Klíčové součásti sady nástrojů pro přesnou výrobu

SHRNUTÍ

Sada nástrojů je základním rámec tvářecího nástroje pro kov, tvořený horními a dolními deskami známými jako patice nástroje. Tyto patice udržují a přesně zarovnávají všechny ostatní funkční součásti. Mezi nejdůležitější části patří vodící kolíky a pouzdra, které zajišťují zarovnání, a pracovní komponenty – jako jsou razníky a děla – které provádějí skutečné stříhání a tváření materiálu.

Základ: sady nástrojů, patice a desky

Každý tvářecí nástroj, bez ohledu na jeho složitost, je postaven na pevném základu. Tento základ tvoří sada nástrojů, která zahrnuje horní a dolní patice nástroje a různé desky. Tyto komponenty tvoří tuhý skelet, ke kterému jsou připevněny všechny ostatní pracovní části. Jejich hlavní funkcí je udržovat přesný vztah mezi horní a dolní polovinou nástroje během celého cyklu tváření za vysokého tlaku. Bez tohoto stabilního základu by bylo nemožné dosáhnout přesnosti a konzistence dílů.

Desky tvářecích nástrojů jsou obvykle opracovány z masivních desek ze oceli nebo hliníku. Podle článku v Výrobce , zatímco ocel je běžná, hliník je oblíbenou volbou, protože je lehký, rychle se opracovává a nabízí vynikající tlumení rázů, což jej činí ideálním pro stříhací nástroje. Desky musí být opracovány – buď frézováním nebo broušením – tak, aby byly dokonale rovné a rovnoběžné s velmi úzkými tolerancemi. Spodní deska nástroje často obsahuje otvory, které umožňují odpadu a výstřižkům padat dolů do lože lisu, čímž zůstane pracovní plocha čistá.

Tloušťka a materiál matrice jsou určeny silami, které musí odolat. Například razicí matrice, která tvaruje kov pod obrovským tlakem, vyžaduje mnohem silnější a robustnější sadu matic než jednoduchá ohybová matrice. Celková kvalita sady matic přímo ovlivňuje životnost nástroje, přesnost vyráběných dílů a požadavky na údržbu v průběhu času. Důkladně zkonstruovaná sada matic je prvním krokem k zajištění úspěšného procesu tváření.

Systém přesného zarovnání: Vodicí kolíky, vložky a patní bloky

Zatímco sada nástrojů tvoří základ, systém přesného zarovnání zajišťuje, že horní a dolní desky nástroje pracují v dokonalém souladu. Hlavními součástmi tohoto systému jsou vodící kolíky a pouzdra. Vodící kolíky, označované také jako vodící sloupky, jsou kalené, přesně broušené hřídele upevněné na jedné desce nástroje, které zasahují do odpovídajících pouzder na protilehlé desce. Toto spojení zaručuje, že pracovní komponenty přesně sedí do sebe při každém zdvihu lisu, což je rozhodující pro zachování úzkých tolerancí a prevenci poškození nástroje.

Existují dvě hlavní kategorie vodicích kolíků a pouzder: třecí a kuličková ložiska. Třecí kolíky jsou masivní ocelové kolíky, které se posouvají uvnitř pouzdra, často vyloženého opotřebením odolným materiálem jako je hliníková bronz, který může obsahovat grafitové zástrčky pro samočinné mazání. Na druhou stranu kolíky s kuličkovými ložisky běží na řadě kuličkových ložisek uložených v kleci, čímž výrazně snižují tření. To umožňuje vyšší provozní rychlosti bez nadměrného vytváření tepla a usnadňuje oddělení polovin nástroje pro údržbu.

U provozů, které vyvolávají významný boční tlak, nemusí být pouhé vodící kolíky dostačující k zabránění průhybu. Právě v těchto případech přichází ke slovu patní bloky a patní desky. Patní bloky jsou robustní ocelové bloky upevněné na obou dílenských podrážkách, které zasahují do sebe a pohlcují laterální síly. Často využívají různorodé kovy pro opotřebitelné destičky, například ocel a hliníkovou bronz, čímž se předchází zadrhávání. Tím, že pohlcují boční tlak, chrání patní bloky vodící kolíky před ohýbáním a zajišťují dokonalé zarovnání klíčových řezných a tvářecích komponent.

Pracovní komponenty: razníky, pouzdra a vyhazovače

Komponenty, které provádějí skutečnou práci řezání a tváření plechu, jsou razníky, dělové bloky (nebo pouzdra) a vyhazovače. Razník je mužská součást, obvykle z tvrdé nástrojové oceli nebo karbidu, která je poháněna dolů pro provedení operace. Dělové pouzdro, nebo matrice, je ženská součást umístěná v dolní desce matrice. Tvar a vůle mezi razníkem a dělovým pouzdrem určují konečné vlastnosti vystřižené součásti, jako je velikost otvoru nebo úhel ohybu.

