Štampavimo gamybos procesas iššifruotas: nuo žaliavos lakštinio metalo iki baigtos detalės

Kas yra štampavimo gamybos procesas

Ar kada nors domėjotės, kaip tūkstančiai identiškų metalinių detalių – nuo automobilio durelių plokščių iki mažyčių elektroninių jungiklių – gaminami nepaprastai greitai ir tiksliai? Atsakymas slypi viename efektyviausių ir universaliausių gamybos metodų – štampavimo gamybos procese.

Metalo štampavimas yra šaltasis deformavimo gamybos procesas, kuriame naudojami specialūs šablonai ir didelės jėgos presai, kad plokščiasis lakštinis metalas būtų tiksliai suformuojamas į reikiamas dalis pjovimo, lenkimo ir formavimo operacijomis – be medžiagos nuėmimo.

Suprasti, kas yra metalo štampavimas, prasideda nuo jo pagrindinės skirtumo nuo kitų metalo apdirbimo metodų pripažinimo. Skirtingai nuo apdirbimo staklėmis, kurio metu medžiaga pašalinama, ar liejimo, kai į formą pilamas lydytas metalas, štampavimas performuoja kietą metalą kambario temperatūroje. Šis šaltasis deformavimas išsaugo medžiagos vientisumą, tuo pat metu leisdamas pasiekti neįtikėtinai didelius gamybos našumus – kartais išgaunant šimtus detalių per minutę.

Metalo deformavimo pagrindinė mechanika

Taigi, kas yra štampavimo operacija paprasčiausiu lygiu? Įsivaizduokite plokščią metalo lakštą, įdėtą tarp dviejų tiksliai suprojektuotų įrankių: kalno (viršutinės dalies) ir štampo (apatinės dalies). Kai presas suaktyvinamas, jis nuleidžia kalną žemyn milžiniška jėga – dažnai matuojama tonomis – dėl ko metalas plastškai deformuojamas ir įgauna formą, kurią nustato įrankiai.

Mechanika apima tris būtinas sudedamąsias dalis, kurios veikia harmonijoje:

• Jėgos taikymas: Štampavimo presas sukuria kontroliuojamą slėgį, kuris paprastai svyruoja nuo kelių tonų mažoms detalėms iki tūkstančių tonų automobilių kėbulo plokštėms.
• Įrankių tikslumas: Štampai ir kalnai yra apdirbti tiksliai pagal nustatytus reikalavimus, o tarpai matuojami tūkstantosiomis colio dalimis, kad būtų užtikrinta nuolatinė detalės kokybė.
• Medžiagos tekėjimas: Kai taikoma slėgio jėga, metalas patiria plastinį deformavimą, nuolat keisdamas savo formą, tačiau išlaikydamas savo konstrukcines savybes.

Šis procesas veikia todėl, kad metalai pasižymi kietumo savybe – gebėjimu deformuotis be sušlikimo. Kai jėga viršija metalo takumo ribą, bet lieka žemiau jo lūžio taško, medžiaga įgauna naują formą ir išlaiko ją po slėgio pašalinimo. Pagal National Material Company, šis metodas leidžia sumažinti sąnaudas ir sutrumpinti pristatymo laikus tiek trumpalaikiams, tiek ilgalaikiams gamybos ciklams, tuo pat metu užtikrinant nuoseklią kokybę ir matmeninę tikslumą.

Iš plokščios lakštinės medžiagos iki tikslaus komponento

Kas praktiškai yra štampuojamas metalas? Tai bet koks komponentas, kuris pradėjo kaip plokščia lakštinė arba ritinys ir buvo transformuotas į veikiančią detalę naudojant metalo štampavimo operacijas. Štampavimas reiškia strateginės jėgos taikymą specializuotais įrankiais siekiant pasiekti tam tikrus geometrinius pokyčius – ar tai būtų tikslaus kontūro išpjovimas, tiksliais kampais lankstymas ar sudėtingų trimatės erdvės formų formavimas.

Kelionė nuo žaliavos iki baigtos detalės paprastai vyksta šiuo etapų seka:

• Dizainas ir inžinerija: Inžinieriai apibrėžia detalės geometriją, atsižvelgdami į medžiagos savybes, štampų projektavimą ir įrankių reikalavimus, naudodami CAD/CAM programinę įrangą.
• Šablonų gamybą: Pagaminami specializuoti štampai, įskaitant išpjovimo, formavimo ir skverbimosi štampus.
• Medžiagos paruošimas: Metalinės lakštinės arba ritiniai supjaustomi, supjaustomi į juostas ir išlyginami iki reikiamų matmenų.
• Kalnų operacijos: Presas per štampus taiko jėgą, atliekant pjovimo, lankstymo ar formavimo operacijas.
• Gaminimo užbaigimas: Papildomi apdorojimo etapai, tokie kaip kraštų šalinimas, valymas ir paviršiaus apdorojimas, užbaigia detalės gamybą.

Šiame straipsnyje išsiaiškinsite devynias pagrindines štampavimo operacijas, palyginsite progresyvius ir perkėlimo šablonus, sužinosite, kaip pasirinkti tinkamą preso tipą ir medžiagas, taip pat suprasite kokybės kontrolės strategijas, užtikrinančias tikslų rezultatą. Ar vertintumėte štampavimą naujam projektui, ar gilintumėte savo technines žinias – šis vadovas sieja pagrindinius sąvokų principus su praktine žinių giluma, reikalinga informuotiems sprendimams priimti.

Devynios pagrindinės štampavimo operacijos ir jų taikymo sritys

Dabar, kai jau suprantate štampavimo proceso pagrindus, pažvelkime į konkrečias operacijas, kurios paverčia plokščią metalą funkcinėmis detalėmis . Kiekviena šabloninio štampavimo operacija turi savo ypatingą paskirtį, o žinojimas, kada taikyti kiekvieną techniką, yra esminis optimaliems rezultatams pasiekti. Galėtumėte šias devynias operacijas laikyti savo gamybos įrankių rinkiniu – kiekvienas skirtas specifinėms užduotims atlikti, tačiau dažnai kombinuojamas sudėtingoms galutinėms detalėms sukurti.

Pjaustymo operacijų paaiškinimas

Pjovimo operacijos sudaro daugumos štampavimo ir presavimo sekų pagrindą. Šios technikos atskiria medžiagą arba sukuria angas, paruošdamos vietą tolesnėms formavimo operacijoms.

Blankoformavimo yra plokščių detalių išpjovimo iš lakštinių metalų procesas, kai išpjaustyta detalė tampa galutiniu gaminiu. Kai štampuojate metalą į lakštus, tikslumas yra esminis – štampo turi sukurti švarias kraštines su minimaliu burto susidarymu. Pagal Master Products , lakštų štampavimas labai panašus į išpjaustymą, tik išpjaustytos detalės yra gaminys, o likusi lakštinio metalo заготовка yra šukos. Tipiški taikymo būdai apima elektronikos bazinių komponentų, automobilių laikiklių ir buitinės technikos skydelių gamybą. Įrankiai reikalauja kietintų plieninių štampų su tiksliais tarpais – paprastai 5–10 % nuo medžiagos storio – kad būtų užtikrintos švarios pjūvios.

Kaltymas (gręžimas) sukuria tiksliai išdėstytas skylutes plieninėje lakštinėje detalėje. Skirtingai nuo iškirpimo, išpjaustyta medžiaga yra šukių, o perforuotas lakštas toliau perduodamas gamybos procese. Ši operacija yra būtina montavimo skylių, ventiliacijos angų ir jungiamųjų taškų sukūrimui. Įrankių sudėtingumas kinta priklausomai nuo skylių išdėstymo – paprasti vienos skylių dėžutės šablonai tinka paprastoms aplikacijoms, o daugiapozicijiniai įrenginiai vienu presavimo judesiu sukuria sudėtingus skylių išdėstymus.

Formavimo ir formos keitimo technikos

Kai pjovimo operacijos nustato pagrindinį kontūrą, formavimo technikos performuoja metalą į trimatės erdvės komponentus. Šioms operacijoms reikia atidžiai įvertinti medžiagos savybes ir atšokimo charakteristikas.

Sukimas naudoja mechaninę jėgą, kad sukurtų kampinį išlinkimą tam tikra ašimi. Lenkimo presas taiko ekstremalią spaudą, sukuriant V arba U formos profilius, kurie dažnai pasitaiko atramose, korpusuose ir konstrukcinėse rėminėse sistemose. Įrankiai apima poruotus kalnakūnius ir štampus, suprojektuotus tam tikriems lenkimo kampams, o vidinis lenkimo spindulys paprastai svyruoja nuo 0,5 iki 2 kartų didesnis už medžiagos storį, priklausomai metalo plastšumo.

Monetavimas reprezentuoja aukšto slėgio operaciją, kuri vienu metu štampuoja darbo detalės abi puses. Ši technika sukuria smulkius paviršiaus detalius, tikslų storio kontrolę ir aštrų apibrėžimą, kurio negali pasiekti kitos metodikos. Klasikinis štampavimo naudojant monetavimą pavyzdys yra pinigų gamyba – todėl ir kilo šis pavadinimas. Monetavimui naudojant plieną ir kitus metalus reikalingos spaudos, siekiančios 5–6 kartų didesnės nei įprastoje formavimo operacijoje, todėl būtina tvirta štampo konstrukcija ir tikslus išdėstymas. Šis metodas taip pat taikomas dekoratyvinėms durų ir langų armatūroms, tiksliesiems komponentams bei bet kokiems elementams, kuriems reikalingas tikslus matmenų valdymas.

Švirkščiama sukuria iškilusius ar įdubusius raštus spaudydama darbo detalės vieną pusę. Nors štampai ir reljefiniai įrankiai panašūs į monetų kalimo įrankius, reljefinimas reikalauja mažesnio slėgio, nes jame medžiaga pasislenka, o ne suspaudžiama. Dažniausiai reljefiniu būdu sukuriami ženklai, serijos numeriai, dekoratyviniai raštai ir prekės ženklo elementai. Įrankiai sudaryti iš porinės vyriškosios ir moteriškosios štampų poros su kontroliuojamais tarpais, kurie nulemia reljefo gylį.

Aplankymas lenkia kraštus 90 laipsnių kampu nuo lakšto paviršiaus, dažniausiai aplink išgręžtus skyles ar palei detalės perimetrą. Ši operacija sukuria lygius kraštus, kurie pašalina aštrius kraštus, pagerina konstrukcinę standumą ir palengvina surinkimą. Kraštų formavimas yra būtinas gaminant talpas, vamzdžius ir automobilių kėbulo plokštes, kur kraštų kokybė veikia tiek saugą, tiek estetiką.

Tempiama sukuria iškilimus ar kontūrus, įstumdamas medžiagą į štampavimo formos ertmę, tuo tarpu kraštai lieka pritvirtinti. Ši operacija leidžia gaminti sudėtingas formas, pvz., automobilių durų plokštes ir stogo dalis, kur medžiaga turi tekėti per išlenktus paviršius. Įrankiai reikalauja traukos juostų arba lakštų laikytuvų, kad būtų kontroliuojamas medžiagos tekėjimas ir išvengta raukšlėjimosi.

Vyniojimas suvynioja lakštų metalo kraštus į cilindrines formas, sukuriant apvalias profiliuotes, naudojamas vyriams, laidų vedimo elementams ir saugos kraštams. Ši operacija gali sukurti pilnus vamzdžius arba tik dalinius vyniojimus, priklausomai nuo taikymo reikalavimų. Įrankiai apima ypatingai profiliuotas formas, kurios paeiliui formuoja medžiagą keliomis formavimo stadijomis.

Griovelių pjovimas išpjauna kanalus ar griovelius į metalo lakštus nepilnai perverdamos medžiagos. Šie elementai tarnauja kaip lankstymo linijos, pritaikyti O-žiedams arba sukurti dekoratyvius elementus. Griovelius formuojant reikalingas tikslus gylis, kad būtų pasiektas vienodas griovelio profilis be medžiagos atskilimo.

