Základy pochopenia voľby strihacieho nástroja

Niekedy ste sa zamysleli, prečo niektoré strihané súčiastky vyjdú dokonale čisto, zatiaľ čo iné majú hrubé okraje, nadmerné hrbty alebo predčasné opotrebenie nástrojov? Odpoveď často spočíva v jednom kritickom faktore: voľa matrice. Správne nastavenie tohto základného výpočtu môže rozhodnúť medzi hladkým výrobným behom a nákladnými problémami kvality.

Čo je voľa matrice a prečo je dôležitá

Predstavte si, že striháte papier nožnicami. Ak sú čepele príliš voľné, papier sa nerovnomerne trhá. Ak sú príliš tesné, ťažko ho vôbec prestrihnete. Rovnaký princíp platí aj pri tvárnení kovov – lenže tu už ide o mnohonásobne vyššie riziká.

Výstřednost die je medzera medzi okrajmi puncovacieho nástroja a matrice počas operácie vystrihovania, zvyčajne vyjadrená ako percento hrúbky materiálu na jednu stranu. Táto presná medzera priamo určuje, ako čisto sa materiál strihá a oddeluje počas tvárnenia.

Keď vykonávate operáciu výstřihu, puncovací nástroj preniká plechom, zatiaľ čo matica poskytuje rezací okraj zdola. Výstrednosť medzi týmito dvoma komponentmi riadi vzor lomu, kvalitu okraja a celkové rozmery dielu. Podľa priemyselných noriem sa táto výstrednosť zvyčajne pohybuje od 3 % do 12 % hrúbky materiálu na jednu stranu, v závislosti od spracovávaného materiálu.

Kritická medzera medzi puncovacím nástrojom a maticou

Čo sa teda deje v tom malom priestore? Keď razník zasiahne do plechu, vzniká strihový účinok. Materiál najprv preniká (kedy razník vtlačí do kovu), nasleduje lom (kedy sa materiál zlomí pozdĺž strihovej čiary). Správna medzera zabezpečí, že sa lomové čiary z razníka a z matrice stretávajú čisto uprostred materiálu.

Tu je, prečo je to pre vašu prevádzku dôležité:

• Kvalita dielu: Správna medzera zabezpečí čisté okraje s minimálnym vznikom buriny a konštantnými rozmermi
• Životnosť nástroja: Optimálna medzera zníži opotrebovanie razníka a matrice, potenciálne predlžuje životnosť nástroja o dve tretiny oproti nesprávnym nastaveniam
• Produkčná efektívnosť: Správna medzera zníži požadovanú silu na vytláčanie a znižuje zaťaženie lisu, čo umožňuje rýchlejšie cykly
• Kontrola nákladov: Menej odmietnutých dielov, menej výmeny nástrojov a znížená prestávka sa priamo prejaví na vašom zisku

Základy výstrehu medzery matrice

Pochopenie vôle začína jej uvedomovaním si ako vypočítanej špecifikácie – nie odhadu. Tradičné „pravidlo palca“ 5 % na každej strane, hoci historicky bežné, už nemôže byť univerzálne uplatnené. S objavením sa ocelí vyššej pevnosti a pokročilých materiálov v súčasnom výrobnom prostredí, Dayton Progress uvádza že pri výbere percentuálnej vôle je potrebné brať do úvahy pevnosť v ťahu aj hrúbku materiálu.

Vzťah funguje nasledovne: keď rastie pevnosť materiálu v ťahu a zvyšuje sa hrúbka plechu, zvyšuje sa výrazne zaťaženie vašich nástrojov. Špecifikácia vôle 10 % pre mäkké hliníkové diery sa výrazne bude líšiť od požiadaviek na vysokopevnostnú oceľ rovnakej hrúbky.

Predstavujte si voľbu vôle ako vyvažovací akt. Príliš malá vôle spôsobuje nadmerné opotrebenie nástroja, extrémny strihací tlak a veľké buriny. Príliš veľká vôle zase spôsobuje vibrácie počas prebíjania, potenciálne nekonzistentnosti kvality a väčší prekot na strihanom okraji. Rovnako ako inžinieri môžu použiť kalkulačku elektrických vzdialeností a vôle pre bezpečnostné elektrické vzdialenia, aj presná práca s die vyžaduje rovnako dôkladný výpočet mechanických vôlí.

Dobrá správa? Keď raz pochopíte premenné – druh materiálu, jeho hrúbku a požadovanú kvalitu okraja – výpočet správnej vôle sa stáva jednoduchým procesom. Nasledujúce časti vás krok za krokom prevedú presnými vzorcami a praktickými príkladmi, ktoré potrebujete, aby ste to vždy vypočítali správne.

Základný vzorec na výpočet vôle

Teraz, keď rozumiete, prečo je dôležitý vůľa, pozrime sa na to, čo väčšina zdrojov neposkytuje: skutočnú matematickú metodiku. Bez ohľadu na to, či používate kalkulačku na výpočet vôle pre rýchle odhady alebo pracujete s podrobnými špecifikáciami nástrojov, kompletný vzorec vždy po ruke eliminuje hádanie a zaisťuje opakovateľné výsledky.

