Принцип работы комбинированного штампа

Задумывались ли вы, почему некоторые штампованные детали обладают почти идеальной концентричностью, в то время как другие постоянно выходят за пределы допусков? Ответ зачастую кроется в понимании того, как работает сам штамп. Среди различных типов штампов, доступных производителям, комбинированные штампы выделяются благодаря своему уникальному принципу действия.

Комбинированный штамп выполняет несколько операций резки — конкретно вырубку и пробивку — одновременно за один ход пресса на одной позиции. Все элементы вырезаются относительно одной и той же контрольной точки в одной операции, что исключает накопление погрешностей позиционирования.

Это определение важно, потому что оно устраняет распространенное заблуждение. Многие считают, что комбинированные штампы — это просто «сложные штампы» с замысловатыми элементами. На самом деле термин «комбинированный» относится конкретно к одновременному выполнению нескольких процессов резки — а не к сложности конструкции. Комбинированный штамп может изготавливать сравнительно простые детали, но делает это с исключительной точностью, поскольку все операции происходят одновременно.

Что делает комбинированные штампы уникальными в процессе штамповки металла

Представьте себе изготовление шайбы с внутренним отверстием и внешним краем. При использовании отдельных операций вы сначала пробиваете центральное отверстие, затем вырубаете внешний диаметр — или наоборот. Каждая операция может привести к смещению. При штамповке комбинированным штампом оба разреза выполняются мгновенно, на одной станции и относительно одной и той же базовой точки.

Согласно Изготовитель , одновременная штамповка внутреннего и внешнего диаметра детали устраняет искажения и повышает концентричность — качества, критически важные для шайб и прокладок, используемых в аэрокосмической, медицинской и энергетической отраслях. Именно этот одностадийный подход отличает компаунд-оснастку от прогрессивной, где материал перемещается через несколько станций для последовательных операций.

Концепция одновременной резки за один ход

Инженерное значение этого принципа невозможно переоценить. Когда все операции — пробивка, вырубка и вырезка — выполняются за один ход пресса, устраняются:

• Накопление допусков из-за множественных установок
• Ошибки привязки между операциями
• Перемещение материала, вызывающее изменение размеров
• Потеря времени на смену штампов или переход между станциями

Для производителей, которым требуются точные плоские детали с несколькими элементами — такими как прокладки, электротехнические пластины или прецизионные прокладки, — данный принцип работы напрямую обеспечивает высокое качество деталей. Материал обрабатывается на одной и той же станции и в одно и то же время, что обеспечивает очень высокую точность позиционирования и уменьшает суммарные допуски.

Поэтому, когда для ваших деталей требуется высокая концентричность между внутренними и внешними элементами или когда плоскостность является обязательным условием, понимание этого основополагающего принципа поможет вам с самого начала выбрать правильный подход к оснастке.

Анатомия системы составного штампа

Теперь, когда вы понимаете, почему важна одновременная резка, давайте рассмотрим, что именно делает её возможной. Составной инструмент основан на точном расположении компонентов, работающих в идеальной координации. В отличие от традиционных систем штампов, данная система полностью меняет стандартную конфигурацию — буквально с ног на голову.

Основные компоненты сборки составного штампа

Каждый составной штамп включает несколько важных элементов, каждый из которых выполняет определенную функцию во время операции резки. Понимание этих компонентов помогает устранять проблемы с качеством и эффективно взаимодействовать с партнерами по оснастке.

Ниже приведен обзор основной терминологии, с которой вы столкнетесь при работе с такими типами штампов:

• Выталкивающие штифты: Эти компоненты выполняют двойную функцию внутри полости матрицы. Согласно Misumi, выталкиватель действует как с stripper для пуансона пробивки отверстий и как эжектор для готового изделия, застрявшего внутри матрицы. Поверхность выталкивателя, как правило, выступает на 0,5 мм до 1,0 мм за пределы поверхности матрицы — в отличие от распространенного предположения, что он заподлицо.
• Штифты-толкатели: Эти небольшие штифты, расположенные внутри выталкивателя, предотвращают прилипание вырубаемого материала к его поверхности. Когда на материале присутствует масляное покрытие, он может прилипать к выталкивателю и вызывать аварийное двойное пробивание, что повреждает матрицу. Выступ штифта-выталкивателя обычно составляет от 0,5 мм до 1,0 мм.
• Центровочные пальцы: Эти направляющие штифты обеспечивают точное позиционирование материала перед каждым ходом. Они входят в ранее просечённые отверстия или в кромки листа, обеспечивая точное расположение заготовки и поддерживая постоянные соотношения между элементами.
• Зазор матрицы: Зазор между режущими кромками пуансона и матрицы напрямую влияет на качество реза, срок службы инструмента и размерную точность. Как отмечает The Fabricator, зазоры могут варьироваться от 0,5% до 25% толщины металла с каждой стороны в зависимости от твёрдости материала и геометрии пуансона.
• Угол среза: Наклонная режущая кромка на пуансоне или матрице, которая снижает мгновенное усилие резания за счёт его распределения по ходу. Это уменьшает ударную нагрузку на пресс и продлевает срок службы инструмента.

Объяснение инвертированной схемы расположения пуансона

То, что действительно отличает комбинированные штампы от других типов штампов, — это их инвертированная конструкция размещения. В обычных операциях вырубки пуансон опускается сверху, а матрица остаётся неподвижной снизу. Комбинированные штампы меняют эту схему.

В конфигурации комбинированного штампа:

• Матрица для вырубки крепится на верхней плите штампа (движется вместе с ползуном пресса)
• Пуансон для вырубки располагается на нижней плите штампа (закреплён на станине пресса)
• Выталкиватель устанавливается внутри верхнего штампа и соединяется с механизмом пресса

Почему эта инверсия имеет значение? Согласно Accushape Die Cutting , такая конструкция служит мерой против деформации изделия в процессе вырубки. Готовое изделие поступает в матрицу снизу, а выталкиватель, синхронизированный с процессом вырубки, выводит готовую деталь. Поскольку материал прижимается вниз выталкивателем во время резки, снижается вероятность изгиба или коробления.

Установка пружин за выталкивателем усиливает этот эффект. Пружины обеспечивают контролируемое и постоянное давление на материал на протяжении всего хода, что позволяет эффективно извлекать изделие, сохраняя его плоскостность.

Также существует важный аспект конструирования самого выталкивателя. Выполнение формы выталкивателя идентичной полости матрицы вызывает проблемы. Образующиеся при пробивке металлические обрезки могут накапливаться в зазоре между выталкивателем и матрицей, что приводит к заеданию или затруднённому движению. Опытные конструкторы матриц предусматривают сбросы — небольшие углубления с использованием радиусов или фасок — в деталях сложной формы и углах, чтобы предотвратить скопление отходов.

