مهندسی پیشرونده مهر زنی که از میلیون‌ها- اجراهای ضربه‌ای جان سالم به در می‌برد

مهندسی قالب مهر زنی مترقی در واقع شامل چه چیزی است

وقتی کسی می پرسد "مرگ مترقی چیستپاسخ معمولی یک ابزار چند ایستگاهی را توصیف می‌کند که قطعات را از یک نوار فلزی مهر می‌کند. این توضیحات دقیق اما ناقص است. به شما می‌گوید که در داخل دستگاه چه اتفاقی می‌افتد، بدون پرداختن به رشته مهندسی که باعث می‌شود همه آن‌ها با سرعت، ضربات پشت سر هم، برای میلیون‌ها چرخه به طور قابل اعتماد کار کنند.

مهندسی قالب مهر زنی مترقی، عمل طراحی سیستم‌های ابزار یکپارچه است که در آن هر ضربه پرس، یک نوار فلزی پیوسته را از طریق دنباله‌ای برنامه‌ریزی‌شده از سوراخ‌کاری، شکل‌دهی، سکه‌زنی و عملیات برش به پیش می‌برد. هر ایستگاه یک کار مجزا را انجام می دهد و قسمت تمام شده در ایستگاه نهایی خارج می شود. در مفهوم به اندازه کافی ساده است. در اجرا، تصمیماتی را می طلبد که در هر عنصر قالب موج می زند.

تعریف مهندسی قالب مهر زنی مترقی فراتر از اصول

چه چیزی این رشته را از یک نمای کلی فرآیندی جدا می کند؟ دامنه. یک مهندس قالب مترقی فقط عملیات را انتخاب نمی‌کند - بلکه تعیین می‌کند که چند ایستگاه مورد نیاز است، ایستگاه‌های بیکار به کجا تعلق دارند، نیروهای شکل‌دهنده چگونه در بستر پرس توزیع می‌شوند، و چگونه هندسه چیدمان نوار، استفاده از مواد را در برابر صلبیت حامل متعادل می‌کند. آنها بر اساس رفتار مواد، فاصله‌های پانچ-برای-مرگ را مشخص می‌کنند، سیستم‌های آزمایشی را طراحی می‌کنند که ثبت سطح میکرونی- را حفظ می‌کنند، و قالب را طوری طراحی می‌کنند که بتوان آن را بدون بیرون کشیدن از پرس نگهداری کرد.

در بین انواع قالبهای مهر زنی - قالبهای مرکب، انتقال، تک ضربه - قالبهای پیشرونده دارای بالاترین تراکم مهندسی در هر متر مربع فولاد ابزار هستند. هر تصمیمی در یک ایستگاه بر آنچه در پایین دست ممکن است تأثیر می گذارد. این منطق به هم پیوسته همان چیزی است که مهر زنی مترقی را قدرتمند و غیرقابل بخشش می کند.

چرا مهندسان برای محتوای طراحی قالب پیشرو جستجو می کنند؟

بیشتر محتوای آنلاین در مورد مهرسازی پیشرونده در سطح آگاهی باقی می‌ماند: انیمیشن‌های فرآیند، توضیحات کلی، فهرست‌های صنایع ارائه‌شده. مهندسان و سازندگان ابزار به چیزی متفاوت نیاز دارند. آن‌ها به منابعی نیاز دارند که به منطق توالی ایستگاه، تصمیم‌گیری‌های مربوط به ترخیص مواد-، مکانیک‌های ثبت نام نوار، و برنامه‌ریزی زندگی بپردازند.

مهندسی قالب مهر زنی پیشرفته، طراحی سیستماتیک ابزار چند ایستگاهی است که استوک نوار مسطح را از طریق عملیات متوالی - یکپارچه‌سازی منطق ایستگاه، توزیع نیرو، رفتار مواد و معماری تعمیر و نگهداری در یک سیستم یکپارچه به اجزای نهایی تبدیل می‌کند.

این مقاله برای آن مخاطبان نوشته شده است: مهندسانی که قالب های مترقی را مشخص می کنند، ابزارسازان که آنها را می سازند، و مدیران فنی که تامین کنندگان را ارزیابی می کنند. تمرکز در سراسر منطق مهندسی است - دلیلی که در پس انتخاب های طراحی وجود دارد که تعیین می کند آیا یک قالب مهر زنی پیشرونده از یک میلیون-میزان تولید دوام می آورد یا خیلی کوتاه است.

منطق توالی ایستگاه که معماری Die را پیش می برد

توالی ایستگاه جایی است که طراحی قالب مهر زنی مترقی به یک تمرین فکری تبدیل می شود تا مکانیکی. ترتیب انجام عملیات در ایستگاه‌های یک قالب دلخواه نیست - بلکه توسط فیزیک مواد، الزامات ثبت نام و محدودیت‌های توزیع نیرو کنترل می‌شود. دنباله را اشتباه بگیرید، و با مشکلات کیفیت برای عمر ابزار مبارزه خواهید کرد.

به این موضوع فکر کنید: هر ایستگاه در یکفرآیند مهر زنی پیشرونده قالبوضعیت نوار را از ایستگاه قبل از خود به ارث می برد. نوار را خیلی زود تغییر شکل می دهد و عملیات پایین دست هندسه مرجع خود را از دست می دهند. نیروهای برش را در یک طرف قالب متمرکز کنید و نوک قوچ را فشار دهید و سایش را به طور ناموزون تسریع کنید. تصمیمات توالی در کل پیشرفت نوار ترکیب می شوند.

چرا پیرسینگ در اکثر طرح‌بندی‌های پیشرفته قبل از شکل‌گیری است؟

تقریباً در هر چیدمان ابزار پیشرونده قالب، عملیات سوراخ کردن قبل از شکل‌دهی عملیات انجام می‌شود. دلیل آن ثبت نام است. سوراخ‌های خلبانی که در ایستگاه اول یا دوم سوراخ می‌شوند، به ویژگی‌های داده‌ای تبدیل می‌شوند که نوار را در هر ایستگاه بعدی قرار می‌دهند. پین‌های پایلوت قبل از هر ضربه، این سوراخ‌ها را درگیر می‌کنند و تحمل تغذیه، نوار نواری و رشد حرارتی را تصحیح می‌کنند.

اگر قبل از سوراخ کردن ایجاد می شد، زمانی که شما سعی می کردید ارجاعات داده را ایجاد کنید، نوار از قبل تغییر شکل می داد. مواد تغییر شکل یافته به طور غیرقابل پیش بینی جابه جا می شوند - کشیده می شوند، نازک می شوند و به عقب برمی گردند. سوراخ کردن در یک نوار مسطح و بدون تغییر شکل، نقاط مرجع تمیز و پایداری را به شما می دهد که دقت ثبت را در کل فرآیند مهر زنی مترقی حفظ می کند.

علاوه بر خلبان‌ها، سایر ویژگی‌های سوراخ‌شده - شکاف‌ها، مکان‌یابی لبه‌ها، برش‌های برجسته - نیز از ایجاد در زمانی که مواد در حالت صاف و آزاد-سخت شده- هستند، سود می‌برند. بهترین روش کلی این است که ویژگی‌های پایلوت و مبنا را زودتر ایجاد کنید، بارهای برش سنگین را توزیع کنید، و شکل‌دهی سه بعدی را فقط پس از اینکه نوار از منابع ثابت پشتیبانی کافی داشته باشد، انجام دهید.

متعادل کردن نیروها در سراسر ایستگاه ها برای محافظت از مطبوعات و مرگ

یک دای پیشرونده هشت ایستگاه-را تصور کنید که در آن ایستگاه‌های 1 تا 4 تمام سوراخ‌ها و سوراخ‌های سنگین را در سمت چپ انجام می‌دهند، در حالی که ایستگاه‌های 5 تا 8 نور شکل‌گیری را در سمت راست کنترل می‌کنند. نتیجه؟ یک لحظه اوج قابل توجه در رام پرس. مرکز بار با مرکز رم هماهنگ نیست و پرس به طور ناهموار منحرف می شود.

این یک مشکل واقعی و قابل اندازه گیری است. مهندسان با ضرب نیروی هر ایستگاه در فاصله آن از خط مرکزی قوچ پرس، گشتاورهای اوج را محاسبه می کنند.مجله MetalFormingاشاره می‌کند که طراحان قالب اغلب این مرحله را نادیده می‌گیرند، و قالب را در مرکز چاپ قرار می‌دهند تا بار را در مرکز قرار دهند - دو چیز بسیار متفاوت. نشانه‌های -خاموش بودن بارگذاری در مرکز شامل ضربه‌های بریده‌شده، دکمه‌های قالب بریده‌شده، نوارهای برش ناهموار، و چرخه‌های تعمیر و نگهداری تسریع شده است.

برای مدیریت این امر، مهندسان بارهای خالی کردن، سوراخ کردن، شکل دهی و برش را به صورت استراتژیک در ردپای قالب توزیع می کنند. گاهی اوقات این به معنای تقسیم یک عملیات خالی کردن بزرگ در دو ایستگاه یا تغییر موقعیت عملیات ترمیم برای متعادل کردن نیروهای تشکیل دهنده سنگین در طرف مقابل است. هدف این است که مجموع لحظات اوج را تا حد عملی نزدیک به صفر نگه دارید.

ملاحظات تعداد ایستگاه برای هندسه های پیچیده

یک قطعه به چند ایستگاه نیاز دارد؟ پاسخ به پیچیدگی هندسه، الزامات تحمل و عمق شکل گیری بستگی دارد. یک قسمت صاف با چند سوراخ و یک خم ممکن است به چهار یا پنج ایستگاه نیاز داشته باشد. یک اتصال دهنده پیچیده با خم های متعدد، ویژگی های برجسته و تلورانس های موقعیتی محکم می تواند به 15 تا 20 ایستگاه مرحله ای نیاز داشته باشد.

ایستگاه‌های بی‌کار - ایستگاه‌هایی که هیچ کاری روی نوار انجام نمی‌دهند - در اینجا نقش استراتژیک دارند. آنها فضای فیزیکی بین عملیات فراهم می کنند که در غیر این صورت با یکدیگر تداخل خواهند داشت. آنها همچنین پایداری نوار را در مناطقی که نیروهای تشکیل دهنده می توانند باعث کمانش یا پیچ خوردن حامل شوند، اضافه می کنند. همانطور کهفابریکاتوراشاره می‌کند، ایستگاه‌های بی‌کار فضایی را برای بخش‌های ابزار بزرگ‌تر و قوی‌تر و اجزای قالب لازم می‌دهند که اگر هر ایستگاه عملیاتی را انجام دهد، جا نمی‌شوند.

ایستگاه های بیشتر همچنین به معنای قالب طولانی تر، بستر پرس پهن تر و مواد بیشتر در نوار در هر لحظه است. همیشه یک مبادله- بین استحکام فرآیند و هزینه ابزار وجود دارد. مهندسان ارزیابی می کنند که آیا یک ایستگاه اضافی واقعاً کیفیت را بهبود می بخشد یا به سادگی پیچیدگی را بدون سود اضافه می کند.