Vysvetlenie kompletného vzorca pre vôľu

Pripravení na vzorec, ktorý zjednoduší výpočet vôle strihacieho nástroja? Tu je on:

Vôľa (na jednu stranu) = Tloušťka materiálu × Percento vôle

Znie to jednoducho, však? Je to tak – akonáhle pochopíte každú zložku. Napríklad, ak pracujete s materiálom hrubým 1,0 mm a percentom vôle 10 %, vaša jednostranná vôľa je 0,10 mm. To znamená, že medzera medzi okrajom pichca a okrajom matrice meria 0,10 mm na každej strane rezu.

Ale tu je, kde sa mnohé výpočty stávajú chybnými: zabudnúť na celkový priestor. Keďže priestor existuje na oboch stranách dierovača, celkový priestor medzi dierovačom a matricou sa rovná dvojnásobku hodnoty na jednu stranu. Použitím nášho príkladu vyššie:

• Vôľa na stranu: 1,0 mm × 10 % = 0,10 mm
• Celková vôľa: 0,10 mm × 2 = 0,20 mm

Toto rozlíšenie je kritické pri špecifikácii rozmerov dierovača a matrice. Ak ho prehliadnete, vaše nástroje budú nepresné o faktor dva.

Rozbor premenných vo výpočte

Každý kalkulátor priestoru sa opiera o rovnaké základné premenné. Porozumenie každej z nich zabezpečí, že zvolíte správne vstupy pre presné výsledky:

• Hlúbka materiálu (t): Skutočná hrúbka plechu vášho dielca, meraná v milimetroch alebo palcoch. Toto je vaša základná meracia hodnota – všetky výpočty priestoru z nej vychádzajú.
• Percento priestoru (k): Koeficient, ktorý sa zvyčajne pohybuje v rozmedzí 5 % až 20 %, určený vlastnosťami materiálu a požadovanou kvalitou hrany. Tvrdšie materiály a aplikácie zamerané na výrobu používajú vyššie percentá; presné práce vyžadujú nižšie hodnoty.
• Vôľa na stranu: Vypočítaná medzera na každej režecej hrane (t × k). Táto hodnota sa nezávisle uplatňuje na každej strane držiaka.
• Celková vôľa: Úplná medzera medzi hrotom držiaka a otvorom doštičky (vôľa na stranu × 2). Použite túto hodnotu pri výpočte konečných rozmerov doštičky.

Pri používaní kalkulačky potrebného tlaku na držiak alebo kalkulačky doštičky tieto premenné určujú nielen vôle, ale aj požadovaný výkon a očakávané opotrebenie nástroja. Správne nastavenie od začiatku šetrí problémy s opakovaným prepočítavaním neskôr.

Rozdiel medzi vôle na stranu a celkovou vôľou

Prečo práve tento rozdiel mätie tak mnohých inžinierov? Pretože dodávatelia nástrojov, referenčné tabuľky a diskusie na výrobe často prepínajú medzi vôle na stranu a celkovou vôľou bez jasného vysvetlenia.

Zvážte tento praktický príklad z Dayton Progress : pri konštrukčnej medzere 10 % na materiále s hrúbkou 1,0 mm dostanete medzeru na jednu stranu 0,10 mm. Ak prebíjate otvor priemeru 12,80 mm, otvor v matrici musí byť 13,00 mm – to je veľkosť drieňa plus celková medzera (0,20 mm).

Tu je rýchla pomôcka, ktorá jasne ilustruje vzťah:

Typ voľného priestoru	Vzorec	Príklad (materiál 1,0 mm, 10 %)
Medzera na jednu stranu	Hrúbka materiálu × percento medzery	1,0 × 0,10 = 0,10 mm
Celková medzera	Medzera na jednu stranu × 2	0,10 × 2 = 0,20 mm
Veľkosť puncovacieho nástroja (vysekávanie)	Veľkosť dielu − Celková medzera	13,00 − 0,20 = 12,80 mm
Veľkosť matrice (presekávanie)	Veľkosť otvoru + Celková medzera	12,80 + 0,20 = 13,00 mm

Všimnite si, ako druh aplikácie – vysekávanie oproti presekávaniu – určuje, či sa medzera odpočítava alebo pripočítava? Rovnako ako elektrikári používajú kalkulačku izolačnej vzdialenosti na zabezpečenie správnych vzdialeností izolácie, aj konštruktéri foriem musia správne aplikovať hodnoty medzier v závislosti od toho, ktorý povrch nástroja určuje konečný rozmer.

Keď máme vzorec pevne stanovený, ďalším dôležitým krokom je výber správneho percenta medzery pre konkrétny materiál. Rôzne kovy vyžadujú rôzne prístupy – a ak zvolíte nesprávne percento, podkopete tým dokonca aj najdôkladnejšie výpočty.

Vlastnosti materiálu a výber percenta medzery

Ovládli ste vzorec. Viete rozdiel medzi jednostrannou a celkovou medzerou. Ale práve tu zlyhávajú mnohé výpočty: výber nesprávneho percenta medzery pre daný materiál. Medzera 5 %, ktorá sa skvele hodí pre mäkké hliník, zničí vaše nástroje, ak sa použije na kalenú oceľ. Porozumenie tomu, prečo rôzne materiály vyžadujú rôzne percentá, je kľúčom k presným výsledkom pri výpočte veľkosti matrice.