Operacijos pavadinimas	Aprašymas	Tipinės taikymo sritys	Įrankių sudėtingumas
Blankoformavimo	Iš lakštinio metalo išpjaunamos plokščios formos; išpjaustyta detalė yra gaminys	Baziniai komponentai, laikikliai, įrenginių plokštės	Vidutinis—reikalingos tikslūs tarpai švarioms kraštinėms užtikrinti
Šūkimas	Skylų ar išpjovų kūrimas; išspaustas medžiagos likutis yra š Waste	Montavimo skylės, ventiliacija, jungties taškai	Žemas–vidutinis—sudėtingumas didėja kartu su skylėtų raštų sudėtingumu
Sukimas	Kampinė deformacija išilgai tam tikros ašies	Laikikliai, korpusai, konstrukciniai rėmai	Vidutinis—specialūs atitinkamų kampų spaustuvų ir matricų rinkiniai
Monetavimas	Didelio slėgio štampavimas abiem pusėmis dėl smulkios detaliavimo	Valiuta, dekoratyvinė įranga, tikslūs komponentai	Aukštas — reikalauja tvirto konstrukcinio sprendimo ekstremalioms slėgio sąlygoms
Švirkščiama	Kėlimo / įdubimo raštų suformavimas vienoje pusėje	Logotipai, serijos numeriai, dekoratyviniai elementai	Vidutinis — kontroliuojami tarpai rašto gyliui užtikrinti
Aplankymas	Bendrinimas kraštų 90° kampu nuo lakšto paviršiaus	Talpos, vamzdžiai, automobilių skydeliai	Vidutinis — specializuota kraštų formavimo įranga
Tempiama	Kontūrų formavimas, tuo tarpu kraštai lieka pritvirtinti	Automobilių durys, stogo skydeliai, buitinės technikos dangčiai	Aukštas — reikalauja traukos juostų ir medžiagos srauto valdymo
Vyniojimas	Briaunų vynimas į cilindrines formas	Vyriai, laidų vedikliai, saugos briaunos	Vidutinis–aukštas – palaipsniui vykstantys formavimo etapai
Griovelių pjovimas	Pjovimo kanalai be visiško perverimo	Lankstymo linijos, O-žiedų sėdynės, dekoratyvinės detalės	Vidutinis – reikalingas tikslus gylis

Šių devynių operacijų supratimas leidžia pasirinkti tinkamas technikas konkrečioms tuščiosios dalies štampavimo reikmėms. Daugelyje gamybos scenarijų naudojamos kelios operacijos vienu metu – pavyzdžiui, tuščiosios dalies išpjovimas, po to lankstymas ir kraštų formavimas – kad baigtos detalės būtų sukurtos efektyviai. Pagrindinis dalykas – pritaikyti operacijų galimybes detalės geometrijai, gamybos apimčiai ir kokybės reikalavimams. Turėdami šiuos pagrindus, esate pasiruošę ištirti, kaip šios operacijos organizuojamos į progresyvųjį, perduodamąjį ir keturgreitukinį štampavimą.

Progresyvusis, perduodamasis ir keturgreitukinis štampavimo metodai

Jūs išmokote devynių pagrindinių štampavimo operacijų – bet kaip jas organizuoti į efektyvią gamybos sistemą? Atsakymas priklauso nuo tinkamos štampavimo technologijos pasirinkimo, atitinkančios jūsų konkrečius reikalavimus. Šiuolaikinėje štampavimo įrangoje dominuoja trys pagrindiniai metodai: progresyvusis šablonas, perduodamasis šablonas ir keturgreitis štampavimas. Kiekvienas iš šių metodų turi savo privalumus, o neteisingas pasirinkimas gali reikšti skirtumą tarp pelningos štampavimo gamybos ir brangios neefektyvumo.

Progresyviojo šablono privalumai didelėms serijoms

Įsivaizduokite, kad metalinė juosta nuolat tiekiama per kelių stoties vienetų sistemą, kur kiekviena atlieka tam tikrą operaciją – skylų daužymą, lenkimą, formavimą – kol galiausiai išeina paruošti štampuoti detalės. Tai yra progresyvusis šablonas ir štampavimas veiksmo metu . Juosta kiekvieno spaudimo judėjimo metu paeiliui juda per šabloną, o detalės iki galutinio nupjovimo (atskyrimo nuo laikomosios juostos, vadinamosios „webbing“) lieka prijungtos prie laikomosios juostos.

Kodėl šis požiūris dominuoja didelio apimties gamyboje? Apsvarstykite šiuos pagrindinius privalumus:

• Išskilusią greitį: Štampavimo įrenginiai su progresyviais šablonais gali per minutę gaminti šimtus detalių, nes visos operacijos vyksta vienu metu keliuose stotyse.
• Sumažintas rankinis tvarkymas: Detalės niekada nepalieka juostos iki gamybos pabaigos, todėl nereikia perkėlimo mechanizmų ir sumažėja darbo jėgos sąnaudos.
• Žemesnės vieneto kainos: Kai įrankiai jau parengti, nuolatinis procesas masinėje gamyboje žymiai sumažina vienos detalės gamybos sąnaudas.
• Stabili kokybė: Juosta visą laiką išlaiko tikslų pozicionavimą, užtikrindama matmeninę pakartojamumą milijonams ciklų.

Progresyvusis štampavimas puikiai tinka paprastoms ar vidutinio sudėtingumo detalėms – pavyzdžiui, automobilių laikikliams, elektros jungtukams, akumuliatorių kontaktams ir tiksliajam įrangos komponentams. Pagal „Die-Matic“ duomenis, šis metodas užtikrina aukštą gamybos našumą, trumpus ciklo laikus, mažesnes darbo jėgos sąnaudas ir žemesnes vieneto sąnaudas, todėl jis yra vienas veiksmingiausių būdų greitai ir ekonomiškai gaminti didelius kiekius tiksliai pagamintų detalių.

Tačiau progresyvios šabloninės formos turi savo trūkumų. Pradinė įrankių gamybos investicija gali būti reikšminga – sudėtingoms šabloninėms formoms su keliomis stotimis reikia išplėstinio inžinerinio projektavimo ir tikslaus gamybos proceso. Po šabloninės formos sukūrimo konstrukcijos pakeitimai tampa brangūs ir laiko reikalaujantys. Be to, detalės geometrija ribojama juostos nuolatinio padavimo: labai gilūs įtempimai ar didelės detalės gali viršyti tai, ką gali priimti progresyvios štampavimo įrangos galimybės.

Kada perduodamieji šablonai pranašesni už progresyviuosius sistemų

Ką daryti, kai jūsų detalė reikalauja gilesnių įtempimų, didesnių matmenų ar geometrinės sudėtingumo, kurį negali apdoroti progresyvios šabloninės formos? Sprendimą siūlo perduodamosios šabloninės formos štampavimas. Šis metodas prasideda arba su iš anksto supjaustyta blanko dalimi, arba atskiria darbo detalę nuo juostos jau proceso pradžioje. Mechaninės pirštų ar perduodamosios įrangos sistemos tada perkelia atskirą detalę tarp atskirų šabloninių formų stočių.

Perduodamasis štampavimas ypač efektyvus situacijose, kur progresyvusis metodas nepatenkina reikalavimų:

• Didesnės detalės: Automobilių kūno plokštės, konstrukciniai komponentai ir sunkiosios paskirties korpusai naudojasi perduodamųjų šablonų lankstumu.
• Sudėtingos Geometrijos: Kai detalėms reikia operacijų iš kelių kampų ar gilaus formavimo, kurie trukdytų juostos padavimui, perduodamieji šablonai suteikia prieigą.
• Medžiagos naudojimo efektyvumas: Pradedant optimizuotais заготовkėmis galima sumažinti atliekų kiekį palyginti su nuolatine juostos padavimo sistema tam tikrų detalių formoms.

Kokia kaina? Perduodamasis štampavimas paprastai vyksta lėčiau nei progresyvusis, nes detalės turi būti fiziškai perkeltos tarp stotyčių. Įrankių ir apdorojimo sudėtingumas padidina sąnaudas mažesnėms gamybos serijoms. Vis dėlto vidutinėms ir didelėms gamybos serijoms, kuriose gaminamos sudėtingos ar per didelės štampuojamos detalės, perduodamieji šablonai užtikrina nepasiekiamą galimybę.

Keturgnybės štampavimas taikoma visiškai kitokia priemonė. Vietoj vertikalaus spaustuvų veiksmo keturgysliniai (arba daugygsliniai) štampavimo įrenginiai naudoja keturis ar daugiau horizontalių įrankių slankiklių, kurie vienu metu formuoja metalą iš kelių krypčių. Ši daugiagrinė formavimo galimybė puikiai tinka sudėtingų lenkimų, sukimo ir trimatės formos detalių gamybai, kurioms įprastuose štampavimo įrenginiuose reikėtų kelių operacijų.

Keturgyslinė technologija yra idealus sprendimas:

• Sudėtingoms mažoms detalėms: Elektros jungtukams, kontaktams, laikikliams ir tvirtinimo elementams su tiksliais daugiakrypčiais lenkimais.
• Laidų formoms ir plokščiosioms spyruoklėms: Detalėms, kurioms reikalinga sudėtinga geometrija iš plonų, lankstaus medžiagos.
• Mažesniems papildomų operacijų skaičiui: Detales, kurios kitaip reikalautų kelių formavimo etapų, dažnai galima pagaminti viename keturgyslinio įrenginio cikle.

Apribojimai? Keturgnybės štampavimas paprastai tinka mažesniems detalių elementams ir plonesniems medžiagoms. Jis mažiau efektyvus sunkiai kalamiems metalams arba didelėms detalėms, o gamybos apimtys paprastai būna žemesnės nei progresyvaus štampavimo operacijose.

Kriterijus	Progresyvus štampavimas	Pervadinis kalnojimas	Keturgnybės štampavimas
Dalies sudėtingumas	Paprasta iki vidutinės sudėtingumo; ribojama juostos padavimo	Aukšta; leidžia gilų įtraukimą ir sudėtingas formas	Labai aukšta; daugiaaukštė formavimo galimybė sudėtingiems lenkimams
Gaminių kiekis	Vidutinė iki labai aukšta; optimalus masinei gamybai	Vidutinė iki aukšta; efektyvus didesniems partijų kiekiams	Žema iki vidutinė; tinkamas specializuotoms detalėms
Įrankių kaina	Aukštos pradinės investicijos; vienos detalės kaina mažėja esant didelėms gamybos apimtims	Aukštesnė dėl perkėlimo mechanizmų ir kelių stotų	Vidutinis; mažiau sudėtingas nei progresyvūs šablonai
Ciklo laikas	Greičiausias; visos operacijos vykdomos vienu metu	Lėtesnis; detalės perkėlimas tarp stoties	Vidutinis; priklauso nuo formavimo sudėtingumo
Geriausi taikymo atvejai	Automobilių laikikliai, jungtys, elektros terminalai, tikslūs įtaisai	Dideli kuzovų skydai, konstrukciniai elementai, giliai ištraukti elementai	Mažos jungtys, spaustukai, spyruoklės, vielos formos

Kaip pasirinkti tinkamą metodą? Pradėkite vertindami šiuos sprendimų priėmimo kriterijus:

• Detalės dydis ir geometrija: Maži, plokšti detalės su vidutine sudėtingumu palankiau gaminti progresyviais šablonais. Didelės ar giliai įtrauktos detalės reikalauja perduodamųjų sistemų. Sudėtingos, keliomis vietomis lenkiamos mažos detalės rodo, kad tikslesnė būtų keturgalių (fourslide) technologija.
• Gaminių apimtys: Dideli gamybos apimtys pateisina progresyvių šablonų įrangos investicijas. Mažesnės apimtys gali būti naudingiau gaminti naudojant lankstesnę keturgalių (fourslide) technologiją arba universalų perduodamąjį šabloną.
• Medžiagos storis: Plonos, lankstios metalinės medžiagos gerai tinka visoms šioms gamybos metodams. Storesnės medžiagos storio klasės gali viršyti keturgalių (fourslide) galimybes.
• Biudžeto apribojimai: Įvertinkite bendrąsias sąnaudas, įskaitant šablonų amortizaciją, vienos detalės gamybos sąnaudas ir papildomų operacijų reikalavimus.

Pasirinkę savo štampavimo metodą, kitas svarbus sprendimas – tinkamo spaustuvo tipo pasirinkimas. Mechaniniai, hidrauliniai ir servospaustuvai kiekvienas turi savitų charakteristikų, kurios gali nulemti jūsų gamybos efektyvumą.

Štampavimo spaustuvų tipai ir atrankos kriterijai

Jūs pasirinkote savo žymėjimo metodą – bet kuriuo įrenginiu bus varoma jūsų gamyba? Pasirinktas žymėjimo presas tiesiogiai veikia ciklo greitį, detalės kokybę, energijos suvartojimą ir ilgalaikius eksploatacijos kaštus. Taigi, kas iš tikrųjų yra žymėjimo presas? Tai bet kurios žymėjimo operacijos mechaninis širdis: įrenginys, kuris per įrankius taiko kontroliuojamą jėgą, kad metalą suformuotų į galutines detalių dalis. Suprasdami mechaninių, hidraulinių ir servopresų skirtumus, galėsite parinkti įrangą, atitinkančią jūsų konkrečius gamybos reikalavimus.

Mechaninių presų greičio ir tikslumo kompromisiniai sprendimai

Mechaniniai žymėjimo presai dažnai vadinami pramonės darbo arkliukais – ir tai ne be pagrindo. Šie metalo žymėjimo presai remiasi sukamojo judėjimo energiją kaupiančiu pavaros ratu ir veleno mechanizmu, kuris sukamąją energiją paverčia tiesine jėga. Kai įjungiamas sankabos mechanizmas, ši kaupiama energija varo stūmoklį žemyn nepaprastai greitai ir nuosekliai.

Štai kaip tai veikia: elektros variklis nuolat suka sunkų skriejiklį, kaupdamas kinetinę energiją. Spaudimo eigoje ši energija per perdavimo mechanizmą (kryžminį veleną) perduodama į judančiąją dalį (ramą), kur ji sukuria jėgą spaudimo eigos pabaigoje. Pastovus spaudimo eigos ilgis ir numatoma judėjimo charakteristika daro mechaninius presus idealiais operacijoms, kurioms reikia didelio greičio ir pakartojamumo.

Pagal JVM Manufacturing, mechaniniai plakimo presai žymi dėl savo greičio ir gali pasiekti aukštą smūgių per minutę skaičių, todėl jie yra idealūs masinėms gamybos serijoms, kur laikas tiesiogiai veikia pelningumą.

