متصل می‌شود، پیچ‌های کفشک پایینی به تخت پرس، و پایه‌های راهنما، دو نیمه را به هم متصل می‌کنند تا در طول میلیون‌ها چرخه هماهنگی را حفظ کنند. می‌توانید یک مجموعه قالب استاندارد بخرید - یک مونتاژ از قبل ماشین‌کاری شده از کفش‌ها، پایه‌های راهنما و بوش‌های ساخته شده با ابعاد کاتالوگ - یا یک ساختار قالب سفارشی از ابتدا طراحی کنید.

مجموعه های قالب استاندارد، مانند آنهایی که از تامین کنندگانی مانند Anchor Danly ساخته شده اند، اجزای قابل تعویض و تحویل سریع را ارائه می دهند. آنها برای عملیات مهر زنی متعارف پانچ که در آن اندازه قطعات و تناژ پرس در محدوده استاندارد قرار می گیرند، به خوبی کار می کنند. ساختارهای سفارشی-زمانی که قالب به پیکربندی پست راهنمای غیر استاندارد، ردپاهای بزرگ یا دقت بسیار زیاد نیاز دارد- برای مثال، قالب‌هایی که مواد نازک- زیر 0.010 اینچ را می‌کوبند یا بیش از 200 ضربه در دقیقه اجرا می‌کنند، ضروری می‌شوند.

اقتصاد سرراست است. ساختن کفش‌های قالب در خانه-ماشین‌های CNC با ارزش-بالا را در کار نسبتاً کم-می‌بندد. برای اکثر مغازه ها، خرید یک مجموعه استاندارد و ماشینکاری آن برای پذیرش جزئیات خاص شما در مقایسه با ساخت از صفحه خام در زمان و هزینه صرفه جویی می کند.

Punch، Die Block و Clearance Relationships

رابطه بین پانچ و بلوک قالب جایی است که کیفیت برش تعریف می شود. وقتی یک پانچ به داخل دهانه قالب فرود می‌آید، مواد در امتداد نوارهای باریک هم در لبه پانچ و هم در لبه قالب برش می‌دهند. شکاف بین این دو لبه برش - فاصله - تعیین می‌کند که آیا یک قطعه تمیز دریافت می‌کنید یا یک قطعه رد.

برای قطعات کار فولادی، فاصله توصیه شده 5 تا 10 درصد ضخامت مواد در هر طرف است. به عنوان مثال، یک ورق فولادی 1.0 میلی متری، به فاصله 0.05 تا 0.10 میلی متری بین لبه پانچ و لبه دکمه قالب در هر طرف نیاز دارد. رادرصد دقیق به سختی قطعه کار و استحکام کششی بستگی دارد- مواد نرم‌تر مانند آلومینیوم در قسمت پایین قرار می‌گیرند، در حالی که فولاد با استحکام بالا به سمت 10٪ یا بیشتر می‌رود.

این را اشتباه بگیرید و سه مشکل ظاهر می شود:

• فاصله خیلی کم- نیروی برشی بیش از حد، سایش پانچ را تسریع می‌کند، گرما ایجاد می‌کند و می‌تواند ابزار را کاملاً شکست دهد.
• ترخیص بیش از حد- مواد به جای قیچی تمیز خم می‌شوند و باعث ایجاد سوراخ‌های سنگین و واژگونی روی لبه‌های قسمتی می‌شوند.
• ترخیص ناهموار- ناهماهنگی بین پانچ و بلوک قالب، بریدگی‌های مخروطی و ارتفاع سوراخ‌های ناهماهنگ ایجاد می‌کند که منجر به سایش زودرس در یک طرف ابزار می‌شود.

فاصله مناسب همچنین نیروی مورد نیاز برای برش قطعه کار را کاهش می دهد که مصرف انرژی پرس را کاهش می دهد و فواصل بین خرد کردن مجدد مهرهای قالب را افزایش می دهد. در قالب های مهر زنی فلزی که برای تولید با حجم بالا طراحی شده اند، حتی یک انحراف 1-2٪ از فاصله بهینه می تواند عمر ابزار را 30٪ یا بیشتر کاهش دهد.

استریپر و سیستم های فنری

بعد از اینکه یک پانچ به قطعه کار نفوذ کرد، مواد روی ضربه برگشت پانچ را می‌گیرند. بدون استریپر، ورق با پانچ بلند می شود، در ایستگاه بعدی به اشتباه تغذیه می شود و ابزار را مسدود می کند. استریپرها این مشکل را با صاف نگه داشتن مواد در مقابل صفحه قالب در حالی که پانچ به سمت بالا کشیده می شود، حل می کنند.

دو نوع اصلی برای کاربردهای مهر زنی ورق فلزی وجود دارد. نواربرهای ثابت با یک شکاف ماشینکاری شده برای پاک کردن مواد - ساده، بادوام، اما بدون فشار گیره رو به پایین، به طور محکم در جای خود پیچ ​​می شوند. نوارهای فنری-مواد را قبل از تماس پانچ صاف می‌کنند و فشار را در طول ضربه حفظ می‌کنند و کیفیت برش و صافی قطعه را بهبود می‌بخشند.

فنرهای محرک این استریپرها به دو صورت هستند. فنرهای قالب مکانیکی - رنگی-کویل های مارپیچ کدگذاری شده - انتخاب استاندارد برای بارهای متوسط ​​است. فنرهای گاز نیتروژن نیروی بیشتری را در بسته‌بندی کوچک‌تر ارائه می‌دهند و فشار ثابت‌تری را در طول حرکت کامل ایجاد می‌کنند، که باعث می‌شود آنها برای عملیات شکل‌دهی عمیق و کشش که در آن نیروی نگهدارنده یکنواخت خالی ضروری است، ترجیح داده شوند.

انتخاب پیش بار فنر مناسب و سفر اهمیت دارد. فنرهای کم بار به مواد اجازه می دهند در حین پانچ کردن بلند شوند و باعث ایجاد سوراخ و کشیدن لجن شوند. فنرهای پر بار، تناژ پرس را هدر می دهند و خستگی را تسریع می کنند. سیستم فنر باید نیروی سلب را در برابر مجموع ظرفیت پرس موجود متعادل کند -، محاسبه‌ای که مستقیماً به تعداد ایستگاه‌های فعال و محیط برش ترکیبی در تمام پانچ‌های ابزار مرتبط است.

هر یک از این اجزا از گریدهای فولاد ابزار خاص ساخته می‌شوند، تا حد تحمل‌های محکم ماشین‌کاری می‌شوند و سپس برای مقاومت در برابر بارهای ضربه‌ای مکرر که نیاز به مهر زنی تولید است، سخت می‌شوند. انتخاب فولاد - و نحوه درمان آن - در نهایت تعیین می‌کند که آیا یک قالب از عمر هدف خود باقی می‌ماند یا زود فرسوده می‌شود.

انتخاب فولاد قالب و مواد برای طول عمر

یک قالب ساخته شده از درجه فولاد اشتباه، قالبی است که تاریخ انقضا از روز اول روی آن مهر شده است. هندسه می‌تواند عالی باشد، فاصله‌ها مشخص شود، و طرح نوار بهینه شده است -، اما اگر فولاد ابزار نتواند نیروها، دماها و سایش را تحمل کند، با هر ضربه‌ای مواجه شود، سایش زودرس یا ترک‌های فاجعه‌بار تولید را متوقف می‌کند. انتخاب مواد مهر زنی فلزی مناسب یک تصمیم ثانویه نیست. این تنها بزرگترین عامل در این است که یک جان از 50000 ضربه زنده می ماند یا 5000000 ضربه.

چالش این است که هیچ گرید فولادی به تنهایی از عهده هر موقعیتی بر نمی آید. عملیات مهر زنی فولاد ضد زنگ برش پانچ خالی نیاز به مقاومت سایشی شدید دارد، در حالی که یک ایستگاه شکل دهی که مهرهای آلومینیومی را می کشد، چقرمگی و پرداخت سطح را بر سختی اولویت می دهد. شما باید فولاد را با سه متغیر به طور همزمان مطابقت دهید: مواد قطعه کار، نوع عملیات و حجم تولید مورد انتظار.

نمرات فولاد ابزار برای مواد مختلف قطعه کار

پنج گرید فولاد ابزار اکثر کاربردهای قالب مهر زنی را پوشش می دهد. هر کدام موقعیت متفاوتی در طیف سختی-در مقابل-سختی دارند و درک برتری هر کدام از ناهماهنگی‌های پرهزینه جلوگیری می‌کند.

D2اسب کاری ساخت و ساز قالب مهر زنی است. محتوای بالای کروم آن (تقریباً 12٪) ساختارهای کاربید فراوانی را ایجاد می کند که در برابر سایش ساینده مقاومت می کند. برای عملیات خالی کردن و سوراخ کردن بر روی فولادهای کربنی ملایم و متوسط-، D2 عمر طولانی را با هزینه معقول ارائه می دهد. مبادله؟ همان استخرهای بزرگ کاربید که مقاومت در برابر سایش را افزایش می دهند، چقرمگی ضربه را کاهش می دهند. مشت‌های D2 در مقاطع نازک-یا گوشه‌های تیز در معرض ضربه‌های سنگین قرار دارند.

A2یک جایگزین بخشنده تر ارائه می دهد. این فولاد سخت‌کننده هوا با پایداری ابعادی بهتر در هنگام عملیات حرارتی نسبت به D2 است و ضربه متوسط ​​را بدون ترک تحمل می‌کند. برای مغازه‌هایی که تولید می‌کنند-تولید متوسط ​​- تقریباً 100,000 تا 1,000,000 قطعه - A2 تعادل اقتصادی بین عملکرد و هزینه فراهم می‌کند. قبل از سخت شدن راحت تر ماشین می شود و پس از آن کمتر اعوجاج می یابد، که باعث کاهش زمان آسیاب نهایی می شود.

