Stampēšanas matricu nolietojuma noteikšana: 3 diagnostikas vektori nulles atteikuma sasniegšanai

TL;DR

Stempēšanas veidņa nodiluma noteikšana prasa uzraudzību trīs kritiskos vektorpunktos: stempētajā detaļā, fiziskajos veidņu komponentos un preses darbības metrikās. Uzreiz uzmanības saistība ir apšaure pārsniedzot 10% no materiāla biezuma (vai >0,1 mm), nekonsekventa virsmas kvalitāte, kas norāda uz materiāla pielipšanas (adhezīvu nodilumu), un neizskaidroti preses tonnages skokis. Agrīna diagnostika ļauj atšķirt pakāpenisku abrazīvu nodilumu, ko var pārvaldīt ar asināšanu, no katastrofāla adhezīva nodiluma, kas prasa nekavējoties virsmas apstrādi vai materiāla uzlabošanu. Ieviešot "pēdējā saglabātās detaļas" protokolu un regulāras vizuālas pārbaudes, var novērst dārgas rīka sagrupēšanas.

Bojājuma fizika: Veidņu nodiluma veidi

Pirms simptomu diagnostikas ir būtiski saprast divus galvenos mehānismus, kas iznīcina štampēšanas rīkus: abrazīvo nolietojumu un līmējošo nolietojumu. Šo divu atšķiršana ir kritiski svarīga, jo tās prasa būtiski atšķirīgus novēršanas pasākumus.

Abrazīvs nodilums

Abrazīvais nolietojums ir materiāla mehāniska noņemšana no matriču virsmas, ko izraisa cietie daļiņi vai virsmas nelīdzenumi uz plāksnes metāla. Tas darbojas kā smilšpapīrs, lēni iznīcinot griešanas malas un formas virsmas. Šis nolietojuma veids ir prognozējams un lineārs.

• Mehanisms: Cietie karbīdi plāksnes metālā vai virsmas pārslas skrāpē mīkstāko die matriču.
• Vizualie signāli: Vienmērīgas svītras slīdes virzienā; griešanas malu matēšanās (noapaļotas malas vietā asām malām).
• Bieža sekas: Postepji dimensiju precizitātes zudums un lēni pieaugošs burbu augstums.

Līmējošā nolietošanās (Galling)

Līmējošs nodilums, ko bieži sauc par galling vai auksto metināšanu, ir daudz iznīcinošāks un neparedzamāks. Tas rodas tad, kad lubrikācijas kārta sabrūk, ļaujot tiešu metāla saskari starp loksni un rīku.

• Mehanisms: Augsts lokalizēts spiediens un karstums rada to, ka loksnes metāls mikroskopiski metinās pie matricas virsmas. Kā detaļa pārvietojas, šie metinājumi sarauj, izraujot mikroskopiskus rīka tērauda gabaliņus vai atstājot materiāla nogulsnes uz matricas.
• Vizualie signāli: Paaugstināti materiāla mezgli uz matricas virsmas (uzķeršanās); dziļas, skrāpētas svītras uz detaļas, kas izskatās kā "vilktas svītras".
• Bieža sekas: Neatliekama kvalitātes problēma, katastrofāls rīka bojājums (bloķēšanās) un detaļas pārtrūkums.

Diagnostikas signāls 1: Pārbaudīt iegravēto daļu

Iegravētā daļa ir ticamākais rādītājs par veidņu stāvokli. Tā kalpo kā forenzs ieraksts par instrumenta stāvokli impulsā. Operators būtu jāpārbauda trīs konkrētas novirzes, kas norāda uz sliktēku stāvokli.

Skalo augstuma analīze

Aša veidne rada tīru lūzumu ar minimālu skalu. Kad griezējmalai noapaļojas, jo tā nolietojas abrazīvi, punches nevis tīri šķērē, bet gan "grūž" materiālu. Nozares standarti parasti norāda uz veidnes apkopojumu, kad skalas augstums pārsniedz 10% no materiāla biezuma vai absolūto vērtību 0,05 mm–0,1 mm , atkarībā no precizitātes prasībām.

Diagnozes protokols:

• Izmantojiet mikrometru vai optisko salīdzinātāju, lai izmērītu skaidra augstumu vienā un tajā pašā vietā pēc kārtas sekojošās detaļās.
• Atšķiriet malu apļošanās (gludu līkni ieejas malas pusē) un skalda (asi izvirzījumu lūzuma pusē). Palielināta pārliekšanās norāda uz matricas nodilumu; palielināts skaidrs norāda uz griešanas matricas pogas nodilumu.