Понимание этих компонентов и их взаимодействия имеет важное значение, однако знание того, как они перемещаются в течение полного цикла прессования, раскрывает ещё больше аспектов достижения стабильного качества деталей.

Последовательность хода пресса и динамика усилий

Представьте, как матрица работает в замедленном движении. То, что кажется мгновенным, на самом деле представляет собой тщательно скоординированную последовательность механических событий. Каждый этап хода пресса играет свою роль в превращении плоского листового металла в точную деталь. Понимание этой последовательности помогает выявлять проблемы с качеством и оптимизировать процессы штамповки.

Пять фаз хода пресса с комбинированной матрицей

Когда пресс активируется, верхняя пластина матрицы начинает опускаться. То, что происходит дальше, определяет, получите ли вы идеальную деталь или брак. Ниже представлен полный цикл, разбитый на основные фазы:

1. Фаза подвода: Верхняя матрица опускается к листовому металлу, расположенному на нижней матричной сборке. На этом этапе направляющие входят в зацепление с полосовым материалом, обеспечивая точное позиционирование до начала резки. Выталкиватель, закреплённый внутри верхней матрицы, остаётся готовым к контакту с материалом. Скорость пресса при подводе, как правило, выше, чем при резке, для максимальной производительности.
2. Контактная фаза: Начальный контакт происходит, когда край вырубного штампа достигает поверхности листового металла. В этот момент выталкиватель плотно прижимает материал сверху, зажимая его между поверхностью выталкивателя и нижним вырубным пуансоном. Это прижимное усилие имеет решающее значение — оно предотвращает смещение материала и минимизирует деформацию во время операции резки. Одновременно пробивные пуансоны вступают в контакт с материалом в заданных местах.
3. Фаза проникновения: Вырубка начинается тогда, когда кромки матрицы врезаются в материал. Именно на этом этапе происходит основная работа. Металл не просто разрезается — он подвергается сложному процессу деформации. Сначала возникает пластическая деформация, при которой материал сжимается и начинает течь вокруг кромок пуансона. По мере увеличения усилия превышается предел текучести металла, и сдвиговые трещины зарождаются от кромок как пуансона, так и матрицы. На этой стадии операции вырубки и пробивки протекают одновременно, причём все режущие кромки продвигаются в материал с одинаковой скоростью.
4. Фаза прорезания: Полное разделение происходит, когда зоны разрушения со стороны пуансона и матрицы встречаются. Вырубленная деталь падает в полость матрицы, а обрезки от пробивки проваливаются сквозь соответствующие отверстия. На этой фазе достигаются максимальные усилия резания, а также возникает характерный щелчок, слышимый при штамповке. Разрушение материала происходит практически мгновенно, как только достигаются критические уровни напряжения.
5. Фаза возврата: Верхняя матрица отводится назад, оттягивая вырубной штамп от только что обрезанной детали. По мере подъёма ползуна пресса срабатывают выталкивающие штифты — либо за счёт пружинного давления, либо механическим способом, — выталкивая готовую деталь из полости штампа. Деталь удаляется чисто, а лента продвигается вперёд, подавая новый материал для следующего цикла.

Как происходит одновременная вырубка и пробивка

Вот что делает работу комбинированного штампа принципиально отличной от процесса последовательной штамповки. При последовательной штамповке металл заготовка проходит через ряд станций, на которых операции выполняются последовательно одна за другой. Каждая станция независимо добавляет отдельные элементы. Однако в комбинированном штампе всё происходит одновременно — и это создаёт уникальную динамику усилий.

Когда усилия вырубки и пробивки объединяются, общая требуемая сила пресса равна сумме индивидуальных усилий резания. Нельзя просто рассчитать усилие вырубки и считать его достаточным. Рассмотрим, например, шайбу с внешним диаметром 50 мм и внутренним отверстием 25 мм. Усилие вырубки срезает внешний периметр, в то время как усилие пробивки одновременно разрезает внутреннюю окружность. Ваш пресс должен быть способен выдерживать обе нагрузки, возникающие в один и тот же момент.

Расчет усилия выполняется по простой формуле: умножьте длину периметра реза на толщину материала и предел прочности при сдвиге. При одновременных операциях сложите периметры:

• Внешний периметр вырубки: 157 мм (диаметр 50 мм × 3,14)
• Внутренний периметр пробивки: 78,5 мм (диаметр 25 мм × 3,14)
• Общая длина реза: 235,5 мм

Этот суммарный периметр затем используется в расчете усилия. Если не учитывать одновременные усилия, можно выбрать пресс недостаточной мощности, что приведет к неполному резу, чрезмерному износу инструмента и преждевременному выходу матрицы из строя.

Существует еще один уникальный фактор усилия, связанный со штампами сложного действия. Поскольку выталкиватель оказывает давление на материал во время резки, дополнительное усилие передается через механизм выталкивания. Это усилие зажима — хотя и необходимое для плоскостности детали — добавляется к общей нагрузке, которую должен выдерживать ваш пресс.

Поведение материала под действием сил сдвига

Что именно происходит с металлом в фазе проникновения? Понимание металлургических аспектов помогает предсказать качество кромки и устранить проблемы заусенцев.

По мере того как пуансон входит в материал, на кромке реза формируются три отдельные зоны:

• Зона закругления: Верхняя поверхность материала слегка закругляется, когда пуансон впервые контактирует с листом и прижимает его. Эта пластическая деформация создает гладкую, скругленную кромку в точке входа.
• Зона сдвига (полированная зона): Под зоной закругления появляется гладкая, блестящая полоса, где произошел чистый срез. Это высококачественная часть кромки реза. Правильный зазор матрицы максимизирует эту зону.
• Зона разрушения: Нижняя часть показывает шероховатую, зернистую поверхность, где материал разорвался, а не был аккуратно срезан. Разрушение начинается, когда трещины, распространяющиеся от краев пуансона и матрицы, встречаются.

Заусенцы образуются на кромке со стороны матрицы, когда разрушение происходит неаккуратно. Избыточный зазор, затупленный инструмент или неправильная поддержка материала способствуют образованию заусенцев. При работе составного штампа направление заусенца предсказуемо и постоянно, поскольку весь рез осуществляется одновременно при одинаковых соотношениях зазоров.