S7در انتهای چقرمگی طیف قرار می گیرد. هنگامی که قالب شکل‌دهی سنگین، خمش عمیق یا هر عملیاتی را انجام می‌دهد که در آن بارگذاری ضربه ناگهانی غالب است، S7 انرژی ضربه را بدون شکستگی جذب می‌کند. ایستگاه‌های شکل‌دهی که فولاد ضخیم-سنج یا آلیاژهای با استحکام بالا{4}}را شکل می‌دهند، اغلب S7 را مشخص می‌کنند، زیرا در برابر نوع ترک‌خوردگی که باعث از بین رفتن درجه سخت‌تر و شکننده‌تر می‌شود، مقاومت می‌کند. فداکاری این است که عمر سایش - S7 در شرایط سایشی سریعتر از D2 می‌پوشد و معمولاً نیاز به سنگ‌زنی مجدد بیشتری دارد.

فولاد سریع-M2سختی شدید (تا 65 HRC) را به ارمغان می آورد و لبه برش خود را حتی در دماهای بالا حفظ می کند. برای عملیات سوراخ‌کاری که با سرعت ضربه‌های بالا اجرا می‌شود، یا هنگام برش فولاد پیشرفته-استحکام بالا و سایر مواد ساینده، M2 با اختلاف زیادی از فولادهای کار سرد{4} معمولی دوام می‌آورد. حق بیمه هزینه قابل توجه است، بنابراین M2 تمایل دارد به عنوان یک درج پانچ منفرد ظاهر شود تا بلوک کامل قالب.

DC53یک فولاد کاری سرد اصلاح شده-برای رفع ضعف اصلی D2 است. سختی مشابه (60-62 HRC) با چقرمگی تقریباً دو برابر استاندارد D2، به لطف توزیع کاربید ظریف تر و یکنواخت تر، به دست می آورد. برای مواد{7}}فولاد گیج ضخیم یا مواد با کشش{8} بالا که هم مقاومت در برابر سایش و هم مقاومت در برابر ضربه اهمیت دارند، DC53 شکافی را که D2 و S7 بین آنها باقی می‌گذارند پر می‌کند.

مواد قطعه کار بخش بزرگی از منطق انتخاب را هدایت می کند. مهر زنی مواد نرم مانند آلومینیوم به مقاومت سایشی کمتری نیاز دارد، اما برای جلوگیری از ضربه زدن به سطح عالی نیاز دارد - عملیات مهر زنی فلز آلومینیوم اغلب از فولادهای ابزار A2 صیقلی یا پوشش داده شده به جای D2 خام بهره می برد. مهر زنی فولاد ضد زنگ نقطه مقابل آن است: این ماده ساینده است، کار{4}}به سرعت سفت می شود و گرمای قابل توجهی تولید می کند، که نیاز به فولادهای-کروم یا بالا-با سرعت بالا با پوشش های سطحی مستحکم دارد. فولاد مهر و موم شده ملایم و کم کربن در وسط قرار می گیرد، جایی که D2 اکثریت قریب به اتفاق کارهای خالی کردن و سوراخ کردن را بدون مشکل انجام می دهد.

جایگزین های متالورژی کاربید و پودر

هنگامی که حجم تولید به میلیون ها می رسد، یا زمانی که مواد قطعه کار به ویژه ساینده است، فولادهای ابزار معمولی به محدودیت های عملی خود می رسند. اینجاست که فولادهای کاربید و متالورژی پودر (PM) وارد تصویر می شوند.

درج های کاربید تنگستن مقاومت در برابر سایش را ارائه می دهند که در مقایسه با فولادهای ابزار سنتی در کاربردهای خاص، عمر قالب را 500 تا 1000 درصد افزایش می دهد. آن‌ها در لایه‌برداری خوب، سوراخ‌کردن دقیق مواد ضخیم، و هر ایستگاهی که سوراخ پانچ یا قالب در آن تماس سایشی مداوم را تجربه می‌کند، عالی هستند. شکنندگی کاربید - نمی تواند بارهای جانبی، ناهماهنگی یا ضربه سنگین را تحمل کند. یک درج کاربید در یک ایستگاه با پشتیبانی ضعیف فوراً در جایی که D2 به سادگی می‌پوشد، می‌شکند.

فولادهای متالورژی پودری مانند ASP-60، CPM-10V، و Vanadis 4 Extra فاصله بین فولادهای ابزار معمولی و کاربید را پر می‌کنند. فرآیند تولید PM یک توزیع کاربید بسیار خوب و یکنواخت را در سراسر ماتریس فولاد ایجاد می کند که استخرهای کاربید بزرگ موجود در گریدهای ریخته گری معمولی را حذف می کند. نتیجه ماده ای است که مقاومت سایش نزدیک به کاربید را با چقرمگی بسیار بهتر نسبت به کاربید جامد ترکیب می کند. فولادهای PM اغلب برای ایستگاه های قالب مترقی که فولاد ضد زنگ یا مواد پیشرفته با مقاومت بالا را در حجم تولید بیش از یک میلیون ضربه پردازش می کنند، مشخص می شوند.

برای کاربردهای مهر زنی آلومینیومی که در حجم های بسیار بالا اجرا می شوند، فولادهای PM با سطوح صیقلی و روکش شده، مشکلات سایش و داغ شدن را به طور همزمان حل می کنند. ریزساختار ریز، پولیش آینه را یکنواخت‌تر از D2 می‌گیرد و پوشش‌ها بهتر به بستر صاف‌تر می‌چسبند و سطحی را ایجاد می‌کنند که حتی بدون روانکاری سنگین در برابر برداشتن مواد مقاومت می‌کند.

معاوضه هزینه در مقابل مرگ زندگی

تصور کنید در حال نقل قول از شغلی هستید که به 200000 قطعه آلومینیومی مهر شده در سال نیاز دارد. آیا مشخص کردن درج های M2 و دکمه های کاربید در هر ایستگاه منطقی است؟ احتمالا نه. A2 با پوشش قلع آن حجم و نوع عملیات را با کسری از هزینه مواد و ماشینکاری کنترل می کند.

چارچوب تصمیم گیری به آستانه های حجم تولید می رسد:

• زیر 100000 قطعهفولاد هدف - A2 یا معادل آن-. قالب احتمالاً قبل از اینکه فرسودگی حیاتی شود بازنشسته می‌شود، بنابراین پرداخت برای درجه‌های برتر بودجه را هدر می‌دهد.
• 100000 تا 1000000 قطعه- D2 یا DC53 برای ایستگاه های برش. S7 برای شکل دهی ایستگاه ها. این محدوده حجمی است که در آن انتخاب فولاد ابزار شروع به پرداخت سود در فرکانس آسیاب مجدد کاهش می کند.
• بالای 1000000 قطعهفولادهای M2 یا PM - برای پانچ‌های با سایش بالا-، درج‌های کاربید برای ساینده‌ترین ایستگاه‌ها، و پوشش‌های سطح روی تخته. هزینه اولیه بالاتر از طریق تغییرات قالب کمتر، خرابی کمتر و کیفیت قطعه ثابت تر در کل دوره تولید بازپرداخت می کند.

هزینه نیز به ماشین کاری بستگی دارد. فولادهای سخت تر و آلیاژی بیشتر برای ماشین کاری زمان بیشتری می برد، به زمان سیم گران تر EDM نیاز دارند و کنترل دقیق تری را در طول عملیات حرارتی می طلبند. یک بلوک قالب D2 هزینه تکمیلی بیشتری نسبت به یک بلوک A2 با همان اندازه - دارد، نه فقط از نظر قیمت مواد اولیه، بلکه در هر مرحله تولید پایین دستی. هنگامی که اعوجاج عملیات حرارتی، هزینه سنگ زنی نهایی و خطر ترک خوردگی در طول سخت شدن را در نظر بگیرید، شکاف هزینه واقعی بین گریدها فراتر از فاکتور فولاد به تنهایی افزایش می یابد.

هوشمندانه ترین رویکرد این است که نمرات را در یک قالب ترکیب کنید. از فولادهای ممتاز فقط در مواردی استفاده کنید که سایش یا ضربه آن‌ها را توجیه می‌کند - معمولاً منگنه‌های برش، دکمه‌های قالب و درج‌های شکل‌دهنده - در حالی که سازه نگهدارنده را از صفحه ارزان‌تری مانند AISI 4140 یا 1045 حرارت-که با حرارت 28-32 HRC ساخته می‌شوند، استفاده کنید. این استراتژی هزینه کل ابزار را قابل مدیریت نگه می دارد و در عین حال عملکرد را در جایی که بیشترین اهمیت را دارد متمرکز می کند.

انتخاب فولاد طول عمر بالقوه ابزار را تعیین می کند، اما رسیدن به این پتانسیل به نحوه شکل گیری، سخت شدن و تکمیل آن اجزای فولادی بستگی دارد. فرآیندهای ماشینکاری که فولاد ابزار خام را به هندسه قالب دقیق تبدیل می‌کند - و ترتیبی که در آن اتفاق می‌افتد - تعیین می‌کند که آیا ماده واقعاً عملکردی را که درجه آن وعده می‌دهد ارائه می‌دهد یا خیر.

طراحی قالب با CAD CAM و شبیه سازی

انتخاب فولاد مناسب تنها زمانی ارزشمند است که هندسه قالب واقعاً قطعه خوبی را تولید کند. مرحله طراحی جایی است که قصد خام - یک قسمت تمام شده روی یک نقشه - به مجموعه‌ای از دستورالعمل‌های ماشینکاری تبدیل می‌شود که هر پانچ، بلوک قالب و درج شکل‌دهی را شکل می‌دهد. طراحی قالب مهر زنی مدرن به نرم افزار CAD/CAM و شبیه سازی اجزای محدود متکی است تا این ترجمه را دقیق، قابل پیش بینی و به مراتب کمتر به آزمون-و{5}}خطا در مطبوعات وابسته کند.

تصور کنید که سعی می‌کنید دوازده ایستگاه شکل‌دهنده را در سر خود ترتیب دهید و کشش مواد، فنر-و تداخل بین مشت‌های مجاور را در نظر بگیرید. این مشکلی است که فناوری مهر زنی به صورت دیجیتالی قبل از اینکه یک بلوک فولادی ابزار بر روی دستگاه گیره شود، حل می کند. گردش کار زیر چگونگی حرکت اتاق‌های ابزار حرفه‌ای از هندسه قطعه به مدل‌های قالب آماده-را نشان می‌دهد.