یک جریان منطقی توالی معمولی برای یک قالب پیشرونده از این الگو پیروی می کند:

1. سوراخ‌های پایلوت را سوراخ کنید تا ارجاعات داده را ایجاد کنید
2. سوراخ‌های اضافی، شکاف‌ها و ویژگی‌های برجسته را در نوار صاف سوراخ کنید
3. خم ها و اشکال اولیه را با استفاده از داده های تعیین شده برای ثبت تشکیل دهید
4. سکه یا کالیبره کردن ابعاد بحرانی به تحمل نهایی
5. مواد اضافی را کوتاه کنید و پروفایل نهایی را انجام دهید
6. قسمت تمام شده را از نوار حامل جدا کنید

هر مرحله در این دنباله به مرحله قبل از خود متکی است. خلبان ها قبل از سوراخ کردن نوار را مشخص می کنند. ویژگی های برجسته سوراخ شده از پارگی در حین شکل گیری جلوگیری می کند. شکل‌دهی هندسه‌ای را ایجاد می‌کند که سکه‌سازی آن را اصلاح می‌کند. پیرایش آنچه را که شکل‌گیری مخدوش کرده است پاک می‌کند. و قطع آخر اتفاق می افتد زیرا نوار حامل باید قطعه را در هر عملیات قبلی ثابت نگه دارد.

منطق توالی چیزی اساسی را در مورد مهندسی قالب پیشرونده آشکار می کند: این فقط به این نیست که به چه عملیاتی نیاز دارید - بلکه در مورد این است که نوار باید در چه شرایطی در هنگام انجام هر عملیات باشد. این شرایط به شدت به نحوه رفتار مواد قطعه کار تحت تنش بستگی دارد که مجموعه ای کاملاً متفاوت از متغیرهای مهندسی را معرفی می کند.

رفتار مواد و تاثیر آن بر تصمیمات طراحی قالب

هر تصمیم توالی، هر مشخصات ترخیص، هر محاسبه تعداد ایستگاه ها در نهایت به یک سوال بازمی گردد: ماده قطعه کار تحت بار چگونه رفتار می کند؟ مهر زنی پیشرونده فلز به صورت انتزاعی اتفاق نمی افتد - برای یک آلیاژ خاص، در یک ضخامت خاص، با خواص مکانیکی خاص که تعیین می کند قالب در هر ایستگاه چه کاری می تواند انجام دهد و چه کاری نمی تواند انجام دهد، اتفاق می افتد.

متوجه خواهید شد که دو قسمت با هندسه یکسان اما مواد متفاوت می توانند به معماری قالب کاملاً متفاوتی نیاز داشته باشند. یکی ممکن است در هشت ایستگاه بدود. دیگری ممکن است به دوازده نیاز داشته باشد. دلیل آن در نحوه واکنش هر ماده به تغییر شکل، نحوه کار{2}}سخت شدن، و میزان برگشت آن در هنگام ایجاد فشار است.

نحوه طراحی ایستگاه استحکام کششی و ازدیاد طول

مواد{0}}با استحکام بالاتر در برابر تغییر شکل به شدت مقاومت می کنند. این مقاومت به این معنی است که شما نمی توانید به همان اندازه شکل دهی را به یک ایستگاه فشار دهید بدون اینکه خطر پارگی، نازک شدن یا شکستگی را تهدید کنید. مهندسان با پخش کردن کل تغییر شکل در ایستگاه‌های بیشتری جبران می‌کنند و هر کدام یک تغییر افزایشی کوچک‌تر را اعمال می‌کنند. بخشی که به راحتی در دو ایستگاه از فولاد کم کربن-تشکیل می شود ممکن است به چهار یا پنج ایستگاه در فولاد ضد زنگ نیاز داشته باشد.

ازدیاد طول - تمایل مواد برای کشش قبل از شکستگی - تعیین می‌کند که هر ایستگاه شکل‌دهی چقدر می‌تواند تهاجمی باشد. ماده‌ای با کشیدگی 40 درصد امکان کشیدن عمیق‌تر در هر ایستگاه را نسبت به ماده با کشیدگی 12 درصد فراهم می‌کند. هنگامی که ازدیاد طول کم است، مهندسان ایستگاه های امداد و ایستگاه های بیکار میانی را اضافه می کنند تا اجازه دهند نوار بین عملیات شکل دهی تثبیت شود.

سخت شدن کار چالش را تشدید می کند. برای مثال فولادهای زنگ نزن آستنیتی در طول شکل گیری به سرعت سخت می شوند. همانطور که مجله MetalForming اشاره می‌کند، شکل‌دهی فولادهای زنگ نزن به دلیل کار بالا-سرعت سخت شدن - آنها تقریباً دو برابر قدرت پرس فولاد ملایم نیاز دارد و فشار نگهدارنده خالی برای گریدهای آستنیتی می‌تواند به سه برابر بیشتر از فولاد کربن پایین{{4} برسد. در مهر زنی مترقی با رفتار سخت کاری شدید، مهندسان باید ارزیابی کنند که آیا بازپخت میانی عملی است یا اینکه ایستگاه های امداد اضافی می توانند کرنش را به اندازه کافی توزیع کنند.

مشخصات ترخیص قالب بر اساس نوع مواد

پاکسازی پانچ-به-یک عدد جهانی نیست که در همه مواد اعمال کنید. این تابعی از ضخامت مواد، استحکام کششی و کیفیت لبه مورد نیاز شما است. به اشتباه در ترخیص خودرو، سوراخ شدن بیش از حد، وضعیت نامناسب لبه، سایش سریع پانچ، یا کشیدن راب را مشاهده خواهید کرد.

برای مهر زنی مترقی فولاد کربنی، قانون سنتی تقریباً 10٪ ضخامت ماده در هر طرف است. این برای فولاد ملایم به خوبی کار می کند. اما همان 10% را روی فولاد ضد زنگ اعمال کنید، و بدترین ارتفاع ممکن را خواهید داشت -، واقعیتی که ابزارسازانی را که به کار فولاد کربنی عادت کرده اند شگفت زده می کند. مواد با نسبت کششی پایین-به-، از جمله بسیاری از فولادهای پیشرفته{{8} استحکام بالا، به فاصله قابل توجهی بیشتر نیاز دارند. تحقیقات در مورد گریدهای AHSS نشان می‌دهد که ممکن است برای توانایی کشش بهینه لبه، فاصله تا 21 درصد در هر طرف مورد نیاز باشد.

مهر زنی مترقی آلومینیوم چالش متفاوتی را ارائه می دهد. در حالی که آلومینیوم نرم تر است، ماهیت صمغی آن باعث چسبندگی روی صفحات پانچ می شود و استحکام برشی پایین آن به این معنی است که فاصله ها باید به اندازه کافی محکم باشند تا یک نوار برشی تمیز بدون غلتش بیش از حد ایجاد شود. آلیاژهای مس و برنج مهر زنی پیشرونده مجدداً پاسخ متفاوتی می دهند - شکل پذیری آنها به طور چشمگیری با آلیاژ و مزاج متفاوت است و نیاز به تنظیمات ترخیصی دارد که به جای قوانین دسته بندی گسترده، درجات خاصی را در نظر می گیرد.

جهت دانه و جبران برگشت فنری

هر ورق نورد شده دارای جهت دانه بندی - جهت ساختار کریستالی آن است که در طول فرآیند نورد ایجاد شده است. این جهت مستقیماً بر محل شکل‌گیری ترک‌ها، میزان نیرویی که یک خم نیاز دارد و میزان برگشت مواد پس از شکل‌گیری تأثیر می‌گذارد.

خم شدن در سرتاسر دانه (خط خم عمود بر جهت غلتش) خم قوی تری ایجاد می کند که شعاع های تنگ تری را تحمل می کند. خم شدن با دانه (خط خم به موازات جهت غلتش) خم ضعیف تری را ایجاد می کند که مستعد ترک خوردن در شعاع بیرونی است، به خصوص در شعاع های کوچک. همانطور کهفابریکاتورتوضیح می‌دهد،-مواد دانه‌دار کوچک‌تر کمتر مستعد جدا شدن دانه‌ها و ترک‌خوردگی هستند، و استحکام تسلیم ثابت‌تری را حفظ می‌کنند - و کیفیت مواد را به یک مشخصات مهندسی قانونی و نه فقط یک متغیر خرید تبدیل می‌کنند.

برای مهندسین قالب مترقی، جهت دانه باید در مرحله طراحی مشخص شود زیرا جهت نوار را روی سیم پیچ تعیین می کند. اگر برای مقاومت در برابر ترک، خم‌های بحرانی نیاز به حرکت عرضی نسبت به دانه داشته باشند، نوار باید از سیم‌پیچ اصلی در جهت درست بریده شود. این تصمیم قبل از بریده شدن فولاد برای قالب قفل می شود.

Springback در قالب‌های پیشرونده یک مشکل -ایستگاه واحد نیست - بلکه یک مشکل تجمعی است. هر ایستگاه تشکیل دهنده دارای انحراف زاویه ای است که از طریق ایستگاه های بعدی ترکیب می شود.متخصصان شبیه سازی در AutoFormتاکید کنید که برگشت فنری با پیشرفت ورق از طریق صف بندی ایستگاه های شکل دهی و پیرایش تکامل می یابد، و استراتژی های جبران باید نحوه تعامل هر ایستگاه با ایستگاه بعدی را در نظر بگیرند. مهندسان در ایستگاه های تشکیل دهنده بیش از حد خم می شوند تا بازیابی الاستیک را پیش بینی کنند، اما زاویه خمش صحیح به خواص مواد، شعاع خم، جهت دانه ها و آنچه در پایین دست اتفاق می افتد بستگی دارد.

جدول بالا نشان می دهد که چرا مهندسان قالب مترقی نمی توانند یک معماری قالب را طراحی کنند و مواد را آزادانه تعویض کنند. هر نوع ماده، کل معادله مهندسی - را از تعداد ایستگاه های مورد نیاز، به فاصله هایی که مشخص می کنید، به میزان تهاجمی که می توانید برای جبران برگشت فنری بیش از حد خم کنید، تغییر می دهد. این ویژگی‌ها همچنین تعیین می‌کنند که کدام فولادهای ابزار و تیمارهای سطحی در برابر سایش ساینده یا چسبنده که هر ماده بر اجزای قالب وارد می‌کند دوام می‌آورد - سوالی که مجموعه‌ای از تصمیمات مهندسی خود را می‌طلبد.

انتخاب فولاد ابزار و عملیات حرارتی برای قالب های پیشرونده

مواد قطعه کار نیروها و فاصله ها را دیکته می کند. اما این نیروها بر روی چیزی - عمل می‌کنند، ضربه‌های ابزار، درج‌های قالب، و تشکیل بخش‌هایی که میلیون‌ها بار با نوار تماس برقرار می‌کنند. این اجزا از چه چیزی ساخته شده‌اند و چگونه{3}}در حرارت{3}}عمل می‌شوند، تعیین می‌کند که آیا قالب مهر زنی قطعات ثابتی را برای یک کمپین کامل تولید ارائه می‌کند یا به‌طور غیرقابل پیش‌بینی پس از کسری از عمر مورد نظر خود تخریب می‌شود.

به نظر می رسد یک مشکل ساده-در{1}}تطبیق مواد باشد؟ این نیست. ایستگاه های مختلف در یک ابزار مترقی و قالب یکسان مکانیسم های خرابی کاملاً متفاوتی را تجربه می کنند. پانچ سوراخ‌کننده برشی ساینده را تحمل می‌کند. یک درج شکل دهنده بارهای ضربه ای مکرر را جذب می کند. یک ایستگاه نقاشی با گالینگ چسب مبارزه می کند. تعیین یک درجه فولاد در کل قالب - روشی است که برخی از مغازه‌ها هنوز به طور پیش‌فرض - را نادیده می‌گیرند و تضمین می‌کنند که برخی از ایستگاه‌ها بیش از حد ساخته شده‌اند در حالی که برخی دیگر کمتر از- مشخص شده‌اند.