Соотношение между глубиной зоны сдвига и зоны разрушения в значительной степени зависит от зазора матрицы. Меньшие зазоры обеспечивают более гладкую поверхность, но требуют больших усилий и приводят к более быстрому износу инструмента. Поиск оптимального баланса требует понимания того, как процентные значения зазоров влияют на ваш конкретный материал — эту взаимосвязь мы подробно рассмотрим далее.

Зазор матрицы и факторы точности

Вы видели, как происходит ход пресса и как материал ведет себя под действием сдвигающих усилий. Но вот вопрос, который отличает качественные детали от бракованных: какой зазор должен быть между пуансоном и матрицей? Эта, казалось бы, незначительная деталь — измеряемая тысячными долями дюйма — напрямую определяет, будут ли кромки деталей ровными или неровными.

Расчет зазоров матрицы для оптимального качества реза

Зазор матрицы — это расстояние между режущими кромками пуансона и матрицы, измеряемое с каждой стороны. Ошибетесь с его величиной — и на протяжении всего производственного процесса вы будете сталкиваться с заусенцами, преждевременным износом инструмента и несоответствием размеров.

Старое эмпирическое правило — 10 % толщины материала с каждой стороны для всех операций резки — не выдерживает критики. Согласно Изготовитель , зазоры для резки могут варьироваться от отрицательных значений (когда пуансон фактически больше отверстия) до 25 % с каждой стороны. Оптимальный выбор зависит от свойств материала, а не от универсального процентного соотношения.

Вот что происходит на каждом из крайних значений:

• Недостаточный зазор: Когда зазор слишком мал, металл подвергается сжатию во время резки. Как только обрезок отделяется, материал — обладающий упругими свойствами — сжимает боковые поверхности пуансона, вызывая чрезмерное трение. Это трение приводит к выделению тепла, которое может размягчить инструментальную сталь и вызвать абразивное заедание. Вы увидите вторичное скалывание на кромках среза, увеличение усилий снятия и значительно сокращенный срок службы пуансона.
• Чрезмерный зазор: Слишком большой зазор создает собственные проблемы. На кромке со стороны матрицы образуются более крупные заусенцы. Зона скругления значительно увеличивается, иногда приводя к растягивающим разрушениям в этой зоне. Детали теряют плоскостность. Хотя усилие резки уменьшается, качество кромки ухудшается.

Оптимальное значение обеспечивает примерно 20% сдвига (полированной поверхности) и 80% разрушения на кромке среза. Такое соотношение указывает на правильное распространение трещин от краев пуансона и матрицы, которые четко встречаются посередине толщины материала.

Для стальных материалов рекомендации по зазорам следуют следующим общим правилам в зависимости от предела прочности на растяжение:

• Материалы с пределом прочности ниже 60 000 фунтов на кв. дюйм: 6–10% с каждой стороны
• Материалы с пределом прочности от 60 000 до 150 000 фунтов на кв. дюйм: 12–14% с каждой стороны (увеличивается с ростом прочности)
• Материалы с пределом прочности свыше 150 000 фунтов на кв. дюйм: уменьшить обратно до приблизительно 5% с каждой стороны

Почему для сверхпрочных материалов требуется меньший зазор? Эти стали обладают минимальной пластичностью — они разрушаются до того, как произойдут значительные деформации. Отсутствие течения металла, которое обычно происходит при резке, означает, что более плотные зазоры работают лучше.

Влияние толщины материала на работу комбинированного штампа

Тип и толщина материала взаимодействуют таким образом, что влияют на все аспекты работы вашего комбинированного штампа. Не стоит предполагать, что все материалы ведут себя одинаково только потому, что имеют одинаковую толщину.

Рассмотрим ситуацию из The Fabricator's исследование: для пробивки отверстия диаметром 0,5 дюйма в нержавеющей стали 304 толщиной 0,062 дюйма требуется зазор около 14% с каждой стороны. Однако если уменьшить диаметр отверстия до 0,062 дюйма — что равно толщине материала — оптимальный зазор увеличивается до 18% с каждой стороны. Более маленькое отверстие создаёт большее сжатие во время резки, требуя больше места для течения материала.

В следующей таблице приведены рекомендуемые зазоры в зависимости от типа материала и уровня прочности:

Тип материала	Диапазон прочности на растяжение	Рекомендуемый зазор (% с каждой стороны)	Примечания
Мягкая сталь	Ниже 270 МПа	5-10%	Стандартная базовая величина; высота заусенца возрастает с износом
HSLA Steel	350–550 МПа	10-12%	Для более высокой прочности требуется немного больший зазор
Двухфазная (DP) сталь	600–980 МПа	13-17%	Мартенситные включения выступают в роли инициаторов трещин; оптимизация необходима по пластичности кромки
Сталь сложного фазового состава (CP)	800-1200 МПа	14-16%	часто оптимальным является зазор 15% согласно рекомендациям AHSS Insights
Мартенситная сталь	1150-1400 МПа	10-14%	Низкая пластичность ограничивает образование заусенцев; следите за сколами на кромке пуансона
Алюминиевые сплавы	РАЗЛИЧАЕТСЯ	8-12%	Мягкий, липкий и абразивный материал; требует особого внимания к смазке

Исследования AHSS Insights демонстрирует практическое влияние этих решений. Испытания на стали CP1200 показали, что увеличение зазора с 10% до 15% значительно улучшило показатели расширения отверстия. Зазор 20% показал лучшие результаты, чем 10%, но хуже, чем 15% — доказывая, что больше не всегда лучше.

Почему комбинированные штампы обеспечивают превосходную концентричность

Здесь принцип работы составного штампа проявляется наиболее значительно. В прогрессивном штампованном металле или штамповке с переносом материал перемещается между станциями. Каждое перемещение может привести к потенциальному смещению. Даже при использовании точных направляющих и тщательного контроля полосы накапливаются кумулятивные погрешности позиционирования.

Сложные штампы полностью устраняют эту проблему. Поскольку вырубка и пробивка происходят одновременно на одной станции, все элементы привязаны к одной и той же базовой точке в одно и то же время. Материал не может сместиться, и исключается ошибка привязки между операциями.

Такой подход с единой базой даёт измеримые результаты:

• Коаксиальность: Внутренние и внешние элементы сохраняют точное позиционное соотношение, поскольку они вырезаются от одного и того же ориентира. Для шайб, прокладок и электротехнических листов это означает стабильное соотношение внутреннего и внешнего диаметров на протяжении тысяч деталей.
• Плоскостность: Механизм выброса плотно прижимает материал к нижнему пуансону во время резки, предотвращая образование выпуклости или вогнутости, которые возникают при раздельной вырубке и пробивке.
• Единообразие заусенцев: Все заусенцы формируются на одной стороне детали и имеют одинаковое направление — что делает их предсказуемыми и легко контролируемыми при последующих операциях.