1. تجزیه و تحلیل بخش- مدل قطعه تمام‌شده را وارد کنید و هندسه را برای خطرات شکل‌پذیری ارزیابی کنید: کشش‌های عمیق، شعاع‌های تیز، دیواره‌های نازک، و ویژگی‌های نزدیک به لبه‌ها.
2. برنامه ریزی فرآیند- تصمیم بگیرید که کدام عملیات مورد نیاز است (سوراخ کردن، بریدگی، شکل‌دهی، برش دادن، سکه‌زنی) و آنها را بر اساس محدودیت‌های توالی به دسته‌ها اختصاص دهید.
3. توسعه طرح بندی نوار- جهت قطعه، فاصله گام، نوع حامل و استفاده از مواد را روی نوار سیم پیچ تعیین کنید.
4. توالی ایستگاه- هر عملیات را به یک ایستگاه خاص اختصاص دهید، نیروها را در سرتاسر قالب متعادل کنید و به قوانین قالب‌بندی-قبل-پیش‌بندی احترام بگذارید.
5. جبران خسارت بهار-- هندسه ابزار شکل‌دهی را به گونه‌ای تنظیم کنید که ویژگی‌های شکل بیش از-خم یا بیش از- باشد تا قطعه پس از تخلیه به شکل مورد نظر خود شل شود.
6. تداخل و بررسی حرکت- بررسی کنید که در طول چرخه فشار، هیچ ضربه‌ای، بره‌زن، بالابر یا ویژگی شکل‌گرفته با هم برخورد نکند.
7. شبیه سازی CAE- تجزیه و تحلیل شکل‌پذیری را برای پیش‌بینی نازک شدن، چروک شدن، شکافتن و فنر شدن- قبل از شروع ماشین‌کاری انجام دهید.
8. تکرار طراحی- هندسه و طرح نواری ایستگاه را بر اساس نتایج شبیه‌سازی تا زمانی که همه ایستگاه‌های تشکیل‌دهنده معیارهای پذیرش را نپذیرفتند، اصلاح کنید.
9. نسخه نهایی قالب نهایی- مونتاژ قالب سه بعدی کامل با تلورانس ها، فراخوان مواد و هندسه ماشینکاری آماده CAM- ایجاد کنید.

طرح بندی نوار و توالی ایستگاه

طرح نواری طرحی است که نحوه حرکت مواد سیم پیچ در قالب را دیکته می کند. هر تصمیمی در اینجا - جهت بخشی نسبت به جهت دانه، فاصله گام بین ایستگاه‌ها، عرض حامل و ابعاد پل ضایعاتی - مستقیماً بر استفاده از مواد، تعادل نیرو و کیفیت قطعه در میلیون‌ها چرخه تأثیر می‌گذارد.

یک نکته کاربردی طراحی مهر زنی ورق فلزی: قسمت را طوری جهت دهید که در صورت امکان خم شدن عمود بر جهت غلتش اتفاق بیفتد. خم شدن با دانه خطر بیشتری برای ترک خوردن ایجاد می کند، به خصوص در مواد با استحکام بالا. چرخش قطعه حتی 45 درجه نسبت به جهت تغذیه نوار می تواند شکل پذیری خمشی را به طور قابل توجهی بهبود بخشد، اگرچه ممکن است استفاده از مواد را تا چند درصد کاهش دهد.

توالی ایستگاه از یک منطق کلی پیروی می کند که سوراخ کردن و بریدگی در اوایل - اتفاق می افتد در حالی که نوار هنوز صاف و از نظر ابعادی پایدار است - و به دنبال آن عملیات شکل دهی و خم شدن در ایستگاه های میانی، با برش و برش نهایی در انتها انجام می شود. این ترتیب مانع از ایجاد اعوجاج در سوراخ‌های سوراخ شده قبلی می‌شود و نوار را به اندازه کافی صاف نگه می‌دارد تا خلبانان بتوانند به طور دقیق ثبت شوند.

موازنه نیرو در سراسر ایستگاه ها بیش از آن چیزی است که اکثر مهندسان متوجه می شوند. اگر همه عملیات سنگین در یک طرف قالب جمع شوند، بار مرکزی خارج شده-رام پرس را می پیچد و باعث سایش ناهموار اجزای راهنما می شود. طراحی قالب مهر زنی فلزی خوب، نیروهای برش و شکل دهی را به طور متقارن در اطراف خط مرکزی قالب توزیع می کند، یا ایستگاه های بیکار را برای یکنواخت کردن مسیر بار معرفی می کند.

نرم افزار طراحی قالب مدرن، مانندLogopress DieDesign و پلتفرم های مشابه CAD، بسیاری از کارهای این چیدمان را خودکار می کند. طراحان می‌توانند پیکربندی‌های چندگانه نوار را به صورت دیجیتالی آزمایش کنند، درصد استفاده از مواد را مقایسه کنند، و نحوه رفتار نوار را هنگام تغذیه از طریق ابزار - قبل از اینکه به ترتیب نهایی متعهد شوند، تجسم کنند.

شبیه‌سازی CAE برای شکل‌پذیری و فنر-بازگشت

پیچیده به نظر می رسد؟ این - است و این پیچیدگی دقیقاً به همین دلیل است که شبیه‌سازی CAE در طراحی حرفه‌ای مهر زنی غیرقابل مذاکره-است. تجزیه و تحلیل اجزای محدود پیش‌بینی می‌کند که در هر ایستگاه چه اتفاقی برای ورق فلز می‌افتد: جایی که بیش از حد نازک می‌شود، در آن چین و چروک‌ها در اثر تنش فشاری ایجاد می‌شوند، از کجا شکاف‌ها شروع می‌شوند، و بعد از اینکه ابزارآلات آن را آزاد می‌کند، چقدر قطعه به عقب برمی‌گردد.

پیش‌بینی بهار-به تنهایی سرمایه‌گذاری در شبیه‌سازی را توجیه می‌کند. هنگامی که ورق فلزی خم می شود، بازیابی الاستیک باعث می شود که پس از خارج شدن پانچ، مواد تا حدی خم شوند. مقدار به استحکام مواد، شعاع خمش و ضخامت - بستگی دارد و برای فولادهای پیشرفته-استحکام بالا، انحراف می تواند از چندین درجه بیشتر شود. همانطور کهتحقیق در مورد مدل های سخت شدن سینماتیکینشان داده است که پیش‌بینی دقیق فنر-به داده‌های فشاری{1}}و اندازه‌گیری مدول تخلیه نیاز دارد که فراتر از کارت‌های مواد اولیه است. بدون این داده‌ها، نتایج شبیه‌سازی به‌طور قابل‌توجهی با واقعیت طبقه-فروشگاه تفاوت دارد.

بازده عملی آن قابل توجه است. هر تکرار آزمایشی فیزیکی در قالب پیشرونده می تواند 5000 تا 25000 دلار در زمان پرس، کار اندازه گیری و ماشینکاری مجدد هزینه داشته باشد. تشخیص یک مشکل نازک شدن یا یک وضعیت چروک شدن به صورت دیجیتالی - قبل از اینکه بلوک قالب حتی خشن شود - این تکرارها را حذف می کند. ابزارهای شبیه‌سازی قالب پیشرونده مانند ProgSim به‌عنوان پرس آزمایشی مجازی عمل می‌کنند و نتایج شکل‌پذیری از جمله توسعه خودکار خالی و بهینه‌سازی اجباری پد را در طول چرخه کامل فشار ارائه می‌کنند.

قالب سازان حرفه ای دوست دارندYICHENتجزیه و تحلیل امکان‌سنجی و شبیه‌سازی CAE را مستقیماً در مرحله طراحی ادغام کنید، شکل‌پذیری و جبران‌سازی فنری{0}} را قبل از انجام ماشین‌کاری تأیید کنید. این -گردش کار خدمات کامل - از شبیه‌سازی تا تولید ابزار - نشان‌دهنده آن چیزی است که خوانندگان باید از یک شریک متخصص در هنگام ارزیابی اینکه آیا در خانه بسازند یا پروژه را برون سپاری کنند-به-آزمایش، انتظار داشته باشند.

یکی از بهترین نکات طراحی مهر زنی برای مهندسان تازه کار شبیه سازی: قبل از اجرای یک شبیه سازی کامل افزایشی، با یک-تحلیل امکان سنجی یک مرحله ای شروع کنید. حل‌کننده‌های یک مرحله‌ای-قسمت تمام شده را در عرض چند ثانیه به جای خالی صاف می‌کنند و مناطق مورد توجه را برجسته می‌کنند. اگر نتایج یک مرحله‌ای قابل قبول به نظر می‌رسند، به تحلیل افزایشی محاسباتی سنگین‌تر بروید که هر ایستگاه را به ترتیب مدل‌سازی می‌کند. این رویکرد دو مرحله‌ای، ساعت‌ها در زمان حل‌کننده در بخش‌هایی که به وضوح کار می‌کنند، صرفه‌جویی می‌کند و هندسه مشکل‌ساز را قبل از اینکه چند روز در طراحی دقیق ایستگاه سرمایه‌گذاری کنید، نشان می‌دهد.

از مدل دیجیتال تا برنامه‌های آماده{0}ماشین

هنگامی که شبیه سازی تایید کرد که همه ایستگاه ها نتایج قابل قبولی تولید می کنند، مدل قالب از یک ابزار طراحی به یک سند تولیدی تبدیل می شود. برنامه نویسی CAM هندسه ماشینکاری را مستقیماً از مدل قالب سه بعدی - مسیرهای ابزار CNC برای بلوک های قالب فرز، پروفیل های EDM سیم برای دهانه های پانچ و قالب، و ابعاد سنگ زنی برای مشخصات صافی و موازی استخراج می کند.

این رشته دیجیتال اهمیت دارد زیرا خطاهای تفسیر را از بین می برد. همان مدلی که برای شکل‌پذیری شبیه‌سازی شد، کد G- را تولید می‌کند که فولاد را برش می‌دهد. هیچ مرحله ترجمه دستی وجود ندارد که در آن یک برنامه نویس دوباره-هندسه را از چاپ دو بعدی ایجاد کند. ابعاد، تحمل‌ها و الزامات پرداخت سطح مستقیماً از مدل طراحی معتبر به دستورالعمل‌های ماشین جریان می‌یابد.