Privalumai

• Aukštas greitis: Ciklo dažnis mažesniuose presuose gali viršyti 1000 smūgių per minutę, maksimaliai padidinant našumą.
• Žemesnė pradinė kaina: Paprastesnė konstrukcija lyginant su hidrauliniais arba servopresais sumažina pradines investicijas.
• Patvirtinta patikimumo: Tiesmuka konstrukcija reiškia mažesnę priežiūros poreikį ir lengvesnę gedimų nustatymą.
• Energijos naudingumo efektyvumas esant aukštam greičiui: Skriejiklio inercija leidžia atkurti energiją tarp smūgių nuolatinės veiklos metu.

Trūkumai

• Pastovios spaudimo eigos charakteristikos: Ribota lankstumo galimybė keičiantis formavimo gyliams arba ilgėjant laikymo laikui žemiausiojoje mirksnio pozicijoje.
• Sumažintas valdymas: Jėgos smailės atsiranda stūmoklio judėjimo apačioje, o ne išlieka pastovios visą stūmoklio judėjimo ciklą.
• Ribotos giliosios traukos galimybės: Neidealūs operacijoms, kuriose reikia palaikyti nuolatinę spaudą per ilgus formavimo atstumus.

Mechaninės konstrukcijos plieno štampavimo presai puikiai tinka didelio greičio iškirpimui, paviršutiniškam formavimui ir kartotinėms operacijoms, kai svarbiau nuoseklūs ciklo laikai nei lankstumas. Tai, pavyzdžiui, elektros terminalai, maži laikikliai ir tikslūs įrenginiai, kasmet gaminami milijonais vienetų.

O kaip su hidrauliniais metalo štampavimo presais? Šie įrenginiai taiko visiškai kitokį požiūrį. Vietoje mechaninės energijos kaupimo hidrauliniai presai naudoja skysčio slėgį, kurį sukuria siurbliai ir cilindrai, kad būtų taikoma jėga. Tokia konstrukcija leidžia kintamą jėgos taikymą visą stūmoklio judėjimo kelį – tai esminis privalumas giliosios traukos ir sudėtingų formavimo operacijų atveju.

Hidraulinis pranašumas tampa akivaizdus formuojant didelius automobilių skydus arba gilias talpyklas. Metalo štampavimo preso mašina palaiko nuolatinį slėgį, kai medžiaga tekėja į štampo tuščiąją erdvę, taip neleisdama medžiagai perdaug suplonėti ar plyšti, kaip tai kartais nutinka mechaniniuose presuose dėl jų fiksuotų jėgos kreivių.

Privalumai

• Viso eigos jėgos valdymas: Nuolatinis slėgio taikymas nuo eigos viršaus iki jos apačios užtikrina vienodą medžiagos tekėjimą.
• Puikus giliam štampavimui: Tinkamas talpyklų, korpusų ir automobilių kūno skydų formavimui, kai reikia ilgo formavimo gylio.
• Reguliuojami parametrai: Eigos ilgį, greitį ir jėgą galima keisti be mechaninių pakeitimų.
• Versatili panaudojimo sritys: Vienas presas gali atlikti įvairias operacijas tik keisdami nustatymus, o ne keisdami įrangą.

Trūkumai

• Lėtesni ciklo laikai: Hidraulinės sistemos paprastai dirba 10–20 eigos per minutę, tuo tarpu mechaniniai presai – šimtus eigos per minutę.
• Didesnė energijos suvartojimo norma: Tolydus siurblio veikimas sunaudoja energiją net tuščiosios eigos metu.
• Techninės priežiūros sudėtingumas: Hidraulinis skystis, sandarinimo elementai ir siurbliai reikalauja reguliarios priežiūros ir galiausiai pakeitimo.

Servo technologija, keičianti štampavimo valdymą

Servo varomos štampavimo presės yra metalo formavimo technologijos naujausia pakopa. Šios pažangios mašinos tradicinius skriemulius arba hidraulines sistemas pakeičia servo varikliais, kurie tiesiogiai valdo stūmoklio judėjimą. Rezultatas? Nepaprasta lankstumo ir tikslumo laipsnis, keičiantis tai, kas įmanoma štampavimo operacijose.

Įsivaizduokite, kad kiekvienai operacijai programuojate tikslų judėjimo profilį – greitai pagreitinant artėjimo metu, tiksliai lėtinant formuojant, laikant apatinėje mirksnio vietoje monetų gamybos operacijoms, o po to maksimaliu greičiu traukiant atgal. Servo presės padaro šią pritaikymo galimybę įprasta, o ne išimtine.

Kaip pažymėjo „Eigen Engineering“, servopresai siūlo pažangią servomotorių technologiją, kuri leidžia pasiekti didelį greitį, galią ir programuojamumą – tai puikus sprendimas užduotims, kuriose reikalinga didelė tikslumas, pvz., elektronikos gaminiams, medicinos produktams ar aukštos kokybės štampuotiems metalo gaminiams.

Privalumai

• Programuojami judėjimo profiliai: Tinkinkite greitį, pagreitį ir laukimo trukmę kiekvienai unikaliai operacijai.
• Energijos efektyvumas: Varikliai veikia tik tada, kai to reikia, todėl energijos suvartojimas sumažėja 30–50 % lyginant su nuolat veikiančiais mechaniniais presais.
• Puikus tikslumas: Tiksli padėties valdymo sistema leidžia pasiekti siauresnius leistinus nuokrypius ir pagerinti detalių vientisumą.
• Greitas persitvarkymas: Skaitmeninė programavimo galimybė leidžia greitai keisti įrangos nustatymus mišriose gamybos aplinkose.
• Sumažintas triukšmas ir virpesiai: Kontroliuojama lėtinimo procesas mažina smūgio jėgas ir darbo vietos triukšmą.

Trūkumai

• Didesni pradiniai kaštai: Pažangi servotechnologija kainuoja žymiai daugiau nei palyginamieji mechaniniai presai.
• Reikalaujama techninės patirties: Programavimas ir techninė priežiūra reikalauja specializuotų žinių.
• Maksimalios greičio ribos: Maksimalus smūgių per minutę skaičius gali neatitikti specializuotų didelio greičio mechaninių presų.

Kaip dėl šilumos susidarymo? Šiluminiai veiksniai yra kritinės svarbos pasirinkiant ir eksploatuojant presus. Aukšto greičio štampavimo metu trintis tarp štampo, kalno ir apdorojamojo gaminio sukuria reikšmingą šilumą. Ši šilminė energija veikia štampo tarnavimo laiką, tepalo veiksmingumą ir gaminio matmenų tikslumą.

Mechaniniai presai, veikiantys maksimaliu greičiu, dėl savo sparčios ciklinės veiklos sukuria daugiausia trinties šilumos. Be pakankamo aušinimo ar tepimo štampo paviršiai gali pasiekti temperatūrą, kuri pagreitina nusidėvėjimą ir sukelia ankstyvą gedimą. Taip pat blogėja gaminio kokybė, nes šiluminis išsiplėtimas veikia matmenų nuoseklumą.

Šiuo atveju pranašumą suteikia hidrauliniai ir servopresai. Jų lėtesnis veikimas ir reguliuojamos formavimo greičio reikšmės sumažina trinties sukeltos šilumos susidarymą. Servopresai leidžia programuoti lėtesnius artėjimo greičius kritinėse formavimo zonose, dar labiau mažinant šilumos kaupimąsi, nepažeidžiant bendros ciklo efektyvumo.

Kaip parinkti preso tipą savo taikymui? Įvertinkite šiuos sprendimą lemiančius veiksnius:

• Gaminių apimtys: Didelėms gamybos apimtims ir paprastiems procesams tinkamiausias yra mechaninio plieninio preso greitis. Mažesnėms apimtims naudingiausia hidraulinė arba servopreso lankstumas.
• Detales sudėtingumas: Giliems ištraukimams ir sudėtingiems formavimo etapams labiau tinka hidrauliniai arba servopresai. Plokščiam išpjovimui (blanking) geriausiai tinka mechaniniai presai.
• Tolerancijos reikalavimai: Tikslūs matmenų reikalavimai palankesni servopresų tikslumui.
• Energijos sąnaudos: Įmonės, kuriose elektros energijos kaina yra aukšta, gali pasinaudoti servopresų energijos naudojimo efektyvumu, net jei įrangos kaina yra didesnė.
• Gamybos asortimentas: Dirbtuvės, kuriose gaminami įvairūs detalės, naudingiausiai naudoja servopresų programuojamumą greitam perstatymui.

Nustačius preso tipą, kitas svarbus sprendimas – medžiagos pasirinkimas. Skirtingi metalai elgiasi skirtingai štampuojant, o šių savybių supratimas užtikrina tiek aukštos kokybės gaminius, tiek optimalų štampo tarnavimo laiką.

Medžiagos parinkimo gidas išspaudžiamoms detalėms

Jūs jau pasirinkote preso tipą – dabar ateina sprendimas, kuris tiesiogiai veikia gaminio našumą, įrankių tarnavimo trukmę ir gamybos sąnaudas: reikia pasirinkti tinkamą metalą štampavimui. Kiekviena medžiaga elgiasi kitaip veikiant milžiniškoms jėgoms, susidarančioms štampavimo procese. Teisingai pasirinkus medžiagą, jūsų detalės bus išlaikiusios puikią matmeninę tikslumą ir paviršiaus kokybę. Neteisingai pasirinkus – kils problemų su įtrūkimais, per dideliu atšokimu arba per anksti susidėvėjusiu štampu.

Kas daro metalą idealų štampavimui? Keturios pagrindinės savybės nulemia štampavimo savybes:

• Plastiškumas: Medžiagos gebėjimas plastškai deformuotis be lūžimo. Didesnė plastinė deformacija leidžia atlikti agresyvesnius formavimo veiksmus.
• Tempimo stiprumas: Įtempimo lygis, kuriame prasideda nuolatinė deformacija. Žemesnė takumo riba reiškia lengvesnį formavimą, tačiau gali būti paaukota galutinio gaminio stiprumo.
• Plastinio kietėjimo sparta: Kaip greitai metalas tampa kietesnis ir mažiau formuojamas, kai jis deformuojamas. Didelis darbo kietėjimas gali sukelti problemų daugiapakopėse operacijose.
• Grūdelinė struktūra: Smulkūs, vienodi grūdeliai paprastai pagerina formuojamumą ir paviršiaus baigiamąją apdailą palyginti su grubliais ar netolygiais grūdelių raštais.

Šių savybių supratimas padeda prognozuoti, kaip kiekvienas medžiagų tipas elgsis pjovimo, lenkimo, traškinimo ir kitose štampavimo operacijose. Panagrinėkime dažniausiai naudojamas štampavimo metalų medžiagas ir jų ypatingas savybes.

Plieno rūšys ir jų skyrimo charakteristikos

Plienas dominuoja štampavimo pramonėje ne be pagrindo – jis sujungia stiprumą, formuojamumą ir sąnaudų efektyvumą, kurių nedaug alternatyvių medžiagų gali pasiekti. Tačiau „plienas“ apima dešimtis skirtingų rūšių, kiekviena iš kurių tinka tam tikroms aplikacijoms.

Anglies plienas yra pagrindinė medžiaga štampuojamojo plieno gamyboje. Pagal Talan Products, anglies plienas plačiai naudojamas štampavime, nes jis stiprus, nebrangus ir lengvai formuojamas. Skirtingos anglies kiekio pagal rūšis skirtos konkrečioms paskirtims:

• Žemo anglies kiekio plienas (minkštasis plienas): Puiki formavimo ir suvirinamumo savybės daro šią rūšį populiariausiu pasirinkimu giliems įgaliavimams, sudėtingiems lenkimams ir didelės apimties gamybai. Tai, pavyzdžiui, automobilių laikikliai, buitinės technikos skydeliai ir konstrukciniai elementai.
• Vidutinio anglies plienas: Didesnės stiprumo savybės, bet mažesnė plastinė deformacija. Tinka detalėms, kurios turi būti atsparios dilimui arba gebėti išlaikyti apkrovas.
• Aukšto anglies kiekio plienas (spyruoklinis plienas): Šios rūšys sukurtos tam, kad užtikrintų atsparumą deformacijoms ir aukštą takumo stiprumą; jomis gaminamos spyruoklės, spaustukai ir kitos didelės įtempimo sąlygomis veikiančios detalės, kurios turi daug kartų grįžti į pradinę formą.

Aukštos stiprumo mažo lydinio plienas (HSLA) siūlo geriau nei anglies plienas – užtikrina didesnį stiprumą esant mažesnei masei. Automobilių ir sunkiosios technikos gamintojai dažnai renkasi HSLA plieną, kai svarbus stiprumo ir masės santykis, o nerūdijančiojo plieno klasės kaina per didelė.

Nerūdijančio plieno metalo stempimas tinka taikymams, kuriems reikia ilgaamžiškumo ir korozijos atsparumo. Kaip pastebėjo Verdugo Tool & Engineering , nerūdijantis plienas yra labai universalus ir suderinamas su įvairiausiomis pramoninėmis paskirtimis – jis ne tik labai plastus, bet ir stiprus, o po pučimo lengvai gali būti traukiamas, formuojamas ir monetuojamas. Dažniausiai naudojamos rūšys yra:

• 304L nerūdijantis plienas: Puiki formavimo geba ir korozijos atsparumas maisto perdirbimo įrangai ir medicinos prietaisams.
• 316 nerūdijantis plienas: Turi molibdeno, kuris padidina korozijos atsparumą jūros ar cheminių taikymų sąlygomis.
• 301 nerūdijantis plienas: Aukštos stiprybės su gerą plastiskumu – dažnai pasirenkamas spyruoklėms, spaustukams ir tvirtinimams.
• 321 nerūdijantis plienas: Stabilizuotas titano priemaišomis aukštos temperatūros aplinkoje, pvz., išmetimo sistemos ir variklio komponentams.