Какие допуски можно реально ожидать? При правильном обслуживании комбинированного инструмента типичные допуски для позиционирования элементов находятся в пределах ±0,001–±0,003 дюйма. Концентричность между внутренним и внешним диаметрами обычно достигает показателя TIR (полного биения) 0,002 дюйма или лучше. Эти характеристики превосходят те, что обеспечивают прогрессивные штампы и методы штамповки при аналогичной геометрии деталей.

Высокая точность данного метода делает комбинированные штампы предпочтительным выбором для применений, где критически важна точная привязка элементов, — однако чтобы определить, подходит ли этот подход для вашего конкретного случая, необходимо оценить ещё несколько дополнительных факторов.

Комбинированные штампы против прогрессивных и переносных штампов

Теперь вы понимаете, как комбинированные штампы достигают высокой точности благодаря одновременному резанию на одной станции. Но как этот подход сравнивается с альтернативами? Когда следует выбирать прогрессивную штамповку? Что насчет штамповки с переносом для более крупных деталей? Правильный выбор требует понимания не только того, что делает каждый тип штампа, но и почему он работает именно таким образом.

Различия принципов работы между типами штампов

Каждый тип штампа основан на принципиально разных основах — и эти различия напрямую влияют на виды деталей, которые вы можете производить, объемы выпуска и уровень точности. Давайте разберем, как именно работает каждый из подходов.

Комбинированные штампы: одновременное резание на одной станции

Как мы установили, составные штампы выполняют все операции резки за один ход пресса на одной станции. Материал поступает, одновременно штампуется и пробивается, и выходит в виде готовой плоской детали. Нет передачи материала, нет перемещения от станции к станции и нет возможности накопления позиционных ошибок.

Согласно Keats Manufacturing, штамповка с использованием составных штампов является высокоскоростным процессом, идеально подходящим для производства плоских деталей, таких как шайбы и заготовки колес, в средних и высоких объемах. Инженерная логика проста: меньшее количество операций означает меньше переменных, а меньшее количество переменных означает более точный контроль соосности и плоскостности.

Прогрессивные штампы: последовательная обработка на станциях

Прогрессивная штамповка использует совершенно другой подход. Непрерывная металлическая лента подается через несколько станций, каждая из которых выполняет определённую операцию — резку, гибку, пробивку или формовку. Заготовка остаётся прикреплённой к несущей ленте на протяжении всего процесса и отделяется только на последней станции.

Этот принцип работы позволяет достичь того, что невозможно при использовании составных матриц: сложные геометрии, требующие нескольких операций формования. Die-Matic отмечает, что прогрессивная штамповка идеально подходит для высокоскоростного производства сложных деталей в средних и больших объемах, поскольку непрерывный процесс минимизирует ручное вмешательство и максимизирует производительность.

Однако здесь присутствует компромисс. Каждая передача на станции вносит потенциальные отклонения в выравнивание. Даже при использовании точных направляющих суммарное влияние множественных операций позиционирования может сказаться на точности взаимного расположения элементов — это особенно важно для деталей, требующих высокой соосности.

Перемещаемые матрицы: дискретная обработка деталей

Штамповка с перемещаемыми матрицами сочетает в себе элементы обоих подходов, но основана на отдельном принципе. Согласно Worthy Hardware, этот процесс предполагает отделение детали от металлической ленты в начале — а не в конце — и механическую передачу её от станции к станции с помощью автоматических захватов или механических рук.

Почему инженеры выбирают этот, казалось бы, более сложный подход? Ответ кроется в том, что он обеспечивает: глубокую вытяжку, обработку крупных деталей и операции, при которых заготовка должна быть полностью отделена от окружающего материала. Переносные штампы могут включать пробивку, гибку, вытяжку и обрезку за один производственный цикл — операции, которые невозможно выполнить, пока деталь остаётся соединённой с подающей лентой.

Простые штампы: ориентация на одну операцию

На противоположном конце шкалы сложности находятся простые штампы. Они выполняют одну операцию за ход — одно отверстие, одна вырубка, один изгиб. Хотя такие штампы просты и недороги в изготовлении, для получения всего, что выходит за рамки базовых компонентов, требуются множественные настройки и перемещение детали. Каждая дополнительная операция увеличивает время обработки и может привести к ошибкам позиционирования.

Сравнительный анализ: типы штампов в обзоре

В следующей таблице приведены различия между этими типами штампов по ключевым эксплуатационным и производственным характеристикам:

Характеристика	Комбинированная матрица	Прогрессивная штамповка	Передаточный штамп	Простой штамп
Метод управления	Одна станция; одновременная вырубка и пробивка	Множество станций; последовательные операции на непрерывной ленте	Множество станций; передача отдельных деталей между операциями	Одна станция; одна операция за ход
Обработка деталей	Деталь создается и выбрасывается за один ход	Автоматическая подача ленты; деталь остается прикрепленной до последней станции	Передача свободных заготовок механическими пальцами или руками	Ручная или автоматическая загрузка/выгрузка в каждом цикле
Типичная сложность детали	Плоские детали только с вырубкой и пробивкой; без формовки	От простых до сложных; может включать гибку и формовку	Сложные, крупные или глубоковытянутые детали с intricate особенностями	Детали с одной особенностью или один этап в последовательности многоштамповой обработки
Соответствие объему производства	Средние до высоких объемов	Высокие объемы; наиболее экономически эффективны в масштабе	Короткие до длинных серий; универсальные для различных объемов	Низкие объемы или прототипирование
Точные характеристики	Превосходная соосность; жесткие допуски между особенностями; excellent плоскостность	Хорошие допуски; возможная накопительная погрешность при передаче между станциями	Хорошая точность; гибкость для сложных форм	Высокая точность на операцию; накопленная погрешность при нескольких установках
Стоимость оснастки	Ниже по сравнению с прогрессивными; более простая конструкция	Более высокие первоначальные вложения; экономически выгодно при большом объеме производства	Более высокая сложность настройки; подходит для специализированных применений	Наименьшая первоначальная стоимость пресс-формы

Выбор подходящего типа пресс-формы для вашего применения

Звучит сложно? Упростим решение. Правильный выбор зависит от трех основных факторов: геометрии детали, требований к точности и объема производства.