نمرات فولاد ابزار برای پانچ در مقابل بلوک های قالب

هر ایستگاه در قالب پیشرونده با یک مکانیسم سایش غالب مواجه است و درک اینکه کدام یک از آنها شکست را کنترل می کند اولین گام در انتخاب درجه مناسب است.

ایستگاه‌های سوراخ‌کردن و خالی کردن، سایش سایشی را تجربه می‌کنند - لبه برش با هر ضربه به مواد قطعه کار ساییده می‌شود و به تدریج مشخصات خود را از دست می‌دهد. برای این ابزار پانچ فلزی، مقاومت در برابر سایش اولویت است. در مقابل، ایستگاه های شکل دهی، بارگذاری ضربه و خستگی را ببینید - فولاد باید شوک چرخه ای را بدون ترک خوردگی جذب کند. ایستگاه های کشش و سکه زنی اغلب با سایش چسب سروکار دارند، جایی که مواد قطعه کار به سطح ابزار منتقل می شود و در طول زمان جمع می شود.

این تقاضاهای مختلف به دسته‌های مختلف فولاد ابزار مربوط می‌شوند:

فولادهای سخت‌کننده هوا (A2، D2):اسب های کار همه منظوره-. A2 تعادل خوبی از مقاومت در برابر سایش و چقرمگی را ارائه می‌کند، که آن را به یک انتخاب کامل-برای دوره‌های تولید متوسط ​​تبدیل می‌کند. D2 مقاومت سایشی را به طور قابل توجهی افزایش می دهد، اما چقرمگی را کاهش می دهد - می تواند در ایستگاه هایی که در معرض ضربه شدید یا هنگام برش مواد با استحکام بالا هستند، تراشه کند. همانطور کهمجله MetalFormingیادداشت ها، D2 شکننده تر است و می تواند در کاربردهای شکل دهی تهاجمی تراشه کند.

فولادهای سریع- (M2، M4، SKH9):هنگامی که مقاومت سایشی بدون وارد شدن به کاربید باید بیشتر شود، فولادهای{0}}سرعت بالا شکاف را پر می‌کنند. محتوای وانادیم و کاربید تنگستن آنها در برابر تخریب لبه در دماهای بالا ایجاد شده در طول مهر زنی مقاومت می کند. M4 به‌ویژه برای ابزارسازی پانچ‌ها در قالب‌های پیشرونده با مواد فولادی ضد زنگ یا AHSS - که به سرعت لبه‌های فولاد ابزار معمولی را تخریب می‌کنند، مورد توجه قرار گرفته است. برای پانچ‌ها و درج‌های هسته،-فولادهای پرسرعت حرارت-با HRC 60-62 یکپارچگی لبه را در میلیون‌ها چرخه تولید با سرعت بالا حفظ می‌کنند.

فولادهای پودری -فلز (PM) (CPM 10V, CPM 3V):اینها بهترین ترکیب از مقاومت در برابر سایش و چقرمگی قابل استفاده را برای قالب‌های مهر زنی با حجم بالا ارائه می‌دهند. CPM 10V حفظ لبه برجسته در عملیات سوراخ کردن را ارائه می دهد، در حالی که CPM 3V بر مقاومت در برابر ضربه برای ایستگاه های شکل دهی تاکید می کند. توزیع کاربید ریزتر و یکنواخت تر در فولادهای PM به این معنی است که آنها در برابر خرد شدن بهتر از فولادهای معمولی با سختی قابل مقایسه مقاومت می کنند.

درج کاربید:برای سخت‌ترین کاربردها - تعداد ضربه‌های بسیار بالا، مواد قطعه کار بسیار ساینده، یا سوراخ‌دار-ویژگی‌های حیاتی- درج‌های کاربید تنگستن عمر سایشی را ارائه می‌کنند که هیچ فولاد ابزاری نمی‌تواند با آن برابری کند. معامله-شکنندگی، هزینه و سختی ماشینکاری است. کاربید در ایستگاه هایی با بار فشاری خالص و حداقل نیروهای جانبی بهترین عملکرد را دارد.

روند مهندسی قالب پیش رونده به طور قطعی به سمت ساخت و ساز ترکیبی-مواد حرکت کرده است. همانطور که یکی از مدیران باتجربه اتاق ابزار می گوید: "دوران اجرای یک فولاد ابزار در کل قالب گذشته است." قالب های مهر زنی مدرن از M4 برای برش پانچ، A2 یا S7 برای بلوک های قالب، S7 برای شکل دادن به ایستگاه هایی که در آن خطر شکستگی بالاتر است، و کاربید در جایی که کنترل سوراخ بیش از ملاحظات هزینه است، استفاده می کند.

عملیات حرارتی و مهندسی سطح برای طول عمر قالب

انتخاب عیار فولاد مناسب تنها نیمی از معادله است. نحوه برخورد حرارتی-این فولاد تعیین می‌کند که کجا بر روی سختی-در مقابل{3}}طیف چقرمگی - قرار می‌گیرد و اشتباه گرفتن این تعادل باعث ایجاد خرابی‌های قابل پیش‌بینی می‌شود.

پانچ سوراخ‌کننده‌ای را تصور کنید که به HRC 64 سخت شده است تا حداکثر لبه را حفظ کند. یک لبه تیز را به زیبایی نگه می دارد - تا زمانی که با یک راب که به طور تمیز پاک نمی شود یا یک ناهماهنگی نوار که بار جانبی ایجاد می کند روبرو شود. پانچ تراشه می کند زیرا فاقد استحکام برای جذب استرس غیرمنتظره است. برعکس، یک درج شکل‌دهی که برای چقرمگی در HRC 56 باقی مانده است، ممکن است به طور نامحدود در برابر بارهای ضربه دوام بیاورد، اما سطوح کاری آن تحت فشار مکرر به صورت پلاستیکی تغییر شکل می‌دهند و از تحمل خارج می‌شوند.

مهندسین قالب باتجربه محدوده سختی را بر اساس عملکرد ایستگاه هدف قرار می‌دهند: پانچ‌های سوراخ‌کننده معمولاً HRC 60-62 را اجرا می‌کنند، درج‌های HRC 58-60 را تشکیل می‌دهند، و صفحات پشتیبانی ساختاری HRC 58-60 برای استحکام. اینها اعداد دلخواه نیستند - آنها نقطه ای را نشان می دهند که در آن حالت خرابی اولیه هر جزء بدون دعوت از حالت خرابی ثانویه کنترل می شود.

درمان‌های سطحی یک لایه مهندسی دیگر اضافه می‌کنند، اما آنها تصمیم‌هایی هستند که به مواد و الزامات حجمی خاص مرتبط هستند - نه راه‌حل‌های جهانی که برای همه چیز اعمال می‌شوند:

نیتریدینگنیتروژن را به سطح ابزار پخش می کند تا یک محفظه سخت شده ایجاد کند. در دماهای نسبتا پایین (800-1000 درجه فارنهایت برای نیتریدینگ پلاسما) اعمال می شود و ابعاد ابزار را به طور قابل توجهی تغییر نمی دهد.فابریکاتورنیترید کردن را به عنوان یک انتخاب عملی برای stamperهایی که در برنامه‌های با حجم کمتر-به حفاظت متوسطی نیاز دارند، بدون پیچیدگی فرآیندهای پیشرفته‌تر شناسایی می‌کند.

پوشش های PVD(TiN، TiCN، AlTiN، CrN) لایه‌های نازک و سختی را در دمای کمتر از 1000 درجه فارنهایت - به اندازه‌ای کم رسوب می‌کنند که فولاد ابزار پایه در طول کاربرد نرم نشده یا تغییر ابعاد نمی‌دهد. پوشش‌های PVD در کاهش اصطکاک و مقاومت در برابر سایش چسب برتری دارند، و آنها را برای تشکیل ایستگاه‌هایی که با گندزدگی مبارزه می‌کنند ارزشمند می‌سازد. از آنجایی که ابعاد ابزار را تغییر نمی‌دهند، برای ضربه‌های برش محکم-در جاهایی که آسیاب کردن{5} روکش امکان‌پذیر نیست نیز کاربردی هستند.

فرآیند انتشار حرارتی (TD).یک لایه کاربید وانادیوم در حدود 1800 درجه فارنهایت - بسیار سخت و مقاوم در برابر سایش ایجاد می‌کند، اما دمای بالا ساختار و ابعاد کریستالی ابزار را تغییر می‌دهد. مهندسان باید برای تغییرات ابعادی پس از درمان طراحی کنند، و همانطور که متخصصان پوشش خاطرنشان می کنند، این فرآیند می تواند باعث ایجاد ترک در مناطق آسیب پذیر با ویژگی های تیز یا غلظت تنش شود. پوشش TD برای ابزارهایی با هندسه‌های قوی و با حجم‌های بسیار بالا که جبران ابعاد در طرح اصلی برنامه‌ریزی شده است، بهترین کار را انجام می‌دهد.

درخت تصمیم مهندسی برای تصفیه سطح از همان منطق انتخاب مواد پایه پیروی می کند: چه مکانیزم سایش غالب است، چه حجمی هزینه را توجیه می کند، و چه محدودیت های ابعادی وجود دارد؟

• تعداد ضربه مورد انتظار:حجم‌های پایین-(زیر 100 هزار) به ندرت فولادهای PM یا پوشش‌های پیشرفته را توجیه می‌کنند. کمپین‌های کمپین با حجم بالا (+1 میلیون) فواصل نگهداری قابل پیش‌بینی را می‌طلبند.
• ساینده بودن مواد قطعه کار:فولاد ضد زنگ و AHSS لبه‌ها را سریع‌تر از فولاد ملایم - از بین می‌برند که برای حفظ فواصل تیز کردن قابل قبول، به فولادهای سخت‌تر یا سطوح پوشش‌دار نیاز دارند.
• نوع عملکرد ایستگاه:ایستگاه های برش مقاومت در برابر سایش را در اولویت قرار می دهند. ایستگاه های شکل دهی چقرمگی و مقاومت در برابر ضربه را در اولویت قرار می دهند. هر کدام به ترکیب فولاد و درمان متفاوتی نیاز دارند.
• اهداف فاصله نگهداری:اگر برنامه تولید هر 50000 ضربه قالب را برای تیز کردن اجازه دهد، فولادهای متوسط ​​کافی است. اگر هدف 200 باشد،{4}} ضربه بین تعمیر و نگهداری، فولادهای PM با پوشش PVD ضروری می‌شوند.
• محدودیت های بودجه:فولادهای PM و درج‌های کاربید از قبل هزینه بیشتری دارند، اما هزینه چرخه عمر - شامل فرکانس تیز کردن، زمان از کار افتادن فشار، نرخ ضایعات و قطعات تعویضی - اغلب به نفع مواد با درجه بالاتر-است.

محاسبه هزینه ارزش بازنگری را دارد: هزینه فولاد در هنگام خرید آن نیست، بلکه به میزانی است که در کل کمپین تولید ارائه می کند. پانچ 10 ولتی CPM که عمر ابزار را بین تیز کردن دوبرابر می کند و توقف های پرس ناخواسته را حذف می کند، از پانچ D2 که یک سوم قیمت دارد اما به دو برابر توجه تعمیر و نگهداری نیاز دارد، بهتر عمل می کند. این دیدگاه چرخه حیات دقیقاً همان چیزی است که یک قالب مهر زنی خوب مهندسی شده را از قالبی که صرفاً ساخته می‌شود - جدا می‌کند و این همان تفکری است که چگونه ابزارهای شبیه‌سازی مدرن این تصمیمات مواد را قبل از سفارش فولاد تأیید می‌کنند.