یک نمونه اولیه مهر و موم فلزی اجرا می شود - اغلب 50 تا 200 قطعه - معمولاً از اولین ساخت کامل پیروی می کند تا تأیید کند که قطعات فیزیکی با پیش بینی های شبیه سازی مطابقت دارند. اختلاف بین شبیه‌سازی و واقعیت به مدل بازمی‌گردد، پارامترهای مواد و شرایط مرزی برای پروژه‌های آینده را اصلاح می‌کند. با گذشت زمان، این حلقه بازخورد همبستگی بین پیش‌بینی‌های دیجیتالی و نتایج را فشار می‌دهد و هر پروژه متوالی را سریع‌تر و قابل پیش‌بینی‌تر می‌کند.

دقت این ترجمه دیجیتالی-به-به شدت به فرآیندهای ماشینکاری مورد استفاده برای برش، شکل دادن و تکمیل اجزای قالب بستگی دارد. فرز CNC، سیم EDM، و سنگ زنی دقیق هر یک نقش خاصی دارند - و درک اینکه کدام فرآیند با کدام ویژگی انجام می شود توضیح می دهد که چرا ساخت قالب های مدرن نتایجی را ایجاد می کند که روش های دستی هرگز نمی توانستند.

ماشینکاری و ساخت قطعات قالب

یک مدل CAD معتبر و یک بلوک از فولاد ابزار سخت شده در انتهای مخالف یک شکاف تولیدی قرار دارند. بستن این شکاف - تبدیل هندسه دیجیتال به ابزار مهر زنی فیزیکی - به دنباله خاصی از عملیات ماشینکاری نیاز دارد که هر کدام برای بهترین کار انتخاب شده است. هیچ فرآیند واحدی به هر ویژگی رسیدگی نمی کند. فرز CNC حفره ها و پروفیل ها را خشن می کند. Wire EDM دهانه های پانچ و قالب را با دقت میکرو- برش می دهد. سنگ زنی سطح صافی را ارائه می دهد که صفحات را تحت بار موازی نگه می دارد. این فرآیندها با هم، ساخت مهر زنی مدرن را تعریف می کنند و ابزار حرفه ای فلزی و قالب را از بداهه سازی کارگاهی جدا می کنند.

در اینجا توالی ماشینکاری معمولی برای ساخت یک مجموعه قالب کامل آمده است:

1. فرز CNC خشن- مواد حجیم را از بلوک‌های قالب، صفحات پانچ، و مجموعه‌های کفش تا ۰٫۵ تا ۱٫۰ میلی‌متر از ابعاد نهایی بردارید.
2. کاهش دهنده استرس- تنش‌های باقیمانده ماشین‌کاری را قبل از اتمام عملیات کاهش دهید تا از تاب برداشتن در آینده جلوگیری شود.
3. آسیاب CNC نیمه{0}- نمایه‌های حفره، جیب‌ها و ویژگی‌های نصب را به هندسه نهایی نزدیک‌تر کنید و ۰٫۱–۰٫۲ میلی‌متر را برای سنگ‌زنی یا EDM باقی بگذارید.
4. سیم EDM- برش پروفیل پانچ، دهانه قالب، و{1}}تلرانس محکم از طریق-ویژگی ها تا ابعاد نهایی.
5. سینکر EDM- حفره‌های سه بعدی پیچیده، دنده‌ها و ویژگی‌های کوری تشکیل می‌دهند که سیم نمی‌تواند به آنها دسترسی پیدا کند.
6. سنگ زنی سطحی- دستیابی به صافی و موازی بودن روی تمام سطوح جفت گیری (کفش، صفحات پشتی، صفحات استریپر).
7. سنگ زنی جیگ یا سنگ زنی مختصات- سوراخ‌های دقیق را برای پین‌های راهنما، سوراخ‌های رولپلاک و ویژگی‌های مکان‌یابی تکمیل کنید.
8. پولیش و نیمکت کاری- انتقال‌ها را با هم ترکیب کنید، لبه‌های تیز را بشکنید و سطوح تشکیل‌دهنده را به مقادیر Ra مورد نیاز تکمیل کنید.

بلوک ها و صفحات قالب فرز CNC

فرز CNC اکثر حذف مواد را در ساخت ابزار مهر زنی و قالب انجام می دهد. سه -ماشین محور حفره‌های بلوک قالب، برجستگی‌های جیبی و خطوط صفحه را از شمش‌های فولادی ابزار جامد درآورده‌اند. برای سطوح پیچیده شکل دهی سه بعدی - پانچ ها، درایورهای بادامک و درج قالب های کانتور را بکشید - فرز پنج-محور به زیر برش ها و زوایای مرکب در یک راه اندازی می رسد و چندین فیکسچر و خطاهای تراز ناشی از آنها را حذف می کند.

آنچه که فرز CNC را برای ابزارهای مهر زنی فلز ضروری می کند تکرارپذیری است. یک مسیر ابزار برنامه ریزی شده هندسه یکسانی را روی هر بلوک قالبی که لمس می کند - ایجاد می کند، خواه یک حفره یا بیست درج جایگزین در طول عمر ابزار برش دهید. با توجه بهمنابع ماشینکاری Xometryفرز صنعتی معمولی CNC بسته به قابلیت دستگاه و شرایط راه اندازی، تحمل 0.01± تا 0.05± میلی متر را بدست می آورد. برای قطعات قالب، مغازه ها به طور معمول 0.02 ± میلی متر را روی پروفیل های آسیاب شده نگه می دارند و ویژگی های محکم تری برای EDM باقی مانده است.

نرخ خوراک و استراتژی های برش به شدت بین خشن کردن و تکمیل متفاوت است. خشن کردن، سرعت حذف مواد را - بالا-آسیابهای رویه خوراک و مسیرهای ابزار تروکوئیدی در حین مدیریت گرما و بار ابزار به سرعت پاکسازی می‌کنند. در پاس‌های پایانی از برش‌های توپ کوچک‌تر-انتها یا گوشه-در گام‌های کاهش یافته-برای دستیابی به ارتفاع گوش ماهی زیر 5 میکرون در سطوح شکل‌دهی استفاده می‌شود. سطح باقیمانده از آسیاب نهایی اغلب مستقیماً به پولیش برای ایستگاه های شکل دهی یا سنگ زنی برای سطوح مرجع تخت می رود.

سیم EDM برای پروفیل های پانچ و قالب

وقتی تلورانس‌ها به کمتر از حدی می‌رسند که فرز می‌تواند - را به طور قابل اعتماد نگه دارد، معمولاً کمتر از 0.01 ± میلی‌متر - سیم EDM می‌گیرد. این فرآیند از یک سیم برنجی نازک (معمولاً با قطر 0.20 تا 0.25 میلی متر) به عنوان الکترود استفاده می کند که فولاد سخت شده را با تخلیه الکتریکی به جای نیروی مکانیکی برش می دهد. از آنجا که هیچ تماس فیزیکی بین ابزار و قطعه کار وجود ندارد، سیم EDM نیروی برش صفر و در نتیجه انحراف یا اعوجاج صفر را وارد می کند.

در برنامه‌های مهر زنی ابزار و قالب، سیم EDM ویژگی‌هایی را که کیفیت قطعه را تعریف می‌کنند، کنترل می‌کند: دهانه دکمه‌های قالب، پروفیل‌های نوک پانچ، و مخروطی‌های خلاص. این فرآیند از طریق فولاد کاملاً سخت شده (60+ HRC) به آسانی به اندازه مواد آنیل شده - برش می‌دهد، یک مزیت حیاتی است زیرا بسیاری از اجزای قالب پس از عملیات حرارتی هنگامی که برش‌های معمولی مشکل دارند، ماشین‌کاری می‌شوند.

Wire EDM به تحمل 0.005 ± میلی‌متر در برش‌های پروفیل دست می‌یابد، با روکش‌های سطحی که پس از گذراندن چندبار اسکیم به Ra 0.2 میکرومتر می‌رسد. مقایسه ای از راهنمای EDM RapidDirect اشاره می کند که EDM سیم می تواند دقتی در حدود 0.0001 اینچ (تقریباً 0.0025 میلی متر) حفظ کند، و آن را به گزینه ای برای ویژگی هایی تبدیل می کند که در آن فاصله پانچ{5} تا-در عرض چند میکرون در هر طرف باشد.

Sinker EDM با کنترل ویژگی‌هایی که سیم نمی‌تواند به - حفره‌های کور، فرم‌های پیچیده سه‌بعدی و گوشه‌های داخلی با شعاع کوچک‌تر از قطر سیم دسترسی پیدا کند، EDM سیم را تکمیل می‌کند. در ماشینکاری مهر زنی، سینکر EDM اغلب در شکل دهی درج هایی با سطوح منحنی مرکب-یا در ایستگاه های سکه سازی که در آنها یک الکترود سه بعدی{4} باید هندسه دقیق را در فولاد سخت شده تکرار کند، ظاهر می شود. مبادله سرعت است: سینک EDM به طور قابل توجهی کندتر از سیم کار می کند و به یک الکترود سفارشی (معمولاً از گرافیت یا مس ماشینکاری شده) برای هر حفره منحصر به فرد نیاز دارد.

سنگ زنی تا تحمل نهایی

هر صفحه در قالب مهر زنی - کفش فوقانی، کفشک پایینی، صفحه پشتی، صفحه استریپر - باید تا حدی صاف و موازی باشد که فرز به تنهایی نمی تواند تضمین کند. سنگ زنی سطح، چند صدم میلی متر آخر را از این سطوح حذف می کند، و به تحمل صافی به اندازه 0.005 میلی متر در سراسر یک صفحه کامل و موازی در 0.01 میلی متر بین سطوح مقابل دست می یابد. همانطور کهیادداشت های AB Precision Grinding، حفظ این تحمل‌های هندسی به آسیاب‌های کنترل‌شده CNC با دقت کمتر-میکرون و پانسمان چرخ‌های منظم برای حفظ ثبات ابعادی نیاز دارد.

الزامات پرداخت سطح بسته به عملکرد متفاوت است. دهانه های قالب و سطوح شکل دهی - که در آن ورق های فلزی تحت فشار - لغزنده می شوند، نیاز به پرداخت های ظریفی در محدوده Ra 0.2 تا 0.8 میکرومتر دارند تا کشش را کاهش دهند، از گند زدگی و به حداقل رساندن برداشت مواد قطعه کار جلوگیری کنند. سطوح غیر کاربردی مانند لنت های نصب و جیب های فنر فقط به صافی مرجع نیاز دارند و می توانند مقادیر Ra 1.6 میکرومتر یا زبرتر را تحمل کنند.