Когда целесообразно использовать комбинированные штампы

Выберите этот подход, если ваше применение соответствует следующим критериям:

• Плоские детали, требующие только вырубки и пробивки
• Жесткие требования к концентричности между внутренними и внешними элементами
• Критические требования к плоскостности, которые не допускают искажений при передаче между станциями
• Средние объемы производства, при которых затраты на многорядные штампы не оправданы
• Применения, такие как шайбы, прокладки, электротехнические пластины и прецизионные прокладки

Инженерная логика убедительна. Как отмечает Keats Manufacturing, один ход обеспечивает более плоские детали, а подход с использованием одного штампа способствует высокой воспроизводимости. Когда ваши показатели качества сосредоточены на концентричности и плоскостности, составные штампы являются оптимальным решением.

Когда многорядные штампы обеспечивают лучшую производительность

Штамповка на многорядных штампах становится предпочтительным выбором в других условиях:

• Массовое производство, где необходимо минимизировать стоимость детали
• Детали, требующие гибки, формовки или других операций помимо резки
• Сложные геометрии с несколькими элементами, которые можно добавлять последовательно
• Мелкие детали, при которых подача в виде ленты обеспечивает лучшее обращение, чем отдельные заготовки

По словам Die-Matic, прогрессивная штамповка обеспечивает высокую скорость производства, короткие циклы, снижение затрат на рабочую силу и более низкую стоимость единицы продукции. Непрерывный процесс исключает необходимость ручной обработки деталей между операциями, что делает его чрезвычайно эффективным для соответствующих применений.

Когда передаточные штампы являются обязательными

Штамповка с передаточной подачей — это не просто альтернатива; для определённых применений это единственный возможный вариант:

• Крупные детали, которые не помещаются в ограничениях ленточной подачи
• Глубоковытяжные компоненты, где материал должен свободно течь без крепления к ленте
• Детали, требующие операций со всех сторон или сложных изменений ориентации
• Конструкции с резьбой, рёбрами жёсткости, насечками или другими сложными элементами

Worthy Hardware подчёркивает, что штамповка с передаточной подачей обеспечивает большую гибкость в обращении с деталями и их ориентации, что делает её подходящей для сложных конструкций и форм, которые невозможно изготовить никаким другим способом.

Инженерная логика каждого из подходов

Почему существуют эти различные принципы работы? Каждый из них возник для решения конкретных производственных задач.

Составные штампы появились из необходимости обеспечения точности при изготовлении плоских деталей. Устранив перемещение материала между операциями, инженеры смогли гарантировать совмещение элементов. Компромисс — ограничение только операциями резки — был приемлемым, поскольку многие важные применения (например, электротехнические пластины или прецизионные прокладки) требуют именно этого.

Пошаговые штампы были разработаны для решения задач массового производства всё более сложных деталей. Гениальность подхода с непрерывной лентой заключается в его эффективности: подача материала осуществляется автоматически, операции выполняются на скорости линии, а ручное обращение с деталью требуется только на этапе окончательного отделения. Для автомобильных кронштейнов, электрических соединителей и аналогичных компонентов высокого объёма этот метод остаётся непревзойдённым.

Переходные штампы заполняют нишу, где ни компаунд-метод, ни прогрессивный подход не работают. Когда детали слишком велики для ленточной подачи, требуют глубокой вытяжки или нуждаются в операциях, несовместимых с креплением на ленте, переходная штамповка предлагает решение. Механический механизм переноса добавляет сложности, но обеспечивает производственную гибкость, недостижимую иными способами.

Понимание этих фундаментальных различий помогает принимать обоснованные решения при выборе оснастки. Но как только вы определили, что компаунд-штампы — это правильный подход для ваших плоских деталей высокой точности, следующий вопрос заключается в следующем: какого качества результаты можно реально ожидать от этой одностанционной операции?

Результаты по качеству деталей при работе компаунд-штампа

Вы уже видели, как комбинированные штампы сравниваются с прогрессивными и передаточными альтернативами. Но вот что действительно важно, когда детали попадают на ваш стол для проверки: измеримые результаты качества. Подход с одновременной резкой на одной станции — это не просто теоретически привлекательная идея; он обеспечивает конкретные, количественно оцениваемые преимущества, которые напрямую влияют на то, пройдут ли ваши детали контроль качества или нет.

Преимущества качества при использовании комбинированного штампа с одной станцией

Когда вы выбираете штамповку с помощью комбинированного штампа, вы делаете не просто выбор метода производства — вы выбираете определённый уровень качества. Согласно Прогрессивная штамповка и штамповка , использование одной станции повышает механическую точность и упрощает поддержание плоскостности деталей, а также достижение малых размерных допусков. Но что это означает на практике?

Рассмотрим, что происходит в многостадийных процессах. Каждый раз, когда материал передается между станциями, позиционные отклонения накапливаются. Операторам приходится вновь настраивать оборудование. Натяжение полосы колеблется. Тепловое расширение влияет на точность позиционирования. Даже при использовании высокоточного инструдирования эти микроскопические отклонения суммируются по ходу операций.

Компаунд-матрицы устраняют каждый из этих источников погрешностей. Материал входит в матрицу, весь процесс резки происходит одновременно, и готовая деталь выбрасывается — всё за один ход на одной станции. Просто нет возможности для детали сместиться, повернуться или сместиться между операциями.

Вот конкретные показатели качества, которые напрямую зависят от применения компаунд-матриц:

• Коаксиальность: Внутренние и внешние элементы сохраняют точность позиционирования в пределах 0,002 дюймов TIR или лучше, поскольку они вырезаются из одной и той же точки отсчёта в один и тот же момент
• Плоскостность: Детали остаются плоскими, поскольку механизм выбрасывания обеспечивает равномерное давление в течение всего процесса резки, предотвращая образование выпуклости или вогнутости, характерной для последовательных операций
• Согласованность заусенцев: Все заусенцы образуются с одной стороны и в одинаковом направлении, что делает вторичные операции отделки предсказуемыми и эффективными
• Габаритная стабильность: Допуски между элементами от ±0,001 до ±0,003 дюймов регулярно достижимы при правильно обслуживаемом инструменте
• Единообразие качества кромок: Каждый обрезанный край имеет одинаковое соотношение скола к разрушению, поскольку во всех операциях резки сохраняются одинаковые зазоры
• Повторяемость: Стабильность между деталями улучшается, поскольку существует меньше переменных процесса, которые могут вызывать отклонения в ходе производственной серии

Как составные штампы обеспечивают превосходную точность размеров

Инженерная логика проста: поскольку деталь не перемещается между операциями, полностью исключаются неточности и ошибки привязки. Но давайте рассмотрим, как это конкретно влияет на размерную точность

В процессе прогрессивной высадки металла представим производство простой шайбы. Сначала заготовка подаётся на станцию пробивки, где продавливается центральное отверстие. Затем заготовка перемещается на станцию вырубки, где обрезается внешний диаметр. Даже при использовании прецизионных направляющих, повторно входящих в ранее пробитое отверстие, возникают незначительные отклонения. Точность подачи ленты, зазор в направляющем отверстии и упругая деформация материала вносят погрешности в взаимное расположение внутренних и внешних элементов.