Ako tvrdosť materiálu ovplyvňuje voľbu medzery

Zamyslite sa nad tým, čo sa deje, keď razník zasiahne plech. Materiál sa nepretrhne jednoducho na dve časti – najskôr sa plasticky deformuje a potom sa zlomí pozdĺž strihových rovín. Kľúčovou otázkou je: ako veľmi tento materiál odoláva deformácii pred tým, než sa zlomí?

Toto odolnosť závisí od troch navzájom prepojených vlastností:

• Tvrdosť: Meria odolnosť povrchu voči vtlačovaniu. Tvrdšie materiály sa zlomia náhle a prudko, a vyžadujú preto väčšie medzery, aby kompenzovali náhle oddelenie.
• Pevnosť v ťahu: Maximálne napätie, ktoré materiál vydrží pred zlomením. Podľa technických pokynov spoločnosti MISUMI vyžadujú materiály polotovarov s vyššou pevnosťou v ťahu dodatočnú medzeru na riadenie zvýšených zaťažení nástrojov.
• Kujnosť: Miera, do akej sa materiál môže pred pretrhnutím natiahnuť. Kujné materiály, ako je mäkký hliník, sa ľahko pretvárajú a deformujú, čo umožňuje menšie medzery. Krehké alebo kalené materiály praskajú s minimálnou deformáciou, a vyžadujú preto viac miesta na čisté zlomenie.

Tu je praktický výsledok: so zvyšovaním tvrdosti materiálu a pevnosti v ťahu sa musí percento medzery proporcionálne zvyšovať. Ak tento vzťah ignorujete, budete mať nadmerné opotrebenie piestika, nízku kvalitu hrán a potenciálne aj katastrofálne poškodenie nástroja.

Percentuálne medzery pre bežné plechy

Aký výška výrezovej medzery by ste vlastne mali použiť? Hoci štandardné tolerancie strihania die poskytujú všeobecné pokyny, konkrétny materiál, ktorý spracovávate, určuje optimálny rozsah. Nasledujúca tabuľka sumarizuje odporúčané percentá výrezovej medzery na základe typu a tvrdosti materiálu:

Typ materiálu	Typická tvrdosť (HRC/HB)	Rozsah pevnosti v ťahu	Odporúčaný priestor (% na každej strane)
Mäkké hliník (1100, 3003)	<40 HB	75-130 MPa	3-5%
Tvrdé hliník (6061, 7075)	60-95 HB	290-570 MPa	5-7%
Mäkká oceľ (1008, 1010)	80-100 HB	300-400 MPa	5-8%
Stredne uhlíkovaná oceľ (1045)	170-210 HB	565-700 MPa	8-10%
Nerezová oceľ (304, 316)	150-200 HB	515-620 MPa	8-10%
Vysokopevnostná oceľ (HSLA)	200-250 HB	550-700 MPa	10-12%
Zakalené materiály (pružinová oceľ)	40-50 HRC	1000+ MPa	10-12%

Všimli ste si vzor? Mäkké materiály sa skupujú okolo 3–5 %, zatiaľ čo kalené materiály smerujú k 10–12 %. Toto nie je náhodné – odráža to základnú fyziku toho, ako sa tieto materiály lámu pri strihovom zaťažení.

Prispôsobenie vôle vlastnostiam materiálu

Výber správného percenta si vyžaduje viac než len určenie typu materiálu. Zvoľte tieto praktické faktory pri nastavení kovovej strihacej matrice:

• Stav materiálu je dôležitý: Žíhaný hliník sa správa inak ako tvrdený hliník tej istej zliatiny. Vždy overte skutočný stupeň žíhania vášho materiálu.
• Vplyv povlakov: Zinkované alebo povlakované ocele môžu vyžadovať mierne zvýšenú vôle kvôli hrúbke povlaku a jeho vplyvu na správanie pri lomení.
• Interakcie hrúbky: Percentuálny podiel vôle zostáva relatívne konštantný, no hrubšie materiály zosilňujú akékoľvek chyby vo výbere percenta. Chyba o 1 % pri oceli 3 mm spôsobí trojnásobnú rozdielnu chybu v porovnaní s materiálom 1 mm.
• Požiadavky na kvalitu hrany: Ak vaša aplikácia vyžaduje výnimočnú kvalitu okraja – podobne ako pri použití kalkulačky pre plošné spoje, ktorá optimalizuje presné elektrické vzdialenosti – môžete mierne znížiť medzeru v rámci odporúčaného rozsahu a ako kompromis prijať zvýšené opotrebenie nástroja.

Tu je príklad z praxe: strihajte konzoly z ocele 304 s hrúbkou 1,5 mm. Tabuľka odporúča medzeru 8–10 %. Pri východiskovej hodnote 9 % dostanete:

• Medzera na jednej strane: 1,5 mm × 9 % = 0,135 mm
• Celková medzera: 0,135 mm × 2 = 0,27 mm

Ak skúšobné diely ukážu nadmerný otvorový hrot, zvýšite medzeru smerom k 10 %. Ak sa stane problémom zaoblenie okraja, znížite ju smerom k 8 %. Percentuálne rozsahy určujú východiskový bod – finálnu hodnotu upresníte na základe spätnej väzby z výroby.

