Краткое содержание

Системы автоматизации с переходными штампами представляют собой эффективный производственный процесс, в котором используется многоступенчатый штамп в сочетании с механическим или сервоприводным механизмом перемещения для автоматического перемещения и формования металлических деталей. Этот метод идеально подходит для производства сложных деталей средних и высоких объёмов, обеспечивая большую свободу проектирования по сравнению с последовательной штамповкой. Его основное преимущество заключается в способности обрабатывать отдельные детали, что позволяет выполнять более сложные операции на каждой станции.

Что такое системы автоматизации с переходными штампами?

Система автоматизации штамповочного пресса — это сложный процесс металлообработки, основанный на использовании многосекционной матрицы. В отличие от более простых методов штамповки, система штамповочного пресса выполняет несколько операций — таких как формовка, пробивка, обрезка и вытяжка — в определённой последовательности. Отличительной особенностью является автоматический механизм перемещения, который физически захватывает заготовку, перемещает её на следующую станцию и точно устанавливает для выполнения следующей операции. Такой процесс предназначен для деталей, слишком сложных или крупных для одностанционной или прогрессивной штамповки.

Основной принцип заключается в том, что каждая заготовка рассматривается как отдельный индивидуальный компонент уже с первой операции. В большинстве случаев начальной операцией является вырезание заготовки из исходной катанки. Начиная с этого момента, деталь отделяется от ленты материала. Такая независимость позволяет выполнять операции, невозможные при штамповке в прогрессивных штампах, где деталь остаётся соединённой с лентой до последнего этапа. Например, детали можно поворачивать, поднимать или переустанавливать под различными углами, что позволяет создавать глубоковытяжные формы, неправильную геометрию и компоненты с элементами на нескольких сторонах.

Производители выбирают многопозиционные штампы, когда производство требует баланса между высоким объемом, сложностью и экономической эффективностью. Хотя первоначальные затраты на оснастку могут быть значительными, автоматизация резко снижает затраты на рабочую силу и увеличивает производительность при длительных сериях выпуска. Эта технология особенно распространена в автомобильной промышленности для производства таких изделий, как конструкционные элементы, корпуса и детали днища. Чтобы лучше понять место этой технологии в производстве, полезно сравнить её с другими распространенными методами штамповки.

Основные компоненты и типы систем переноса

Полная автоматизированная система штамповки с переносом представляет собой совокупность нескольких ключевых компонентов, работающих синхронно. Основными элементами являются сам штамповочный пресс, создающий усилие; многопозиционный штамп, содержащий инструменты для каждой операции формования; и механизм переноса, являющийся автоматизированным ядром системы. Именно механизм переноса действительно отличает эту технологию, определяя её скорость, точность и гибкость.

Механизмы переноса значительно эволюционировали — от чисто механических систем до современных сервоуправляемых робототехнических решений. Это развитие расширило возможности штамповки с переносом, позволив достигать более высоких скоростей и обеспечивать более сложное манипулирование деталями. Выбор системы зависит от конкретных требований применения, включая размер детали, скорость производства и конфигурацию пресса. Например, Shaoyi (Ningbo) Metal Technology Co., Ltd. специализируется на изготовлении нестандартных штамповочных матриц для автомобилестроения, используя передовые системы для выполнения строгих требований к точности и эффективности крупных автопроизводителей.

Различные типы трансферных систем обладают определенными преимуществами и выбираются в зависимости от производственной среды:

• Системы, устанавливаемые на пресс: Они интегрируются непосредственно в штамповочный пресс. Они могут быть механическими, приводимыми в движение главным кривошипом пресса, или сервоуправляемыми, обеспечивающими независимое управление профилями движения. Сервосистемы обеспечивают повышенную гибкость, позволяя оптимизировать движения для повышения точности, хотя традиционные механические прессы зачастую достигают более высокой скорости при массовом производстве.
• Трансферные системы сквозного типа: Как следует из названия, эти системы оснащены направляющими, проходящими через боковые отверстия пресса. Такая конструкция, зачастую представляющая собой трехосевую сервосистему, обеспечивает отличный обзор и доступ к зоне штампа для технического обслуживания и замены. Это универсальное решение, которое может быть установлено на уже существующих прессах.
• Роботизированные трансферные системы (многопозиционные линии): Хотя это и отличается от единого трансферного пресса, данный автоматизированный подход использует промышленных роботов для перемещения крупных деталей между несколькими прессами, расположенными по линии. Он обеспечивает большую гибкость при работе с очень крупными компонентами, такими как панели кузова автомобилей, но, как правило, требует более высоких капитальных вложений и занимает больше площади.