Теперь рассмотрим ту же шайбу, изготовленную в комбинированной матрице. Пробивной пуансон и вырубной штамп одновременно воздействуют на материал. Оба режущих края ориентируются по одной и той же позиции в одно и то же время. Результат? Идеальная концентричность внутреннего и внешнего диаметров — не благодаря тщательной согласованности между операциями, а потому что согласование между операциями вообще не требуется.

AS отмечают отраслевые эксперты , создавая детали с помощью одного штампа, производители обеспечивают согласованность и точность, достигая плоскостности и хорошей размерной стабильности. Это не маркетинговая речь — это прямое следствие задействованной физики.

Критически важные применения, где имеют значение эти характеристики качества

Некоторые применения требуют профиля качества, который может обеспечить только процесс штамповки с использованием составного штампа. Когда вы производите компоненты, в которых совмещение элементов напрямую влияет на функциональность, этот процесс прецизионной штамповки становится необходимым, а не факультативным.

Шайбы и прокладки: Эти, казалось бы, простые компоненты требуют высокой концентричности между внутренним отверстием и внешним диаметром. Шайба с эксцентричными характеристиками неправильно сядет, создавая неравномерное распределение нагрузки, что приведёт к ослаблению крепежа или преждевременному выходу из строя. Составные штампы производят шайбы, у которых концентричность внутреннего и внешнего диаметров гарантируется самим принципом производства.

Уплотнительные кольца: Уплотнительные компоненты требуют постоянной геометрии по всей детали. Любые отклонения в расположении болтовых отверстий относительно уплотнительных поверхностей создают пути утечки. Поскольку комбинированные штампы вырубают все элементы одновременно, взаимное расположение отверстий остаётся неизменным — от первой до десятитысячной детали.

Электротехнические пластины: Пластины электродвигателей и трансформаторов требуют точной геометрии для минимизации потерь энергии и обеспечения правильных путей магнитного потока. Преимущество плоскостности при работе комбинированного штампа особенно важно здесь — даже незначительное коробление влияет на сборку пакета и электромагнитные характеристики. Согласно Metalcraft Industries , точная металлическая штамповка обеспечивает допуски от 0,001 до 0,002 дюйма для сложных конструкций, где нет места ошибкам.

Точные плоские компоненты: Любое применение, требующее нескольких операций для обеспечения жестких допусков на позиционное расположение, выигрывает от одностанционной обработки. К этой категории относятся компоненты приборов, оптические крепления и прецизионные детали.

Преимущество качества компаунд-матрицы не заключается в производстве «лучших» деталей в каком-то абстрактном смысле — это о производстве деталей, у которых конкретные показатели качества критичны для их функционирования. Когда соосность, плоскостность и точность размеров определяют, будет ли узел работать или он окажется неработоспособным, принцип одновременной обрезки на одном станке обеспечивает результаты, которых последовательная обработка просто не может достичь.

Понимание этих показателей качества помогает вам выбрать правильный подход к инструмированию. Следующим шагом является разработка практической основы для определения, когда компаунд-матрицы действительно являются оптимальным выбором для ваших конкретных требований по применению.

Рамочная основа для принятия решений по применению компаунд-матриц

Теперь вы понимаете, какие преимущества в качестве обеспечивает использование комбинированных штампов. Но вот практический вопрос, с которым сталкивается каждый инженер-технолог: подходит ли этот подход для вашего конкретного применения? Неправильный выбор типа штампа приводит к потере времени на разработку, увеличению затрат и возможному снижению качества детали. Давайте создадим четкую систему принятия решений, которая поможет определить, когда выбор комбинированного штампа оправдан — а когда нет.

Когда следует применять комбинированные штампы

Не все штампованные детали выигрывают от принципа работы комбинированного штампа. Этот метод эффективен в определённых случаях, когда его уникальные характеристики соответствуют вашим требованиям. Прежде чем приступать к разработке оснастки, оцените своё производство по следующим критериям.

Идеальные сценарии для выбора комбинированного штампа:

• Плоские детали, требующие только вырубки и пробивки: Компаунд-матрицы выполняют только операции резки. Если для вашей детали требуются гибка, формовка, вытяжка или другие операции, изменяющие форму, вам понадобятся многоходовые или передаточные матрицы.
• Требования к высокой концентричности: Когда внутренние и внешние элементы должны сохранять точное позиционное соотношение — например, шайбы, прокладки или пластины — принцип одновременной резки устраняет переменные смещения, возникающие в многопозиционных процессах.
• Критические требования к плоскостности: Механизм выброса обеспечивает равномерное давление во время резки, предотвращая образование выпуклостей или вогнутостей, которые возникают при отдельном выполнении операций вырубки и пробивки. Детали, требующие плоскостности в пределах 0,002 дюйма или выше, значительно выигрывают.
• Средние объемы производства: Согласно отраслевым данным, компаундная штамповка становится экономически выгодной при количестве деталей от 10 000 до 100 000 штук, когда стоимость матрицы компенсируется снижением затрат на рабочую силу и оборудование.
• Простые и умеренно сложные геометрические формы: Множественные отверстия, внутренние вырезы и неправильные внешние контуры могут быть выполнены — при условии, что не требуется формовка.

Вот краткий чек-лист для самостоятельной оценки, который поможет принять решение о штамповке металла:

Критерии выбора	Да	Нет	Последствия
Деталь полностью плоская (без изгибов или форм)?	✓ Кандидат для компаунд-матрицы	Рассмотрите прогрессивную или передающую матрицу	Компаунд-матрицы выполняют только резку
Требуются ли для детали операции вырубки и пробивки?	✓ Основная возможность компаунд-матрицы	Оцените, достаточно ли одинарной операции матрицы	Преимущество одновременных операций
Критично ли соосность между элементами (±0,002" или меньше)?	✓ Преимущество многоштамповой матрицы	Пошаговая матрица может быть приемлема	Односторонняя матрица устраняет накопительную погрешность
Является ли плоскостность критическим показателем качества?	✓ Предпочтительна многоштамповая матрица	Другие типы матриц могут подойти	Давление выталкивателя обеспечивает плоскостность
Находится ли объем производства в диапазоне от 10 000 до 100 000 деталей?	✓ Оптимальное соотношение стоимости и эффективности	Оценка альтернатив для меньших/больших объемов	Себестоимость матрицы эффективно распределяется в этом диапазоне

Критерии применения при выборе комбинированной матрицы

Помимо базового контрольного списка, на то, является ли комбинированная оснастка оптимальным выбором, влияет ряд специфических факторов. Понимание этих требований к инструменту помогает принимать обоснованные решения до выделения ресурсов.