Moderné výroba sa posunula ďalej ako starý prístup „10 % pre všetko“. Ako upozorňujú inžinieri MISUMI, jemné ladenie s vyššími hodnotami medzier 11–20 % pre určité aplikácie môže výrazne znížiť zaťaženie nástroja a predĺžiť jeho prevádzkovú životnosť. Rovnako ako špecializované nástroje, napríklad kalkulačka pre medzery na doskách plošných spojov, pomáhajú elektriným inžinierom optimalizovať ich návrhy, pochopenie medzier špecifických pre materiál umožňuje optimalizovať špecifikácie veľkosti strihacích nástrojov pre kvalitu aj životnosť.

Keď sú vlastnosti materiálu a percentá medzier teraz jasné, existuje ešte jedno kľúčové rozlíšenie, ktoré chytá dokonca aj skúsených návrhárov strihacích nástrojov: ako aplikovať tieto výpočty odlišne pre operácie strihania a pre piering.

Rozdiely medzier pri strihaní a pieringu

Tu robia dokonca aj skúsení odborníci na nástroje nákladné chyby. Vypočítali ste percento rezné medzery správne. Presne poznáte vlastnosti svojho materiálu. Ale ak túto hodnotu rezné medzery použijete na nesprávnu súčiastku, vaše diely budú buď trvale príliš veľké, alebo príliš malé – a strávite hodiny riešením problému, ktorý vo vašich výpočtoch nikdy neexistoval.

Kľúčový rozdiel? Záleží na tom, či vykrajujete alebo prebíjate – to určuje, ktorý nástroj, strihací dŕžiak alebo otvor v matrici, sa dimenzuje podľa konečného rozmeru dielu. Ak to otočíte, každý jednotlivý diel z vášho lisu bude chybný.

Použitie rezných medzier pri vykrajovaní a prebíjaní

Rozoberme si, čo sa v každej operácii skutočne deje:

Vyrážania vytvára vonkajší tvar – kus, ktorý prepadne cez maticu, sa stáva vaším hotovým dielom. Predstavte si napríklad vyraženie kruhových kotúčov, obrysov konzôl alebo polotovarov súčiastok. Materiál okolo vášho dielu je odpad.

Preskúmania vytvára vnútorný prvok – vyvŕtate otvor, drážku alebo výrez. Kus, ktorý spadne cez, sa stáva odpadom, zatiaľ čo okolitý materiál je vaša súčiastka.

Toto zdĺhavé jednoduché rozlíšenie úplne mení spôsob aplikácie hodnôt medzier. Prečo? Pretože nástroj, ktorý sa dotýka konečného povrchu súčiastky, musí byť dimenzovaný podľa požadovanej cieľovej veľkosti. Druhý nástroj dostane úpravu medzery.

Ktorý nástroj určuje konečné rozmery

Predstavte si, že vyrábate kruhový disk priemeru 75 mm z plechu za studena. Podľa priemyselné výpočtové normy , pri operácii strihania bude priemer matrice 75 mm (podľa požadovanej veľkosti súčiastky), zatiaľ čo priemer puncu sa po odpočítaní medzery vypočíta na 74,70 mm.

Tu je logika:

• Pri strihaní: Punč strihacej matrice vytvára vonkajší okraj hotovej súčiastky. Otvor matrice musí presne zodpovedať požadovanej cieľovej veľkosti – je to referenčná norma. Punč je vyrobený menší o celkovú hodnotu medzery.
• Pri prebíjaní: Dierňovací nástroj vytvára vnútorný okraj otvoru. Dierňovací nástroj musí presne zodpovedať požadovanej veľkosti otvoru – je to referenčná norma. Otvor v matici a dierňovacom nástroji je oproti tomu zväčšený o celkovú hodnotu medzery.

Predstavte si to takto: ktorákoľvek plocha, s ktorou hotový diel počas rezu udržuje kontakt, určuje kritický rozmer. Pri strihaní diel prepadne cez maticu – teda veľkosť stanovuje matica. Pri dierňovaní sa diel počas procesu obopne okolo dierňovacieho nástroja pred jeho odchodovaním – teda veľkosť stanovuje dierňovací nástroj.

Správne použitie medzery pre každú operáciu

Teraz prichádzajú vzorce, ktoré to spravujú praktickým spôsobom. Ide o výpočty, ktoré budete používať vždy, keď špecifikujete nástroje pre dierňovací nástroj a maticu:

• Pre operácie strihania:
  Veľkosť matice = Veľkosť dielu (matica zodpovedá požadovanému rozmeru)
  Veľkosť dierňovacieho nástroja = Veľkosť dielu − (2 × Medzera na stranu)
• Pre operácie dierňovania:
  Veľkosť dierňovacieho nástroja = Veľkosť otvoru (dierňovací nástroj zodpovedá požadovanému rozmeru)
  Veľkosť matice = Veľkosť otvoru + (2 × Medzera na stranu)

Použime to na reálnom prípade. Potrebujete vyraziť kotúč s priemerom 50 mm z nízkouhlíkovej ocele hrubej 1,5 mm (s použitím 7 % medzery na stranu):

