Накратко

Режещата матрица е инструмент от въглеродна стомана, използван в прес за рязане, за прецизно отрязване на излишния материал – като филцове, канали и преливи – от отливан детайл. Този автоматизиран процес е ключов завършващ етап, който осигурява постоянство в качеството на детайлите, значително намалява разходите за ръчен труд и повишава общата производствена ефективност.

Какво е режеща матрица и каква е нейната основна роля?

В света на прецизното отливане сформирането на идеално оформен детайл е само половината от задачата. След като компонентът бъде изхвърлен от машината за отливане, той остава прикрепен към мрежа от излишна метална маса, която трябва да бъде премахната. Тук идва редът на съществената роля на режещата матрица. Режещата матрица е специализиран, здрав инструмент, обикновено изработен от въглеродна стомана, предназначен да отреже или изсече този нежелан материал с висока прецизност. Тя действа като завършващ етап, който довършва процеса на прецизно отливане, превръщайки суровата отливка в детайл с форма, близка до окончателната, готов за последващи процеси.

Процесът, известен като тримване, се извършва непосредствено след отливането и охлаждането на детайла. Отливаният компонент заедно с прикачения излишен метал се поставя в хидравличен или механичен прес за тримване, в който е монтиран трим матрицата. Пресът принуждава двете половини на матрицата да се сближат, а техните остри, закалени ръбове прецизно отрязват нежеланите материали. Този метод рязко контрастира с ръчната обработка, която често включва използването на напилници, шлайфмашини или шкурки. Въпреки че ръчното премахване на задръжките може да бъде ефективно при малки серии или прототипи, този метод е трудоемък и може да доведе до несъответствия между отделните части, както отбелязват експерти от Kinetic Die Casting .

Основната функция на трим матрицата е да отстрани чисто специфичните видове излишен метал, характерни за процеса на високото налягане при леене под налягане. Разбирането на тези материали разкрива важността на инструмента:

• Наплънка: Това е много тънкият, подобен на хартия метален лист, който се образува, когато разтопеният метал избликва между двете половини на формата за прецизно леене. Често е остър и трябва да бъде премахнат както поради безопасност, така и поради функционалност на детайла.
• Канали: Това са каналите, по които разтопеният метал пътува от инжекционната система, за да запълни полостите на формата. Застопявалият метал в тези канали трябва да бъде отделен от крайния детайл.
• Преливи: Това са малки резервоари или джобове, проектирани в матрицата, за да помогнат за регулиране на налягането и да гарантират напълно запълване на полостта на формата с метал, предотвратявайки дефекти. Като каналите, и застопавалият се метал в тези преливи трябва да бъде отрязан.

Чрез автоматизиране на премахването на тези елементи, ножовата матрица осигурява всеки детайл да бъде завършен до една и съща спецификация – степен на последователност, трудна за постигане ръчно. Тази прецизност е особено важна за сложни детайли или такива с тесни допуски.

Проектиране, видове и сложност на ножови матрици

Пресформите за рязане не са универсално решение; тяхното проектиране и сложност се определят от геометрията на детайла, който трябва да бъде завършен. Пресформата за рязане трябва напълно точно да повтаря конфигурацията на формата за прецизно леене, за да осигури точен рез. Както обяснява екипът в R&S Design , някои пресформи за рязане изискват същото внимание към детайлите при проектирането, каквото имат и инструментите за леене. Инвестирането в добре проектирана пресформа за рязане, изработена от висококачествени материали, удължава нейния работен живот и предотвратява скъпоструващи замени.

Сложността на формата за рязане може да варира от прост инструмент от две части до сложна машина с няколко оси. За детайли с равна разделяща линия и без заклиновки често е достатъчен базов формат, който просто се отваря и затваря. Такъв тип формат работи с просто вертикално движение на пресата. Въпреки това, за по-сложни компоненти, форматът за рязане може да включва плъзгащи се елементи, кулисови механизми или хидравлични цилиндри за премахване на излишъка от различни ъгли и вътрешни елементи. В някои случаи се използват многопозиционни форми за рязане за последователни операции по рязане на един и същ детайл.

Постигането на необходимата прецизност за съвременното производство, особено в сектори като автомобилния, зависи от експертно проектиране на инструменти и стабилни производствени процеси. Например, компании, специализирани в производството на високоефективни компоненти, използват вътрешно проектиране на матрици и строг контрол на качеството, за да произвеждат прецизно инженерни части, отговарящи на строги стандарти като IATF16949. Това подчертава връзката между напредналото оснастяване и крайното качество на детайлите. Решението да се използва проста или сложна отрязваща матрица често се свежда до компромис между първоначалната цена и дългосрочната ефективност, както е показано по-долу.

Освен това, отрязващият инструмент става задължителен при определени условия. Според Magic Precision , отрязващият инструмент е особено необходим, когато шприцовите канали са много здрави и трудни за ръчно разрушаване, или когато се намират близо до центъра на детайла, където ръчното премахване може да повреди самата компонента.