Dengtieji plienai užtikrina įtaisytą korozijos apsaugą dėl cinkavimo (cinko dengimo) ar kitų paviršiaus apdorojimų. Šie medžiagų tipai sujungia anglies plieno formuojamumą su pagerinta aplinkos poveikio atsparumu statybos ir automobilių pramonės taikymuose.

Aliuminio grįžtamasis deformavimas: iššūkiai ir sprendimai

Kai svorio mažinimas lemia jūsų konstravimo reikalavimus, aliuminio štampavimo procesas siūlo patrauklią alternatyvą. Štampuotas aliuminis užtikrina puikią stiprio ir svorio santykį bei natūralią korozijos atsparumą – tai ypač svarbu lėktuvų, automobilių ir vartotojų elektronikos pramonės taikymuose.

Tačiau aliuminis kelia unikalius iššūkius. Pagal „Verdugo Tool & Engineering“ duomenis, aliuminio lydiniai leidžia gaminti lengvuosius detalių komponentus su aukštu stiprumu ir stabilumu, tačiau ši medžiaga kartais pasižymi mažesniu formuojamumu ir tempimu. Todėl projektuojant aliuminio dalis gamybai reikia imtis ypatingų priemonių.

Pagrindinis iššūkis? Grįžtamasis deformavimas. Aliuminio elastingasis atstatymas po formavimo sukelia detalių dalinį grįžimą į pradinę plokščiąją formą. Programuotas 90 laipsnių lenkimas gali baigtis 87 arba 88 laipsnių kampu, kai detalė palieka štampą.

• Perteklinis lenkimas: Štampų programavimas taip, kad lenkimas būtų šiek tiek didesnis už tikslinį kampą, kompensuojant elastingąjį atstatymą.
• Dugninimas arba kalnakasyba: Taikymas papildomo slėgio stūmoklio žemiausioje padėtyje, kad lenkimas būtų nuolatinis.
• Medžiagai pritaikyti įrankiai: Štampų projektavimas specialiai aliuminio atšokimo savybėms, o ne naudojant pritaikytus plieno įrankius.
• Rūšies parinkimas: Kritiniams taikymams pasirenkant lydinius su mažesniais atšokimo reiškiniais.

Dažniausiai naudojami aliuminio lydiniai štampavimui:

• 6061 aliuminis (nuo O iki T6 būsenos): Labai atsparus korozijai, gerai suvirinamas ir santykinai stiprus konstrukcinėms aplikacijoms.
• aliuminis 2024: Puikus stiprio ir svorio santykis daro šį lydinį populiariu aviacijos komponentams.
• 5052-H32 aliuminis: Puiki deformuojamumo ir korozijos atsparumo savybės yra idealios jūrų aplinkai ir automobilių gamybai.

Kviečių ir kitų rūšių užpildyti specializuotas pozicijas, kur labiausiai svarbi elektrinė ar šiluminė laidumas. Šie metalai puikiai deformuojami, todėl jie yra idealūs elektros jungtukams, kontaktams ir oro kondicionavimo bei šildymo sistemos komponentams. Berilio varis derina puikų elektrinį laidumą su dideliu stiprumu tiksliesiems prietaisams, o vario-cinko lydinys (varinis) užtikrina gerą apdirbamumą ir korozijos atsparumą elektros ir dekoratyviniams taikymams.

O ką dėl specialiųjų lydinių? Aukšto našumo taikymo srityse reikalingos egzotiškos medžiagos:

• Inkonel: Nikelio-chromio superlydiniai, atsparūs ekstremalioms temperatūroms aviacijos ir cheminių procesų pramonėje.
• Titano: Stiprūs, bet lengvi (55 % plieno tankio), korozijai atsparūs aviacijos ir jūrų pramonės taikymams.
• Hastelloy: Nikelio pagrindo superlydinys itin reikalaukantiems aplinkos sąlygoms cheminių procesų ir krašto apsaugos pramonėje.

Šaltasis deformavimas priešingai nei karštas deformavimas – kada kuriuo iš jų naudojamasi? Dauguma štampavimo operacijų vyksta kaip šaltasis formavimas kambario temperatūroje, dėl ko išsaugomos medžiagos savybės ir pasiekiamas puikus paviršiaus baigiamasis apdorojimas. Karštas formavimas tampa būtinas, kai:

• Medžiaga neturi pakankamai plastšumo šaltajam formavimui
• Detalės geometrija reikalauja ekstremalaus deformavimo
• Kietėjimas per darbą sukeltų įtrūkimus daugiapakopėse šaltosios formavimo operacijose
• Konkrečios metalurginės savybės reikalauja padidintos temperatūros

Karštas štampavimas (paprastai 900–950 °C plienui) sumažina formavimo jėgas ir leidžia gaminti sudėtingas formas, tačiau prideda procesinės sudėtingumo ir sąnaudų. Dauguma komercinių štampavimo operacijų pageidauja šaltojo formavimo, kai tik medžiagos savybės tai leidžia.

Medžiaga	Formabilumo reitingas	Įprastas storumo diapazonas	Bendrosios paraiškos	Specialios aplinkybės
Žemos rūgšties plienas	Puikus	0,4 mm – 6,0 mm	Automobilių tvirtinimo detalės, buitinės technikos plokštės, konstrukcinės dalys	Labiausiai universalus; puikus gilusis traukimas
Nerūdijantis plienas (304, 316)	Geras iki puikaus	0,3 mm – 4,0 mm	Maisto pramonė, medicinos įranga, jūrų įranga	Darbas greitai sušildo; reikia tinkamos tepimo
HSLA Plienas	Gera	0,5 mm – 5,0 mm	Automobilių konstrukciniai elementai, sunkioji technika	Didesnė stiprybė sumažina formavimą; reikia valdyti atšokimą
Aliuminis (5052, 6061)	Gera	0,5 mm – 4,0 mm	Aviacija, automobilių pramonė, elektronikos korpusai	Žymus atšokimas; reikia perlenkimo kompensavimo
Varpas	Puikus	0,1 mm – 3,0 mm	Elektros jungtukai, kontaktai, šilumos radiatorių elementai	Minkšta medžiaga; būtina apsaugoti nuo sukibimo
Vangas	Puikus	0,2 mm – 3,0 mm	Elektros komponentai, dekoratyvinė armatūra	Lengvai formuojamas; galima pasiekti gerą paviršiaus baigiamąją apdailą
Atliekos plienas	Vidutinis	0,1 mm – 2,0 mm	Spyruoklės, laikikliai, fiksavimo žiedai	Ribotas formavimas; daugiausia lankymo operacijos
Titanas	Vidutinis	0,3 mm – 3,0 mm	Aviacija, medicinos implantai, jūrų pramonė	Reikalauja specializuotos įrankinės; linkęs sukelti prikibimą (galling)

Tikslumo galimybės labai skiriasi priklausomai nuo medžiagos. Štampuojamojo plieno tikslumas paprastai yra nuo ±0,05 mm iki ±0,15 mm, priklausomai nuo detalės sudėtingumo ir storio. Nerūdijančiojo plieno štampavimas užtikrina panašų tikslumą, tačiau dėl darbo kietėjimo reikalauja griežtesnio proceso valdymo. Aliuminio štampavimo procesas paprastai pasiekia nuo ±0,1 mm iki ±0,25 mm tikslumą, o pagrindinis kintamasis yra atšokimas (springback), kuriam kompensuoti reikia specialių priemonių.

Pasirinkus medžiagą, kitas jūsų dėmesys turėtų būti nukreiptas į įrankius, kurie plokščią lakštą transformuoja į baigtas komponentes. Štampo konstrukcijos pagrindai ir priežiūros praktikos tiesiogiai lemia, ar pasirinkta medžiaga nuolat gamins aukštos kokybės dalis per milijonus ciklų.

Įrankių ir štampo konstrukcijos pagrindai

Jūs jau pasirinkote medžiagą – bet kas iš plokščios plokštės sukuria tikslų komponentą? Atsakymas slypi įrankiuose: specializuotuose šablonuose, kurie nustato kiekvieną pjūvį, lenkimą ir formą, kurią įgis jūsų detalės. Ar jūs naudojate štampavimo įrenginį metaliniams laikikliams gaminti, ar gaminate milijonus elektros jungiklių – šablonų projektavimo pagrindai lemia gaminio kokybę, gamybos greitį ir ilgalaikę sąnaudų efektyvumą. Šių principų supratimas padeda efektyviai bendrauti su įrankių tiekėjais ir priimti informuotus sprendimus, kurie tiesiogiai veikia jūsų pelną.

Įsivaizduokite štampavimo šabloną kaip tikslų prietaisą, o ne paprastą įrankį. Kiekvienas jo komponentas veikia harmoningai – vedamosios sistemos užtikrina tinkamą išdėstymą, pjovimo elementai švariai atskiria medžiagą, o formavimo sekcijos su mikronų tikslumu formuoja metalą. Kai kuris iš šių elementų nukrypsta nuo nustatytų parametrų – tai nedelsiant pasireiškia gaminio kokybėje, broko normoje arba netikėtuose sustojimuose.

Pagrindiniai šablonų komponentai ir jų funkcijos

Kas yra įprastoje štampavimo šablonėje? Nors metalo štampavimo mašinos skiriasi savo sudėtingumu, dauguma šablonių turi šiuos pagrindinius komponentus:

• Šablono padėklai (viršutinis ir apatinis): Šie storūs plieniniai lakštai sudaro jūsų šablono rinkinio pagrindą, užtikrindami stabilumą ir montavimo paviršius visiems kitiems komponentams. Pagal Shaoyi Metal Technology , abu padėklai yra apdirbti su tiksliais nuokrypio leidžiamaisiais nuokrypiais, kad būtų užtikrinta plokštuma ir lygiagretumas – atraminiai taškai, kurie neleidžia nukrypti nuo tinkamos padėties veikimo metu.
• Dantukų plokštė (dantukų laikiklis): Ši kietinta plokštė tvirtina pjovimo ir formavimo dantukus tiksliai nustatytose pozicijose. Žymekliai ir atraminiai blokai užtikrina tikslų išdėstymą santykinai žemiau esančioms šablono angoms.
• Išstūmimo plokštė: Šis komponentas įdėtas tarp dantuko ir apdorojamojo gaminio ir laiko medžiagą plokščiai pjovimo metu bei nuima ją nuo dantuko kilimo metu. Spyruokliniai nuimikliai užtikrina kontroliuojamą spaudimą, kuris neleidžia detalei išsiverti.
• Vadovaujantys kaiščiai ir įmovos: Šie tiksliai apdirbti komponentai užtikrina, kad viršutinė ir apatinė šablonų pusės kiekviename įspaudime idealiai sutaptų. Kaip nurodyta pramonės specifikacijose, orientaciniai smeigiai dažniausiai apdirbami su nuokrypio ribomis iki 0,0001 colio aukštos tikslumo taikymuose.
• Dievo spyruoklės: Šios specializuotos spyruoklės sukuria jėgą, reikalingą ištraukimui, spaudimo pado veikimui ir medžiagos valdymui. Pagal apkrovos talpą žymimos skirtingomis spalvomis; šablonų spyruoklės turi tiksliai atitikti taikymo reikalavimus – per silpnos – detalės prilimpa; per stiprios – kyla medžiagos pažeidimo rizika.

O kaip dėl šablonų plieno pasirinkimo? Medžiaga, kurią deformuojate, tiesiogiai įtakoja įrankių medžiagų pasirinkimą. Remiantis deformavimo pramonės tyrimais , tinkamų įrankių plienų pasirinkimas reikalauja subalansuoti tris priešingas savybes: smūgio atsparumą, dilimo atsparumą ir gniuždymo stiprumą.

Dažniausiai naudojami įrankių plieno markės mašininiam deformavimui:

• A2 įrankinė plienas: Užtikrina gerą smūgio atsparumą ir dilimo atsparumą bendrosios paskirties taikymams. Turi apytiksliai 5,25 % chromo, kuris leidžia kietinti.
• D2 Įrankių plienas: Aukštas chromo kiekis (12 %) užtikrina puikią dilimo atsparumą štampuojant šiurkščius medžiagų tipus, tokius kaip nerūdijantis plienas ir didelės stiprybės lydiniai.
• M2 ir M4 greitaeigio plieno rūšys: Štampuojant dengtus medžiagų tipus ar didelės stiprybės plieną šios rūšys suteikia smūgio atsparumo ir gniuždymo stiprio derinį, kuris reikalingas reikalaujančiose aplikacijose.
• CPM-10V: Dalelių metalurgijos procesas sukuria aukščiausios kokybės dilimo atsparumą labiausiai sudėtingoms štampavimo aplinkoms.

Šilumos apdorojimo reikalavimai atskleiskite šių plieninių štampų pilną potencialą. Procesas vyksta tikslia tvarka: pradinis įkaitinimas, kad būtų išvengta šiluminio šoko, laikymas austenitinėje temperatūroje, kad būtų perstatyta plieno atomų struktūra, greitas aušinimas, kad susidarytų martensitas, ir kalvinimas, kad būtų pasiektas kietumo ir kietumo bei lankstumo pusiausvyra. Metalo štampavimo mašinose naudojamoms greitaeigio įrankių plienų rūšims pramonės standartai nustato ne mažiau kaip tris kalvinimo ciklus, kad likęs austenitas būtų sumažintas iki priimtinų štampavimo operacijoms lygių.