• Medzera na jednu stranu: 1,5 mm × 7 % = 0,105 mm
• Celková medzera: 0,105 mm × 2 = 0,21 mm
• Priemer matrice: 50,00 mm (zodpovedá požiadavke na diel)
• Priemer puncu: 50,00 − 0,21 = 49,79 mm

Teraz predpokladajme, že prerazujete otvor s priemerom 10 mm v tom istom diele:

• Medzera na jednu stranu: 1,5 mm × 7 % = 0,105 mm
• Celková medzera: 0,105 mm × 2 = 0,21 mm
• Priemer puncu: 10,00 mm (zodpovedá požiadavke na otvor)
• Otvor v matici: 10,00 + 0,21 = 10,21 mm

Všimnite si, ako zostáva výpočet medzery rovnaký – len sa mení aplikácia. Vzťah medzi puncem a maticou sleduje konzistentnú logiku, akonáhle pochopíte, ktorý nástroj určuje váš kritický rozmer.

Správne pochopenie tohto rozdielu od začiatku zabráni frustrujúcej situácii, keď dokonale vypočítané medzery produkujú stále nesprávne diely. Keď už máte vzorce jasné, ďalším krokom je ich aplikácia na kompletných riešených príkladoch – prejsť krok za krokom celými výpočtami, od výberu materiálu až po konečné rozmery nástrojov.

Pracovné príklady výpočtov v metrickom a imperiálnom systéme

Teória je cenná, ale nič tak neupevňuje porozumenie ako práca s kompletnými príkladmi od začiatku do konca. A či používate kalkulačku na rýchle odhady alebo ručne overujete kľúčové špecifikácie nástrojov, tieto podrobné návody presne ukazujú, ako aplikovať všetko, čo ste sa naučili. Prejdime si reálne scenáre s využitím oboch meracích systémov.

Podrobný príklad výpočtu strihania

Predtým, než sa pustíme do čísel, tu je systematický postup, ktorý vždy eliminuje chyby pri výpočtoch:

1. Identifikujte svoj materiál a jeho hrúbku - Presne vedzte, čo striháte, a akú má hrúbku
2. Vyberte vhodné percento medzery - Priraďte vlastnosti materiálu k odporúčaným rozsahom
3. Vypočítajte medzeru na jednu stranu - Použite základný vzorec: hrúbka × percento
4. Určte rozmery pichacej a strihovej matice - Správne aplikujte vůľu na základe typu operácie (vydieranie alebo prebíjanie)

Tento štruktúrovaný prístup funguje bez ohľadu na to, či dimenzujete pichacie a strihové matice pre výrobné série alebo prototypujete nové súčiastky. Kľúčom je postupovať podľa jednotlivých krokov – preskakovanie jednotlivých krokov často spôsobuje chyby, ktoré sa prenášajú až do konečných rozmerov.

Prechod výpočtom v metrickom systéme

Prejdime si kompletný príklad vydierania pomocou metrických jednotiek. Potrebujete vyrobiť kruhové podložky s vonkajším priemerom 40 mm a stredovým otvorom 20 mm z ocele 304 hrubej 2,0 mm.

Krok 1: Identifikujte materiál a hrúbku

Materiál: nehrdzavejúca oceľ 304
Hrúbka: 2,0 mm
Požadovaný priemer výdierku: 40 mm
Požadovaný priemer otvoru: 20 mm

Krok 2: Zvoľte percento vôle

Z našej tabuľky vlastností materiálu vyplýva, že u nerezovej ocele 304 sa zvyčajne vyžaduje 8–10 % medzery na každej strane. Ako východiskovú hodnotu použijeme 9 % – vyváženú voľbu, ktorá zabezpečí dobrú kvalitu okrajov a zároveň chráni nástroje.

Krok 3: Výpočet medzery na jednu stranu

Vôľa na stranu = Tloušťka materiálu × Percento voľnej vôle
Medzera na jednu stranu = 2,0 mm × 9 % = 0,18 mm
Celková medzera = 0,18 mm × 2 = 0,36 mm

Krok 4: Určenie rozmerov piestika a matrice

Pre operácia vyčistenia (vytvorenie vonkajšieho priemeru 40 mm):

• Priemer matrice = Veľkosť dielu = 40,00 mm
• Priemer piestika = Veľkosť dielu − Celková medzera = 40,00 − 0,36 = 39,64 mm

Pre operácia piercingu (vytvorenie stredového otvoru 20 mm):

• Priemer dierneho nástroja = Veľkosť otvoru = 20,00 mm
• Otvor v matrici = Veľkosť otvoru + Celková medzera = 20,00 + 0,36 = 20,36 mm

Vaša úplná špecifikácia nástrojov: dierňovací nástroj 39,64 mm, blanking die 40,00 mm, prebíjací nástroj 20,00 mm a otvor v prebíjacej matici 20,36 mm. Pomocou štandardného výpočtového postupu môžete overiť, že tieto rozmery vytvoria presnú požadovanú geometriu hotového dielu.

Príklad v imperiálnych jednotkách

Teraz si ukážeme rovnakú výpočtovú metódu s použitím imperiálnych jednotiek – nevyhnutných pre dielne pracujúce s americkými špecifikáciami materiálu a štandardmi nástrojov.

Scenár: Vysekávate obdĺžnikové konzoly s rozmermi 3,000" × 2,000" z mäkkej ocele hrubej 0,060" (série 1010).