Poté, co děrovací nástroj materiál protrhne nebo tvaruje, má materiál tendenci se při zpáteční dráze přichytávat na děrovač. Pružina má za úkol tomu zabránit. Pružina je tlaková deska, která obklopuje děrovače. Když se klikový hřídel ohýbá nahoru, považuje pohonná jednotka materiál dolů proti spodní formě, čímž umožňuje čisté vytažení děrovačů. Tento proces je nezbytný pro zabránění deformaci dílu a umožňuje provoz vysokorychlostního režimu. Pružiny mohou být pevné nebo pružinové, přičemž pružinové konstrukce poskytují více kontrolovaný tlak.

Návrh a výběr materiálu pro tyto pracovní komponenty jsou rozhodující pro životnost nástroje a kvalitu dílu. Jak vysvětlil Dynamic Die Supply , razníky a matrice musí být vyrobeny z materiálů dostatečně tvrdých, aby odolaly opakovanému nárazu a opotřebení. Interakce mezi těmito díly, spolu s tlakovými podložkami, které udržují obrobek pevně, určuje úspěch procesu tváření. Správné zarovnání, ostré řezné hrany a efektivní vyhazování jsou všechny nezbytné pro efektivní výrobu konzistentních, kvalitních dílů.

Rozdíly komponentů u postupných a tvářecích matic

I když všechny matrice sdílejí základní komponenty, jejich uspořádání a složitost se výrazně liší podle typu matrice. Dva nejběžnější typy jsou jednostupňové tvářecí matrice a postupné matrice. Jednostupňová matrice provádí jednu operaci na každý zdvih lisu, například vystřižení dílu nebo ohnutí příruby. Její sada komponent je relativně jednoduchá, zaměřená na provedení jediné úlohy. Tyto matrice se často používají pro výrobu nižších objemů nebo jednodušších geometrií dílů.

Naopak postupná matrice je mnohem složitější nástroj, který současně provádí více operací na různých stanicích. Pás materiálu je přiváděn skrz matici a na každé stanici probíhá jiná řezací nebo tvářecí operace. To umožňuje vytvářet kompletní, složité díly při každém jednotlivém zdvihu lisu. Postupná matrice proto obsahuje bezpočet sad děrovacích nástrojů, pouzder a tvářecích nástrojů, vše umístěné v jednom velkém rámci matrice. Zahrnuje také další komponenty, jako jsou vodící kolíky pro přesné umístění pásu na každé stanici a elevátory materiálu pro hladký posun materiálu.

Návrh a výroba těchto složitých nástrojů vyžadují značné odborné znalosti. Pro odvětví, která potřebují vysoké objemy složitých dílů, výrobci kování automobilů na míru a podobné komponenty často využívají pokročilé simulace a projektový management k dodání postupných nástrojů, které zajišťují efektivitu a přesnost. Volba mezi jednostupňovým a postupným nástrojem závisí na objemu výroby, složitosti dílu a rozpočtu, protože počáteční náklady na postupný nástroj jsou mnohem vyšší, ale cena za díl je při hromadné výrobě výrazně nižší.

Nejčastější dotazy týkající se komponentů tvářecích nástrojů

1. Jak se nazývají části tvářecího nástroje?

Hlavními částmi lisy na tváření jsou sada nástrojů (horní a dolní podrážka), která slouží jako základ. Mezi klíčové funkční komponenty patří vodící kolíky a pouzdra pro zarovnání, trny a matrice (nebo bloky) pro stříhání a tváření, vyhazovací desky pro odstranění materiálu z trnů a různé pružiny, které poskytují potřebnou sílu.

2. Z jakých komponentů se skládá lití do forem?

Lití do forem je jiný výrobní proces než stříhání a používá jiné komponenty. Lis na lití do forem využívá formu, tzv. matrici, která se obvykle skládá ze dvou polovin: pevné nepohyblivé matrice a pohyblivé vyhazovací matrice. Uvnitř má systém vyhazovacích kolíků, který vytlačuje ztuhlou součástku, dutinu tvarující součástku a přívody nebo vtoky, které umožňují roztavenému kovu vstoupit do dutiny. Používané slitiny jsou také odlišné, běžně se jedná o zinek, hliník nebo hořčík.

3. Jaké jsou konstrukční detaily sady matic?

Konstrukce sady matic je založena na dvou přesně opracovaných deskách: horní a dolní botě matrice. Tyto desky jsou navzájem seřízeny pomocí vodících kolíků a pouzder. Všechny ostatní komponenty, jako jsou držáky děrováků, bloky matic a vyhazovací desky, jsou pevně upevněny na těchto botách. Celá sestava je navržena jako samostatný nástroj, který lze nainstalovat do lisu pro přesnou a opakovanou výrobu dílů.