شبیه‌سازی CAD/CAM و جریان‌های کاری طراحی مدرن پیشرونده قالب

انتخاب فولادهای ابزار مناسب و پوشش‌ها یک تصمیم حیاتی است -، اما چگونه می‌توانید تأیید کنید که این انتخاب‌ها قبل از پرداخت صدها هزار دلار به فولاد ماشین‌کاری شده مطابق انتظار عمل می‌کنند؟ شما یک مرگ و امید نمی سازید. شما آن را شبیه سازی کنید. توسعه ابزار پیشرفته مدرن، سنگین‌ترین کار مهندسی را از پرس آزمایشی به صفحه رایانه تغییر داده است، جایی که تجزیه و تحلیل شکل‌دهی، پیش‌بینی بازگشت فنری و منطق پیشرفت نوار را می‌توان با کسری از هزینه و زمان آزمایش کرد.

این تغییر تنها برای OEM های بزرگ یک لوکس نیست. مهندسان قالب پیشرو در مغازه‌ها با هر اندازه‌ای اکنون از جریان‌های کاری شبیه‌سازی-استفاده می‌کنند که ماه‌ها قبل از شروع چرخه دستگاه مهر زنی، مشکلاتی را پیدا می‌کنند. نتیجه؟ تکرارهای آزمایشی کمتر، دوباره کاری کمتر، و قالب‌هایی که سریع‌تر به اهداف تولید می‌رسند.

FEA{0}}تحلیل شکل‌دهی محوری و شبیه‌سازی طرح‌بندی نواری

تجزیه و تحلیل المان محدود به مهندسان امکان می دهد که یک نوار مجازی را به شرایط شکل گیری دقیقی که در فشار پیش رونده قالب - با آن مواجه می شود، ایستگاه به ایستگاه، ضربه به ضربه، قرار دهند. این نرم افزار ورق فلز را به هزاران عنصر گسسته می کند، خواص مواد تعریف شده را اعمال می کند و نحوه پاسخ هر عنصر به نیروهای پانچ، قالب و پد را در هر ایستگاه محاسبه می کند.

این چه چیزی را آشکار می کند؟ مناطق نازک شدن مواد که در آن شکستگی ها شروع می شود. الگوهای چروک که در آن تنش های فشاری ورق را کمانش می کند. تقسیم خطرات در شعاع های تنگ یا نزدیک به سوراخ. همه چیز قبل از برش فولاد برای قالب قابل مشاهده است.

ابزارهایی مانند Logopress ProgSim - که از فناوری حل‌کننده AutoForm استفاده می‌کند - به‌عنوان پرس‌های آزمایشی مجازی به‌طور خاص برای طراحان قالب‌های مترقی که با مهرهای کوچک تا متوسط-کار می‌کنند، سفارشی شده‌اند. این نرم‌افزار برش و شکل‌دهی منگنه‌ها را مستقیماً از طرح نوار تشخیص می‌دهد، به‌طور خودکار نیروهای فشار{4} را هنگام تشخیص چروک‌شدگی تنظیم می‌کند، و بازخوردی را در مورد تناژ شکل‌گیری در هر ایستگاه ارائه می‌دهد. زمان راه‌اندازی و اجرا از دقیقه برای قالب‌های کوچک‌تر تا چند ساعت برای مجموعه‌های چند ایستگاهی بزرگ‌تر متغیر است.

شبیه‌سازی چیدمان نوار یک عملکرد موازی را انجام می‌دهد: بهینه‌سازی نحوه قرار گرفتن قطعات در عرض سیم پیچ برای به حداکثر رساندن استفاده از مواد. مهندسان می توانند جاهای خالی را بچرخانند، گام را تنظیم کنند و پیکربندی های حامل مختلف را به صورت دیجیتالی ارزیابی کنند. همانطور کهگزارشات مهندسی مرکز، استفاده از نرم افزار شبیه سازی برای تخمین اندازه خالی و تودرتو در طول مرحله نقل قول باعث صرفه جویی در هزینه مواد اولیه می شود - "به دست آوردن آن مقدار کمی از مواد اضافی در زمین بسیار زیاد است." برای یک ماشین پرس مترقی که میلیون ها قطعه را تولید می کند، حتی یک بهبود 2-3 درصدی در استفاده از مواد به صرفه جویی قابل توجهی در کمپین تولید منجر می شود.

پیش‌بینی و جبران خسارت در نمونه‌سازی دیجیتال

بازگشت فنری - بازیابی الاستیک که به محض آزاد شدن نیروی فشاری یک قطعه شکل گرفته را منحرف می‌کند - یکی از سخت‌ترین مشکلات در مهندسی قالب پیشرونده است. این یک اصلاح نیست که یک بار اعمال کنید. در چندین ایستگاه شکل‌دهنده ترکیب می‌شود، و جبران مورد نیاز در ایستگاه 6 بستگی به آنچه در ایستگاه‌های 3، 4 و 5 رخ داده است.

شبیه سازی بازی را در اینجا تغییر می دهد. مهندسان می‌توانند به‌جای ساختن یک قالب، کشف اینکه فنرها ۴ درجه باز می‌شوند، خم شدن بیش از حد به ابزار،{2}}دوباره کار کردن، و تکرار فیزیکی، پیش‌بینی می‌کنند و قبل از شروع ماشین‌کاری جبران کنند. نرم افزارهای پیشرفته مانند AutoForm شکل پس از هر بار شکل دهی را محاسبه می کنددر جهت مخالف جبران می کند- اغلب بیشتر از مقدار اولیه بازگشت بهار است، زیرا رابطه به ندرت 1:1 است.

عامل کلیدی محرک شدت برگشت فنری ترکیبی از استحکام تسلیم و استحکام کششی مواد است. هنگامی که این مقادیر نزدیک به هم باشند (به عنوان مثال، YS=420 MPa، TS=480 MPa)، مقدار بازگشت فنری به طور چشمگیری بدتر می شود. قطعات پیچیده سه بعدی با استفاده از مواد با استحکام بالا اگر جبران نشوند می‌توانند اعوجاج‌های بیش از 4 میلی‌متر را روی فلنج‌ها نشان دهند. نمونه‌سازی دیجیتال به مهندسان امکان می‌دهد تا در زوایای خمش بیش از حد، فشار پد، و شکل هندسه در ده‌ها آزمایش مجازی در چند ساعت به جای هفته‌ها آزمایش فیزیکی، تکرار کنند.

برای پرس قالب زنی که دارای AHSS یا قطعات ضد زنگ است، این قابلیت اختیاری نیست - ضروری است. آزمایش فیزیکی-و-در مورد مواد با استحکام-بالا، بودجه‌های آزمایشی و جدول‌های زمانی را با سرعتی هشداردهنده می‌سوزاند. شبیه سازی آن چرخه را از بین می برد.

از شبیه سازی تا سیم EDM و ماشینکاری CNC

شبیه‌سازی‌های شکل‌دهی معتبر فقط تصمیم‌گیری نمی‌کنند - بلکه مستقیماً به برنامه‌های ماشینکاری وارد می‌شوند. جریان های کاری مدرن CAD/CAM یک زنجیره پارامتری از طرح نوار از طریق مدل های منفرد پانچ و درج قالب تا مسیرهای ابزار CNC و برنامه های سیم EDM ایجاد می کنند که این اجزا را تولید می کنند. در شبیه سازی، زاویه خمش بیش از حد را تغییر دهید، و این تغییر از طریق هندسه پانچ، نمایه باز شدن قالب و کد ماشینکاری مربوطه منتشر می شود.

این پیوند پارامتری اهمیت دارد زیرا توسعه پیشرونده قالب هرگز یک گذر نیست. شبیه‌سازی خطر نازک شدن را نشان می‌دهد، مهندس شعاع را تنظیم می‌کند، تجزیه و تحلیل را مجدداً-اجرا می‌کند، اصلاح را تأیید می‌کند و مدل قالب را به‌روزرسانی می‌کند. در گردش‌های کاری قدیمی‌تر، هر یک از این تغییرات نیازمند به‌روزرسانی‌های دستی در ده‌ها نقشه و برنامه‌های ماشینکاری بود. در یک سیستم پارامتریک، به روز رسانی خودکار است. همانطور که طراحان قالب Metalstamp دریافتند، "بازگشت به عقب و ایجاد تغییر در مدل سه بعدی، همه چیز را تغییر می‌دهد -، از جمله هر نقاشی دو بعدی ایجاد شده." سازندگان ابزار و قالب، قالب را دقیقاً همانطور که طراحی شده است تولید می کنند، و - کار می کند زیرا طرح قبلاً به صورت مجازی تأیید شده است.

فناوری سروو پرس بعد شبیه سازی دیگری را اضافه می کند. بر خلاف پرس‌های مکانیکی معمولی با پروفیل‌های ضربه ثابت، پرس‌های مهر زنی پیشرونده سروو{1}}به حرکت لغزشی قابل برنامه‌ریزی - سرعت متغیر، ساکن در نقطه مرگ پایین، پالس‌های معکوس برای رهاسازی مواد اجازه می‌دهند. مهندسان می‌توانند شبیه‌سازی کنند که چگونه این پروفیل‌های حرکت سفارشی بر نتایج شکل‌گیری در مرحله طراحی تأثیر می‌گذارند، و سینماتیک پرس را قبل از ورود قالب به پرس بهینه می‌کنند. نتیجه جریان بهتر مواد، کاهش بارگذاری ضربه و افزایش عمر قالب - مزایایی است که فقط زمانی آشکار می‌شوند که حرکت پرس به عنوان بخشی از سیستم مهندسی قالب در نظر گرفته شود، نه به عنوان یک محدودیت ثابت.

اعتبار سنجی طراحی مبتنی بر شبیه‌سازی، زمان آزمایش را با تشخیص شکست‌های شکل‌گیری، انحرافات برگشت فنری، و مشکلات پیشروی به صورت دیجیتالی - قبل از ماشینکاری هر فولاد ابزاری - کاهش می‌دهد و آنچه را که زمانی به چند هفته تکرار فیزیکی نیاز داشت، به روزهای تحلیل مجازی فشرده می‌کند.

پیشرفت از شبیه سازی به تولید نشان دهنده یک تغییر اساسی در نحوه رسیدن قالب های مترقی به مطبوعات است. آزمایش مجازی به طور کامل جایگزین آزمایش فیزیکی نمی شود - خطاهای فاحش را حذف می کند و آزمایش فیزیکی را به تنظیمات دقیق محدود می کند. طراحان دای مانند آنهایی که در Centerline Engineering هستند، اکنون از شبیه سازی "از ابتدا-" استفاده می کنند، که از نقل قول شروع می شود و تا اعتبار نهایی ادامه می یابد. قالب به آزمایش می رسد که قبلاً برای برگشت فنری جبران شده است، قبلاً برای تشکیل نیروها متعادل شده است و قبلاً برای استفاده از مواد بهینه شده است.