Paviršiaus danga padėti ilgiau išlaikyti štampų tarnavimo laiką, sumažinant trintį, dilimą ir medžiagos prilipimą. Dažniausiai naudojamos tokios galimybės:

• Titano nitridas (TiN): Taikoma fizinės garinės nuosėdos (PVD) būdu – ši danga užtikrina puikią dilimo atsparumą tiksliajam įrankiui, tačiau gali kilti sunkumų su vario ir nerūdijančiojo plieno taikymais.
• Titano karbonitridas (TiCN): Užtikrina didesnį dilimo atsparumą siauresniame taikymo spektre.
• Chromо nitridas (CrN): Gerai universali danga įvairioms štampavimo operacijoms.
• Šiluminės difuzijos (TD) karbidas: Naudoja anglis iš pagrindinės medžiagos, kad susidarytų itin kietos paviršiaus sluoksniai – idealu formavimo operacijoms, kuriose tikslumo reikalavimai yra mažesni.

Štampų tarnavimo laiko pratęsimas tinkamai priežiūrint

Net geriausiai suprojektuotiems specialiems metalo štampavimo štampams, kad būtų pasiekti nuoseklūs rezultatai per milijonus ciklų, reikia tvarkingos priežiūros. Kokie veiksniai įtakoja štampo tarnavimo laiką?

• Štampuojamoji medžiaga: Abrazyvinės medžiagos, pvz., nerūdijantysis plienas ir aukštos stiprumo mažos lyginimo priedų (HSLA) rūšys, padidina dilimą palyginti su minkštuoju plienu ar variu.
• Suteptinimo praktika: Tinkamo tepalo parinkimas ir taikymas sumažina trinties šilumą ir neleidžia įsirėžti tarp įrankių ir apdorojamojo gaminio.
• Preso greitis: Didesnis įspaudimo dažnis sukuria daugiau trinties šilumos, greičiau nusidėvi įrankius ir gali pabloginti gaminio kokybę.
• Techninės priežiūros kokybė: Reguliarios patikros ir laiku imtasi veiksmų neleidžia nedideliems defektams virsti rimtomis avarijomis.

Nustatykite šiuos pagrindinius techninės priežiūros kontrolės punktus savo plakimo konstrukcijai ir įrankiams:

• Patikra prieš pradedant darbą: Patikrinkite vadovaujančius smeigius dėl įbrėžimų, patikrinkite spyruoklių būklę, įsitikinkite, kad tepalas taikytas tinkamai, taip pat patikrinkite kaladėlių galus dėl matomų nusidėvėjimo ar sukibimo ženklų.
• Aštrinimo intervalai: Stebėkite išplaktų detalių kraštų burbulų aukštį – kai burbulai viršija nustatytus reikalavimus, numatykite štampavimo įrankių aštrinimą. Tipiški intervalai svyruoja nuo 50 000 iki 500 000 įspaudimų, priklausomai nuo medžiagos ir įrankių konfigūracijos.
• Išlyginimo patikrinimas: Naudokite tikslumo indikatorius, kad kas savaitę arba po bet kurios štampavimo įrankių keitimo patikrintumėte kaladėlių ir štampavimo įrankių (matricų) lygiagretumą. Net mažiausias 0,001 colio nelygiagretumas greičiau nusidėvi įrankius ir pablogina gaminio kokybę.
• Dalies keitimas: Stebėkite spyruoklių, vedamųjų įvorės ir išstumiamųjų komponentų nusidėvėjimą. Pakeiskite prieš sugenda, kad būtų išvengta neplanuotos sustabdymo.
• Tarpų stebėjimas: Kai kalapai ir šablonų įvorės nusidėvi, tarpai padidėja. Reguliarios matavimai užtikrina, kad detalės liktų ribose, nustatytose techninėje dokumentacijoje.

Kaip šiuolaikinė inžinerija sumažina bandymų ir klaidų metodą? Kompiuterinės inžinerinės analizės (CAE) modeliavimas ir pažangios štampavimo konstravimo programinės įrangos naudojimas radikaliai pasikeitė šablonų kūrimo procesą. Kaip paaiškina pramonės ekspertai, kompiuteriu paremtos inžinerinės analizės ir baigtinių elementų metodas (FEM) leidžia dizaineriams skaitmeniškai imituoti visą štampavimo procesą dar prieš tai supjaunant vieną plieno gabalą.

Naudojant platformas, tokias kaip AutoForm ar DYNAFORM, inžinieriai gali numatyti medžiagos tekėjimą, nustatyti galimus formavimo trūkumus ir virtualiai optimizuoti šablonų geometriją. Šis požiūris suteikia reikšmingų privalumų:

• Greitas iteracinis projektavimas be fizinio prototipavimo sąnaudų
• Ankstyvas atšokimo, plonėjimo ar raukšlėjimo problemų nustatymas
• Optimalūs iškirpimo kontūrai, kurie sumažina medžiagos nuostolius
• Trumpesni fizinio bandymo laikotarpiai
• Aukštesni pirmojo bandymo sėkmės rodikliai

Kas iš to gaunama? Greitesni kūrimo grafikai, sumažintos įrankių gamybos sąnaudos ir štampavimo įrankiai, kurie veikia tinkamai nuo pirmosios gamybos serijos. Šis modeliavimu paremtas požiūris atspindi dabartinį metalo štampavimo įrangos kūrimo būseną.

Įrankių pagrindų nustatymui pasiekus, kitas svarbus klausimas – kokybės kontrolė. Supratimas, kaip užkirsti kelią defektams, stebėti procesus ir pasiekti nuolatinę matmeninę tikslumą, užtikrina, kad jūsų investicijos į tikslų štampavimo įrankių gamybą duotų rezultatus, kurių reikalauja jūsų gamyba.

Kokybės kontrolės ir defektų prevencijos strategijos

Jūs investavote į tikslų įrankių gamybą ir pasirinkote tinkamas medžiagas—bet kaip užtikrinti, kad kiekvienas išspaudytas metalo komponentas atitiktų technines sąlygas? Kokybės kontrolė skiria sėkmingas spaudimo operacijas nuo brangių nesėkmių. Be sistemingų patikrinimo metodų ir defektų prevencijos strategijų net geriausi šablonai ir presai galiausiai pradės gaminti dalis, neatitinkančias kliento reikalavimų. Skirtumas tarp 95 % ir 99,5 % naudingumo koeficiento gali atrodyti nedidelis, tačiau milijonams detalių jis reiškia tūkstančius atmestų komponentų ir didelį finansinį poveikį.

Galvokite apie kokybės kontrolę kaip apie savo gamybos draudimo polisą. Pagal Metal Infinity matmenų tikslumo nuokrypis tiksliai štampuojamiems detalių elementams dažnai svyruoja apie ±0,05 mm – tai atitinka dviejų A4 formato popieriaus lapų storį. Be kontrolės mechanizmo šis nedidelis nuokrypis gali sukelti surinkimo problemas, neteisingai įsuktuose varžtuose ar net viso įrenginio užstrigimą. Supratimas, kur kyla defektai ir kaip juos aptikti kuo anksčiau, apsaugo tiek jūsų reputaciją, tiek pelną.

Dažniausiai pasitaikantys defektai ir jų priežasčių analizė

Kas nutinka štampavimo metu? Defektų atpažinimas ir jų priežasčių supratimas leidžia išspręsti problemas jų šaltinyje, o ne tik atrinkti blogas dalis gamybos pabaigoje.

Užlaidai susidaro, kai pjovimo kraštai nepajėgia švariai atskirti medžiagos, palikdami iškilusius kraštus arba metalo šukas detalės kontūruose ir skylės kraštuose. Pag according to HLC Metal Parts, burrai dažnai susidaro, kai pjovimo įrankiai nepajėgia visiškai perpjauti metalo, palikdami kai kurį metalą detalės krašte. Pagrindinės priežastys yra: nusidėvėję arba prilękę įrankiai, per didelis kalapno ir matricos tarpas bei netinkama medžiagos parinktis. Jei burrai nepašalinami, jie gali sužeisti rankas, bruktinti sujungiamuosius paviršius ir sukelti montavimo trukdžius.

Įtrūkimai atsiranda, kai metalas veikiamas tempimo įtempimų, viršijančių jo plastinio deformavimosi ribas. Šis deformacinis gedimas paprastai pasireiškia lokalizuotose vietose, kur susikaupia dideli įtempimai arba deformacijos – ypač aštriuose kampuose, mažuose kreivumo spinduliuose arba stipriai deformuotose zonose. Priežastys apima:

• Per didelė įtempimų apkrova agresyvių formavimo operacijų metu
• Medžiaga, neturinti pakankamos plastinės deformacijos gebėjimo reikalaujamam deformavimui
• Netinkama kalapno projektavimas, sukeliantis įtempimų koncentracijos taškus
• Šaltai deformuojamas medžiagos tipas, kuris jau yra sustiprintas deformavimu

Raukšlės pasireiškia kaip netaisyklingos bangos ar paviršiaus deformacijos, ypač plonose lakštų ar išlenktose srityse. Kai šablono laikytuvo slėgis nepakankamas arba medžiagos srautas neturi pakankamo valdymo traukimo metu, perteklinis metalas susiburia vietoje, o ne lygiai tekėja į šabloną. Raukšlės sumažina detalės stiprumą, sukelia netinkamą išvaizdą ir dažnai daro metalo štampavimo komponentus netinkamus naudoti.

Atgalinio lenkimo nuokrypis įvyksta tada, kai suformuotos detalės išėjus iš šablono dalinai grįžta į pradinę plokščiąją būseną. Šis tampriojo atstatymo reiškinys veikia matmeninę tikslumą, ypač lenkimo kampuose. Medžiagos su didesniu takumo riba – ypač nerūdijantis plienas ir aliuminio lydiniai – rodo ryškesnį tampriojo atstatymo efektą, kurį reikia kompensuoti šablono projektavime.

Paviršiaus bruožai ir įtempimai rezultatas, kurį sukelia trintis tarp įrankių ir apdorojamojo paviršiaus. Užstrigę svetimi dalelės tarp šablonų paviršių, nepakankama tepimo medžiaga arba grublus įrankių paviršius visi prisideda prie paviršiaus defektų. Tikslausis štampavimo detalėms, skirtoms matomoms aplikacijoms, net nedideli bruožai gali sukelti jų atmestimą.

Prevencija prasideda nuo supratimo, kad dauguma defektų kyla iš šešių pagrindinių priežasčių: per didelės įtempimų apkrovos, netinkamos medžiagos parinkimas, susidėvėję pjovimo įrankiai, netinkamas šablonų projektavimas, neteisingi štampavimo parametrai ir nepakankama tepimo medžiaga. Šių pagrindų ištaisymas pašalina daugumą kokybės problemų dar prieš joms atsirandant.

Nuolatinė matmeninė tikslumo pasiekimas

Kaip patikrinti, kad štampuojamos metalinės detalės atitinka technines sąlygas viso gamybos ciklo metu? Aukštos kokybės metalo štampavimas reikalauja sistemingos tikrinimo procedūros keliose gamybos stadijose, o ne tik galutinės patikros.

Pirmosios detalės apžiūra (FAI) sudaro kokybės gamybos pagrindą. Prieš kiekvieną gamybos ciklą gaminamas ir išsamiai tikrinamas pavyzdinis detalės egzempliorius – tikrinant matmenis, išvaizdą ir funkcionalumą. Masinė gamyba pradedama tik įsitikinus, kad pirmasis egzempliorius atitinka visus nustatytus reikalavimus. Šis protokolas leidžia aptikti paruošimo klaidas dar prieš tai, kai jos pasikartotų tūkstančiuose detalių.

Procese Sekimas užtikrina realaus laiko kokybės kontrolę gamybos metu. Pagrindinės technikos apima:

• Patruliavimo tikrinimas: Tikrintojai reguliariai imami pavyzdinius gaminius iš gamybos linijos – paprastai kas 30 minučių tikrinama po 5 vienetus – siekdami patikrinti proceso stabilumą.
• Statistinė proceso kontrolė (SPC): Matmenų duomenų nuolatinis registravimas ir jų vaizdavimas valdymo diagramose (X-bar/R diagramose) leidžia aptikti tendencijas dar prieš tai, kai gaminiai išeina už leistinų nuokrypių ribų. Jei duomenys rodo nuokrypių tendencijas, operatoriai gali įsikišti dar prieš pradedant gaminti netinkamus gaminius.
• Go/No-Go kalibravimas: Paprasčiausi funkciniai kalibrai leidžia greitai patikrinti kritinius matmenis be tikslaus matavimo, todėl galima atlikti 100 % kritinių savybių tikrinimą.