Ограничения, которые необходимо учитывать:

• Отсутствие возможности формовки: Комбинированные матрицы не могут гнуть, вытягивать, тиснить или иным способом формовать материал. Если для вашей детали требуется изменение формы, выходящее за рамки плоской резки, потребуется другой подход — или дополнительная операция.
• Ограничения по геометрии: Хотя комбинированные матрицы хорошо справляются со средней сложностью, чрезвычайно сложные детали с десятками элементов могут оказаться непрактичными. Изготовление и обслуживание такой матрицы становится затруднительным.
• Более высокие усилия на ход: Поскольку все операции резки происходят одновременно, суммарное усилие превышает то, которое может потребоваться при использовании последовательного штампа на любой отдельной позиции. Ваш пресс должен выдерживать общую нагрузку в один момент времени.
• Соображения по выбросу детали: Готовая деталь должна надежно выходить из полости штампа. Очень крупные детали или необычная геометрия могут затруднить выброс и потребовать специальных устройств для выталкивания.

Требования к прессу и расчет усилия

Выбор подходящего пресса для работы с комбинированным штампом требует тщательного анализа усилий. В отличие от последовательной штамповки, где усилия распределяются между несколькими позициями, комбинированные штампы концентрируют все режущие усилия в одном ходе.

Расчет усилия выполняется по простой формуле:

Усилие = (Общий периметр резки × Толщина материала × Предел прочности на срез) ÷ 2000

Для комбинированных штампов «общий периметр резки» включает все режущие кромки, участвующие одновременно — внешний периметр заготовки плюс все периметры пробивки. Согласно отраслевых рекомендациях , типичная прочность материалов на сдвиг варьируется от 30 000 PSI для алюминия до 80 000 PSI для нержавеющей стали.

Соображения по типу пресса:

• Прессы с открытой задней частью и наклонной рамой (OBI): Хорошо подходят для работы со сложными штампами. Согласно справочным материалам по штамповке , эксплуатация пресса OBI в наклонном положении с использованием воздушной продувки облегчает удаление детали из полости штампа.
• Прессы с прямыми колоннами: Обеспечивают превосходную жесткость при более высоких требованиях по усилию и при работе с tighter допусками.
• Механический против гидравлического: Механические прессы обеспечивают преимущество в скорости при серийном производстве; гидравлические прессы обеспечивают преимущества контроля усилия при обработке толстых или трудных материалов.

Не забудьте включить усилие выталкивания в свои расчеты. Усилие, необходимое для снятия материала с пуансонов, как правило, увеличивает требуемое усилие резки на 5–10%, хотя в сложных случаях оно может достигать 25%.

После оценки критериев вашего применения и понимания требований к прессу последний шаг — связать эти инженерные принципы с реализацией в реальных условиях: сотрудничество с партнерами по оснастке, которые могут преобразовать ваши технические требования в готовые к производству решения по штампам.

Партнеры по точной оснастке и передовое производство

Вы оценили критерии своего применения, рассчитали требования к усилию и подтвердили, что составная штамповочная оснастка — это правильный подход. Теперь наступает решающий этап, который определит, будут ли ваши прецизионные штампы обеспечивать стабильно высокое качество деталей или превратятся в дорогостоящую причину производственных проблем. Разрыв между теоретическим проектированием штампов и надежной производительностью зависит исключительно от реализации.

Внедрение решений с использованием комбинированных штампов в производство

Переход от концепции проектирования к инструментам, готовым к производству, включает больше, чем просто обработку компонентов штампа по спецификациям. Современная разработка прецизионных штампов для вырубки объединяет моделирование, проверку и итерационное совершенствование задолго до того, как металл начнёт резать металл.

Учтите, что обычно идёт не так при неправильной реализации:

• Зазоры штампов, которые работают в теории, но вызывают преждевременный износ на практике
• Механизмы выбрасывателей, которые заклинивают при производственных скоростях
• Характеристики течения материала, приводящие к возникновению непредвиденных заусенцев или дефектов кромок
• Расчёты усилия, которые недооценивают реальные требования к усилию

Каждый из этих сбоев имеет одну и ту же первопричину: недостаточная проверка перед запуском в производство. Согласно Исследованию Keysight по моделированию штамповки , конструкция инструмента имеет решающее значение для эффективности и долговечности матрицы; материалы, такие как инструментальная сталь или карбид, выбираются исходя из прочности и обрабатываемых металлов. Однако один лишь выбор материала не гарантирует успех — вся система должна работать согласованно в реальных условиях эксплуатации.

Роль компьютерного инженерного моделирования (CAE) в разработке штампов

Компьютерное инженерное проектирование изменило подход производителей штампов к созданию прецизионных инструментов. Вместо изготовления физических прототипов и итераций методом проб и ошибок современные инженерные службы используют моделирование для прогнозирования:

• Поведения течения материала во время хода резки
• Распределения напряжений по компонентам пуансона и матрицы
• Возможных режимов отказа до их возникновения в производстве
• Оптимальных настроек зазора для конкретных марок материалов
• Требуемых усилий и параметров времени выбивки

Такой подход, основанный на моделировании, значительно сокращает циклы разработки. Вместо выявления проблем на этапе производственных испытаний — когда изменения оснастки дорогостоящие и трудоемкие — недостатки обнаруживаются на этапе виртуального тестирования. Результат? Штампы, которые работают корректно с первого производственного хода.

Как отмечается в анализе отраслевых тенденций, передовое программное обеспечение для моделирования позволяет конструкторам исследовать различные материалы и оптимизировать конструкции ещё до начала производства, что в конечном итоге приводит к экономии средств и повышению общего качества продукции. Эта возможность стала необходимой для автомобильной штамповочной оснастки, где показатели успешного выполнения операций с первого раза напрямую влияют на сроки реализации проектов.

Инженерная поддержка при разработке прецизионных штамповочных матриц

Помимо возможностей моделирования, успешное внедрение составных штампов требует инженерных партнёров, которые одинаково хорошо понимают как теоретические принципы работы, так и практические ограничения массового производства. Такая комбинация, как ни странно, встречается редко.

Многие поставщики оснастки преуспевают в обработке прецизионных компонентов, но не обладают глубокими знаниями в области физики процесса штамповки. Другие понимают теорию, но испытывают трудности с применением этих знаний на практике при создании надежной производственной оснастки. Производители, которые стабильно поставляют прецизионные штампы, готовые к работе с первого дня, сочетают в себе обе эти способности.