سنگ زنی جیگ حفره های دقیقی را که پین ​​های راهنما، رولپلاک ها و ویژگی های تراز را قرار می دهند، کنترل می کند. این سوراخ‌ها باید دقت موقعیت را در 0.005 میلی‌متر و گرد بودن را در 0.002 میلی‌متر حفظ کنند تا از هم‌ترازی قابل تکرار-تا-در میلیون‌ها ضربه فشار اطمینان حاصل شود. ماشین‌های سنگ‌زنی مختصات، مسیرهای دایره‌ای را با چرخ‌های الماسی یا CBN درون‌یابی می‌کنند و هندسه حفره‌ای را ایجاد می‌کنند که- پین‌ها و بوش‌ها را بدون فاصله یا تکان فشار می‌دهد.

تکیه بر ماشینکاری صنعتی مهر زنی فلزات - CNC، EDM، و سنگ زنی دقیق - چیزی است که ساخت قالب حرفه ای را از رویکردهای ساده متمایز می کند. اتصال دستی با فایل‌ها و سنگ‌های دستی ممکن است یک نمونه اولیه قابل اجرا ایجاد کند، اما نمی‌تواند دقت هندسی یا قوام سطحی را که تولید بر اساس نیاز تولید می‌شود، ارائه دهد. یک فروشگاه ابزار فلزی و قالب حرفه ای این فرآیندها را ترتیب می دهد به طوری که هر عملیات بر اساس دقت قبلی انجام می شود و به قطعاتی می رسد که با حداقل تنظیم دست جمع می شوند.

ماشینکاری هر جزء را به شکل نهایی خود می رساند، اما فولاد هنوز برای بسیاری از این کارها در حالت نسبتا نرم است. آنچه بعداً اتفاق می‌افتد، - سخت‌سازی، تلطیف و عملیات سطحی - این هندسه را برای همیشه قفل می‌کند و تعیین می‌کند که وقتی قالب شروع به جذب ضربه‌های مکرر مهر زنی تولید می‌کند، چقدر در برابر سایش مقاومت می‌کند.

عملیات حرارتی و مراحل تکمیل سطح

اجزای قالب ماشینکاری شده به نظر کامل می رسند - پروفیل ها بریده شده اند، سطوح آسیاب شده اند، سوراخ ها قرار دارند - اما فولاد در این مرحله هنوز نسبتاً نرم است. اکثر فولادهای ابزار در شرایط آنیل شده در حدود 20 HRC ارسال می شوند که برش آسان است اما به اندازه کافی سخت نیست که بتواند از مهر زنی تولید جان سالم به در ببرد. عملیات حرارتی این شکاف را پل می کند و فریت نرم را به ساختار مارتنزیت سخت تبدیل می کند که در برابر سایش، تغییر شکل و خستگی در میلیون ها چرخه پرس مقاومت می کند. با توجه بهابزار شرقی و مهر زنی، عملیات حرارتی معمولاً کمتر از 10٪ از هزینه کل ابزار را به خود اختصاص می دهد ، اما ممکن است تنها مهم ترین عامل در تعیین عملکرد آن باشد.

روند بخشش نیست. از یک قدم بگذرید، خنک‌سازی را تسریع کنید، یا دمای حرارتی نامناسبی را انتخاب کنید، و در نهایت با مشت‌های ترک خورده، بلوک‌های قالب تاب‌دار، یا قالب‌های فولادی مهر زنی مواجه می‌شوید که در کسری از عمر مورد انتظار خود فرسوده می‌شوند. در اینجا نحوه عملکرد هر فاز و اینکه چرا مهر زنی با قالب دقیق نیاز به کنترل دقیق در هر مرحله دارد.

توالی سخت شدن و تمپرینگ برای فولاد ابزار

فولاد ابزار عملیات حرارتی از یک ترتیب ثابت پیروی می کند: پیش گرم کردن، آستنیته کردن، خاموش کردن، و تمپر کردن. هر مرحله یک تغییر متالورژیکی خاص را ایجاد می کند که مرحله بعدی به آن بستگی دارد.

پیش گرم کردنفولاد را به تدریج به دمای متوسط ​​- معمولاً 1200 تا 1250 درجه فارنهایت (649 تا 677 درجه) برای D2 - قبل از رمپ نهایی تا دمای سخت شدن می رساند. فولادهای ابزار رسانایی حرارتی پایینی دارند، بنابراین پرش مستقیم به 1850 درجه فارنهایت خطر شوک حرارتی را به همراه دارد. اگر سطح خیلی سریعتر از هسته گرم شود، استرس داخلی ایجاد می شود تا زمانی که قطعه ترک بخورد. پیش گرم کردن سطح مقطع را{10}}یکسان می کند و اجازه می دهد تبدیل به آستنیت به طور یکنواخت انجام شود.

آستنیته کردنکاربیدهای آلیاژی را در ماتریس فولاد حل می کند. برای D2، محدوده معمولی 1795 تا 1875 درجه فارنهایت (980 تا 1025 درجه) با زمان خیساندن 45 تا 60 دقیقه در هر اینچ ضخامت است. دمای خیلی پایین باعث می شود که کاربیدها حل نشده و سختی آنها کم شود. بیش از حد بالا باعث درشت شدن دانه و آستنیت ماندگار بیش از حد می شود.

خاموش کردنآستنیت را به سرعت خنک می کند تا مارتنزیت تشکیل شود. D2 و A2 فولادهای سخت‌کننده هوا هستند- خنک‌کردن هوای کنترل‌شده یا خاموش کردن گاز کافی است و اعوجاج کمتری نسبت به کوئنچ روغن یا آب ایجاد می‌کند. گریدهای آلیاژی پایین‌تر مانند S7 ممکن است به خنک‌سازی تهاجمی‌تری نیاز داشته باشند. فولاد باید قبل از شروع تلطیف به دمای 125 تا 150 درجه فارنهایت برسد.

معتدل کردناسترس داخلی شدید مارتنزیت تازه تشکیل شده را از بین می برد. همانطور که-D2 خاموش شده می تواند به 64 HRC برسد اما به طرز خطرناکی شکننده است. تمپر مضاعف در 900 تا 960 درجه فارنهایت (480 تا 515 درجه) سختی را به 58 تا 60 HRC عملی می‌رساند در حالی که چقرمگی و ثبات ابعادی را بهبود می‌بخشد. تمپر سه گانه برای درجات آلیاژی{12}بالا یا زمانی که حداکثر کنترل آستنیت حفظ شده ضروری است توصیه می‌شود - D2 در برنامه‌های مهر زنی با قالب دقیق اغلب سه چرخه حرارتی دریافت می‌کند زیرا محتوای کروم بالای آن آستنیت باقی‌مانده را به دام می‌اندازد که فقط در خنک‌سازی بعدی تبدیل می‌شود. هر چرخه باید قبل از شروع مزاج بعدی شامل خنک شدن کامل تا دمای اتاق باشد.

A2 رفتار متفاوتی دارد. محتوای آلیاژ کمتر آن به معنای آستنیت کمتر پس از کوئنچ است که به تغییر اندازه قابل پیش بینی تر و پایداری ابعادی بهتر از D2 ترجمه می شود. برای مغازه‌هایی که نیاز به کنترل هندسی دقیق دارند بدون اینکه{3}}غافل‌گیری‌های سخت شونده، A2 انتخاب مطمئن‌تری است - که به مداخلات برودتی تهاجمی کمتری نیاز دارد و به خوبی به تلطیف دوگانه استاندارد پاسخ می‌دهد.

مدیریت تغییر ابعاد پس از عملیات حرارتی

هر فولاد ابزاری در طول سخت شدن رشد می کند. تبدیل ساختاری از آستنیت به مارتنزیت شامل افزایش حجم - معمولاً 0.0005 تا 0.002 اینچ در هر اینچ از طول اصلی است، بسته به درجه، دمای آستنیته و روش کوئنچ. به همین دلیل است که سنگ زنی نهایی پس از عملیات حرارتی اتفاق می افتد، نه قبل از آن. آسیاب کردن یک قطعه تا تحمل نهایی در حالت نرم و سپس سخت شدن آن تضمین می کند که قطعه در هنگام بیرون آمدن از کوره بزرگ شده و دچار اعوجاج می شود.

توالی کار عملی ماشین‌کاری و عملیات حرارتی را به این صورت انجام می‌دهد: ماشین خشن در حالت بازپخت، تنش‌زدایی، نیمه{0}}دستگاه سنگ زنی باقی می‌ماند (معمولاً 0.1 تا 0.25 میلی‌متر در هر سطح)، سخت شدن و تمپر کردن، سپس آسیاب کردن تا ابعاد نهایی تمام می‌شود. این ترتیب تضمین می‌کند که هر تحمل بحرانی - اندازه دهانه قالب، پروفیل پانچ، صافی، موازی بودن - در قسمت سخت شده جایی که در خدمت باقی می‌ماند برقرار می‌شود.

درمان برودتی ابزار دیگری برای کنترل آستنیت باقی مانده اضافه می کند. خنک کردن فولاد سخت شده تا حدود 196- درجه، آستنیت باقیمانده را مجبور به تغییر شکل می کند، که ثبات ابعادی را در سرویس بهبود می بخشد و از رشد غیرمنتظره در طول زمان جلوگیری می کند. برای قالب‌های مهر زنی فلزی با دقت بالا که باید در طول سال‌های تولید دارای تلورانس باشند، عملیات برودتی بین چرخه‌های حرارتی، خطر جابه‌جایی تدریجی اندازه را کاهش می‌دهد که فاصله‌ها را از مشخصات خارج می‌کند.

ترک ناشی از طراحی{0}}یک خطر دیگر است. گوشه های داخلی تیز، سوراخ های کور، و تغییرات ناگهانی بخش، تنش حرارتی را در حین خاموش کردن متمرکز می کند. مهندسان ابزار باید اجزای قالب را با در نظر گرفتن عملیات حرارتی طراحی کنند - افزودن شعاع های سخاوتمندانه، اجتناب از انتقال شدید ضخامت، و ویژگی های جهت دهی برای ترویج خنک سازی یکنواخت.