Современные системы в основном являются сервоэлектрическими, поскольку обеспечивают точное, программируемое управление по всем трем осям движения: зажим, подъем и перемещение/наклон. Это позволяет обеспечить плавное, повторяемое позиционирование и работу на высокой скорости, а такие функции, как оси подъема с противовесом и линейные подшипники, не требующие обслуживания, гарантируют долгосрочную надежность и производительность.

Процесс штамповки с передачей заготовки объясняется

Процесс штамповки с передачей заготовки преобразует плоскую металлическую заготовку в готовую трехмерную деталь посредством точно синхронизированной последовательности операций. Каждый цикл пресса одновременно продвигает несколько деталей, при этом каждая деталь проходит через отдельный этап формирования. Данный процесс является образцом автоматизированной эффективности, логично переходя от сырья к готовой детали.

Хотя конкретные операции могут различаться в зависимости от конструкции детали, базовый рабочий процесс следует постоянной многоступенчатой последовательности:

1. Подача материала и вырубка: Заготовка из рулона исходного материала подается на первую позицию штампа. Здесь пресс выполняет операцию вырубки, вырезая начальную плоскую форму детали и полностью отделяя ее от ленты материала. Эта свободная заготовка теперь готова к перемещению.
2. Захват и перемещение детали: По мере движения ползуна пресса вверх включается механизм перемещения. Комплект механических или пневматических «пальцев», установленных на перемещающих планках, надежно фиксирует заготовку. Планки затем поднимают деталь вертикально, перемещают ее горизонтально на следующую позицию и опускают в следующую полость штампа.
3. Операции формовки и пробивки: После точного позиционирования детали на второй позиции ползун пресса опускается и выполняет следующую операцию. Это может быть операция вытяжки для создания глубины, пробивки для образования отверстий или обрезки для формирования краев. Этот шаг повторяется на нескольких позициях, каждая из которых добавляет детали и уточняет форму детали.
4. Сложные операции и переустановка: На промежуточных станциях система перемещения может поворачивать или переориентировать деталь, чтобы обеспечить операции на различных поверхностях. Эта возможность имеет решающее значение для создания сложных геометрий, которые в противном случае требовали бы дополнительной обработки. Операции могут включать выдавливание, завальцовку, формирование буртика или даже нарезание резьбы в штампе.
5. Окончательное формование и выталкивание: На последних станциях деталь проходит окончательные операции формования, обрезки или фланжирования для соответствия конечным техническим требованиям. После завершения детали система перемещения подаёт её на выходную станцию, где она выбрасывается из пресса на конвейер или в приёмный лоток.

Весь процесс идеально синхронизирован. Движение системы перемещения согласовано с ходом пресса, чтобы гарантировать, что детали убраны из зоны штампов до их закрытия и точно позиционируются для каждого удара. Такой высокий уровень автоматизации обеспечивает стабильность, качество и выпуск большого объёма продукции.

Основные области применения и отраслевые преимущества

Автоматизация штамповки переходными штампами предлагает уникальное сочетание универсальности и эффективности, что делает её предпочтительным методом производства сложных металлических деталей в ряде ключевых отраслей. Возможность изготовления крупных глубоко вытянутых деталей со сложными элементами в больших объёмах обеспечивает явное конкурентное преимущество там, где критически важны как форма, так и функциональность. Эта технология особенно важна в отраслях, требующих высокой точности и воспроизводимости.