با این حال، شبیه‌سازی تنها آنچه را که مهندس در ابزار طراحی می‌کند تأیید می‌کند. می‌تواند تأیید کند که یک ایستگاه شکل‌دهی مواد را ترک نمی‌کند، اما نمی‌تواند به شما بگوید که آیا این ایستگاه شکل‌دهی باید در وهله اول وجود داشته باشد یا اینکه هندسه قطعه خودش نیاز به اصلاح دارد تا بتواند در حجم تولید شود. این قضاوت متعلق به مهندس قالب است که قابلیت ساخت را ارزیابی می کند، و این گفتگوی است که قبل از شروع شبیه سازی اتفاق می افتد.

طراحی برای تولیدپذیری از دیدگاه مهندس دی

هنگامی که یک طراحی قطعه روی میز یک مهندس قالب قرار می گیرد، اولین سوال این نیست که "آیا می توانیم این را مهر کنیم؟" این "آیا می‌توانیم این را با 200 ضربه در دقیقه برای یک میلیون ضربه ثابت کنیم، بدون اینکه خود ابزار-تخریب شود؟" این تمایز قلب DFM برای مهر زنی با قالب دقیق است. ویژگی‌هایی که در صفحه CAD خوب به نظر می‌رسند می‌توانند به مشت‌های بسیار باریک برای زنده ماندن، فاصله‌های بسیار تنگ برای حفظ یا شکل‌دهی عملیاتی تبدیل شوند که در هر ضربه با فیزیک مواد مبارزه می‌کنند.

بازخورد DFM از یک مهندس قالب، پس بک نیست - بلکه لایه ترجمه بین عملکرد قطعه و واقعیت ابزار است. هرچه این مکالمه زودتر اتفاق بیفتد، سازش های کمتری در نهایت به پایان می رسد.

حداقل فاصله های وب و محدودیت های قدرت پانچ

قسمتی را تصور کنید که دو سوراخ گرد با فاصله فقط 0.5 میلی متر از یکدیگر در فولاد 1.0 میلی متری وجود دارد. پانچ های فلزی مورد نیاز برای سوراخ کردن این سوراخ ها به شبکه ای از فولاد قالبی بین آنها نیاز دارند که نازک تر از خود ماده است. تحت میلیون‌ها چرخه بار فشاری و جانبی، این شبکه ترک می‌خورد. مشت ها به سمت یکدیگر منحرف می شوند. کیفیت لبه کاهش می یابد و فواصل نگهداری از بین می رود.

به همین دلیل حداقل قوانین وب وجود دارد. دستورالعمل کلی DFM مشخص می کند که وب مواد بین دو ویژگی - یا بین یک ویژگی و یک لبه - باید حداقل 1.0 تا 2.0 برابر ضخامت مواد باشد. در زیر این آستانه، شما از ابزارسازی می‌خواهید کاری را انجام دهد که نمی‌تواند با سرعت تولید ادامه دهد.

مقطع پانچ{0}}از همین منطق پیروی می کند. برای سوراخ کردن مطمئن ورق فلز، پانچ باید دارای سطح مقطع کافی برای مقاومت در برابر نیروی کمانش ایجاد شده در حین برش باشد. یک قانون سرانگشتی: حداقل قطر پانچ نباید کمتر از ضخامت مواد برای سوراخ‌های گرد در فولاد ملایم باشد و برای مواد با استحکام{4} بالاتر باید افزایش یابد. شکاف‌ها و ویژگی‌های غیر دایره‌ای محدودتر هستند زیرا باریک‌ترین مقطع-شان بر استحکام حاکم است. وقتی ویژگی‌ها به زیر این آستانه‌ها می‌رسند، مهندس قالب تقسیم عملیات را در چندین ایستگاه ارزیابی می‌کند - بخشی از ویژگی را در یک ایستگاه سوراخ می‌کند و آن را در ایستگاهی دیگر تکمیل می‌کند - یا درخواست اصلاح طراحی می‌کند.

الزامات امداد خم و ملاحظات زاویه پیش نویس

خم شدن در مهر زنی های فلزی با دقت پیشرونده به صورت مجزا اتفاق نمی افتد. آنها با ویژگی های مجاور، لبه ها و سایر خم ها تعامل دارند. بدون تسکین مناسب، مواد در انتهای خط خم دسته دسته می شوند، پاره می شوند یا ارتفاع فلنج غیرقابل پیش بینی ایجاد می کنند. تسکین خم - یک بریدگی یا بریدگی کوچک در هر انتهای خط خم - به مواد فضایی برای تغییر شکل بدون محدودیت می‌دهد.

خود شعاع های خم باید به محدودیت های مواد احترام بگذارند. شعاع خمش داخلی باید حداقل 1.0 تا 1.5 برابر ضخامت مواد برای اکثر ورق های فلزی باشد. کوچکتر شوید و الیاف بیرونی را از حد شکست خود - بگذرانید، مخصوصاً هنگامی که به موازات جهت دانه خم می شوند. همانطور کهFabricator توضیح می دهدخمش طولی (با دانه) در مقایسه با خمش عرضی، حداقل شعاع داخلی مورد نیاز را به طور قابل توجهی افزایش می دهد. برای ورق فولادی بین 0.5 تا 0.8 اینچ ضخامت، حداقل شعاع می تواند از 2.5T برای خم های عرضی به 3.75T برای خم های طولی بپرد.

مهندسان دای این روابط را در برابر فراخوان های تحمل قطعه ارزیابی می کنند. یک خم مشخص شده در شعاع 0.5T در یک ماده با استحکام بالا که با دانه خم می‌شود، نه فقط تهاجمی است - بلکه یک مشکل عمر ابزار-است. قالب به طور متناوب قطعه را ترک می کند و ضایعاتی ایجاد می کند که با ساییدگی درج شکل دهنده افزایش می یابد. پاسخ DFM: درخواست یک شعاع بزرگ‌تر، تغییر جهت بخشی نسبت به دانه، یا اضافه کردن یک ایستگاه شکل‌دهی که قبل از-خط خم را مشخص می‌کند.

طراحی نوار حامل و بهینه سازی استفاده از نوار

نوار حامل - موادی که پیشرفت‌های تک تک قطعات را در حین حرکت در قالب به هم متصل می‌کند - طبق تعریف قراضه است. اما این قراضه مهندسی شده است. عرض، اتصالات وب و گام پیشرفت دو هدف رقابتی را متعادل می کند: به حداقل رساندن مواد هدر رفته و حفظ استحکام کافی نوار برای تغذیه مطمئن در سرعت.

یک حامل جامد برای برش و خم کردن اولیه در جایی که نوار در سراسر آن صاف می ماند کار می کند. اما قطعاتی که شامل شکل‌دهی عمیق، طراحی یا برجسته‌سازی می‌شوند، نیاز به یک لایه کش دار دارند که به فلز اجازه می‌دهد آزادانه بدون ایجاد انحراف در فاصله بین قطعات، جریان پیدا کند. حامل همچنین باید در برابر نیروی افقی تغذیه - تقریباً 10% وزن کل نوار در هر پیشرفت - بدون کمانش مقاومت کند. خیلی باریک است و در حین تغذیه تا می شود. بیش از حد پهن است، و شما مواد را در هر ضربه در کل دوره تولید هدر می دهید.

برای قطعات فلزی با حجم بالا، حتی پیشرفت های کوچک در ترکیب استفاده از نوار به طور چشمگیری. مهندسان گام (فاصله بین تکرارهای قطعه) را بهینه می کنند، ارزیابی می کنند که آیا قطعات می توانند لانه کنند یا بچرخند برای بسته بندی محکم تر، و حداقل عرض حامل را تعیین می کنند که پایداری تغذیه را حفظ می کند. هر میلی متر از عرض حامل غیر ضروری ضرب در میلیون ها ضربه نشان دهنده هزینه واقعی مواد است.

بازخورد متداول مهندسین قالب DFM هنگام ارزیابی طراحی قطعه جدید معمولاً شامل موارد زیر است:

• تنظیمات فاصله ویژگی - متحرک سوراخ‌ها یا برش‌ها برای برآورده کردن حداقل نیازهای وب و محافظت از طول عمر پانچ
• اصلاح شعاع - افزایش شعاع خمیدگی برای جلوگیری از ترک خوردگی و کاهش نیروهای تشکیل دهنده، به ویژه در جاهایی که جهت دانه نامطلوب است.
• درخواست آرامش تحمل - شناسایی ابعاد در جایی که فشرده‌تر-از-واژه‌های لازم، ایستگاه‌های سکه‌سازی یا اندازه‌گیری اضافی را مجبور می‌کند که هزینه قالب را بدون مزیت عملکردی افزایش می‌دهد.
• مشخصات جهت دانه - تعیین جهت نوار نسبت به خم های بحرانی برای جلوگیری از ترک خوردگی و کاهش تغییرپذیری برگشت فنری
• افزودن ویژگی های کمکی - مشخص کردن برجستگی های خمشی، شعاع بریدگی و تنش{1}}شاخه های تسکین دهنده که از پارگی در هنگام شکل گیری با سرعت بالا جلوگیری می کند-

هر یک از این توصیه‌ها به یک محدودیت ابزار خاص بازمی‌گردد: قدرت پانچ، عمر قالب، پایداری نوار، یا تکرارپذیری فرآیند. بررسی DFM مهندس قالب در نهایت یک ارزیابی طول عمر است - چیزی که باید در طراحی قطعه تغییر کند تا ابزارآلات بتواند مهر و موم های فلزی دقیق مترقی را در کل حجم تولید مورد نظر بدون تخریب ارائه دهد.

با این حال، حتی با DFM کامل، یک قالب پیشرونده تنها در صورتی قطعات دقیق را تولید می کند که نوار دقیقاً در موقعیت مناسب به هر ایستگاه برسد. این دقت موقعیتی به یک سیستم مکانیکی بستگی دارد که بسیار اساسی است که به راحتی می توان آن را دست کم گرفت: پین های خلبانی که نوار را در هر ضربه مجدداً-ثبت می کنند.

مکانیک خلبان و دقت پیشروی نوار

یک قالب پیشرونده می‌تواند ایستگاه‌های کاملاً توالی، فاصله‌های ایده‌آل و فولادهای ابزار بهینه‌شده - داشته باشد و اگر نوار در هر ضربه به درستی قرار نگیرد همچنان ضایعات تولید کند. پین های پایلوت مکانیزمی هستند که حلقه دقت را می بندند. آنها نوار را مجدداً-در هر ایستگاه ثبت می‌کنند، و برای جبران عدم دقت ذاتی سیستم تغذیه مهر زنی، نوار نوار، انبساط حرارتی و خطای پیشرفت تجمعی. در یک دای پراگ که با سرعت 300+ ضربه در دقیقه اجرا می‌شود، خلبان‌ها آخرین خط دفاع موضعی هستند قبل از اینکه مشت‌ها با مواد برخورد کنند.

ثبت نوار ساده به نظر می رسد: خوراک نوار یک زمین را پیش می برد، خلبان ها وارد سوراخ ها می شوند، نوار قرار دارد. در عمل، تلورانس های درگیر به اندازه کافی تنگ هستند که اشتباهات مهندسی کوچک در طراحی آزمایشی یا زمان بندی باعث ایجاد خطاهای ترکیبی در کل قالب می شود.

مهندسی قطر خلبان و ترخیص برای دقت ثبت

پین های خلبان فقط در سوراخ ها نمی افتند. آنها به طور فعال موقعیت نوار را اصلاح می کنند. سیستم تغذیه نوار را تقریباً به مکان مناسب - معمولاً در عرض چند هزارم اینچ - پیش می‌برد و خلبان‌ها موقعیت‌یابی دقیق را انجام می‌دهند. این بدان معناست که خلبان-به-خلاصه سوراخ تعیین می‌کند که چقدر اصلاح در دسترس است و صندلی‌های نواری چقدر دقیق هستند.

