Progresīvā matrica pret pārnese matricu automašīnām: tehniskais stempēšanas ceļvedis

TL;DR

Izvēle starp progresīvs matražs un pārnešanas veidne štampēšana galvenokārt ir atkarīga no daļas izmēra, sarežģītības un ražošanas apjoma. Paaugstošā spiešana ir priekšroka maziem, sarežģītiem komponentiem (piemēram, elektriskajiem kontaktiem vai stiprinājumiem), kas tiek ražoti lielos apjomos (parasti vairāk nekā 1 miljons/gadā), nodrošinot zemāko izmaksu vienai detaļai, jo ātrums sasniedz simtiem gājienu minūtē. Savukārt, pārvietošanas formēšana ir būtiska lieliem, dziļi velmētiem komponentiem (piemēram, automašīnu korpusa paneļiem vai suspensijas rokturiem) vai detaļām, kurām veidošanas laikā nepieciešama rotācija, jo tā jau procesa sākumā atdala detaļu no metāla strēmeles.

Galarezultātā, ja jūsu dizains prasa dziļus velmējumus vai strukturālu stingrību, kas pārsniedz strēmeles izkārtojuma ierobežojumus, nepieciešama pārnese. Mazāku komponentu gadījumā, kad svarīgs ir ātrums un efektivitāte, standarta risinājums rūpniecībā ir progresīvā matrica.

Būtiskā atšķirība: Nepārtrauktā strēmele pret brīvu заготовку

Lielākā tehniskā atšķirība starp šiem diviem procesiem slēpjas materiāla apstrādē un transportēšanā caur presi. Šī atšķirība nosaka visus pārējos faktorus — no ātruma līdz detaļas ģeometrijai.

Progresa matrica: Nepārtrauktā strēmeles metode

IENĀK paaugstošā spiešana , metāla tinumu padod caur presi kā vienu nepārtrauktu strēmeli. Detaļa fiziski paliek pievienota šai bāzes strēmelei (nēsājējstrēmelei), pārvietojoties cauri secīgām stacijām. Katra stacija veic konkrētu operāciju — urbšanu, liekšanu vai kalšanu — vienlaikus ar katru preses gājienu.

Tā kā detaļa ir piestiprināta pie strēmeles līdz pat pēdējai stacijai (atdalīšana), process ir ļoti stabils augstos ātrumos. Tomēr šis savienojums ierobežo kustības iespējas; detaļu nevar brīvi pagriezt vai apgriezt starpstaciju laikā. Tāi jāsekko strēmeles izkārtojuma lineārajai virzībai.

Pārnešanas matrica: Brīvās detaļas metode

Pārvietošanas formēšana atdala atsevišķo daļu (nesēju) no lentes pirmajā stacijā. Pēc izgriešanas daļa ar mehānisku transporta sistēmu — parasti ar vairākām servopiedziņām, žokļiem vai robotu rokām — tiek pārvietota no stacijas uz staciju.

Šis "brīvais stāvoklis" ļauj veikt ievērojami sarežģītākas manipulācijas. Tā kā daļa nav saistīta ar lenti, to var pagriezt 180 grādos, slīpināt vai dziļi formēt, neizkropļojot nesējwebu. Tomēr šis mehāniskais pārnesums ievieš laika zaudējumu, tādējādi cikla laiks ir lēnāks salīdzinājumā ar nepārtrauktu progresīvās matricas barošanu.

Ražošanas apjoms un ātrums: ekonomiskais vienādojums

Automobiļu iepirkumu menedžeriem un inženieriem lēmums bieži balstās uz "break-even" punktu starp rīka izmaksām un gabalizeņu cenu.

Progresīvie veidņi ir masveida ražošanas dzinējspēks. Spēja darboties ar simtiem sitieniem minūtē nozīmē, ka sarežģīto instrumentu sākotnējā augstā cena ātri tiek izkliedēta miljonos izstrādājumu, rezultātā panākot zemāko iespējamo vienības cenu.