Krok 1: Identifikujte materiál a hrúbku

Materiál: Mäkká oceľ 1010
Hrúbka: 0,060" (približne 16 gauge)
Požadované rozmery blanku: 3,000" × 2,000"

Krok 2: Zvoľte percento vôle

Mäkká oceľ zvyčajne vyžaduje medzeru 5–8 % na stranu. Pre štandardnú výrobu poskytuje 6 % vynikajúcu rovnováhu medzi kvalitou hrany a životnosťou nástroja.

Krok 3: Výpočet medzery na jednu stranu

Vôľa na stranu = 0,060" × 6 % = 0,0036"
Celková vôľa = 0,0036" × 2 = 0,0072"

Krok 4: Určenie rozmerov piestika a matrice

Pre tento strihovací proces:

• Otvor v dies = Veľkosť dielu = 3,000" × 2,000"
• Veľkosť puncu = Veľkosť dielu – Celková vôľa = 2,9928" × 1,9928"

Pri práci s imperiálnymi zlomkami sa môžete stretnúť s otázkami, napríklad či rozdiel medzi 23/32 a 5/8 predstavuje významný rozdiel vo výške vôle. V tomto príklade náš celkový priestor 0,0072" zodpovedá približne 7/1000" – malý, ale kritický pre správne strihové účinkovanie. Podobne pochopenie toho, že porovnanie ako napríklad 15/32 je rovnaké ako 5/8 (nie je – 15/32 sa rovná 0,469", kým 5/8 sa rovná 0,625") pomáha zabrániť chybám pri špecifikácii pri prevode medzi zlomkovými a desatinnými rozmermi.

Podľa Technické odporúčania pre výrobcu , dokonca aj malé odchýlky vo vôle 0,001" až 0,002" môžu merateľne ovplyvniť veľkosť otvoru a trenie pri vysúvaní pichacej hlavy. To vysvetľuje, prečo presný výpočet záleží viac ako približné odhady – najmä pri určovaní nástrojov pre vysokozdružnú výrobu.

Zohľadnenie sily pri pichaní: Pri výpočte vôle mnohí inžinieri tiež používajú kalkulačku sily pichania na overenie požiadaviek na tonáž lise. Pre náš príklad mäkkej ocele by rezná sila bola približne:

Sila = Obvod × Hrúbka × Pevnosť vo strihu
Sila = (3,0" + 3,0" + 2,0" + 2,0") × 0,060" × 40 000 psi ≈ 24 000 lbs

Toto potvrdzuje štandardné požiadavky na kapacitu lise, zatiaľ čo vaše výpočty vôle zabezpečujú čisté rezy pri tejto úrovni sily.

S týmito pracovnými príkladmi ako šablónami môžete s istotou riešiť výpočet výstrihovej vôle bez ohľadu na použitý systém – metrický alebo imperiálny, jednoduché kruhy alebo komplexné geometrie. Čo sa však deje, keď sa výpočty na papieri zdajú dokonalé, no skúšobné diely ešte stále vykazujú problémy kvality? Nasledujúca časť rieši, ako vôle ovplyvňujú kvalitu výrobku v reálnych podmienkach a aké príznaky naznačujú, že je potrebné vykonať úpravy.

Vplyv vôle na kvalitu dielu a životnosť nástroja

Vaše výpočty sa na papieri zdajú dokonalé. Vzorec je správny, percento materiálu zodpovedá odporúčaniu priemyslu a rozmery piestika a diery sa matematicky zhodujú. Napriek tomu skúšobné diely z lisu majú nadmerné hruby, drsné okraje alebo známky predčasného opotrebenia nástroja. Čo bolo zle?

Odpoveď často spočíva v pochopení toho, ako priamo vplyvuje vôle na skutočné výsledky – nielen na rozmernú presnosť, ale aj na celkový profil kvality vašich lisovaných dielov. Predstavte si vôle ako neviditeľnú ruku, ktorá riadi, ako sa kov láme, oddeľuje a uvoľňuje z vášho nástroja. Ak ju nastavíte správne, všetko prebieha hladko. Ak nie, dôkaz sa okamžite objaví na vašich dieloch.

Ako vôle ovplyvňuje tvorbu burín

Buriny sú pravdepodobne najviditeľnejším príznakom problémov s vôľou. Tieto ostré vyvýšené hrany pozdĺž okrajov lisovaných dielov vznikajú vtedy, keď materiál nepretrhne čisto – a ich charakteristiky presne ukazujú, čo sa deje vo vnútri vašej matrice.

Keď je vôle príliš malá, nastane niečo kontraproduktívne. Môžete očakávať, že užšie medzery produkujú čistejšie rezy, ale deje sa opak. Podľa Rozsiahleho testovania spoločnosti Dayton Lamina , keď je medzera v dies nedostatočná, horná a dolná lomová rovina sa v podstate minú. Namiesto toho, aby sa spojili čisto uprostred materiálu, vytvárajú sekundárne trhliny a dvojité zlomy. Výsledkom sú väčšie a nepravidelnejšie hrany, ktoré vyžadujú dodatočné odstránenie hrotov.