Основные отрасли промышленности, использующие штамповку с помощью переходных штампов, включают автомобилестроение, производство бытовой техники, систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха (HVAC) и сантехнической арматуры. В автомобильной промышленности она применяется для производства всего — от конструкционных элементов рам и каркасов двигателей до топливных баков и масляных поддонов. Для бытовой техники изготавливаются сложные корпуса, глубоко вытянутые барабаны стиральных машин и оболочки компрессоров. Общим фактором является необходимость в геометрически сложных деталях, которые одновременно прочны, легки и производятся экономически выгодно миллионными объёмами.

Основные преимущества, способствующие её внедрению:

• Свобода дизайна: Поскольку деталь отделена от ленты-носителя, у конструкторов появляется большая гибкость. Глубокая вытяжка, боковые пробивки и элементы на нескольких осях возможны в рамках одного процесса, что можно увидеть в конструкциях производителей, таких как Layana .
• Экономическая эффективность при больших объемах: Несмотря на высокие затраты на оснастку, низкая стоимость детали при массовом производстве обеспечивает высокую отдачу от инвестиций. Автоматизация снижает трудозатраты, а высокий коэффициент использования материала минимизирует отходы.
• Подходящность для крупных деталей: По сравнению с последовательной вырубкой, трансферные системы могут обрабатывать значительно более крупные и толстые материалы, что делает их идеальными для прочных конструкционных элементов.
• Интеграция операций: Несколько этапов, включая нетрадиционные операции формовки и даже сборку или нарезание резьбы в штампе, могут быть объединены в одном прессе, что устраняет необходимость вторичной обработки.

Чтобы определить, подходит ли эта технология, производителю следует учитывать следующие факторы:

Подходит ли штамповка с переносом для вашего проекта?

• Сложность деталей: Имеет ли деталь глубокую вытяжку, высокое соотношение длины к диаметру или требует операций с нескольких сторон?
• Объем производства: Находятся ли производственные потребности в среднем или высоком диапазоне (от десятков тысяч до миллионов деталей)?
• Размер Части: Слишком ли велика или громоздка деталь для практического использования на ленте носителя последовательного штампа?
• Тип и толщина материала: Предусматривает ли применение использование материалов большей толщины, требующих прочной оснастки и аккуратного обращения?

Если на большинство из этих вопросов ответ «да», то автоматизация с использованием штампов с переносом, вероятно, является наиболее эффективным и экономичным решением для производства.

Часто задаваемые вопросы

1. Что такое штамп с переносом?

Переходный штамп — это тип штамповочного инструмента, используемого в прессе, имеющего несколько станций для выполнения последовательных операций. Его отличительной особенностью является работа с деталями, отделёнными от рулона материала. Механическая или роботизированная транспортная система перемещает эти отдельные детали от одной станции к следующей, что позволяет изготавливать крупные или сложные компоненты, которые невозможно произвести с помощью последовательного штампа.

2. Какие существуют различные типы механизмов перемещения, используемых в системах автоматизации?

Наиболее распространённые типы трансферных систем — это двухосевые и трёхосевые (или триаксиальные) системы. Двухосевая система, как правило, перемещает деталь вперёд и производит зажим/разжим. Трёхосевая система добавляет вертикальное движение подъёма, что особенно важно для глубоковытяжных деталей. Такие системы могут крепиться на прессе или интегрироваться непосредственно в штамп. Современные системы обычно оснащаются сервоприводами, что обеспечивает полностью программируемое движение, тогда как в более старых прессах может использоваться фиксированная механическая автоматика. В некоторых применениях, особенно в тандемных линиях, для перемещения деталей между прессами также используются промышленные роботы.

3. В чём разница между тандемным и трансферным штампом?

Система переходного штампа выполняет несколько операций штамповки в одном большом прессе с использованием интегрированного механизма перемещения, который транспортирует деталь между станциями штампов внутри этого пресса. Линия последовательных штампов состоит из нескольких отдельных прессов, расположенных последовательно, при этом детали перемещаются из одного пресса в другой, зачастую с помощью промышленных роботов. Переходные штампы, как правило, используются для изготовления небольших и средних по сложности деталей, тогда как линии последовательных штампов обычно применяются для очень крупных деталей, таких как панели кузова автомобиля.