Pārnests veidņi parasti ir lēnāki, jo mehāniskajam pārnests sistēmai fiziski jāpaceļ un jāpārvieto izstrādājums starp sitieniem. Tomēr zemākām ražošanas apjomām vai gadījumos, kad materiāla izmaksas pārsvarā pārsniedz apstrādes ātrumu (piemēram, dārgi sakausējumi), pārnests kalšana var būt ekonomiskāka, jo tā novērš atkritumu zudumu, kas saistīts ar nesošo lenti, ko izmanto progresīvajos veidņos.

Ražotājiem, kuri pāriet no prototipēšanas uz masveida ražošanu, partneri, piemēram, Shaoyi Metal Technology pārvarēt šo plaisu, piedāvājot mērogotās risinājumus, sākot no ātrā prototipēšanas līdz lielapjomu IATF 16949 sertificētai ražošanai, nodrošinot, ka process atbilst komponenta dzīves cikla posmam.

Dizaina elastība: dziļie vilkumi un sarežģītas ģeometrijas

Kaut arī progresīvie veidņi ir ātrāki, tie ir ierobežoti ar metāla strēles fiziku. Pārnesei paredzētie veidņi nodrošina nepieciešamo brīvību sarežģītām formēšanas operācijām.

• Dziļās vilkšanas iespējas: Pārnesei paredzētais žāvēšanas paņēmiens ir dominējošais veids "dziļi izvilktiem" daļām — komponentiem, kuru dziļums pārsniedz diametru (piemēram, filtru korpusi, eļļas baseini). Progresīvajā veidnē dziļā vilkšana ir grūta, jo materiāla plūsmu ierobežo pievienošana strēlei, kas var izraisīt plīsumus. Pārnesei paredzētajā veidnē brīvais заготовка var vilkt materiālu no visām pusēm bez ierobežojumiem.
• Detaļas manipulācija: Ja detaļai nepieciešamas īpašas iezīmes, piemēram, rievots virsmas apstrāde, vītne vai sānu caurduršana, kas prasa detaļas pagriešanu, pārnesei paredzētie veidņi ir vienīgā izpildījuma iespēja. Mehāniskie pirksti spēj detaļu orientēt precīzos leņķos, kurus nevar nodrošināt fiksēts lentes izkārtojums.
• Izmēru ierobežojumi: Progresīvās veidnes parasti ir ierobežotas ar nelielām līdz vidējām detaļām (savienotāji, stiprinājumi), jo veidņu gultnei lineāri jāietver visas stacijas. Pārnesei paredzētie veidņi ir standarts lielām automašīnu sastāvdaļām, piemēram, korpusa balstiem, rāmjiem un šķērsstabiem, jo šīs detaļas ir pārāk lielas, lai tās varētu pārvietot pa delikātu lenti.

Automobiļu pielietojumi: reāli pielietošanas gadījumi

Lai vizualizētu, kurš process atbilst jūsu vajadzībām, apsveriet šādas bieži sastopamas automašīnu sastāvdaļas:

Vislabāk piemērots progresīvās veidnes kalšanai

• Elektriskie kontakti un savienotāji: Mazi, liela apjoma izstrādājumi, kuriem nepieciešama sarežģīta liekšana un ciešas pieļaujamās novirzes.
• Nelieli stiprinājumi un skavas: Metinājumskavas un montāžas piederumi, kas ražoti miljonos.
• Vāciņi un starplikas: Vienkāršas plakanas detaļas, kur ātrums ir vienīgais svarīgais parametrs.
• Vadu rāmji: Precīzas elektronikas sastāvdaļas, kur izšķirtspēja ir galvenais faktors.

Vislabāk piemērots pārnešanas matricu iestampēšanai

• Korpusa paneļi un strukturālie rāmji: Pārsegi, durvju paneļi un balsti, kas ir lieli un prasa sarežģītu kontūru veidošanu.
• Dziļi velmētas čaulas: Cilindriskas korpusa daļas, gaisa spilvenu trauki un sensoru pārsegi.
• Suspensijas komponentiem: Uzgriežņu rokturi un apakšrāmji, kuros izmanto augstas izturības tēraudu un nepieciešama daudzas asis iesaistoša formas veidošana.
• Cauruļu pielietojums: Detaļas, kas izgatavotas no cauruļveida заготовок, nevis no plakana loksnes, bieži izmanto pārneses sistēmas, lai pārvietotu starp formēšanas stacijām.