پوشش های سطحی که عمر قالب را افزایش می دهند

فولاد ابزار کار شده با حرارت-پایه سختی را فراهم می‌کند، اما پوشش‌های سطحی یک لایه نهایی حفاظتی را اضافه می‌کنند که به طور چشمگیری عمر مفید را افزایش می‌دهد، به‌ویژه برای مهر زنی مواد ابزار که در مقابل فلزات مستعد ساینده یا چسبندگی{2}} قرار دارند. الفمطالعه منتشر شده در Micromachinesنشان داد که پوشش TiAlN PVD روی قالب‌های مهر زنی D2 فواصل بازسازی را از 80000 سیکل به 500000 چرخه تخمینی افزایش داد - افزایش طول عمر بیش از 500%.

انتخاب پوشش به مواد قطعه کار و مکانیسم سایش غالب بستگی دارد:

• قلع (نیترید تیتانیوم)- پوشش همه منظوره- برای مهر زنی فولاد کربنی و عملیات مهر زنی فولاد نورد سرد. سختی حدود 2300 HV. سایش چسب را کاهش می دهد و سطح طلایی با اصطکاک کم- را فراهم می کند. بهترین برای پر کردن و سوراخ کردن فولاد نرم در حجم های متوسط ​​است.
• TiCN (کربونیترید تیتانیوم)- سختی بالاتر از TiN (تقریباً 3000 HV) با مقاومت سایشی بهتر. در مواردی که سایش لغزشی غالب است، برای مهر زنی ضد زنگ و مواد قطعه کار با استحکام بالاتر- مناسب است.
• TiAlN (نیترید آلومینیوم تیتانیوم)- عملکرد عالی در دماهای بالا به دلیل تشکیل اکسید آلومینیوم روی سطح در حین استفاده. مطالعه PVD که در بالا ذکر شد ضریب اصطکاک فقط 0.18 را برای TiAlN در مقابل 0.74 برای فولاد بدون پوشش در برابر قلع اندازه گیری کرد. ایده آل برای-عملیات با سرعت بالا و مهر زنی فلز از جنس استنلس استیل که در آن تجمع گرما سایش را تسریع می کند.
• نیتریدینگ- یک فرآیند انتشار که لایه سطحی را به 65-70 HRC بدون افزودن یک پوشش مجزا سخت می‌کند. یک کیس سخت به عمق 0.1 تا 0.3 میلی متر ایجاد می کند. برای شکل‌دهی و خم کردن ایستگاه‌هایی که چسبندگی پوشش تحت بارگذاری تغییر شکل یک نگرانی است، به خوبی کار می‌کند.
• آبکاری کروم سخت- اصطکاک کم و ویژگی‌های آزادسازی عالی، کروم را برای کشیدن قالب‌ها که در آن ورق فلز باید به آرامی روی شعاع‌های بزرگ بلغزد، ایده‌آل می‌کند. معمولا برای مهر زنی ضد زنگ و عملیات کشش آلومینیوم مشخص می شود.

یکی از جزئیات مهندسی که مغازه‌های با تجربه کمتر را جذب می‌کند: دمای حرارت فولاد پایه باید از دمای رسوب پوشش بیشتر شود. پوشش های PVD در حدود 400 تا 500 درجه رسوب می کنند. اگر قالب کمتر از آن محدوده تمپر شده باشد، خود فرآیند پوشش باعث می‌شود-سطح را بیش از حد نرم کند، آن را نرم کند و سختی را که برای رسیدن به آن سخت تلاش کرده‌اید از بین ببرد. برای D2 double-در دمای 480 تا 515 درجه حرارت داده شده، دمای رسوب استاندارد PVD سازگار است - اما این باید قبل از ارسال قطعات به روکش تأیید شود.

عملیات سطحی آخرین مرحله قبل از مونتاژ است. با در دست داشتن اجزای سخت شده، آسیاب شده و روکش شده، قالب آماده است تا برای اولین بار آزمایشی خود روی پرس - به هم بچسبد، جایی که اثبات واقعی هر انتخاب ماده، هر تحمل، و هر تصمیم عملیات حرارتی خود را در کیفیت قطعات مهر شده ای که تولید می کند نشان می دهد.

Die Tryout و عیب یابی پس از مونتاژ

هر فرض طراحی، انتخاب مواد، و تحمل ماشینکاری در لحظه بسته شدن یک قالب در داخل دستگاه مهر زنی برای اولین بار آزمایش می شود. آزمایش جایی است که تئوری با فلز - روبرو می‌شود و مشکلاتی که هیچ شبیه‌سازی به طور کامل پیش‌بینی نشده است، خود را به شکل بریدگی‌ها، شکاف‌ها، چروک‌ها، یا قطعاتی که از حفظ ابعاد خودداری می‌کنند نشان می‌دهد. همچنین این مرحله معمولاً در ادبیات ساخت قالب نادیده گرفته می‌شود، علی‌رغم اینکه گران‌ترین و حساس‌ترین مرحله{4}}هر پروژه ابزارسازی است.

پرس مهر زنی در حین آزمایش چگونه کار می کند؟ به همان روشی که در تولید کار می‌کند - قوچ پایین می‌آید، قالب بالایی به پایین بسته می‌شود، نیرو وارد می‌شود و ماده تغییر شکل می‌دهد یا برش می‌دهد - اما با سرعت کاهش یافته و با مشاهده دقیق بین هر ضربه. هدف این است که قالب را از "اولین تماس" به "تولید{3}}آماده" با کمترین تکرار ممکن برسانیم.

راه اندازی قالب برای اولین بار آزمایشی

قبل از اینکه چرخه مطبوعات حتی یک بار انجام شود، تنظیم تعیین می کند که آیا آزمایش به آرامی پیش می رود یا از همان ابتدا با مشکلات هم ترازی مقابله می کند. در اینجا دنباله ای است که ابزارسازان مجرب هنگام بارگذاری قالب بر روی پرس مهر زنی قالب برای اجرای اولیه آن دنبال می کنند:

1. انتخاب مطبوعات و تأیید تناژ- تأیید کنید که پرس دارای تناژ کافی (معمولاً 20 تا 30 درصد بیشتر از نیروی برش و شکل‌دهی محاسبه‌شده)، ارتفاع بسته کافی، و سطح بستری است که از ردپای کامل قالب بدون برآمدگی پشتیبانی می‌کند.
2. بارگیری قالب و گیره- قالب را با استفاده از جرثقیل یا تکیه گاه روی تخت فشار دهید، آن را زیر قوچ وسط قرار دهید و کفش پایینی را محکم بچسبانید. کفش فوقانی را با پیچ و مهره های T- یا گیره های هیدرولیک به قوچ بچسبانید.
3. تنظیم ارتفاع بسته- ارتفاع بسته شدن فشار را طوری تنظیم کنید که قالب به موقعیت طراحی شده خود بدون پایین آمدن بسته شود. برای اطمینان از بسته شدن یکنواخت، از سنج های حسگر یا نشانگرهای صفحه بین کفش های بالا و پایین در هر چهار گوشه استفاده کنید.
4. بررسی شیمینگ و تراز- یک ماده نرم مانند استاک برنجی را بین صفحات پانچ و منافذ قالب قرار دهید، سپس فشار را با یک حرکت آهسته فشار دهید. الگوی برداشت نشان می دهد که آیا تراز یکنواخت یا اریب است. برداشت‌های ناهموار نشان می‌دهد که قالب نیاز به تاب دادن به زیر یک طرف دارد یا اینکه بارگذاری اولیه پین ​​راهنما نیاز به تنظیم دارد.
5. راه اندازی سیستم تغذیه- برای قالب های پیشرونده، استوک سیم پیچ را از طریق فیدر عبور دهید و زمان انتشار پایلوت، طول تغذیه و کنترل حلقه را تنظیم کنید. بررسی کنید که خلبان ها بدون کشیدن یا خم کردن نوار به طور تمیز درگیر شوند.
6. ابتدا با سرعت کم ضربه بزنید- فشار را در حالت تک ضربه ای- با تناژ کمتر اجرا کنید. قبل از شروع ضربه های متوالی، قطعه اول را به صورت بصری بررسی کنید.

مرحله شیمینگ سزاوار توجه بیشتری است. حتی با وجود-کفش‌های قالب زمینی دقیق و پایه‌های راهنما که روی میکرون نگه داشته می‌شوند، خود پرس متغیرهایی را معرفی می‌کند - موازی‌سازی قوچ، انحراف تقویت‌کننده تحت بار، و رشد حرارتی در هنگام گرم کردن-همگی به انحراف هم‌ترازی کمک می‌کنند. شیمینگ تلورانس‌های ترکیبی- پرس و قالب را جبران می‌کند که هیچ مقداری از مونتاژ نیمکت نمی‌تواند آنها را از بین ببرد.

اندازه گیری و ارزیابی قطعات مهر شده

پس از چند ضربه اول قطعات قابل مشاهده تولید شد، اندازه گیری بلافاصله شروع می شود. شما در این مرحله به دنبال کمال نیستید - شما در حال شناسایی این هستید که کدام ایستگاه ها به درستی کار می کنند و کدامیک نیاز به تنظیم دارند. یک ارزیابی سیستماتیک، مشکلات را زودتر از آن‌که در ایستگاه‌های بعدی ترکیب کنند، تشخیص می‌دهد.