Pri optimálnej medzere sa lomové roviny z rezných okrajov puncu a dies presne spájajú. To vytvára konzistentnú lesklú plochu – zvyčajne približne jednu tretinu hrúbky materiálu – za ktorou nasleduje rovnomerná zóna lomu. Výška hrotu sa minimalizuje prirodzene, pretože sa kov oddeľuje pozdĺž požadovanej strihovej dráhy.

Príliš veľká medzera spôsobuje vlastné problémy s hrotmi. Hoci sa lomové roviny spájajú, väčší priestor umožňuje väčšiu deformáciu materiálu pred jeho oddelením. To vedie k drsnej lomovej rovine, menšej lesklej ploche a hrotom, ktoré vznikajú nadmerným preklopením materiálu namiesto neúplného strihu.

Vzťah medzi kvalitou hrany a medzerou

Okrem hrotov zahŕňa kvalita okraja celý rezný povrch – zónu lesku, zónu lomu a akékoľvek sekundárne stopy strihu. Kovové puncovacie nástroje a matrice v optimálnom stave s správnym vôle produkuje okraje s predvídateľnými vlastnosťami, ktoré môžete naozaj čítať ako diagnostický nástroj.

Výlisk – ten kus materiálu vyrazený a prepadnutý cez maticu – hovorí úplný príbeh. Ako vysvetľuje technický výskum spoločnosti Dayton, výlisky sú zrkadlovým obrazom kvality otvoru. Skúmanie vašich výliskov odhaľuje:

• Optimálne voľno Stály polepený povrch (približne 1/3 hrúbky), rovnomerná rovina lomu zarovnaná s povrchom, minimálny hrot
• Nedostatočná medzera: Nerovnomerná rovina lomu, nerovnomerný polepený povrch, sekundárne stopy strihu, výrazný hrot
• Príliš veľká medzera: Drsná rovina lomu, malá polepená plocha, nadmerné zaoblenie na okraji otvoru

Pri aplikáciách, ktoré vyžadujú sekundárne operácie – závitovanie, lisovanie alebo presnú montáž – má kvalita hrán priamy vplyv na nasledujúce procesy. Rovnako ako inžinieri môžu použiť kalkulačku vôle piest–ventil na zabezpečenie správneho pôsobenia komponentov motora, aj strihacie matrice a podložky je potrebné určiť s medzerami, ktoré vytvoria hrany vhodné pre ich určenú funkciu.

Predlžovanie životnosti nástrojov správnym nastavením vôle

Tu sa výpočty vôle vyplácajú po tisícoch výrobných cykloch. Nesprávna vôle ovplyvňuje nielen kvalitu dielcov – výrazne zvyšuje opotrebenie nástrojov a môže viesť k predčasnému zlyhaniu.

Mechanika funguje nasledovne: pri malých vetvoch materiál pri vysúvaní zachytáva doraz. To spôsobuje nadmernú silu odstraňovania, ktorá pôsobí ako brúsny papier na povrchu vašeho dorazu pri každom cykle. Podľa Technickej dokumentácie HARSLE , nesprávna výška rezu výrazne zvyšuje trenie a namáhanie nástroja, čo urýchľuje opotrebovanie a môže potenciálne spôsobiť predčasné zlyhanie nástroja.

Výskum spoločnosti Dayton Lamina dramaticky kvantifikuje tento jav. Bežná výška rezu 5 % môže vytvoriť otvory o 0,0001" alebo menšie ako je bod razenia, čo spôsobí tlakové spojenie počas vysúvania. Ich inžiniersky prístup k výške rezu vytvára mierne väčšie otvory, čím eliminuje až dve tretiny opotrebenia razníka. To sa priamo prejavuje predĺženými intervalmi medzi broušením a výmenou.

Nasledujúca tabuľka zhrňuje, ako rôzne podmienky výšky rezu ovplyvňujú každý aspekt kvality dielu a výkonu nástroja:

Stav výšky rezu	Formácia Burra	Kvalita hrany	Opotrebovania nástroja	Odstraňovacia sila
Príliš tesná (<5 %)	Veľké, nepravidelné hrany z druhej strihu	Nepravidelný lesk, známky sekundárneho lomu	Zrýchlené – zvýšené trenie kvôli zachytávaniu materiálu razníkom	Excesívne – materiál sa drží razníka počas vysúvania
Optimálna (5–12 % v závislosti od materiálu)	Minimálna výška otvoru	Konzistentný 1/3 lesk, čistá lomová plocha	Normálne – čisté oddelenie znižuje trenie	Minimálne – čisté uvoľnenie z materiálu
Príliš voľné (>12-15 %)	Otáčavé typy obručí	Drsná lomová plocha, malá zóna lesku	Stredné – vibrácie môžu spôsobiť odštiepanie	Nízke, ale s možnými problémami pri vyhazovaní odpadu

Venujte pozornosť prepojeniu medzi týmito faktormi. Laboratórium na vašej výrobnej ploche poskytuje neustály spätnú väzbu – ak viete, ako ju čítať. Nadmerná sila pri vytláčaní sa prejavuje opotrebovaním povlaku striekacej ihly alebo predlžovaním cyklových časov. Zlá kvalita hrany sa prejavuje odmietnutými dielcami alebo problémami pri neskoršej montáži. Opotrebenie nástroja sa objavuje v údržbárskych záznamoch a nákladoch na výmenu.