Virsmas apstrādes pasliktināšanās

Mainīgas detaļas virsmas apstrāde parasti norāda uz saplacināšanos. Ja parasti gludā velmējumā pēkšņi parādās dziļas vertikālas svītras vai "skrāpējuma līnijas", materiāls, visticamāk, pielīp pie matricas dobuma. Tas ir bieži sastopams nerūsējošā tērauda un alumīnija stempelēšanā, kur materiālam ir augsta afinitāte pret instrumentu tēraudu.

Izmēru novirze

Ja cauruļu izmēri sāk sarukt vai spraugu pozīcijas mainās, tas bieži norāda uz ievērojamu malas nodilumu vai nolaušanos. Kad matrica nolaužas, tā rada nebalansētu slodzi, kas liek matricai nedaudz novirzīties, mainot caurules atrašanās vietu un izmaiņas klīrensa ģeometrijā.

Diagnozes signāls 2: Matricas komponentu pārbaude

Kad daļa norāda uz problēmām, nākamais solis ir rīka fiziska pārbaude. Tas prasa atvērt presi un notīrīt matricu virsmas, lai atklātu sīgas degradācijas pazīmes.

Karstuma rašanās (termiskā noguruma)

Karstuma rašanās parādās kā smalku, šķembainu plaisu tīkls matricas virsmā. To izraisa straujā termiskā cikliskā slodze — sasilšana darba gaitā un ātra atdzišana starp sitieniem. Tas bieži novērojams augstas ātrdarbības operācijās vai karstajā kalšanā.

• Riskis: Šīs mikroplaisas var izplatīties dziļi instrumenta tēraudā, izraisot katastrofālu saplīšanu.
• Detektēšana: Izmantojiet krāsvielas penetrantu vai vienkārši notīriet virsmu ar šķīdinātāju; šķīdinātājs iztvaiko no virsmas, bet paliek plaisās, padarot tās redzamas.

Gleznas uzkrāšanās (pieķeršanās)

Pārbaudiet augsta berzes zonas, piemēram, vilkšanas pavedienus un rādiusus. Materiāla pielipšana parādās kā sudrabainas svītras vai apstrādājamā materiāla nogulsnes, kas savienojušās ar instrumenta tēraudu. Pat 10 mikronu bieza nogulsnē var mainīt berzes koeficientu pietiekami, lai izraisītu daļas plaisāšanu. Operatori bieži izmanto vara marli, lai berzētu šīs vietas; mīkstā vara aizķersies aiz mikroskopiskām pielipšanas virsotnēm, kuras nav redzamas ar neapbruņotu aci.

Malu drupanās vs. noapaļošanās

Atšķiriet drupanās (trūkstoši gabali) no noapaļošanās (gluda nodiluma forma). Drupanās norāda, ka instrumenta materiāls ir pārāk trausls vai ka prešis nav pareizi izvietots (izraisot punches-matricas interferenci). Noapaļošanās ir dabiska abrazīva nodiluma sekas un vienkārši liecina, ka instruments nepieciešams asināt.

Diagnostikas signāls 3: Procesa un skaņas indikatori

Prešis pati sniedz reāllaika atgriezenisko saiti par veidņu stāvokli. Pārbaudīti operatori bieži problēmu "dzird" jau pirms tā tiek redzēta.

Tonnāžas monitora svārstības

Kad griešanas malas noasinājums zūd, metāla lūzumam nepieciešamais spēks ievērojami palielinās. Tonnu monitora parādīta pakāpeniska augšupejoša tendence (piemēram, +5% laikā starp maiņām) norāda uz normālu abrazīvu nodilumu. Pēkšņs lēciens, tomēr, bieži signalizē par salauztu puņču vai smagu aizķeršanās bloķēšanos.

Austības signāli

Asa veidne izdara skaidru "klikšķa" troksni, kad tā šķēlē metālu. Kā veidne nodilst, šis skaņa mainās uz blāvu, smagu "dauzoņu" vai "bangu". Šī izmaiņa notiek tāpēc, ka noasinātās malas saspiež metālu, nevis tīri sagriež to, atbrīvojot enerģiju vēlāk cikla gaitā (prettonnāža).

Smērvielu analīze

Pārbaudiet izmantoto smērvielu vai veidņu apakšdaļu. Ja eļļa ir mainījusi krāsu vai satur redzamas metāla plāksnītes (spīdīgums), tas norāda uz smagu līmējošo nodilumu, kas rada netīrumus. Šī „šķidrā smilšpapīra” klātbūtne strauji paātrinās rīku bojāšanos, ja to neizskalo.