با توجه به مجله MetalForming، اندازه خلبان ها به طور معمول با فاصله 0.0005 تا 0.001 اینچ تا سوراخ های خلبان بسته به نوع ماده و ضخامت آنها، تعیین می شود. این محدوده فاصله به طور عمدی تنگ است - به قدری شل است که به خلبان اجازه می دهد بدون فشار دادن نوار وارد شود، اما به اندازه ای راحت است که نوار پس از نشستن نتواند جابجا شود.

هندسه بینی به اندازه قطر اهمیت دارد. مخروطی بینی گلوله در پیلوت دو کارکرد دارد: با پایین آمدن پرس، نوار را به صورت جانبی به موقعیت واقعی هدایت می‌کند، و قبل از درگیر شدن قطر کامل مکان، وارد سوراخ می‌شود. این ورودی مخروطی به این معنی است که نوک خلبان قبل از اینکه بالابرهای قالب مهر زنی به طور کامل آن را آزاد کنند، با نوار تماس می گیرد - ایجاد یک همپوشانی کوتاه که در آن نوار به طور همزمان توسط سیستم تغذیه و دماغه خلبان پشتیبانی می شود.

طول خلبان یک عمل متعادل کننده است. خلبان ها باید به اندازه ای بلند باشند که قبل از درگیر شدن سایر مشت ها و قبل از تماس صورت استریپر با قالب پایین وارد نوار شوند. اما طول بیش از حد مشکل خود را ایجاد می کند - یک خلبان بیش از حد طولانی می تواند در سوراخ بچسبد یا نوار را در حین باز شدن قالب به سمت بالا بکشد. مهندسان طول پیلوت را نسبت به الزامات زمان بندی قالب مشخص می کنند: نوک پیلوت باید دقیقاً در زاویه میل لنگ که در آن رهاسازی تغذیه اتفاق می افتد وارد نوار شود، و قطر محل باید قبل از شروع هر گونه برش یا شکل گیری قرار گیرد.

خطاهای رایج ثبت نام و راه حل های مهندسی

رایج‌ترین شکست ثبت‌نام در قالب‌های پیشرونده ربطی به خود خلبانان ندارد - زمان‌بندی بالابر رول فید-است. اگر هنگامی که قطر مکان خلبان وارد سوراخ می شود، رول های تغذیه همچنان نوار را می گیرند، فیدر با خلبان ها می جنگد. نتیجه: سایش یک طرفه خلبان، سوراخ‌های دراز خلبان، صدای شنیدن صدا در هنگام درگیر شدن خلبان‌ها، و خطاهای پیشروی که در سرعت‌های بالاتر بدتر می‌شوند.

توالی زمان‌بندی صحیح نیاز به تغذیه برای پیشبرد نوار، سپس نوک خلبان برای ورود به سوراخ، سپس رول تغذیه برای بلند کردن (رها کردن نوار) ​​و در نهایت قطر کامل خلبان برای نشستن و مکان‌یابی نوار دارد. برای قالب‌هایی که از بالابرهای قالب کوبنده استفاده می‌کنند که نوار را از سطح قالب بلند می‌کنند، پنجره زمان‌بندی بیشتر باریک می‌شود - رول تغذیه باید باز بماند تا بالابرها با خلبانان درگیر به بالای سفر خود برسند. همانطور که متخصصان زمان‌بندی-فید توضیح می‌دهند، بسته شدن غلط رول می‌تواند مواد اضافی را بین قالب و فیدر محبوس کند، هنگامی که خلبان‌ها درگیر می‌شوند، نوار را به سمت جلو هل دهد و پیشرفت‌های بسیار طولانی ایجاد کند.

اعوجاج سوراخ پیلوت در حین شکل‌گیری یک مشکل ظریف‌تر است. هنگامی که یک عملیات ترسیمی یا شکل‌دهی عمیق، مواد را به داخل می‌کشد، نوار حامل - را جابه‌جا می‌کند و هر سوراخ پایلوت واقع در نزدیکی منطقه شکل‌دهی همراه با آن اعوجاج می‌کند.همانطور که The Fabricator توضیح می دهد، کشیدن یک قالب پیشرونده بدون یک حامل وب کششی مناسب طراحی شده باعث می شود که سوراخ های خلبان با جریان مواد به سمت داخل حرکت کنند. راه حل، طراحی حامل است که با استفاده از ویژگی‌های وب منعطف که جریان مواد را بدون انتقال اعوجاج به ویژگی‌های ثبت، جذب می‌کنند، مکان‌های سوراخ خلبان را از مناطق تشکیل‌دهنده - جدا می‌کند.

کشیدن حلزون حرکتی یک چالش واقعی دیگر-جهانی است. هنگامی که یک پانچ سوراخ کننده جمع می شود، خلاء یا اصطکاک می تواند راب را به سمت دهانه قالب بکشد. آن حلزون با پیشروی نوار بعدی تداخل می‌کند یا بدتر از آن، در زیر نوار در ایستگاه بعدی - می‌نشیند و باعث ایجاد برداشت، تغذیه نادرست یا ضربه شکسته می‌شود. مهندسان به کشیدن حلزون از طریق فاصله مناسب قالب، ویژگی‌های مثبت پرتاب راب، و اطمینان از این که فاصله سوراخ‌دار شرایط مکشی که راب‌ها را حفظ می‌کند، ایجاد نمی‌کنند، می‌پردازند.

انباشت بهار بک در چندین ایستگاه شکل دهی نیز به طور غیرمستقیم بر ثبت تأثیر می گذارد. هر ایستگاه شکل دهی انحراف زاویه ای ایجاد می کند که موقعیت خنثی نوار را کمی تغییر می دهد. در ایستگاه 10 یا 12 در یک قالب پیچیده، شیفت تجمعی می تواند از محدوده تصحیح خلبان فراتر رود، اگر مهندسان آن را در نظر نگرفته باشند. راه حل طراحی: خلبان ها را به صورت استراتژیک - بعد از عملیات شکل دهی اصلی در جایی قرار دهید که نوار قبلاً به عقب برگشته است - تا آنها موقعیت واقعی نوار را به جای مبارزه با نیروهای بازیابی الاستیک اصلاح کنند.

دقت ثبت در هر ایستگاه در کل پیشرفت نوار ترکیب می شود. یک خطای 0.001{3}}اینچی در ایستگاه 3 به یک عدم قطعیت موقعیتی تبدیل می‌شود که هر ایستگاه پایین‌دستی آن را به ارث می‌برد، تقویت می‌کند یا باید اصلاح کند - مهندسی خلبان را به یک رشته سیستم- تبدیل می‌کند که طراحی پیشرونده قالب را از تفکر تک ایستگاهی متمایز می‌کند.

مهندسی صحیح خلبان در نهایت به همان اندازه که یک سوال دقت است، یک سوال دوام است. خلبانانی که با نوار می جنگند سریعتر می پوشند. نوارهای ثبت نامناسب ضربه های استرسی به طور یکنواخت. سوراخ‌های دراز خلبان به تدریج تخریب می‌شوند تا زمانی که قالب از قسمت‌های تحملی - خارج شود، گاهی اوقات به‌قدری تدریجی که تا زمانی که زنگ خطر SPC در پایین دست ایجاد نشود، رانش متوقف نمی‌شود. دقت تعبیه شده در مکانیک خلبان در مرحله طراحی مستقیماً تعیین می کند که قالب تا چه مدت پنجره کیفیت خود را در طول یک دوره کامل تولید حفظ می کند - و چه مقدار مداخله تعمیر و نگهداری در طول مسیر نیاز دارد.

مهندسی مدیریت و نگهداری Die Life

دقت خلبان قطعات را در حالت تحمل نگه می دارد. انتخاب فولاد ابزار لبه ها را تیز نگه می دارد. اما زمانی که لبه ها به طور اجتناب ناپذیری کسل کننده هستند، زمانی که درج ها از حد خود می گذرند، یا زمانی که یک ضربه پانچ در ساعت 2 بامداد جمعه شکسته می شود، قالب را نمی توان به طور کارآمد نگهداری کرد. قالب‌های مهر زنی پیشرونده که برای میلیون‌ها- اجرا طراحی شده‌اند، یک ویژگی مشترک دارند: قابلیت نگهداری از روز اول طراحی شده بود، پس از اولین توقف فشاری برنامه‌ریزی نشده، پیچ و مهره‌ای روشن نشد.

اینگونه در مورد آن فکر کنید - قالبی که قطعات کاملی تولید می‌کند اما برای تیز کردن معمول به هشت ساعت کار نیاز دارد، برای تولید طراحی نشده است. برای یک نمایشگاه طراحی شده است. مهر زنی پیشرونده درازمدت نیازمند معماری ابزاری است که در آن می توان به اجزای سایش دسترسی پیدا کرد، جایگزین کرد، و بدون بیرون کشیدن کل قالب از روی پرس یا جداسازی ایستگاه هایی که نیازی به توجه ندارند، قابل دسترسی باشد.

ساختار درج مدولار و-تغییر سریع اجزا

تغییر از بلوک های قالب یکپارچه به ساخت درج های مقطعی یکی از تاثیرگذارترین پیشرفت ها در مهندسی قالب مترقی در دو دهه گذشته است. به جای ماشینکاری پروفیل های برش و شکل دادن هندسه ها به طور مستقیم در یک بلوک قالب عظیم، قالب های مهر زنی مترقی مدرن از قسمت های قالب قابل تعویض جداگانه - استفاده می کنند که پیچ، سنجاق، یا گوه-در یک صفحه نگهدارنده مشترک قفل می شوند.

چرا این مهم است؟ زیرا سایش به طور یکنواخت در یک قالب پیشرونده اتفاق نمی افتد. ایستگاه 3 ممکن است از فولاد ضد زنگ 0.8 میلی متری عبور کند و در هر 80000 ضربه نیاز به تیز کردن دارد. ایستگاه 7 ممکن است برجستگی ملایمی در آلومینیوم انجام دهد و 500000 ضربه را بین سرویس اجرا کند. با ساخت و ساز یکپارچه، ایستگاه خدمات 3 به معنای کشیدن کل قالب است. با درج‌های مدولار، یک تکنسین آن درج خاص را برمی‌دارد، آن را تیز می‌کند یا جایگزین می‌کند، و اغلب بدون ایجاد مزاحمت در ایستگاه‌های مجاور، - را مجدداً نصب می‌کند.

همانطور کهتوجه سازندگان قالب دقیقدرج‌های قابل تعویض، تعمیر و نگهداری سریع‌تر، هزینه تعمیر کمتر، محلی‌سازی سایش بهتر، اصلاح ابعاد آسان‌تر و کاهش زمان خرابی را فراهم می‌کنند. جایگزینی درج موضعی مخصوصاً در تولید- OEM با حجم بالا که در آن ایستگاه‌های خاص بارهای سایش متمرکزی را تجربه می‌کنند که در غیر این صورت باعث کشش کامل قالب می‌شود، ارزشمند می‌شود.

