Komponente ključnog alata za preciznu proizvodnju

KRATKO

Komplet matrica je osnovni okvir metalne matrice za kaljenje, sastavljen od gornjih i donjih ploča poznatih kao cipele matrice. Ove cipele drže i točno poravnaju sve ostale funkcionalne komponente. Najvažniji dijelovi uključuju vodilice i osovine koje osiguravaju poravnanje te radne komponente – poput probojnika i umetaka matrice – koji obavljaju stvarno rezanje i oblikovanje materijala.

Temelj: Kompleti matrica, cipele i ploče

Svaka matrica za kaljenje, bez obzira na složenost, izgrađena je na čvrstom temelju. Taj temelj sastoji se od kompleta matrice, uključujući gornje i donje cipele matrice te različite ploče. Ove komponente čine kruti kostur na koji su pričvršćeni svi ostali radni dijelovi. Njihova primarna funkcija je održavanje točnog međusobnog položaja gornje i donje polovice alata tijekom ciklusa kaljenja pod visokim tlakom. Bez ovog stabilnog temelja, postizanje točnosti i dosljednosti gotovih dijelova bilo bi nemoguće.

Obuvanje je obično izrađeno od debelih ploča čelika ili aluminija. Prema članku u Izvodioc , dok je čelik uobičajen, aluminij je popularan izbor jer je lagani, brzo se obrađuje i nudi izvrsnu apsorpciju udara, što ga čini idealnim za matrice za izrezivanje. Ploče moraju biti precizno obrađene — glodane ili brušene — kako bi bile savršeno ravne i paralelne unutar vrlo strogih tolerancija. Donja ploča matrice često ima otvore koji omogućuju da otpaci i komadići padnu kroz njih na postolje prese, čime se održava radno područje slobodnim.

Debljina i materijal alata određeni su silama koje mora podnijeti. Na primjer, kalup za kovanje koji stisne metal pod ogromnim tlakom zahtijeva znatno deblji i izdržljiviji sklop kalupa nego jednostavni kalup za savijanje. Ukupna kvaliteta sklopa kalupa izravno utječe na vijek trajanja alata, točnost proizvedenih dijelova te potrebe za održavanjem tijekom vremena. Dobro izrađen sklop kalupa prvi je korak u osiguravanju uspješne operacije utiskivanja.

Sustav preciznog poravnanja: Vodilice, ulošci i potporne ploče

Iako sklop alata pruža osnovu, sustav preciznog poravnanja osigurava da gornji i donji dio alata rade u savršenom skladu. Glavni dijelovi ovog sustava su vodilice i osovine. Vodilice, poznate i kao vodilice postolja, tvrde su, precizno obrađene osovine pričvršćene na jedan dio alata koji se uvlače u odgovarajuće osovine na suprotnom dijelu. Ovo međusobno povezivanje jamči da se radni dijelovi točno spoje kako je predviđeno svakim hodom prese, što je ključno za održavanje vrlo uskih tolerancija i sprječavanje oštećenja alata.

Postoje dvije glavne kategorije vodilica i osovina: klizne i ležajne. Klizne osovine su čvrste čelične osovine koje se pomiču unutar osovinice, koja je često obložena materijalom otpornim na habanje poput aluminij-skrebca, a može sadržavati i čepove od grafita za samopodmazivanje. Ležajne osovine, s druge strane, gibaju se na nizu kugličnih ležajeva smještenih u kavezu, čime se drastično smanjuje trenje. To omogućuje veće radne brzine bez prekomjernog zagrijavanja i olakšava razdvajanje polovica kalupa radi održavanja.

U operacijama koje proizvode značajne bočne sile, vodilice same po sebi možda nisu dovoljne za sprečavanje progibanja. Upravo tu dolaze u obzir potpore i ploče potpora. Potpore su čvrsti čelični blokovi pričvršćeni na obje ploče matrice koji se zaključavaju kako bi apsorbirali bočne sile. Često koriste različite metale za ploče otporne na habanje, poput čelika i aluminij-bronze, kako bi se spriječilo zalepljivanje. Apsorbiranjem bočnih sila, potpore štite vodilice od savijanja i osiguravaju savršeno poravnanje ključnih elemenata za rezanje i oblikovanje.

Radni dijelovi: Matrice, čepovi i izbacivači

Dijelovi koji obavljaju stvarni posao rezanja i oblikovanja lima su matrice, blokovi kalupa (ili čepovi) te izbacivači. Matrica je muški dio, koji se obično izrađuje od kaljenog alatnog čelika ili karbida, a koji se pomiče prema dolje kako bi obavio operaciju. Čep kalupa, odnosno matrica kalupa, ženski je dio smješten u donjem sanduku kalupa. Oblik i zazor između matrice i čepa kalupa određuju konačne karakteristike probijenog dijela, poput veličine otvora ili kuta savijanja.