برای هر قطعه مهر شده فلزی که از پرس آزمایشی خارج می شود، با این معیارها ارزیابی کنید:

• ارتفاع گود- با میکرومتر یا مقایسه‌کننده نوری اندازه‌گیری کنید. ارتفاع سوراخ قابل قبول برای اکثر کاربردها کمتر از 10% ضخامت مواد است. برزهایی که از این آستانه فراتر رفته اند نشان دهنده مسائل مربوط به تراز یا تراز است.
• دقت ابعادی- موقعیت سوراخ‌ها، فواصل لبه‌ها، زوایای خمش و نمایه کلی را در برابر چاپ قطعه با استفاده از CMM، ارتفاع سنج یا سیستم‌های اندازه‌گیری نوری بررسی کنید.
• وضعیت سطح- از نظر نمره گذاری، ضربه زدن، نشانه های قالب یا برداشت مواد روی سطوح شکل گرفته بررسی کنید. اینها مشکلات روانکاری یا سطح ناکافی سطح قالب را نشان می دهد.
• انحراف بهار-به عقب- زوایای خمش را اندازه بگیرید و با اسمی مقایسه کنید. اندازه و جهت انحراف را ثبت کنید تا تعیین کنید که چقدر اصلاح خمیدگی لازم است.
• نازک شدن مواد- برای عملیات کشش و کشش، ضخامت دیوار را در نقاط بحرانی اندازه گیری کنید. نازک شدن بیش از 20 تا 25 درصد ضخامت اصلی، خطر انشعاب در تولید را نشان می دهد.
• صافی و پیچش- قطعات را روی یک صفحه سطح قرار دهید تا از وجود کمان، پیچش یا روغن{1}}کنسرو که پس از خروج قطعه از قالب ایجاد می‌شود، بررسی کنید.

سازندگان باتجربه قالب پنج تا ده قسمت متوالی را اجرا می کنند و اندازه گیری ها را در سراسر مجموعه مقایسه می کنند. ممکن است یک قطعه به طور تصادفی قابل قبول به نظر برسد، اما تغییر در طول یک دوره کوتاه ناپایداری را نشان می‌دهد - یک ایستگاه شکل‌دهی که جابه‌جا می‌شود، یک خلبان که به‌طور مداوم مکان‌یابی نمی‌کند، یا یک نواربرقی که به‌طور ناهموار آزاد می‌شود.

مهر زنی با فشار در سرعت تولید، متغیرهای دیگری را معرفی می کند که{0}}آزمایش با سرعت پایین نمی تواند تکرار شود. انبساط حرارتی، انحراف دینامیکی و رفتار تغذیه نواری همه با سرعت کامل تغییر می کنند. بیشتر برنامه‌های آزمایشی شامل یک رمپ سرعت تدریجی - است که از 10-20 ضربه در دقیقه در طول ضربه‌های اولیه شروع می‌شود، تا 50٪، سپس 75٪ افزایش می‌یابد و در نهایت سرعت کامل تولید - با نقاط بازرسی اندازه‌گیری در هر مرحله.

عیب یابی مشکلات رایج قالب

حتی قالب‌های خوب طراحی‌شده به ندرت در اولین ضربه قطعات کاملی تولید می‌کنند. Tryout اساساً یک تمرین عیب‌یابی است، و دانستن رابطه بین علائم و علل ریشه‌ای، روزهای آزمایش-و-خطا را نجات می‌دهد. جدول زیر متداول‌ترین مسائلی را که در طول آزمایش چاپ تمبر با آن مواجه می‌شوید و اصلاحاتی که آنها را حل می‌کنند، پوشش می‌دهد.

کشیدن حلزون، همانطور که در ذکر شدپوشش فابریکاتور مشکلات برش، یکی از مسائلی است که در عملیات پیرسینگ مطرح می شود. هنگامی که یک اسلگ با پانچ به سمت بالا حرکت می کند، می تواند روی سطح نوار فرود بیاید و به قسمت بعدی کوبیده شود - ایجاد یک نقص برجسته که قطعه را خراب می کند و به طور بالقوه به قالب آسیب می رساند. این اصلاح اغلب شامل اصلاح هندسه دکمه قالب می‌شود: جایگزین کردن دکمه‌های پله- با ماتریس‌های مخروطی که کنترل راز مثبت را حفظ می‌کنند، یا افزودن برش زاویه‌ای به صفحه پانچ برای شکستن خلاء.

هر تصحیح در طول آزمایش باید همراه با داده های اندازه گیری که باعث آن شده است، مستند شود. این رکورد بعداً - هم برای بازتولید تنظیمات پس از تعمیر و هم برای اصلاح طراحی قالب‌های آینده با مواد و هندسه‌های مشابه ارزشمند می‌شود.

برنامه های نگهداری و سنگ زنی مجدد

آزمایش زمانی به پایان می رسد که قالب به طور مداوم قطعاتی را با سرعت تولید مطابق با مشخصات تولید کند. اما کار به همین جا ختم نمی شود. یک ماشین مهر زنی که با سرعت 100 تا 400 ضربه در دقیقه کار می کند، قالب را در معرض بارگذاری چرخه ای بی امان قرار می دهد و حتی سخت ترین فولادهای ابزار در طول زمان تخریب می شوند. ایجاد یک آهنگ تعمیر و نگهداری قبل از شروع تولید - به جای واکنش به خرابی های کیفی - چیزی است که مغازه هایی را که به عمر مورد نظر رسیده اند از مغازه هایی که با خرابی های برنامه ریزی نشده ثابت مبارزه می کنند جدا می کند.

یک برنامه تعمیر و نگهداری عملی از ساختاری چند لایه بر اساس تعداد ضربه های تولید و شاخص های کیفیت قابل اندازه گیری پیروی می کند:

• هر شیفت- بازرسی بصری برای پانچ های ترک خورده یا شکسته، تجمع تراشه در دهانه قالب، تأیید روغن کاری، و پاکسازی مسیر ضایعات. این بررسی‌های سریع چند دقیقه طول می‌کشد و خرابی‌ها را قبل از آبشار پیدا می‌کنند.
• هر 50000 تا 100000 سکته مغزی- ارتفاع سوراخ‌ها را اندازه‌گیری کنید، فاصله راهنما را بررسی کنید، وضعیت صفحه استریپر را بررسی کنید، و نیروی فنر را تأیید کنید. اگر ارتفاع سوراخ‌ها از حد مشخص شده بیشتر شد، دوباره سنگ‌زنی را برنامه‌ریزی کنید.
• هر 100000 تا 300000 سکته مغزی- خدمات کامل شامل سنگ زنی مجدد همه لبه های برش، تعویض فنرهای فرسوده، بررسی صافی صفحه، و تأیید تراز قالب با نشانگرها. برای خطوط-با حجم بالا یا هنگام پردازش مواد با سختی بالا، این فاصله را کوتاه کنید.
• در 70-80 درصد از عمر مرگ مورد انتظار- تعمیرات اساسی پیشگیرانه. تخریب کامل، بررسی ابعادی همه اجزای سایش، تعویض بوشینگ های راهنما، و ارزیابی اینکه آیا ایستگاه های حیاتی نیاز به تعویض درج یا تجدید پوشش دارند یا خیر.

خرد کردن مجدد سزاوار توجه ویژه است زیرا مستقیماً بر مدت زمان استفاده از قالب تأثیر می گذارد. هر بار که یک لبه برش از حد آستانه قابل قبول فرز مات می شود، یک آسیاب سطحی یک لایه نازک - معمولاً 0.05 تا 0.15 میلی متر - را از سطح پانچ و سطح قالب جدا می کند تا وضوح را بازیابی کند. بلوک قالب و پانچ باید به طور مساوی آسیاب شوند تا ارتفاع بسته مناسب حفظ شود و برای جبران مواد برداشته شده باید زیر پانچ شیلنگ اضافه شود.

یک جان چند بار می تواند تحمل کند؟ این بستگی به طرح اصلی دارد. بیشتر قالب‌ها شامل یک کمک هزینه طول عمر قالب - اضافه بر ارتفاع مواد هستند که در پانچ‌ها و بلوک‌های قالب مخصوصاً برای تطبیق با سنگ‌زنی مجدد تعبیه شده است. مقدار مجاز معمولی از 3 تا 6 میلی متر در مجموع است که به 20 تا 60 چرخه سنگ زنی مجدد قبل از رسیدن ابزار به حد مجاز خود و نیاز به تعویض درج یا بازسازی کامل تبدیل می شود.

نظارت بر شاخص‌های کیفیت مانند ارتفاع سوراخ، پهنای باند برشی، و روند نیرو (افزایش بار فشار اغلب سیگنال‌های کدر شدن را نشان می‌دهد) به‌جای تکیه بر برنامه‌های تقویم دلخواه، محرک‌های داده‌ای{0}}برای تعمیر و نگهداری فراهم می‌کند. نمودارهای SPC که ابعاد حیاتی را در طول دوره‌های تولید ردیابی می‌کنند، جابجایی تدریجی را مدت‌ها قبل از خارج شدن قطعات از تحمل نشان می‌دهند - به شما زمان می‌دهد تا در طول زمان از کار افتادگی برنامه‌ریزی‌شده، تعمیر و نگهداری را برنامه‌ریزی کنید تا اینکه پس از یک فرار کیفی درهم و برهم بزنید.

قالبی که آزمایش را با موفقیت انجام می دهد و با یک برنامه تعمیر و نگهداری تعریف شده وارد تولید می شود، قالبی است که برای رسیدن به عمر طراحی کامل خود قرار می گیرد. اما هر سازمانی ظرفیت مطبوعات، تجهیزات اتاق ابزار یا پرسنل باتجربه برای مدیریت کل این فرآیند را در داخل ندارد - که یک سوال عملی در مورد اینکه چه زمانی منطقی است که در خانه-در مقابل همکاری با متخصصی که چرخه عمر کامل را از امکان‌سنجی از طریق پشتیبانی تولید مدیریت می‌کند، ایجاد شود.

تصمیم گیری در مورد ساخت یا شریک برای مهر زنی

بخش‌های قبلی هر مرحله از طراحی قالب مهر زنی -، ماشین‌کاری، عملیات حرارتی و آزمایش را پوشش می‌دهد. تکمیل همه این مراحل در خانه نیاز به ترکیب خاصی از تجهیزات، تخصص و پهنای باند دارد که هر سازمانی از آن برخوردار نیست. تصمیم ساخت-یا-خرید به تنهایی مربوط به قابلیت نیست. این در مورد این است که آیا منابع داخلی شما با پیچیدگی، جدول زمانی و حجم مورد نیاز پروژه شما مطابقت دارد یا خیر.

زمان ساختن-خانه در مقابل شریک با Die Maker

ساخت یک قالب مهر زنی فلزی سفارشی در داخل تحت مجموعه ای از شرایط محدود منطقی است. اگر هر یک از این معیارها خارج از دسترس شما باشد، شراکت راه مطمئن‌تری برای تولید{1}}ابزار آماده می‌شود.