سیستم‌های نگهدارنده پانچ با تغییر سریع-این فلسفه را به نیمه بالایی قالب گسترش می‌دهند. حفظ پانچ سنتی به تداخل-نصب مناسب یا از طریق-گیره پیچ و مهره بستگی دارد که برای دسترسی به آن نیاز به جداسازی قابل توجهی دارد. سیستم‌های نگهدارنده مدرن از شکاف‌های کلیددار، قفل‌های{5}}به‌سبک سرنیزه یا مکانیسم‌های گوه‌ای استفاده می‌کنند که اجازه می‌دهد بدون برداشتن صفحات پشتیبان یا ایجاد مزاحمت در منگنه‌های همسایه، منگنه‌های منفرد از بالای قالب خارج شوند و جایگزین شوند. برای مهر زنی پیش رونده با سرعت بالا که با سرعت 400+ ضربه در دقیقه اجرا می شود، تفاوت بین 30-دقیقه تعویض پانچ و پارگی چهار ساعته تفاوت بین ایجاد برنامه و از دست دادن یک پنجره تحویل است.

کمک هزینه ها و برنامه ریزی زندگی مورد انتظار

هر پانچ برش و درج قالب در یک قالب پیشرونده دارای مقدار محدودی از مواد است که می توان آن را از طریق تیز کردن قبل از اینکه قطعه به زیر طول یا عمق عملکردی خود بیفتد، جدا کرد. این چیزی نیست که مهندسان در طول تولید کشف کنند - از ابتدا در آن طراحی شده است.

کمک هزینه تیز کردن به کل عمق آسیاب تخصیص یافته به بخش پانچ یا قالب در طول عمر مفید آن اشاره دارد. یک پانچ سوراخ‌کننده معمولی ممکن است 3-5 میلی‌متر ظرفیت تیز کنندگی داشته باشد، که بسته به شدت سایش، 0.05 تا 0.15 میلی‌متر از هر خرده مجدد حذف می‌شود. این بدان معناست که 20 تا 100 تیز کردن در طول عمر قطعه - و تعداد ضربه های مورد انتظار بین تیز کردن ها، ظرفیت کل قالب را قبل از نیاز به تعویض کامل تعیین می کند.

مهندسان این فواصل را بر اساس مواد قطعه کار، مقطع پانچ-و عمر پوشش برنامه ریزی می کنند. برای مهر زنی فولاد ضد زنگ با سرعت بالا، فواصل تیز کردن ممکن است 50000-80000 ضربه برای پانچ های فولادی ابزار بدون پوشش باشد. با پانچ های PVD-پوشش داده شده یا کاربید{10}}، این فاصله می تواند تا 200 ضربه000+ کشیده شود - اما هر بار سنگ زنی لایه پوشش را از بین می برد و اگر بخواهیم فاصله کامل را حفظ کنیم، پس از تیز کردن نیاز به پوشش مجدد دارد.

منتظر ماندن تا ظاهر شدن فرزهای قابل مشاهده به این معنی است که سایش ابزار در حال حاضر بیش از حد پیشرفت کرده است. تحقیقات پیوسته نشان می‌دهد که یک رویکرد تعمیر و نگهداری کاملاً واکنشی 25-30٪ بیشتر از یک استراتژی پیشگیرانه و پیشگیرانه هزینه دارد - هزینه اضافی ناشی از حق بیمه کار اضطراری، قطعات یدکی سفارش‌دهی شده با عجله و تلفات بسیار بیشتر در تولید ناشی از وقفه‌ها. سازندگان دقیق برنامه‌های تیز کردن را بر اساس تعداد ضربه‌های واقعی به جای بازرسی بصری به تنهایی ایجاد می‌کنند و بارهای برش پایدار و عمر کلی قالب را طولانی‌تر نگه می‌دارند.

حالت های رایج خرابی که باعث تعمیر و نگهداری برنامه ریزی نشده می شوند عبارتند از:

براده برداری:قطعات شکننده کوچک از لبه های برش - معمولاً به دلیل سختی بیش از حد، بارهای ضربه ای بیش از چقرمگی فولاد، یا خستگی مواد در غلظت های تنش ایجاد می شوند. لبه های برش خورده باعث ایجاد سوراخ های نامنظم می شوند و می توانند به دهانه قالب زیر آسیب برسانند.

گند زدن:مواد قطعه کار به صورت میکروسکوپی به سطح ابزار جوش می‌شوند و ایجاد می‌شوند و لکه‌های ناهمواری ایجاد می‌کنند که قسمت‌های بعدی را می‌سازد. ایستگاه‌های شکل‌دهی که از فولاد ضد زنگ یا آلومینیوم کار می‌کنند، زمانی که روان‌کاری ناکافی باشد آسیب‌پذیر هستند.

شکستگی پانچ:شکست فاجعه بار ناشی از بارگذاری جانبی، کشیدن راب، ثبت نامناسب نوار، یا انباشته شدن خستگی بیش از حد استقامت فولاد. اگر قطعات از داخل قالب عبور کنند، مشت های شکسته می توانند به چندین جزء مجاور آسیب برسانند.

تغییر زمان:سایش تدریجی در سیستم های راهنما، بادامک ها یا بالابرها، زمان نسبی را بین اجزای قالب بالایی و پایینی تغییر می دهد. قالب هنوز کار می‌کند، اما فاصله‌ها تغییر می‌کنند، نوارهای برش تغییر می‌کنند، و اعماق شکل‌گیری تغییر می‌کند - قطعاتی را تولید می‌کند که به آرامی به سمت محدودیت‌های تحمل حرکت می‌کنند.

همکاری با Die Builders با تجربه برای مدت طولانی-تولید

تصمیمات نگهداری که در مرحله طراحی گرفته می شود کاملاً به اهداف حجم تولید و فلسفه ساخت سازنده قالب بستگی دارد. قالبی که برای 50000 قطعه در نظر گرفته شده است، معماری تعمیر و نگهداری اساساً متفاوتی با قالبی که 5 میلیون قطعه را هدف قرار می دهد، دارد. قالب ضربه‌ای میلیونی-به میزان تیز کردن بیشتر، ساختار مدولارتر، دسترسی بهتر برای بازرسی و اندازه قطعات برای چندین چرخه بازسازی نیاز دارد.

تامین کنندگان باتجربه مهر زنی پیشرونده این ملاحظات را در ابزارسازی از ابتدا مهندسی می کنند - نه به این دلیل که تعمیر و نگهداری پر زرق و برق است، بلکه به این دلیل که زمان توقف برنامه ریزی نشده در مقیاس بسیار گران است. تامین کننده ای مانندYICHENطراحی مدولار و کمک هزینه تیز کردن در قالب های مهر زنی مترقی به طور خاص برای پشتیبانی از تولید طولانی- با حداقل توقف های برنامه ریزی نشده. رویکرد آنها حقیقت صنعتی گسترده‌تری را منعکس می‌کند: تجربه سازنده قالب با کمپین‌های-با حجم بالا مستقیماً تعیین می‌کند که ابزار تا چه حد خود را در طول عمر مورد نظر خود حفظ می‌کند.

چه چیزی یک قالب ساخته شده برای قابلیت نگهداری را از قالبی که صرفاً کار می کند جدا می کند؟ ملاحظات مهندسی که سازندگان با تجربه ارزیابی می کنند عبارتند از:

• ماژولار بودن درج:درج های ایستگاه جداگانه با اندازه برای جداسازی مستقل، با ویژگی های تراز که دقت تغییر موقعیت را پس از نصب مجدد تضمین می کند.
• تخصیص عمر آسیاب:موجودی تیزکن کافی در تمام اجزای برش برای پشتیبانی از حجم کامل تولید، با طول پانچ و عمق قالب طراحی شده برای حذف تجمعی مواد
• نقاط دسترسی بازرسی:فضای خالی برای ابزارهای اندازه گیری و بازرسی بصری در مناطق سایش بحرانی بدون نیاز به جداسازی قالب - اجازه می دهد در-بررسی وضعیت فشار در طول وقفه های تولید برنامه ریزی شده
• ادغام سنسور برای نگهداری پیش بینی شده:مقرراتی برای نظارت بر بار، حسگرهای تشخیص نادرست، و سیستم‌های امضای تناژ که پیشرفت سایش را قبل از ایجاد انحراف کیفیت قطعه تشخیص می‌دهند.
• استانداردسازی قطعات یدکی:هندسه های معمولی درج، قطر پانچ و سخت افزار نگهدارنده در چندین ایستگاه در صورت امکان - کاهش موجودی لوازم یدکی مورد نیاز و سرعت بخشیدن به تعویض در طول پنجره های تعمیر و نگهداری

ادغام سنسور سزاوار توجه ویژه است. همانطور که نظارت بر قالب فعال شده IoT{1}} تکامل می‌یابد، حسگرهای تعبیه‌شده در قالب‌های پیشرونده، نیرو، تراز و دما را در حین کار ردیابی می‌کنند. داده‌هایی که این حسگرها تولید می‌کنند، تعمیر و نگهداری پیش‌بینی‌کننده را قادر می‌سازد - روند سایش را شناسایی کند و مداخلات را قبل از وقوع خرابی برنامه‌ریزی کند، به‌جای واکنش پس از ضربه شکسته به قالب یا رانش ابعادی که مقدار زیادی تولید را آلوده می‌کند.

مورد مالی برای طراحی قابلیت نگهداری در قالب های مهر زنی مترقی ساده است: هر ساعت توقف برنامه ریزی نشده هزینه تولید را به همراه دارد، ضایعات تولید می کند، برنامه ها را مختل می کند و منابع مهندسی را به سمت واکنش به بحران می کشاند. قالبی که از قبل کمی گران‌تر است، اما بین رویدادهای تعمیر و نگهداری 30 درصد بیشتر طول می‌کشد و در نیمی از زمان تیزتر می‌شود، هزینه کل مالکیت به‌طور چشمگیری بهتری را برای یک میلیون-کمپین بازدید ارائه می‌کند.

مهندسی قابلیت نگهداری جایی است که طراحی قالب با واقعیت تولید روبرو می شود. اما حتی بهترین قالب نگهداری‌شده باید از تامین‌کننده‌ای با عمق مهندسی تهیه شود تا این تصمیم‌ها در وهله اول به درستی انجام شود - که این سوال را مطرح می‌کند که مهندسین تولید و تیم‌های تدارکات چگونه باید منابع قالب پیشرونده را ارزیابی کنند، در حالی که قابلیت اطمینان در میلیون‌ها چرخه نیاز غیرقابل مذاکره است.

تامین منابع مهر زنی پیشرونده برای تولید مقیاس پذیر

یک قالب مهندسی شده برای قابلیت نگهداری هنوز به سازنده ای با عمق فنی نیاز دارد تا آن مهندسی را به درستی اجرا کند. وقتی مهندسان تولید و تیم‌های تدارکات تولیدکنندگان قالب‌های مترقی را ارزیابی می‌کنند، تصمیم یک مقایسه فروشنده ساده نیست - بلکه ارزیابی این است که آیا اکوسیستم مهندسی تأمین‌کننده می‌تواند کیفیتی تکرارپذیر را در طول چرخه عمر کامل تولید ارائه دهد یا خیر. ارزان ترین قیمت به ندرت کمترین هزینه کل را ایجاد می کند.

آنچه مهندسان تولید باید در یک تامین کننده قالب ارزیابی کنند

دو نقل قول را برای یک برنامه مهر زنی با قالب مترقی یکسان تصور کنید. یکی 20 درصد کمتر می شود. هر دو تامین کننده ادعا می کنند که می توانند تحمل داشته باشند. چگونه متمایز می کنید؟ شما از خط قیمت گذشته و به زیرساخت های مهندسی پشت آن نگاه می کنید.