Стратегическите предимства: как отрязващите инструменти влияят върху разходите, качеството и ефективността

Инвестирането в отрязващ инструмент е стратегическо решение, което осигурява значителна печалба по отношение на разходите, качеството и ефективността. Въпреки че изисква първоначални разходи за производство на инструмента, дългосрочните спестявания и подобрения често надхвърлят първоначалната цена, особено при производствени серии в големи обеми. Основното предимство се крие в способността му да замени неравномерния и отнемащ време ръчен труд с бърз, повтаряем и прецизен автоматизиран процес.

Подобрението на качеството е едно от най-важните предимства. Обръсващият инструмент премахва излишъка и канали за леене чисто и последователно, като оставя гладък ръб, съответстващ на тесни допуски. Тази последователност от детайл към детайл е от решаващо значение за компоненти, които трябва да паснат в по-големи сглобки. Ръчното премахване на заострените ръбове, напротив, е подложено на човешки грешки и вариации, което може да доведе до по-висок процент от отхвърлени или скрапирани части. Добре изработен обръсващ инструмент, като тези, описани от Shamrock Industries , обикновено се произвежда заедно с инструментален комплект клас 'A', за да се гарантира оптимална производителност и дълготрайност.

Въздействието върху производствената ефективност и разходите е също толкова значимо. Пресата за обръсване може да работи в цикли от няколко секунди, много по-бързо от всеки ръчен процес. Тази скорост позволява операцията по обръсване да поддържа темпото на машината за прецизно леене, предотвратявайки задръствания в производствената линия и увеличавайки общата производителност. Основните предимства могат да бъдат обобщени по следния начин:

• Спестяване на разходи: Рязко намалява нуждата от ръчен труд за отстраняване на заравнини и довършителна обработка. Също така минимизира отпадъците от материали, като намалява броя на отпадналите части, което води до по-ниска цена на бройка.
• Подобрено качество: Осигурява прецизно и възпроизводимо премахване на филизи, което гарантира изключителна последователност между отделните части и подобрява размерната точност. Това води до по-добро сглобяване и по-надеждни крайни продукти.
• Увеличена производителност: Бързото работно време на преса за рязане е значително по-бързо от ръчната довършителна обработка, което позволява по-високи обеми на производство и по-бърза доставка до клиента.
• Подобряване на безопасността: Автоматизацията на премахването на остри филизи и литници намалява риска от порезни рани и наранявания на работниците, които иначе биха докосвали частите ръчно.

В крайна сметка, формата за рязане е инструмент, добавящ стойност. За всяка компания, заета със средни или големи обеми леене под налягане, тя превръща задължителната довършителна стъпка от потенциално бутче в гладък, икономически изгоден и повишаващ качеството етап от производствения процес.

От суровото отливане до готовата детайл

Режещият инструмент е нещо много повече от прост рязещ инструмент; той е ключов инженерен елемент, който свързва суровия продукт на машината за отливане под налягане с прецизно обработен компонент. Като осигурява бърз, последователен и точен метод за премахване на излишния материал, той директно отговаря на основните производствени фактори: качество, разходи и скорост. Макар че ръчните методи имат своето приложение при прототипи или много малки серийни производства, режещият инструмент е незаменим за постигане на мащаба и последователността, необходими в съвременната индустрия. Разбирането на неговата функция, конструкция и стратегически предимства е от съществено значение, за да се оцени важната му роля в екосистемата на отливането под налягане.

Често задавани въпроси

1. Какъв е процесът на рязане при отливане под налягане?

Рязането при прецизното леене под налягане е процесът на премахване на нежелан излишен материал — по-специално канали за наливане, преливи и флаш — от отлята детайл. Това обикновено се извършва с помощта на стоманена матрица за рязане, монтирана в хидравличен или механичен прес. Детайлът се поставя в матрицата, а пресът задейства режещите ръбове на матрицата, които прецизно и чисто отрязват излишния материал.

2. Какви са двата основни вида прецизно леене под налягане?

Двата основни вида прецизно леене под налягане са с гореща камера и със студена камера. Прецизното леене с гореща камера се използва за сплави с ниска температура на топене, като цинк и магнезий, при които инжекционният механизъм е потопен в разтопения метал. Прецизното леене със студена камера се използва за сплави с висока температура на топене, като алуминий, при което разтопеният метал се налива в „студена“ инжекционна камера за всеки цикъл, за да се предпази машината от повреда.

3. Има ли различни видове матрици, използвани в производството?

Да, в по-широкия свят на производството матриците са инструменти, използвани за рязане или оформяне на материали. Двете основни категории са режещи матрици и формовъчни матрици. Режещите матрици, като например матрица за подравняване или матрица за изсичане, отрязват материал. Формовъчните матрици, като огъващи или дълбокозадълбочителни матрици, променят формата на материала, без да премахват маса. Конкретният дизайн и функция зависят изцяло от производствения процес и желания резултат.