Matmeniniai tikrinimo metodai tikslioms metalo štampavimo detalėms apima:

• Koordinatinės matavimo mašinos (CMM): Trišakio koordinačių matavimo sistemos tiksliai matuoja sudėtingas geometrijas su mikroninio tikslumo tikslumu, kuriant išsamių matmenų ataskaitų kritiniams matmenims.
• 2,5D optiniai matavimai: Vaizdo matavimo sistemos tikrina plokščiuosius matmenis, skylės skersmenis ir padėties tikslumą be liečiamųjų sąlyčių su detalėmis – tai puikus sprendimas delikatiems komponentams.
• Optinis skenavimas: Pažangus 3D skenavimas užfiksuoja visą detalės geometriją palyginimui su CAD modeliais, greitai nustatant nuokrypius visoje paviršiaus srityje.
• Vernjero slankmatis ir mikrometrai: Tradiciniai rankiniai įrankiai leidžia greitai patikrinti kritinius matmenis gamybos imčių metu.

Industrijos sertifikatai patvirtinti kokybės sistemas ir užtikrinti klientams patikimumą. Automobilių štampuotiems metaliniams komponentams IATF 16949 sertifikavimas yra aukso standartas. Kaip nurodo OGS Industries, šis sertifikatas atitinka visus ISO 9001 reikalavimus – ir dar daugiau – užtikrindamas atitiktį sklandžios gamybos principams, defektų prevencijai, nuokrypių mažinimui bei švaistymo sumažinimui. IATF 16949 sertifikuoti tiekėjai demonstruoja savo gebėjimą nuolat pateikti aukštos kokybės produktus naudodami dokumentuotas kokybės valdymo sistemas, procesų pajėgumo analizę bei nuolatinio tobulėjimo praktikas.

Įdiegti šiuos kokybės kontrolės taškus visame štampavimo procese:

• Pristatytų medžiagų inspekcija: Patikrinti lakštų storį (paprastai ±0,05 mm leidžiamoji nuoklona), paviršiaus būklę ir medžiagos sudėtį prieš pradedant gamybą.
• Pirmojo gaminio patvirtinimas: Išsamus matmeninis ir funkcinis patikrinimas prieš paleidžiant gamybą.
• Gamybos metu atliekami imčiavimai: Reguliarios patruliavimo inspekcijos su dokumentuotais atrankos planais, paremtais AQL (leistinuoju kokybės lygiu) standartais.
• Kritinių matmenų stebėjimas: SPC stebėjimas pagrindinių charakteristikų su nedelsiant reaguojama į nevaldomas sąlygas.
• Galutinis patikrinimas: Matmeninė patikra, vizualinė apžiūra ir funkcinis bandymas prieš supakuojant.
• Išeinamosios kokybės kontrolė: Partijų atranka ir dokumentavimas su patikros ataskaitomis kliento patvirtinimui.

Kokios nuokrypių ribos yra pasiekiamos? Su tinkamu procesų valdymu tikslusis štampavimas nuolat pasiekia ±0,05 mm iki ±0,1 mm kritiniuose matmenyse. Griežtesnės nuokrypių ribos iki ±0,03 mm yra įmanomos konkrečioms savybėms su optimizuota įrankinėmis ir kontroliuojamais procesais. Tačiau šių tikslumo standartų pasiekimas reikalauja visos kokybės sistemos – nuo įvežamų medžiagų patikros iki galutinės patikros – veikiančios harmonijoje.

Kokybės kontrolė štampavime nėra tik apie defektų aptikimą; tai reiškia uždaros grandinės sistemą, kurioje matavimų duomenys skatina nuolatinį tobulėjimą. Kai matmenų duomenys atskleidžia tam tikrus tendencijų modelius, inžinieriai koreguoja štampo šablonų projektavimą, optimizuoją medžiagų pasirinkimą ir tobulina eksploatacijos parametrus. Šis grįžtamasis ryšys paverčia kokybės patikrinimą ne išlaidų centru, o konkurenciniais privalumais.

Įdiegus kokybės sistemas, jūs esate pasiruošę įvertinti, kaip štampavimas lyginamas su kitomis gamybos metodais – taip pat suprasite, kada šis procesas suteikia geriausią vertę jūsų konkrečiai programai.

Štampavimas prieš kitus gamybos metodus

Jūs jau išmokote kokybės kontrolės—bet ar štampavimas iš tikrųjų yra tinkamas jūsų projektui pasirinkimas? Prieš įsipareigojant įrankių gamybos investicijoms, reikia suprasti, kaip lakštų metalo štampavimo procesas lyginamas su kitomis konkuruojančiomis technologijomis. Kiekvienas gamybos metodas siūlo skirtingus privalumus, o neteisingo metodo pasirinkimas gali reikšti perdidelius mokesčius mažo tūrio serijoms arba prarastas pelno galimybes masinėje gamyboje.

Tiesa ta, kad nė vienas gamybos procesas neviršija visų situacijų. CNC apdirbimas puikiai tinka lankstumo užtikrinimui, lazerinis pjovimas pašalina įrankių gamybos sąnaudas, liejimas leidžia gaminti sudėtingas geometrijas, o kalavijavimas užtikrina nepasiekiama stiprumą. Supratimas, kur lakštų metalo štampavimas pranašesnis už šiuos alternatyviuosius metodus – ir kur jis nėra – suteikia galimybę priimti sprendimus, kurie optimizuoja tiek sąnaudas, tiek kokybę.

Štampavimo projektų sąnaudų lygybės analizė

Kada lakštinių metalų štampavimas tampa ekonomišku pasirinkimu? Atsakymas priklauso nuo gamybos apimčių slenkstinių verčių, štampavimo įrankių amortizacijos ir vieno gaminio kainos kreivių, kurios žymiai skiriasi priklausomai nuo taikomos gamybos metodikos.

CNC talpyba naudoja visiškai kitokį požiūrį nei štampavimas. Pagal Zintilon, CNC frezavimas naudoja kompiuteriu valdomus pjovimo įrankius, kad iš darbo detalės išpjautų arba sufrezuotų reikiamą formą – tai atimamasis procesas, kurio metu medžiaga pašalinama, o ne performuojama. Šis metodas ypač efektyvus tam tikromis aplinkybėmis:

• Lankstumas: Nereikia investuoti į įrankius, todėl konstrukcijos pakeitimai kainuoja tik programavimo laiką.
• Tikslingumas: Tikslios leistinos nuokrypių ribos ir sudėtingos geometrijos yra pasiekiamos nepriklausomai nuo gaminio kiekio.
• Materialų versatlumas: Veikia su metalais, plastikais ir kompozitinėmis medžiagomis, kurių štampavimas negali apdoroti.

Tačiau CNC apdirbimas turi reikšmingų trūkumų gamybos taikymuose. Šis procesas yra esminiu būdu lėtesnis – kiekvienam detaliui reikia atskiro apdirbimo laiko. Medžiagos š Waste žymiai padidėja, nes medžiaga neformuojama, o pjaučiama. Kaip pastebi Zintilon, kaladėliavimas yra labai efektyvus didelės apimties gamybai, nes jis vyksta nuolat ir reikalauja minimalaus darbo jėgos po to, kai įrengiamas kaladėlis, todėl didelėse serijose vieneto gamybos kaštai yra žemi.

Lazerinis pjovimas visiškai pašalina įrankių gamybą, todėl yra patrauklus prototipams ir mažoms serijoms. Suskoncentruotas lazerio spindulys tiesiogiai pjauta sudėtingus 2D profilius iš lakštinių metalų be kaladėlių ar durklų. Kokia kaina už tai? Lazerinis pjovimas vis dar ribojamas plokščiais profiliais – jis negali formuoti lenkimų, traukimo ar trijų matmenų elementų. Detalėms, kurios reikalauja tik pjovimo operacijų mažomis ar vidutinėmis serijomis, lazerinis pjovimas dažnai ekonomiškai pranašesnis už lakštinių metalų apdirbimo procesą.

LIEJIMAS gamina sudėtingas trimačio pavidalo formas liejant į formą kaitintą metalą. Šis metodas leidžia gaminti geometrijas, kurios neįmanomos iš presuojamo plieno lakšto – vidines ertmes, kintančius sienelių storius ir organines formas. Tačiau liejimas paprastai užtikrina mažesnį tikslumą nei štampavimas, tiksliesiems paviršiams reikia papildomo apdirbimo staklėse ir vieno gaminio gamybos kaštai yra aukštesni tūriuose, kuriuose štampavimas pasižymi pranašumu.

Grydymas sukuria stipriausius galimus metalo komponentus, medžiagą karštinant arba šaltinat ir suspaudžiant į reikiamą formą. Kalta detalės turi pranašesnę grūdų struktūrą ir mechanines savybes lyginant su štampuotomis. Šis pranašumas turi savo kainą: kalimo operacijos vienam gaminui kainuoja žymiai daugiau, o įrangos paruošimas reikalauja didelių investicijų – todėl šis metodas labiausiai tinka aukštos apkrovos taikymams, kai medžiagos stiprumas pateisina papildomus kaštus.

Taigi kur yra pelningumo riba? Pagal Switzer Manufacturing štampavimas gali pradėti rodyti sąnaudų pranašumus, kai metinis gamybos apimtis viršija 50 000–100 000 detalių; tikslus perėjimo taškas labai priklauso nuo atskirų detalių charakteristikų. Paprastesnės detalės su didesniais elementais štampavimą daro naudingiau mažesnėmis gamybos apimtimis, nes šablonų gamybos sąnaudos lieka nedidelės. Sudėtingos detalės su išraiškingais detaliais gali likti ekonomiškesnės, jei jas gaminama kitomis metodais net ir 500 000 vienetų per metus.

Šią analizę nulemia įrankių amortizacijos skaičiavimas. Įsivaizduokite progresyvų šabloną, kurio kaina 50 000 JAV dolerių. Pagaminus 10 000 detalių, tik šablonų atpildymo sąnaudos sudaro 5,00 JAV dolerių vienai detalei. Pagaminus 100 000 detalių, šablonų indėlis vienai detalei sumažėja iki 0,50 JAV dolerio. Pagaminus 1 000 000 detalių, jis tampa esminiu nepastebimu – tik 0,05 JAV dolerio vienai detalei. Tuo tarpu CNC frezavimo sąnaudos vienai detalei lieka pastovios nepriklausomai nuo gamybos apimties – todėl perėjimo taškas tampa numatomas, kai žinomos abi sąnaudų kreivės.

Gaminiimo būdas	Įdiegimo kaina	Kaina vienam vienetui esant dideliam kiekiui	Geometrinė sudėtingumo klasė	Leistinų nuokrypių ribos	Optimali apimčių riba
Lakštinio metalo štampavimas	Aukštos (20 000–150 000+ JAV dolerių įrankiams)	Labai žemas dideliems kiekiams	Vidutinės; ribotos formuojamų formų galimybėmis	±0,05 mm iki ±0,15 mm	50 000+ per metus
CNC talpyba	Žemos (tik programavimas)	Aukšta; pastovi kiekvienam detalei	Labai aukšta; sudėtingų 3D formų gamybai tinkama	±0,01 mm iki ±0,05 mm	1–10 000 dalių
Lazerinis pjovimas	Labai žema (be įrankių)	Vidutinė; priklauso nuo sudėtingumo	Aukšta 2D detalėms; be deformavimo	±0.1mm to ±0.25mm	1–50 000 dalių
LIEJIMAS	Vidutinė iki aukštos (formos gamybos kaštai)	Vidutinis	Labai aukšta; galimi vidiniai elementai	±0,25 mm iki ±1,0 mm	500–100 000 detalių
Grydymas	Aukšta (štampų gamybos kaštai)	Aukštas	Vidutinė; apribojama štampų prieigos galimybėmis	±0,1 mm iki ±0,5 mm	1 000–500 000 detalių

Konstrukciniai patobulinimai, kurie sumažina įrankių gamybos kaštus

Kai jau nustatėte, kad gamybos štampavimo procesas atitinka jūsų reikalavimus dėl gamybos apimties, gamybai pritaikytos konstrukcijos (DFM) principai gali žymiai sumažinti tiek įrankių investicijas, tiek kiekvienos detalės gamybos kaštus. Maži konstrukciniai pakeitimai dažnai leidžia pasiekti didelius taupymus, nepažeidžiant funkcionalumo.

Minimalūs lenkimo spinduliai užkirsti kelią įtrūkimams ir supaprastinti įrankių konstrukciją. Bendruoju atveju vidinio lenkimo spindulys turėtų būti ne mažesnis už medžiagos storį minkštomis medžiagomis, pvz., aliuminiu ir varčiu. Kietesnėms medžiagoms, pvz., nerūdijančiajam plienui, nurodykite vidinius spindulius, lygius 1,5–2 kartų medžiagos storiui. Švelnesniems lenkimams reikia sudėtingesnių įrankių, padidėja formavimo jėgos ir išauga medžiagos sugadinimo rizika.

Atstumas nuo skylės iki krašto turi įtakos tiek šablonų tarnavimo laikui, tiek detalės kokybei. Skylutes reikia išdėstyti ne arčiau kaip 1,5 karto nuo detalės kraštų, kad būtų išvengta iškraipymo pjovimo metu. Mažesnis atstumas silpnina medžiagą tarp skylutės ir krašto, dėl ko gali atsirasti plyšimai formavimo metu ar eksploatacijos metu.

Atstumas tarp skylių taip pat remiasi panašia logika. Tarp gretimų skylučių reikia išlaikyti bent 2 kartus didesnį atstumą nei medžiagos storis, kad būtų išsaugota medžiagos vientisumas tarp smigiklių. Mažesnis atstumas padidina šablonų sudėtingumą ir sumažina įrankių tarnavimo laiką.