Nakon što proboj probuši ili oblikuje materijal, materijal ima tendenciju da se zalijepi za proboj pri njegovom povratnom hodu. Zadatak odvajača je spriječiti to. Otvajač je ploča opterećena pritiskom koja okružuje proboje. Dok se klizač prese pomiče prema gore, odvajač drži materijal dolje nasuprot donjem kalupu, omogućujući probojima da se čisto povuku. Ova akcija je ključna za sprečavanje izobličenja dijela i omogućuje rad s visokom brzinom. Otvajači mogu biti fiksni ili sa oprugama, pri čemu dizajni s oprugama osiguravaju kontroliraniji pritisak.

Dizajn i odabir materijala za ove radne komponente kritični su za vijek trajanja alata i kvalitetu dijela. Kao što je objasnio Dynamic Die Supply , matrice i kalupi moraju biti izrađeni od materijala dovoljno čvrstih da izdrže ponavljajući udarac i habanje. Međudjelovanje ovih dijelova, uz pritisne jastuke koji drže polazni materijal čvrsto, određuje uspjeh procesa utiskivanja. Ispravna poravnanja, oštri rezni rubovi i učinkovito odvajanje su svi potrebni za proizvodnju dosljednih, visokokvalitetnih dijelova na učinkovit način.

Varijacije komponenti kod progresivnih i običnih kalupa za utiskivanje

Iako svi kalupi dijele osnovne komponente, njihova konfiguracija i složenost znatno variraju ovisno o vrsti kalupa. Dvije najčešće vrste su jednostepeni kalupi za utiskivanje i progresivni kalupi. Jednostepeni kalup obavlja jednu operaciju po hodu preše, poput izrezivanja komada ili savijanja ruba. Skup njegovih komponenti je relativno jednostavan, fokusiran na izvođenje te jedne zadaće. Ovi se često koriste za proizvodnju manjih serija ili za jednostavnije geometrije dijelova.

Nasuprot tome, progresivni alat je mnogo složeniji alat koji istovremeno izvodi više operacija na različitim stanicama. Traka materijala se uvlači kroz alat, a na svakoj stanici odvija se drugačija operacija rezanja ili oblikovanja. To omogućuje proizvodnju potpuno gotovog, složenog dijela svakim pojedinačnim hodom prešice. Stoga progresivni alat sadrži brojne skupove punita, navrtki i alata za oblikovanje, smještenih unutar jednog jedinog, velikog sklopa alata. Također uključuje dodatne komponente poput vođičnih štipaljki za točno pozicioniranje trake na svakoj stanici te uređaje za podizanje materijala kako bi se omogućilo glatko napredovanje.

Projektiranje i izrada ovih složenih alata zahtijevaju značajnu stručnost. Za industrije koje zahtijevaju visoke količine složenih dijelova, proizvođači prilagođenih automobilskih vučenih alata i slične komponente često koriste napredne simulacije i upravljanje projektima kako bi isporučile progresivne matrice koje osiguravaju učinkovitost i preciznost. Odabir između jednostupanjske i progresivne matrice ovisi o količini proizvodnje, složenosti dijela i proračunu, jer je početna cijena progresivne matrice znatno veća, ali je cijena po komadu znatno niža kod masovne proizvodnje.

Najčešća pitanja o sastavnim dijelovima matrica

1. Kako se zovu dijelovi matrice?

Glavni dijelovi matrice za utiskivanje uključuju postavku matrice (gornju i donju ploču matrice), koja služi kao osnova. Ključni funkcionalni dijelovi su vođice i ulošci za poravnavanje, matrice i matricni gumbi (ili blokovi) za rezanje i oblikovanje, skidači lima za odvajanje materijala s matrica te različite opruge koje osiguravaju potrebnu silu.

2. Koje su komponente procesa die castinga?

Litje pod tlakom je drugačiji proizvodni postupak od kaljenja i koristi različite komponente. Stroj za litje pod tlakom koristi kalup, ili matricu, koji se obično sastoji od dvije polovice: nepomične poklopne matrice i pomične izbacivačke matrice. Unutar nje nalazi se sustav iglica za izbacivanje kojim se izbaci otvrdnuta komponenta, šupljina koja oblikuje oblik dijela te kanali ili uljevi koji omogućuju taline metalu da utječe u šupljinu. Legure koje se koriste također su druge, najčešće cink, aluminij ili magnezij.

3. Koji je konstrukcijski detalj sklopa matrice?

Konstrukcija sklopa matrice temelji se na dvije ploče precizno obrađene: gornjoj i donjoj cokli matrice. Ove ploče poravnate su vodilicama i bušilima. Sve ostale komponente, poput nosača probijača, blokova matrice i ploča za skidanje, čvrsto su pričvršćene na ove cokle. Cijeli sklop projektiran je kao samostalno alat koji se može instalirati u prešu radi točnog i ponovljivog izrade dijelova.