На что следует обращать внимание при выборе партнера по проектированию штампов:

• Сертификат системы качества: Сертификация IATF 16949 свидетельствует о наличии систем управления качеством на уровне автомобильной промышленности — самом строгом стандарте в области прецизионного производства
• Возможности моделирования: Интеграция CAE, позволяющая проверять конструкции до начала обработки стали
• Быстрая прототипизация: Способность быстро переходить от концепции к физической оснастке в условиях сжатых сроков разработки
• Показатели успешного запуска с первой попытки: Доказанная история, демонстрирующая стабильную работу штампов без необходимости многочисленных итераций пробной наладки
• Экспертиза материалов: Понимание поведения различных марок стали, алюминиевых сплавов и современных высокопрочных материалов в условиях комбинированной резки штампами

Компания глобальный рынок штамповки по прогнозам, достигнет примерно 372,6 миллиарда долларов, при этом спрос на высокоточные детали в автомобильной, аэрокосмической и энергетических отраслях продолжает расти. Этот рост побуждает производителей выбирать партнеров в области инструмальной оснастки, которые могут обеспечить высокую точность и скорость.

Случай комплексного инженерного проектирования штампов

При оценке вариантов производителей штампов для разработки комбинированных штампов следует учитывать, насколько их возможности соответствуют вашим конкретным требованиям. Некоторые производители специализируются на инструмальной оснастке большого объема для товарных изделий; другие ориентируются на сложные прогрессивные штампы. Для точных плоских деталей, требующих преимуществ concentricity и плоскостности, обеспечиваемых комбинированными штампами, вам нужны партнеры, чей опыт соответствует вашему применению.

Shaoyi представляет собой одну из сильных опций для производителей, ищущих точные комбинированные штампы, адаптированные к стандартам OEM. Их подход сочетает несколько возможностей, важных для успешного изготовления комбинированных штампов:

• Сертификация IATF 16949: Наличие систем качества, соответствующих автомобильным стандартам, которые обеспечивают стабильную производительность матриц
• Расширенное моделирование методом конечных элементов (CAE): Виртуальная проверка, выявляющая потенциальные проблемы до изготовления физальных приспособлений, способствующая получению бездефектных результатов
• Быстрая прототипизация: Сроки разработки до 5 дней, когда в графиках программы требуется быстрое выполнение
• 93% одобрения с первого раза: Показатель, демонстрирующий высокий уровень инженерной экспертизы, что позволяет создавать готовые к производству приспособления без значительной итерации

Для производителей, изучающих комплексные возможности проектирования и изготовления форм, их ресурс по штамповочным матрицам для автомобилестроения содержит подробную информацию об имеющихся услугах по проектированию матриц.

Связь принципов с успехом производства

Принцип работы комбинированной матрицы обеспечивает исключительную концентричность, плоскостность и точность размеров, но только при правильной реализации. Разрыв между теоретическим преимуществом и практическими результатами зависит от:

• Точное переведение требований приложения в спецификации штампов
• Конструкции, подтвержденные моделированием, которые прогнозируют поведение в реальных условиях
• Изготовление компонентов штампов с высокой точностью в соответствии с заданными допусками
• Правильный выбор и настройка пресса для одновременных усилий резки
• Постоянные мероприятия по техническому обслуживанию, сохраняющие производительность штампов в течение всего срока эксплуатации

Когда все эти элементы согласованы, составные штампы обеспечивают качественные результаты, делающие их предпочтительным выбором для точных плоских деталей. Если какой-либо элемент недостаточен, преимущества одностадийной одновременной резки остаются теоретическими, а не реализованными.

Ваши детали выходят из строя не потому, что составные матрицы по своей природе проблематичны. Они выходят из строя, когда реализация не соответствует принципу. Работа с партнерами по оснастке, которые понимают как основы инженерного дела, так и практические реалии производства, превращает составную штамповочную оснастку из спецификации на бумаге в стабильные производственные результаты — деталь за деталью, ход за ходом.

Часто задаваемые вопросы о принципе работы составной матрицы

1. В чем разница между составной матрицей и прогрессивной матрицей?

Составные штампы выполняют несколько операций резки (пробивку и вырубку) одновременно за один ход на одной позиции, производя готовые детали с высокой концентричностью. Прогрессивные штампы перемещают материал последовательно через несколько позиций, выполняя одну операцию на каждой позиции. Хотя прогрессивные штампы справляются со сложными деталями, включающими гибку и формование, составные штампы превосходно подходят для плоских деталей, требующих жестких допусков между элементами, поскольку все резы привязаны к одной и той же базовой точке мгновенно.

2. В чем разница между комбинированным и составным штампом?

Составные штампы ограничены только операциями резки — а именно одновременной пробивкой и вырубкой. Комбинированные штампы могут выполнять как операции резки, так и формообразования (например, гибку или вытяжку) за один ход. Если ваша деталь требует изменения формы, выходящего за рамки плоской резки, вам понадобится комбинированный штамп или другой подход к инструментальной оснастке, а не составной штамп.

3. Каковы основные преимущества штамповки составными штампами?

Штамповка составным штампом обеспечивает три ключевых преимущества: превосходную концентричность между внутренними и внешними элементами (обычно 0,002 дюйма TIR или лучше), отличную плоскостность детали благодаря давлению выталкивателя во время резки и высокую размерную точность (±0,001 до ±0,003 дюйма). Эти преимущества достигаются за счёт исключения перемещения материала между операциями — все элементы вырезаются из одной и той же исходной точки за один ход.

4. Какие типы деталей наиболее подходят для производства с использованием составных штампов?

Составные штампы идеально подходят для плоских деталей, требующих только вырубки и пробивки, включая шайбы, прокладки, электротехнические пластины, прокладочные пластины, калиброванные плоские компоненты. Детали, требующие высокой концентричности между отверстиями и внешними краями, строгих требований к плоскостности, а также средних объёмов производства (10 000–100 000 штук), получают наибольшую выгоду от применения такого инструмента.

5. Как рассчитывается усилие пресса для операций со составными штампами?

Рассчитайте тоннаж комбинированной матрицы, умножив общий периметр резки (внешний контур заготовки плюс все периметры вырубки) на толщину материала и предел сдвига, затем разделив на 2000. Поскольку все усилия резки возникают одновременно, пресс должен выдерживать суммарную нагрузку за один ход. Добавьте 5–10 % на усилие снятия детали. Это отличается от ступенчатых штампов, где усилия распределяются между несколькими позициями.