Ištraukos kampai palengvina detalių ištraukimą iš formavimo šablonų. Nors lakštinių medžiagų štampavimui reikia mažiau nuolydžio nei liejimui ar formavimui, nedidelis vertikalių sienų nuolydis (paprastai 1–3 laipsniai) padeda detalėms švariai išeiti iš šablonų ertmių be prilipimo ar paviršiaus pažeidimų.

Medžiagų panaudojimo optimizavimas tiesiogiai veikia kiekvienos detalės gamybos kaštus. Lakštų metalo štampavimo projektavimo procese reikia įvertinti lakšto išdėstymo efektyvumą – kiek detalių galima supakuoti į vieną lakštą arba ritės plotį su minimaliais atliekų kiekiais. Kartais net nedidelės matmenų pataisos leidžia žymiai pagerinti medžiagos naudojimą. Pavyzdžiui, 98 mm pločio laikiklis gali sunaudoti 30 % daugiau medžiagos vienai detalei nei perprojektuotas 95 mm pločio laikiklis, jei šis matmuo pagerina supakavimo efektyvumą.

Funkcijų sujungimas sumažina štampavimo įrankių stotis ir formavimo operacijas. Vietoj atskirų detalių, kurios vėliau turi būti sujungiamos, verta įvertinti galimybę sukurti vieną štampuotą detalę, kuri atliktų kelias funkcijas. Kiekviena pašalinta surinkimo operacija sutaupo darbo jėgos kaštus ir sumažina galimų kokybės problemų riziką.

Kai tik įmanoma, išvengti gilių įtraukimų. Paviršinio formavimo operacijoms reikia mažesnio preso naudingumo, paprastesnių įrankių ir jos vyksta greičiau nei gilieji ištraukimai. Jei jūsų konstrukcijoje reikalingas didelis gylis, apsvarstykite, ar šis gylis tikrai būtinas funkcionaliai ar tiesiog paveldėtas iš ankstesnių gamybos metodų.

Šie lakštinių metalų presavimo veiksniai veikia kartu. Gerai optimizuota gamybos štampavimo procesui konstrukcija gali kainuoti 20–40 % mažiau nei funkcionaliai identiška detalė, suprojektuota be DFM principų. Ši skirtis padaugėja kartu su gamybos apimtimis – taupymas dauginasi kiekvienai pagamintai detalei.

Šių kaštų dinamikos ir projektavimo principų supratimas leidžia tiksliai įvertinti štampavimo galimybes. Tačiau vien teorija turi ribotą pritaikymo sritį. Kitame skyriuje išnagrinėsime, kaip šie principai taikomi vienoje reikalauviausių štampavimo sričių – automobilių gamyboje, kur aukšti kokybės reikalavimai, didelės gamybos apimtys ir trumpi plėtojimo terminai verčia šią technologiją pasiekti savo ribas.

Automobilių štampavimo taikymas ir pramonės standartai

Jūs išnagrinėjote štampavimo pagrindus, palyginote gamybos metodus ir suprantate kaštų dinamiką – bet kur šios žinios susiduria su galutiniu išbandymu? Automobilių pramonėje. Jokia kita šaka nevaro metalo štampavimo gamybos iki tokių kraštutinumų: tiksleresni leistini nuokrypiai, didesni apimčių kiekiai, griežtesni kokybės reikalavimai ir nuolatinis spaudimas sutrumpinti plėtojimo terminus. Suprasdami, kaip veikia automobilių štampavimas, atskleidžiama visiška štampavimo gamybos galimybė kaip tikslaus gamybos technologijos.

Panagrinėkime mastą: vienoje automobilyje yra nuo 300 iki 500 štampuotų detalių – nuo milžiniškų kėbulo plokščių iki mažiausių laikiklių. Padauginę tai iš metinių gamybos apimčių, kurios siekia milijonus automobilių, pradedame suprasti, kodėl automobilių metalo štampavimas reikalauja absoliučios nuoseklumo. Defektų norma, kuri kitose pramonės šakose laikoma priimtina, automobilių gamyboje tampa katastrofiška, kai ji persiskaičiuoja į tokias didelės apimties gamybos sąlygas.

Atitikimas OEM kokybės standartams

Kas skiria automobilių štampavimą nuo bendrosios gamybos? Atsakymas prasideda sertifikavimo reikalavimais, kurie atrinkia tiekėjus dar prieš gamindami vieną vienetą.

IATF 16949 sertifikavimas yra įėjimo bilietas į automobilių tiekimo grandines. Pagal industrijos analizė , nors ISO 9001 nustato bendrąsias kokybės valdymo pagrindas, ji nepakankama automobilių OEM ir „Tier 1“ tiekėjų griežtiems reikalavimams tenkinti. IATF 16949 yra pramonės standartas, specialiai sukurtas defektų prevencijai, variacijų sumažinimui ir atliekų mažinimui automobilių tiekimo grandinėje.

Šis sertifikatas išeina už dokumentų ribų. IATF sertifikuotas tiekėjas parodė sistemas, skirtas:

• Saugos kritinių komponentų tvarkymui su visiška sekamumu
• Rizikos valdymo protokolų įdiegimui komponentams, tokiems kaip stabdžių detalės ir rėmo stiprinimai
• Defektų prevencijos, o ne defektų aptikimo požiūrio palaikymui
• Pagrindinių OEM reikalavimų, specifiškų kiekvienam klientui, įvykdymui

Gamybos detalės patvirtinimo procesas (PPAP) patvirtina, kad tiekėjo metalo štampavimo gamybos procesas nuolat gali gaminti visus reikalavimus atitinkančias dalis tikrosiose gamybos serijose. Šis išsamių dokumentų rinkinys – įskaitant matmenų rezultatus, medžiagų sertifikatus, gebėjimų tyrimus ir kontrolės planes – turi būti patvirtintas prieš pradedant masinę gamybą.

Iš anksto planuojama produktų kokybė (APQP) struktūrizuoja visą plėtojimo procesą nuo koncepcijos iki gamybos paleidimo. Šis pagrindas užtikrina, kad potencialios problemos būtų nustatomos ir išspręstos planavimo metu, o ne aptinkamos gamybos metu.

Kokie našumo tikslai? Pagal pramonės lyginamąsias charakteristikas aukščiausios klasės automobilių štampuotojai pasiekia atmestų detalių rodiklį net 0,01 % (100 PPM), tuo tarpu vidutiniai tiekėjai svyruoja apie 0,53 % (5300 PPM). Šis skirtumas tiesiogiai veikia surinkimo linijos patikimumą – tai skirtumas tarp sklandžios gamybos ir brangios gamybos sustabdymo.

Didelės apimties metalo štampavimas automobilių pritaikymams taip pat reikalauja specifinių techninių gebėjimų. Presų naudingosios apkrovos reikalavimai paprastai svyruoja nuo 100 iki 600+ tonų, kad būtų galima apdoroti tiek tikslumą užtikrinančius laikiklius, tiek didesnius konstrukcinius komponentus, tokius kaip valdymo rankenos arba pošassių konstrukcijos. Vidinė įrankių gamybos galia tampa kritine – jei štampavimo šablonas sugenda gamybos metu, jo remontui išsiuntus gali praeiti dienos ar net savaitės, tuo tarpu vidinės įrankių dirbtuvės dažnai problemas išsprendžia per keletą valandų.

Tiekėjai kaip Shaoyi Metal Technology pavyzdžiai rodo, kaip šiuolaikiniai štampavimo šablonų tiekėjai tenkina šiuos reikalavimus. Jų IATF 16949 sertifikuotoje gamykloje naudojami iki 600 tonų pajėgumo presai, leidžiantys gaminti kritinius saugos komponentus su OEM lygio tikslumu. Pažangios CAE modeliavimo galimybės leidžia jų inžinerijos komandai numatyti medžiagos tekėjimą, nustatyti potencialius formavimo trūkumus ir optimizuoti šablono geometriją dar prieš pradedant pjauti plieną – tai sumažina bandymų ir klaidų metodą bei sutrumpina laiką iki gamybos pradžios.

Plėtotės pagreitėjimas naudojant greitąją prototipavimo paslaugą

Automobilių kūrimo ciklai žymiai sutrumpėjo. Kai kada penkerių metų trunkantys transporto priemonių projektai dabar baigiami per tris metus. Šis pagreitis sukuria didelį spaudimą kaladų gamybos terminams – įrankiai, kurie anksčiau buvo kuriami 18 mėnesių, dabar turi būti paruošti gamybai per pusę to laiko.

Greitasis prototipavimas užpildo spragą tarp dizaino idėjų ir gamybos patvirtinimo. Pagal pramonės ekspertų nuomones, greitasis prototipavimas leidžia greitai sukurti kainiškai efektyvius modelius, kurie padeda sutrumpinti standartinius kūrimo terminus dienomis, savaitėmis ar net mėnesiais. Kai produktų dizaineriams nėra laiko begaliniam hipotezių kėlimui, prototipai, tiksliai atitinkantys galutinius produktus, leidžia priimti sprendimus greičiau.

Privalumai išeina už vien tik greičio ribų:

• Dizaino patvirtinimas: Fiziniai prototipai atskleidžia problemas, kurios nepastebimos CAD modeliuose – montavimo neatitikimus, netikėtą medžiagos grįžtamąjį lankstymąsi, surinkimo trukdžius.
• Proceso tobulinimas: Formavimo sekų bandymas naudojant prototipinį įrankinį komplektą leidžia nustatyti optimalius parametrus dar prieš įsigyjant gamybos šablonus.
• Kliento patvirtinimas: AUT gamintojai gali įvertinti tikruosius komponentus, o ne priimti sprendimus tik remdamiesi brėžiniais ir modeliavimu.
• Rizikos mažinimas: Konstrukcijos trūkumų aptikimas prototipavimo metu kainuoja tik nedidelę dalį to, ką kainuotų jų aptikimas pradedant serijinę gamybą.

Atsižvelkite į praktinį poveikį: metalo štampavimo gamybos tiekėjai, turintys integruotas prototipavimo galimybes, gali pristatyti pradinius pavyzdžius vos per penkias dienas. Šis greitis leidžia atlikti kelis konstrukcijos variantus per laikotarpį, kuris anksčiau leisdavo parengti tik vieną variantą – taip žymiai pagerinant galutinio komponento kokybę ir sutrumpinant bendrą kūrimo grafiką.

Šaoyi požiūris parodo, kaip lyderiai tiekėjai integruoja greitąjį prototipavimą su gamybos štampavimu. Jų inžinerijos komanda sukuria prototipinį įrankį, kuris per kelias dienas gali pagaminti 50 detalių, leisdama klientams patikrinti projektus prieš pradedant visišką gamybą su galutiniais štampavimo įrankiais. Ši prototipavimo ir gamybos galimybė – kartu su 93 % pirmojo patvirtinimo rodikliu – sumažina brangius pakartotinius derinimus, kurie dažnai kyla štampavimo programose, kurias valdo keli atskiri tiekėjai.

Automobilių štampavimo sektorius toliau vystosi. Svorio mažinimo iniciatyvos skatina didesnį aukštosios stiprybės plienų ir aliuminio lydinių naudojimą, kurie reikalauja sudėtingesnių formavimo technikų. Elektromobilių (EV) platformos įveda naujų detalių geometrijų ir medžiagų reikalavimų. Per visus šiuos pokyčius išlieka pagrindiniai reikalavimai: tikslūs įrankiai, sertifikuotos kokybės sistemos bei tiekėjai, gebantys be trukdžių perkelti projektus nuo idėjos iki didelės apimties gamybos.

Gamintojams, vertinanties štampavimo partnerius, automobilių pramonė suteikia naudingą orientyrą. Tie tiekėjai, kurie atitinka automobilių pramonės reikalavimus – turi IATF 16949 sertifikatą, įrodytus PPAP procesus, integruotas prototipavimo galimybes ir dokumentuotus kokybės rodiklius, – ta pačia griežtumu požiūriu prižiūri kiekvieną projektą. Nepriklausomai nuo to, ar jūsų taikymo sritis susijusi su automobilių pramonės gamybos apimtimis, ar su mažesniais gamybos ciklais, bendradarbiavimas su automobilių pramonėje kvalifikuotais tiekėjais užtikrina, kad jūsų štampavimo programa pasinaudotų šios pramonės griežčiausiais standartais.

Kadangi automobilių pramonės taikymo pavyzdžiai iliustruoja štampavimo visą potencialą, jūs esate pasiruošę sujungti viską, kas buvo aptarta, į veiksmingas rekomendacijas savo konkrečiam projektui. Galutinėje dalyje pateikiamas sprendimų priėmimo rėmas, padedantis įvertinti, ar štampavimas atitinka jūsų reikalavimus, ir kaip pasirinkti tinkamiausią gamybos partnerį.

Teisingų štampavimo sprendimų priėmimas jūsų projektui

Jūs įveikėte visą štampavimo gamybos procesą – nuo pagrindinių mechanikos principų iki automobilių klasės kokybės sistemų. Dabar kyla svarbiausias klausimas: kaip šią žinias paversti sėkmingu projekto vykdymu? Ar pradedate naujo produkto gamybą, ar optimizuojate esamą gamybą – sprendimai, kuriuos priimate pradžioje, nulemia rezultatus metams į priekį.