ظرفیت شبیه سازی در خانه اولین شاخص است. یک سازنده قالب مترقی که تجزیه و تحلیل شکل‌دهی مبتنی بر FEA و شبیه‌سازی طرح‌بندی نوار را اجرا می‌کند، قبل از اینکه به تکرارهای آزمایشی فیزیکی گران‌قیمت تبدیل شوند، مشکلات را به صورت دیجیتالی - حل می‌کند. تأمین‌کنندگان بدون قابلیت شبیه‌سازی به آزمایش-و-در مطبوعات متکی هستند، به این معنی که جدول زمانی شما منحنی یادگیری آنها را جذب می‌کند.

تناژ و دقت پرس را به یک اندازه امتحان کنید. تامین‌کننده‌ای که قالب شما را روی یک پرس فرسوده با تکرارپذیری ضعیف BDC تأیید می‌کند، نمی‌تواند تضمین کند که قالب روی تجهیزات تولید شما یکسان عمل می‌کند. همانطور کهمتخصصان تجهیزات مهر زنی تاکید می کنند، یک قالب تایید شده بر روی یک پرس دقیق در رژیم کیفیت اساساً متفاوت از رژیمی که در تجهیزات قدیمی قدیمی ثابت شده است عمل می کند.

قابلیت اندازه‌گیری و بازرسی - تأیید CMM، مقایسه‌کننده‌های نوری، مستندات SPC - تعیین می‌کند که آیا تأمین‌کننده می‌تواند ثابت کند قالب خود مطابق با مشخصات است یا صرفاً ادعا می‌کند که مطابقت دارد. برای بخش‌های پرتقاضا مانند مهر زنی مترقی پزشکی، که در آن قابلیت ردیابی و شواهد ابعادی الزامات قانونی هستند، زیرساخت بازرسی اختیاری نیست.

شفافیت منبع یابی مواد، ارزیابی را کامل می کند. یک شرکت مهر زنی مترقی که نمرات فولاد ابزار، پارامترهای عملیات حرارتی و فرآیندهای پوشش را در اسناد خود مشخص می کند، به شما امکان می دهد آنچه را که خریداری می کنید مشاهده کنید. تأمین‌کنندگانی که این موارد را به‌عنوان جزئیات اختصاصی در نظر می‌گیرند، شما را قادر به ارزیابی یا تکرار تصمیم‌های تعمیر و نگهداری پایین‌دستی نمی‌کنند.

از نمونه اولیه تا تولید انبوه مقیاس پذیر

چرخه عمر مهندسی قالب زمانی به پایان نمی رسد که آخرین درج به اندازه آسیاب شود. از طریق اعتبارسنجی آزمایشی، -شرایط مقاله اول (PPAP یا معادل آن)، پشتیبانی تولید-و مشارکت تعمیر و نگهداری مداوم گسترش می‌یابد. تأمین‌کنندگانی که تحویل را به‌عنوان خط پایان تلقی می‌کنند، مهندسین تولید را بدون پشتیبان فنی رها می‌کنند، وقتی مشکلات واقعی{4}}جهانی با سرعت ظاهر می‌شوند.

برنامه‌های مهر زنی و ساخت پیشرو که بخش‌های خودرو، الکترونیک و لوازم خانگی را در بر می‌گیرند، به طور فزاینده‌ای به تامین‌کنندگانی نیاز دارند که قادر به پشتیبانی از قوس کامل - از همکاری اولیه DFM از طریق نظارت-تولید با حجم بالا باشند. یک شریک پیشرونده که در کل این چرخه زندگی درگیر است، مشکلات را زودتر تشخیص می‌دهد، سریع‌تر آنها را حل می‌کند و هزینه کل مالکیت را در مقایسه با روابط فروشنده معامله‌ای که در هر مرحله شامل یک تیم متفاوت است، کاهش می‌دهد.

YICHENاین رویکرد چرخه عمر را مثال می‌زند، از مهندسین تولید و تیم‌های تدارکات از همکاری طراحی تا تولید انبوه مقیاس‌پذیر - با تمرکز ویژه بر تکرارپذیری دقیق و فلسفه ساخت مدولار که در بخش‌های قبلی بحث شد، پشتیبانی می‌کند. هنگام ارزیابی هر سازنده قالب مترقی، به دنبال همان تداوم مشارکت مهندسی در سراسر مراحل باشید.

جدول بالا یک رتبه بندی نیست - بلکه چارچوبی است برای درک آنچه واقعاً در قیمت های مختلف خریداری می کنید. ارزیابی پیشرونده سازندگان قالب که قابلیت شبیه‌سازی، زیرساخت آزمایش و فلسفه نگهداری را نادیده می‌گیرد، در واقع فقط یک مقایسه قیمت است. و مقایسه قیمت در ابزار پیشرفته گمراه کننده است، زیرا هزینه اولیه قالب نشان دهنده کسری از تأثیر تولید در طول عمر آن است.

وقتی حجم سالانه به صدها هزار یا میلیون‌ها قطعه می‌رسد، تصمیمات مهندسی در توالی‌بندی ایستگاه، انتخاب مواد، مکانیک خلبان، معماری قابلیت نگهداری - تعبیه‌شده در قالب پیشرونده شما یا ترکیبی به نفع شما است یا ترکیبی علیه شما. هر فصل از این مقاله به یک بخش از آن معادله ترکیبی پرداخته است. تامین کنندگانی که ارزش شراکت با آنها را دارند، کسانی هستند که همه آنها را به طور همزمان درک می کنند، و ابزارهای مهر زنی مترقی را مهندسی می کنند که فقط اجرا نمی شوند - بلکه زنده می مانند.

سوالات متداول در مورد مهندسی قالب مهر زنی مترقی

1. قالب پراگرسیو چیست و چه تفاوتی با سایر قالب های مهر زنی دارد؟

قالب پیشرونده یک سیستم ابزارسازی چند ایستگاهی است که در آن هر ضربه فشار یک نوار فلزی پیوسته را از طریق عملیات متوالی - سوراخ کردن، شکل‌دهی، سکه‌زنی و قطع کردن - به جلو می‌برد تا زمانی که یک قطعه تمام شده در ایستگاه نهایی بیفتد. بر خلاف قالب‌های ترکیبی که چندین عملیات را در یک حرکت در یک ایستگاه انجام می‌دهند، یا قالب‌های انتقالی که فضاهای خالی مجزا را بین ایستگاه‌ها جابه‌جا می‌کنند، قالب‌های پیشرونده قطعه کار را در طول کل فرآیند روی یک نوار حامل نگه می‌دارند. این پیشرفت نوار به هم پیوسته نیازمند تصمیمات مهندسی در مورد توالی ایستگاه، توزیع نیرو و دقت ثبت است که در هر ایستگاه ترکیب می شود.

2. یک قالب پیشرونده معمولاً به چند ایستگاه نیاز دارد؟

تعداد ایستگاه ها به پیچیدگی هندسه، الزامات تحمل و عمق شکل گیری بستگی دارد. یک قسمت مسطح با چند سوراخ و یک خم ممکن است به چهار تا پنج ایستگاه نیاز داشته باشد، در حالی که یک رابط پیچیده با چندین خم، ویژگی‌های برجسته و تلرانس‌های موقعیتی محکم می‌تواند به 15 تا 20 ایستگاه نیاز داشته باشد. مهندسان همچنین ایستگاه‌های بیکار - ایستگاه‌هایی که هیچ کاری انجام نمی‌دهند - را برای ایجاد فضای فیزیکی بین عملیات تداخلی و افزودن پایداری نوار در جایی که نیروهای تشکیل‌دهنده می‌توانند حامل را کمان کنند، ترکیب می‌کنند. معاوضه-همیشه بین استحکام فرآیند و هزینه ابزار است، زیرا ایستگاه های بیشتر به معنای قالب طولانی تر، بستر پرس پهن تر و سرمایه گذاری اولیه بالاتر است.

3. چرا نوع مواد کل طراحی قالب پیشرونده را تغییر می دهد؟

خواص مواد تعداد ایستگاه ها، فاصله ها و استراتژی های شکل دهی را دیکته می کند. مواد{1}}با استحکام بالاتر مانند فولاد ضد زنگ به ایستگاه های شکل دهی بیشتری با تغییر شکل های تدریجی کوچکتر نیاز دارند زیرا در برابر تغییر شکل به شدت مقاومت می کنند و به سرعت کار می کنند-. فاصله قالب به طور چشمگیری - از 8-10% در هر طرف برای فولادهای نرم تا 15 تا 21% برای فولادهای پیشرفته با مقاومت بالا متفاوت است. تمایل به بازگشت بهار نیز جبران خمش بیش از حد مورد نیاز در هر ایستگاه شکل‌گیری را تغییر می‌دهد. حتی انتخاب فولاد ابزار و عملیات سطحی باید با ویژگی های سایندگی و چسبندگی مواد قطعه کار مطابقت داشته باشد. دو هندسه قسمت یکسان در مواد مختلف می‌توانند به معماری قالب کاملاً متفاوتی نیاز داشته باشند.

4. مهندسان چگونه از دقت ثبت نوار در تمام ایستگاه ها در قالب پیشرونده اطمینان حاصل می کنند؟

ثبت نوار متکی به پین‌های خلبانی است که قبل از درگیر شدن ضربه‌ها، نوار را در هر ایستگاه مجدداً- تعیین مکان می‌کنند. اندازه خلبان ها با فاصله 0.0005 تا 0.001 اینچ تا سوراخ های خلبان سوراخ شده در ایستگاه های اول است. گلوله{5}}مخروطی دماغه آنها نوار را به موقعیت واقعی هدایت می‌کند که پرس پایین می‌آید و تحمل خوراک، نوار نواری و انبساط حرارتی را تصحیح می‌کند. ملاحظات مهندسی حیاتی شامل زمان‌بندی مناسب -لول لیفت تغذیه می‌شود تا فیدر با خلبان‌ها مبارزه نکند، قرارگیری راهبردی خلبان دور از مناطق شکل‌دهی برای جلوگیری از اعوجاج سوراخ، و طراحی نوار حامل که ویژگی‌های ثبت را از جریان مواد در طول عملیات ترسیم جدا می‌کند.

5. مهندسان تولید باید در هنگام تهیه منبع یک تامین کننده قالب مترقی به دنبال چه چیزی باشند؟

تامین‌کنندگان را بر اساس زیرساخت‌های مهندسی ارزیابی کنید تا صرفاً قیمت. معیارهای کلیدی عبارتند از-ظرفیت شبیه‌سازی FEA در خانه برای گرفتن مشکلات شکل‌دهی به صورت دیجیتال، تناژ آزمایشی پرس و دقتی که با تجهیزات تولید شما مطابقت دارد، قابلیت اندازه‌گیری CMM و SPC برای تأیید ابعاد، و شفافیت منبع‌یابی مواد مستندسازی درجه‌های فولاد ابزار و پارامترهای عملیات حرارتی. تأمین‌کنندگان کامل-چرخه حیات مانند YICHEN - که از همکاری DFM از طریق رمپ تولید-و برنامه‌ریزی نگهداری - پشتیبانی می‌کنند، هزینه کل مالکیت کمتری را نسبت به فروشندگان معامله‌ای که در هر مرحله پروژه شامل تیم‌های مختلف است، ارائه می‌کنند. ساختار درج مدولار و طراحی شده-در مزایای تیز کردن، نشانگر مهندسی تامین کننده برای اطمینان طولانی- است.