Korekcijas pasākumi: no diagnostikas līdz risinājumam

Kad nodiluma veids un atrašanās vieta ir identificēti, inženieriem jāizvēlas atbilstošs risinājums. Risinājums ir atkarīgs no tā, vai mērķis ir ātrai novēršanai vai ilgtermiņa procesa uzlabošanai.

Stratēģiskas uzlabošanas iespējas: Pastāvīgam abrazīvam nodilumam risinājums var būt uzlabošana no standarta D2 instrumentu tērauda līdz pulvera metāllurgijas (PM) tēraudiem, kas dēļ smalkākā karbīdu sadalījuma var palielināt kalpošanas laiku par 500%. Adhezīvam nodilumam fizikālās tvaika nogulsnēšanas (PVD) pārklājumi, piemēram, titāna karbonitrīds (TiCN), rada cietu, gludu barjeru, kas novērš mikrosavienojumu veidošanos.

Augsta apjoma automašīnu ražošanas programmas, kur diega kalpošanas ilgums un precizitāte ir nenovērtējami, visefektīvākā preventīvā stratēģija bieži ir sadarbība ar specializētiem ražotājiem. Uzņēmumi kā Shaoyi Metal Technology izmanto IATF 16949 sertificētas procedūras un spiedpreses līdz 600 tonnām, lai pārvarētu attālumu no prototipu izstrādes līdz masu ražošanai, nodrošinot, ka iekārtas tiek inženiertehniski izstrādātas, lai izturētu miljoniem ciklu bez agrīnas degradācijas.

Diega apkopes prasme

Efektīva veidņu apkope nav reakcija uz salauztiem rīkiem; tā ir kļūmes paredzēšana pirms tā ietekmē detaļas kvalitāti. Kombinējot datus no izspiestās detaļas (skaidas/pabeigta virsma), veidņu virsmas (karstuma plaisas/pielipšana) un preses (tonnāža/skaņa), ražotāji var pāriet no krīžu novēršanas uz plānotu apkopi. Šis proaktīvais pieeja minimizē laiku, kad aprīkojums nav darba kārtībā, pagarināt rīku kalpošanas laiku un nodrošina vienmērīgu kvalitāti katrā gājienā.

Bieži uzdotie jautājumi

1. Kāda ir tipiskā pieļaujamā novirze izspiestajiem caurumiem pirms nepieciešama apkope?

Lai gan konkrētās pieļaujamās novirzes atkarīgas no pielietojuma, lielākā daļa precīzas spiešanas operāciju uztur caurumu pieļaujamās novirzes ietvaros +/- 0,002 collas (+/- 0,05 mm) . Ja mērījumi novirzās ārpus šī diapazona vai ja cauruma forma kļūst ovāla, tas norāda uz būtisku punches nolietojumu vai novirzi, kas prasa nekavējoties asināt vai nomainīt.

2. Kādi ir 7 soļi sitamajā metodē?

Septiņi bieži sastopami metāla spiešanas procesi ietver Atliekšanas (grobēšana — gatavā formas sagriešana), Cauruma veidošanas (urbumu izduršana), Zīmējums (veidojot krūzīšu formas), Slīkstīšana (leņķu formēšanu), Gaisa līkšana (iepresēšanu veidnē, nenonākot līdz apakšai), Apakšējā žonglēšana/monetizēšana (kalšana precīzai atspieduma iegūšanai/nospiedums), un Apgriešana (liekā materiāla noņemšana). Nolietojuma modeļi izpaužas atšķirīgi katrā solī, kalšanai izraisot lielāku noplūšanu, bet griešanai — intensīvāku abrazīvu malu nolietojumu.

3. Kāda ir atšķirība starp griešanu ar veidni un zīmogošanu?

Kalšana parasti attiecas uz mīkstāku materiālu (papīrs, audums, gumija) vai plānu foliju griešanu, izmantojot tērauda šablona kalšanas rīku vai rotējošo kalšanas rīku, bieži uz plakano presi. Stamping ir augsta spiediena aukstās formēšanas procesa metālam, izmantojot savstarpēji atbilstošus tērauda kalšanas rīkus (dunci un matricu), lai grieztu, saliektu vai izvilktu plāksnes metālu sarežģītās 3D formās. Kalšanas rīku nolietojums stamping procesā ir ievērojami agresīvāks, jo metāliem raksturīga augsta šķelšanās izturība.