Izmaksu analīze: CapEx pret OpEx

Finansiālais lēmums ietver līdzsvarošanu starp Kapitāla izdevumiem (CapEx) par veidņu izgatavošanu un Operatīvajiem izdevumiem (OpEx) par vienības cenu.

Veidņu ieguldījumi (CapEx): Progresīvās veidnes parasti ir dārgākas izgatavot. Tām nepieciešama viena sarežģīta veidņu korpuse ar precīziem barošanas mehānismiem un vadpini. Pārneses veidnes sākotnēji var būt lētākas, ja tās sastāv no vienkāršākām, atsevišķām veidņu stacijām, kaut gan pati pārneses automatizācijas sistēma rada ievērojamus kapitāla izdevumus.

Gabala cena (OpEx): Šeit progresīvā štancēšana ir uzvarētāja. Darbaspēka izmaksas ir minimālas (bieži vien viens operators uz vairākām prešēm), un mašīnas caurlaide ir milzīga. Pārnesei domātai štancēšanai gabala cena ir augstāka, jo cikla laiks ir lēnāks un bieži vien lielākas ar mašīnu saistītās izmaksas. Tomēr, ja detaļa ir liela vai materiāls ir ļoti dārgs (piemēram, varš vai augstas veiktspējas sakausējumi), materiāla ietaupījumi, ko nodrošina labāka izkārtojuma izmantošana pārnesei domātajā štancēšanā, var mainīt līdzsvaru tās labā.

Secinājums: Pareizā procesa izvēle

Izvēle starp progresīvo un pārnesei domāto matricu štancēšanu reti kad ir atkarīga no preferences; parasti to nosaka detaļas dizains un sērijas apjoms. Ja jūsu automašīnas komponente ir maza, sarežģītas formas un nepieciešama apjomos, kas pārsniedz 500 000 līdz 1 miljonu gabalu gadā, paaugstošā spiešana nodrošinās vajadzīgo ieguldījumu atdeves likmi (ROI).

Tomēr, ja jūsu dizains ietver dziļu velkšanu, lielas strukturālas ģeometrijas vai nepieciešamību pēc brīvības no lentes ierobežojumiem, pārvietošanas formēšana ir tehniski augstvērtīgāka opcija. Novērtējiet savas konkrētās vajadzības — tonnāžu, ģeometriju un gadskārtējo izmantojumu, lai pieņemtu datubāzētu lēmumu, kas atbilst jūsu ražošanas stratēģijai.

Bieži uzdotie jautājumi

1. Vai progresīvās veidnes spēj veikt dziļo vilkšanu?

Lai gan iespējams sekliem vilkumiem, parasti progresīvās veidnes nav ieteicamas dziļai vilkšanai (kad dziļums pārsniedz diametru). Pielikšana pie nestīpa sloksnes ierobežo materiāla plūsmu, kas var izraisīt sieniņu sabiezēšanu vai pārrāvumus. Transfer veidnes ir labākas dziļajiem vilkumiem, jo brīvais заготовка ļauj materiālam vienmērīgi plūst no visām pusēm.

2. Kāds ir ražošanas apjoma slieksnis progresīvajai vilkšanai?

Progresīvā vilkšana kļūst par ekonomiski izdevīgāko metodi, ja gada apjoms pārsniedz 250 000–500 000 gabalu. Apjomiem virs 1 miljona gabalu tā gandrīz vienmēr ir izvēlētā metode piemērotiem komponentiem, ņemot vērā zemo darba izmaksu uz vienu gabalu.

3. Vai transfer vilkšana ir dārgāka nekā progresīvā vilkšana?

Parasti jā, pēc katras detaļas. Pārnešanas štampēšana notiek lēnākā ātrumā (mazāk sitieni minūtē), kas palielina mašīnu darba laiku un darbaspēka izmaksas uz vienību. Tomēr zema apjoma sērijās vai lielu detaļu gadījumā zemākais materiāla atkritumu līmenis un iespējami vienkāršāka rīkojuma konstrukcija dažkārt var padarīt pārnešanas štampēšanu par ekonomiskāku izvēli kopējā projekta izmaksām.