• دسترسی به تجهیزات- آیا فرز CNC، سیم EDM، آسیاب سطحی، و پرس آزمایشی با تناژ کافی در سایت- دارید؟ فقدان حتی یک پیوند باعث برون سپاری پرهزینه گام های فردی می شود.
• تخصص اتاق ابزار- سازندگان باتجربه قالب که فرآیند کامل مهر زنی فلز - را از طرح نواری تا توالی عملیات حرارتی - درک می‌کنند سال‌ها طول می‌کشد تا توسعه پیدا کنند. تیمی بدون این عمق، مشکلات عیب‌یابی را که متخصص به طور معمول حل می‌کند، زمان خواهد برد.
• تقاضای حجم و تحمل- قطعات مهر زنی فلزی با حجم کم-با تلورانس های سخاوتمندانه می توانند یک رویکرد تکراری در-خانه را تحمل کنند. قطعات مهر و موم فلزی با حجم بالا که به مشخصات دقیق و عمر قالب طولانی نیاز دارند، دقتی را می طلبد که اتاق ابزار اختصاصی به طور مداوم ارائه می شود.
• فشار جدول زمانی- یک شریک خدمات کامل- طراحی، شبیه‌سازی، ماشین‌کاری و آزمایش را در جریان‌های کاری موازی اجرا می‌کند. ساختمان‌های خانگی معمولاً به‌طور متوالی اجرا می‌شوند و زمان تولید را هفته‌ها یا ماه‌ها افزایش می‌دهند.
• تحمل ریسک- هر چرخه دوباره کاری در طول آزمایش هزینه زمان فشار، نیروی کار و مواد دارد. شرکای تولید کننده قطعات فلزی مهر شده به طور معمول این خطر را در محدوده نقل قول خود جذب می کنند.

از یک تامین کننده قالب کامل{0}Service Stamping Die چه انتظاری باید داشت

یک شریک تولیدی توانمند کل چرخه عمر مورد بحث در این مقاله - نه فقط ماشینکاری را پوشش می دهد. هنگام ارزیابی تامین کنندگان برای پروژه های مهر زنی قطعات فلزی، به دنبال این قابلیت ها زیر یک سقف باشید:

• تجزیه و تحلیل امکان سنجی و بازخورد DFM قبل از تعهد ابزار
• شبیه‌سازی CAE داخلی-شکل‌پذیری، نازک شدن، و فنر را تأیید می‌کند-
• قابلیت ماشینکاری کامل (CNC، EDM، سنگ زنی) با تلورانس های مستند
• عملیات حرارتی کنترل شده و فرآیندهای پوشش سطحی
• مطبوعات را با اندازه‌گیری و{0}}گزارش بازرسی مقاله اول امتحان کنید
• پشتیبانی تکراری از تنظیمات - بر اساس داده های آزمایشی تا زمانی که قطعات با مشخصات مطابقت داشته باشند

YICHENنمونه‌ای از شریکی است که حول این مدل کامل-چرخه عمر ساختار یافته است، که امکان‌سنجی و شبیه‌سازی CAE را از طریق ماشین‌کاری، اجرای آزمایشی و بازرسی ابعادی پوشش می‌دهد - به تولیدکنندگان یک نقطه تماس واحد از مفهوم اولیه تا ابزار تولید معتبر را پوشش می‌دهد. برای مدیران منابع و مهندسان ابزارآلات که آماده حرکت فراتر از تحقیقات هستند، صفحه قالب مهر زنی آنها به عنوان یک مسیر مستقیم برای درخواست قیمت در پروژه تولید مهر زنی فلزی سفارشی عمل می کند.

حرکت از تحقیق به یک RFQ-مشخصات آماده

وقتی به نقطه درخواست نقل قول می رسید، کیفیت مشخصات شما کیفیت پاسخ هایی را که دریافت می کنید تعیین می کند. یک بسته RFQ قوی برای قالب مهر زنی فلزی سفارشی شامل:

• مدل قطعه سه بعدی و طراحی دوبعدی با فراخوان های GD&T
• نوع مواد، ضخامت و درجه
• حجم سالانه و طول عمر مورد انتظار
• ابعاد بحرانی و الزامات پرداخت سطح
• هر گونه عملیات ثانویه (ضربه زدن، آبکاری، مونتاژ)

ارائه این جزئیات از قبل به تأمین‌کنندگان امکان می‌دهد به‌طور دقیق نقل‌قول کنند، نوع قالب مناسب را پیشنهاد کنند، و چالش‌های بالقوه تولید مهر و موم فلزی را قبل از شروع ابزارسازی شناسایی کنند - به‌جای کشف آنها در طول آزمایش، زمانی که تغییرات بیشترین هزینه را دارد. زمانی که مکالمه مهندسی زود شروع می شود و هر دو طرف اطلاعات کامل را از همان ابتدا به اشتراک می گذارند، کل فرآیند مهر زنی فلز سود می برد.

سوالات متداول در مورد ساخت قالب مهر زنی

1. ساخت یک قالب مهر زنی چقدر طول می کشد؟

زمان سرب بستگی به نوع قالب و پیچیدگی دارد. یک قالب ساده یک ایستگاه- را می توان در 2 تا 4 هفته تکمیل کرد، در حالی که یک قالب ترکیبی معمولاً 4 تا 8 هفته طول می کشد. قالب‌های پیشرونده برای تولید با حجم بالا-به دلیل طراحی چند ایستگاه، شبیه‌سازی CAE، ماشین‌کاری دقیق، عملیات حرارتی و آزمایش تکراری به ۱۰ تا ۲۰ هفته نیاز دارند. قالب های انتقال برای قطعات بزرگ یا عمیق ممکن است بین 12 تا 24 هفته طول بکشد. شراکت با یک تامین‌کننده خدمات کامل مانند YICHEN می‌تواند با اجرای طراحی، شبیه‌سازی و ماشین‌کاری در گردش‌های کاری موازی، جدول زمانی را ساده‌تر کند.

2. برای ساخت قالب های مهر زنی از چه موادی استفاده می شود؟

قالب های مهر زنی در درجه اول از فولادهای ابزار انتخاب شده بر اساس مواد قطعه کار و حجم تولید ساخته می شوند. نمرات متداول عبارتند از D2 برای-عملیات سایشی بالا، A2 برای برش و شکل‌دهی همه منظوره، S7 برای ایستگاه‌های ضربه‌ای سنگین-فولاد با سرعت بالا-M2 برای مواد ساینده، و DC53 برای لایه‌برداری ضخیم یا بالا{10}. برای کاربردهای بسیار{12}}حجمی بیش از چندین میلیون ضربه، درج‌های کاربید تنگستن و فولادهای متالورژی پودر مانند CPM{17}}10 ولت مقاومت سایش طولانی‌تری را ارائه می‌کنند. سازه‌های پشتیبان معمولاً از فولاد AISI 4140 یا 1045 با عملیات حرارتی تا 28-32 HRC استفاده می‌کنند.

3. تفاوت بین دای پیشرونده و قالب انتقالی چیست؟

یک قالب پیشرونده قطعه کار را به یک نوار پیوسته متصل نگه می‌دارد که از طریق ایستگاه‌های متعدد تغذیه می‌کند و هر ایستگاه عملیات خاصی را انجام می‌دهد تا زمانی که قسمت نهایی در ایستگاه نهایی جدا شود. یک قالب انتقال از گیره های مکانیکی برای جابجایی تکه های خالی بین ایستگاه های مستقل بدون نوار اتصال استفاده می کند. قالب‌های پیشرونده در تولید{2}}سرعت بالا قطعات کوچک‌تر و نسبتاً پیچیده برتری دارند. قالب های انتقال برای قطعات بزرگ، کشش های عمیق یا شکل دهی پیچیده سه بعدی که در آن قطعه باید آزادانه بین عملیات شکل دهی سنگین حرکت کند، مناسب تر است. قالب های انتقال نیز ضایعات مواد را کاهش می دهد زیرا هیچ اسکلت نواری برای دور انداختن وجود ندارد.

4. هزینه ساخت قالب تمبر چقدر است؟

هزینه بر اساس نوع قالب، پیچیدگی قطعه و نیازهای مواد به طور گسترده ای متفاوت است. قالب‌های تک ایستگاهی برای عملیات ساده کمترین سرمایه‌گذاری را نشان می‌دهند، در حالی که قالب‌های پیشرونده و انتقالی برای قطعات پیچیده و با حجم بالا به‌دلیل طراحی چند ایستگاه، شبیه‌سازی CAE، ماشین‌کاری دقیق EDM و CNC و آزمایش طولانی، به‌طور قابل‌توجهی هزینه بیشتری دارند. عوامل اصلی هزینه شامل تعداد ایستگاه ها، انتخاب درجه فولاد ابزار، پوشش های سطحی و تلرانس های مورد نیاز است. اختلاط فولادهای ممتاز فقط در ایستگاه‌های سایش بالا در حالی که از صفحه ارزان‌تر برای اجزای ساختاری استفاده می‌شود، یک استراتژی رایج برای کنترل کل هزینه ابزارآلات بدون کاهش عملکرد است.

5. چگونه یک قالب مهر زنی را برای افزایش عمر آن حفظ می کنید؟

تعمیر و نگهداری موثر قالب بر اساس شمارش سکته مغزی از یک برنامه چند لایه پیروی می کند. هر جابجایی نیاز به بازرسی بصری برای پانچ های ترک خورده و تجمع تراشه دارد. هر 50000 تا 100000 ضربه، ارتفاع سوراخ را اندازه بگیرید و فاصله راهنما را بررسی کنید. سرویس کامل شامل خرد کردن مجدد تمام لبه های برش باید هر 100000 تا 300000 ضربه انجام شود. بازنگری پیشگیرانه در 70 تا 80 درصد عمر قالب مورد انتظار شامل خرابی کامل و ممیزی ابعادی است. هر آسیاب مجدد 0.05 تا 0.15 میلی متر از سطوح برش را حذف می کند و قالب ها معمولاً 20 تا 60 چرخه آسیاب مجدد را قبل از نیاز به جایگزینی درج می کنند. پوشش های سطحی مانند TiN و TiAlN می توانند فواصل بین سنگ زنی مجدد را تا چند صد درصد افزایش دهند.