Tiesa ta, kad metalo štampavimo sėkmė retai priklauso nuo vieno genialaus sprendimo. Vietoj to ji iškyla sistemingai sprendžiant tarpusavyje susijusius veiksnius: parenkant medžiagas, kurios atitinka taikymo reikalavimus; pasirenkant štampavimo procesų tipus, kurie atitinka gamybos apimtis ir sudėtingumą; pritaikant presų galimybes štampavimo reikalavimams; bei įdiegiant kokybės sistemas, užtikrinančias nuoseklius rezultatus. Nepaisydami kurio nors iš šių elementų, susidursite su problemomis, kurių būtų galima išvengti.

Jūsų štampavimo projekto vertinimo sąrašas

Prieš pradėdami bendrauti su potencialiais tiekėjais ar įsipareigojant į įrankių gamybą, išsamiai išnagrinėkite šiuos būtinus sprendimo kriterijus. Kiekvienas klausimas remiasi ankstesnių skyrių įžvalgomis ir sukuria visapusišką projektų vertinimo sistemą.

• Apimties vertinimas: Kokius metinius kiekius jums reikia? Metalo štampavimas paprastai tampa naudingas, kai metinis kiekis viršija 50 000 vienetų, nors paprastesniems detalių tipams pelningumo riba gali būti žemesnė. Jei jums reikia mažiau nei 10 000 detalių, apsvarstykite, ar CNC frezavimas ar lazerinis pjovimas būtų ekonomiškesnis sprendimas.
• Medžiagų reikalavimai: Ar jūsų taikymo sritis reikalauja specialių savybių – korozijos atsparumo, elektros laidumo, didelio stiprio svorio santykio? Pirmiausia parinkite medžiagą pagal funkcines reikalavimus, o tik po to patikrinkite, ar ji tinkama štampavimui. Atminkite, kad aliuminio detalių gamyboje reikia kompensuoti tamprųjį grįžimą, o nerūdijančiojo plieno medžiaga greitai sustiprėja deformuojant.
• Geometrinė sudėtingumas: Įvertinkite, ar jūsų detalės geometrija tinka progresyviems štampams (vidutinė sudėtingumas, didelis gamybos apimtis), perduodamiesiems štampams (didesnės detalės, gilūs įtempimai) arba keturių plokštumų sistemoms (sudėtingos mažos detalės). Sudėtinga geometrija padidina įrankių gamybos sąnaudas, tačiau gali sujungti kelias komponentes į vieną detalę.
• Tikslumo specifikacijos: Kritiniai matmenys ir leistinos nuokrypos turi būti nustatyti kuo anksčiau. Tikslusis štampavimas leidžia pasiekti ±0,05 mm tikslumą kritinėse savybėse, tačiau dar griežtesnės nuokrypos padidina įrankių sudėtingumą ir reikalavimus tikrinimui. Nurodykite tik tuos parametrus, kurie tikrai reikalingi funkcionalumui.
• Būtinos kokybės sertifikacijos: Nustatykite, ar jūsų pramonės šakoje yra privalomų konkrečių sertifikacijų. Automobilių pramonės taikymuose reikalingi tiekėjai, sertifikuoti pagal IATF 16949 standartą. Medicinos ir aviacijos sektoriai turi savo standartus. Pasirenkant sertifikuotus tiekėjus iš anksto vėlesnių kvalifikavimo uždelstymų galima išvengti.
• Kūrimo grafikas: Kiek greitai turite pasiekti gamybą? Greitojo prototipavimo galimybės – kai kurie tiekėjai pradinius pavyzdžius gali pristatyti net per 5 dienas – žymiai sutrumpina plėtojimo ciklus. Į savo grafiką įtraukite prototipų iteracijas.
• Papildomos operacijos: Nustatykite reikalavimus po štampavimo: metalinio padengimo, suvirinimo, surinkimo, terminio apdorojimo. Tie tiekėjai, kurie siūlo integruotas antrines operacijas, sumažina logistikos sudėtingumą ir kokybės perdavimo rizikas.
• Bendrųjų išlaidų analizė: Žvelkite plačiau nei tik į kainą už vieną detalę. Į savo skaičiavimus įtraukite šablonų amortizavimą, broko normas, kokybės sąnaudas ir plėtojimo išlaidas. Šiek tiek aukštesnė kaina už vieną detalę iš tiekėjo, kurio kokybė viršija 99 %, gali visoje sumoje kainuoti mažiau nei žemesnė pasiūlymo kaina, tačiau su 5 % atmetimo norma.

Pagal Larson Tool & Stamping, potencialių tiekėjų atranka turėtų apimti keletą svarbių aspektų: kokybės sertifikatus, matuojamus veiklos tikslus, įgalumų atnaujinimą, tiekimo grandinės ryšius, darbuotojų mokymo programas ir gamybos objektų tvarką. Kiekviena gerai veikianti štampavimo įmonė turėtų šią informaciją lengvai prieinamą – jei to nėra, tai gali būti įspėjamasis ženklas dėl jos bendrų galimybių.

Partnerystė su tinkamais įrankių ekspertais

Štai kas skiria sėkmingas štampavimo programas nuo problemų kylančių: tiekėjų įtraukimo laikas. Kaip pabrėžia Micro-Tronics , konstrukcijos modifikavimas pradiniame etape yra santykinai paprastas ir nebrangus; tuo tarpu konstrukcijos modifikavimas gamybos arba gamybos etapuose tampa vis sunkesnis ir brangesnis. Išvada aiški – savo specializuotą metalo štampavimo tiekėją įtraukite į diskusijas kuo anksčiau.

Kodėl ankstyva bendradarbiavimo pradžia yra tokia svarbi? Panagrinėkime, kas nutinka, kai inžinieriai projektuoja detales be gamybos specialistų įvesties:

• Brėžinyje (CAD) atrodantys pagrįsti sprendimai gali būti brangūs arba neįmanomi įspaudimui
• Medžiagų pasirinkimas optimizuoja vieną savybę, tačiau kelia formavimo sunkumų
• Tolerancijos nustatomos siauresnės nei reikia, dėl ko išauga šablonų gamybos kaštai
• Surinkimams reikia kelių įspaustų detalių, nors viena sujungta konstrukcija veiktų vienodai gerai

Patyrusių specializuotų metalo įspaudimo paslaugų teikėjų gamybos projektavimo (DFM) rekomendacijos aptinka šiuos problemas dar prieš tai, kol jos įsitvirtina jūsų techninėse specifikacijose. Kompetentinga inžinerinė komanda peržiūri jūsų projekto tikslus, nustato galimus formavimo sunkumus ir siūlo modifikacijas, kurios išsaugo funkcionalumą, tačiau pagerina įspaudimo galimybes. Tokia bendradarbiavimo forma paprastai leidžia sutaupyti 15–30 % šablonų gamybos kaštų ir sutrumpinti plėtros laikotarpį.

Ko turėtumėte tikėtis iš kvalifikuoto partnerio? Ieškokite tiekėjų, kurie demonstruoja:

• Inžinerinės žinios: Vidinę gebėjimą analizuoti jūsų projektus, modeliuoti įspaudimo procesus ir rekomenduoti patobulinimus – o ne tik pateikti kainą už bet kokį jūsų pateiktą projektą.
• Prototipų integravimas: Gebėjimas greitai gaminti metalo štampuotų detalių prototipus, leidžiantis patikrinti projektą prieš pradedant gaminti įrankius.
• Kokybės rezultatų istorija: Dokumentuoti rodikliai, pvz., pirmojo patvirtinimo rodikliai, kurie rodo nuoseklią vykdymo kokybę. Pavyzdžiui, 93 % pirmojo patvirtinimo rodiklis rodo tiekėją, kurio inžineriniai procesai daugumą problemų išsprendžia dar prieš pradedant gamybą.
• Išplėstinumą: Gebėjimas palaikyti jūsų projektą nuo pradinių prototipų iki didelės apimties gamybos be tiekėjo keitimo viduryje programos.
• Komunikacijos reaktyvumas: Greiti ir aiškūs atsakymai į techninius klausimus rodo organizaciją, kuri svarbiausia laiko kliento sėkmę, o ne tik užsakymų apdorojimą.

Skaitytojams, kurie jau pasiruošę peržengti nuo mokymosi prie įdiegimo, Shaoyi Metal Technology pavyzdžiui, iliustruoja šiuos partnerystės bruožus. Jų inžinerijos komanda palaiko projektus nuo greito prototipavimo – pateikdama pavyzdžius per mažiausiai 5 dienas – iki didelio tūrio gamybos, remdamasi IATF 16949 sertifikatu ir pažangiomis CAE modeliavimo galimybėmis. Jų 93 % pirmojo praeities patvirtinimo rodiklis atspindi gamybai tinkamo projektavimo ekspertizą, kuri gerus projektus paverčia gamybai paruoštais metaliniais štampuojamais detalėmis.

Tinkamai vykdomas štampavimo gamybos procesas užtikrina nepasiekiama naudingumą vidutinio ir aukšto tūrio metalinių detalių gamybai. Žinios, kurias įgijote – nuo operacijų tipų ir presų pasirinkimo iki medžiagų savybių ir kokybės sistemų – leidžia tiksliai įvertinti galimybes ir veiksmingai bendradarbiauti su tiekėjais. Ką daryti toliau? Taikykite šį kontrolės sąrašą savo konkrečiam projektui, kuo anksčiau nustatykite kvalifikuotus partnerius ir pasinaudokite jų ekspertizą, kad optimizuotumėte savo projektą dar prieš pradedant įrankių gamybą. Būtent taip prasideda sėkmingi štampavimo programos.

Dažniausiai užduodami klausimai apie štampavimo gamybą

1. Kokie yra 7 žingsniai kalnimo metode?

Štampavimo metodas paprastai susideda iš šių pagrindinių etapų: iškirpimas (pradinės formos iškirpimas), skverbimasis (skylų sukurimas), traukimas (gylis formuojamas), lenkimas (kampinė deformacija), orinio lenkimo metodas (lanksti kampų formavimo technika), prispaudimas ir monetinis spaudimas (aukšto slėgio baigiamieji darbai) bei kraštų šalinimas (galutinis kraštų valymas). Kiekvienas etapas naudoja specializuotus šablonus progresyviojoje ar perkeliamojoje štampavimo sistemose. Etapų seka priklauso nuo detalės sudėtingumo: paprastesniems komponentams reikia mažiau operacijų, o automobilių detalėms gali būti taikomi visi septyni etapai kartu su papildomais formavimo etapais.

2. Kas yra štampavimas automobilių gamyboje?

Automobilių gamyboje štampavimas plokščias metalo plokštes transformuoja į automobilio komponentus naudojant specialiai suprojektuotus štampus ir didelės galios presus. Šis procesas gaminą kūno skydus, duris, konstrukcines stiprinimo dalis, laikiklius ir važiuoklės elementus. Automobilių štampavimui reikalinga IATF 16949 sertifikacijos, tikslūs nuokrypiai ±0,05 mm ir broko norma mažesnė nei 0,01 %. Šiuolaikiniai automobilių štampuotojai naudoja CAE modeliavimą štampų projektams optimizuoti ir greitąjį prototipavimą detalėms patvirtinti prieš pradedant gaminti gamybos įrankius.

3. Ar štampavimas yra apdirbimo procesas?

Ne, štampavimas yra esminiu būdu skirtingas nuo apdirbimo. Štampavimas yra formavimo procesas, kuriuo lakštų metalas performuojamas naudojant šablonus ir slėgį be medžiagos pašalinimo. Apdirbimas yra atimamasis procesas, kuriuo medžiaga nupjaunama nuo kietų blokų. Štampavimas puikiai tinka didelėms gamybos serijoms su žemomis vieno gaminio sąnaudomis, kai įranga jau įdiegta, o apdirbimas suteikia lankstumo mažoms serijoms ir aukštos tikslumo detalėms. Kai metinis gamybos kiekis viršija 50 000 vienetų, štampavimas dažniausiai tampa naudingiau nei apdirbimas.

4. Koks skirtumas tarp progresyvaus šablono ir perduodamojo šablono štampavimo?

Paeiliui veikiantis štampavimas tiekia nuolatinę metalinę juostą per kelias stotis viename štampoje, o detalės lieka prijungtos iki galutinio nupjovimo. Šis metodas pasiekia daugiau nei 1000 smūgių per minutę, todėl yra idealus didelės apimties paprastoms detalėms, tokioms kaip jungtys ir laikikliai. Pernešamasis štampavimas mechaninėmis rankomis perkelia atskiras заготовkes tarp atskirų štampavimo stočių, leidžiantis gaminti didesnes detalės ir gilesnius įtempimus. Pernešamosios sistemos tinka automobilių kėbulo plokštėms ir sudėtingoms geometrijoms, kurios viršija paeiliui veikiančio štampavimo ribas.

5. Kaip pasirinkti tinkamą metalą štampavimo taikymams?

Metalų pasirinkimas priklauso nuo keturių pagrindinių savybių: plastšumo (deformuojamumo be sušlikimo), takumo ribos (lengvumo formuoti prieš galutinę stiprybę), kietėjimo perdirbant greičio (elgsenos daugiapakopėse operacijose) ir grūdelių struktūros (paviršiaus apdorojimo kokybės). Žemo anglies kiekio plienas užtikrina puikią formuojamumą laikikliams ir skydams. Nerūdijantis plienas užtikrina korozijos atsparumą, tačiau greitai kietėja perdirbant. Aliuminis suteikia lengvumo privalumų, tačiau reikalauja kompensuoti atšokimą. Varis ir vario lydiniai tinka elektros taikymams dėl aukštos laidumo ir gerų formuojamumo savybių.