Podstata je v tom, že optimálna medzera nie je len o dosiahnutí určitej číselnej hodnoty – ide o dosiahnutie rovnováhy, ktorá zabezpečí prijateľnú kvalitu súčiastok a zároveň maximalizuje životnosť nástroja. Ak skúšobné diely vykazujú príznaky nesprávnej medzery, systematické odstraňovanie problémov pomáha zistiť, či je potrebné upraviť výpočty alebo či pôsobia iné faktory.

Overenie a odstraňovanie problémov vo vašich výpočtoch

Takže ste dokončili výpočet medzery pre strihaciu matricu, nástroj bol vyrobený podľa špecifikácie a spustili ste prvé skúšobné diely. A teraz? Aj najpresnejšie výpočty vyžadujú overenie na základe reálnych výsledkov. Rozdiel medzi teoretickými hodnotami medzery a skutočným výkonom v produkcii často odhaľuje premenné, ktoré samotné vzorce nedokážu zachytiť.

Myslite na overenie ako na posledný krok, ktorý mení výpočty na špecifikácie pripravené na výrobu. Či pracujete s novým nástrojom pre puncovanie a výstrehy alebo vyhodnocujete existujúce výstrechy od dodávateľov nástrojov pre puncovanie, systematické overenie zabezpečí, že vaše hodnoty clearance skutočne poskytnú kvalitu a životnosť nástroja, ktorú očakávate.

Overenie vašich výpočtov clearance

Pred riešením problémov potvrďte, že vaše vypočítané clearance zodpovedajú tomu, čo je skutočne na pracovisku. To sa zdá byť zrejmé, ale rozchýlenie rozmerov počas výroby, nesprávne broušenie alebo jednoduché chyby v dokumentácii môžu vytvoriť medzery medzi špecifikáciou a realitou.

Tu je praktická kontrolná karta:

• Zmerajte priemer puncovacieho nástroja: Použite kalibrované mikrometre na overenie, že puncovací nástroj je v rámci tolerancie voči vašemu vypočítanému rozmeru
• Zmerajte otvor výstrechu: Ponorné meradlá alebo vnútorné mikrometre potvrdia, že rozmery dutiny výstrechu zodpovedajú špecifikáciám
• Vypočítajte skutočnú hodnotu clearance: Odmeraný priemer dierky odpočítajte od odmeraného otvoru v matrici, potom vydeľte dvoma, aby ste získali medzery na jednu stranu
• Porovnajte so špecifikáciou: Dokumentujte akékoľvek odchýlky medzi vypočítanými a nameranými hodnotami – aj rozdiely 0,01 mm ovplyvňujú výsledky
• Skontrolujte súosivosť: Overte zarovnanie dierky a matrice pomocou ukazovateľov alebo optických porovnávačov

Podľa odvetľové smernice na kontrolu , pravidelná kontrola nástrojov je spojená s niekoľkými výzvami – najmä môže byť časovo náročná a drahá. Kvalita vašich lisovaných dielov však priamo závisí od kvality vašich nástrojov. Vynechanie overovania kvôli úspore času často spôsobuje väčšie problémy neskôr.

Interpretácia výsledkov skúšobného behu

Vaše skúšobné diely hovoria veľa, ak viete, ako ich počúvať. Každá kvalitatívna charakteristika poskytuje diagnostické informácie o tom, či treba upraviť hodnoty medzier – a v ktorom smere.

Začnite preskúmaním týchto kľúčových ukazovateľov:

• Výška a umiestnenie hrany: Excesívna hrana na strane matrice naznačuje nedostatočnú medzeru; hrana s excesívnym prekrytím indikuje príliš veľkú medzeru
• Pomer lesklého pásma: Čisté lesklé pásmo pokrývajúce približne jednu tretinu hrúbky materiálu potvrdzuje optimálnu medzeru. Menšie lesklé pásma signalizujú excesívnu medzeru; nepravidelné alebo dvojité stopy lesklého pásma indikujú príliš malú medzeru
• Vzhľad výlisku: Vyrazený materiál odráža kvalitu otvoru. Skontrolujte výlisky na konzistentné lomové roviny a rovnomerné okraje
• Rozmerná presnosť: Prémy alebo otvory menšie ako požadované môžu naznačovať opotrebenie razníka alebo matrice, nie problém s medzerou
• Rovinnosť dielu: Excesívna deformácia v blízkosti rezaných okrajov môže byť spôsobená napätím materiálu súvisiacim s medzerou

Napríklad odborníci na riešenie problémov pri procese strihania poznámka, zlá kvalita hrán je často spôsobená nesprávnym vôle medzi puncovacím nástrojom a matricou, nekonzistentnou hrúbkou alebo tvrdosťou materiálu a opotrebením puncovacieho nástroja a matrice. Odlišenie týchto príčin vyžaduje metódnu analýzu viacerých skúšobných dielov.

Postupné úpravy voľného hrebe

Ak výsledky skúšok poukazujú na problémy s voľným hrebom, odolajte pokušeniu urobiť radikálne zmeny. Postupné úpravy – zvyčajne 1–2 % hrúbky materiálu – vám umožnia izolovať vplyv voľného hrebe od iných premenných.

Postupujte podľa tohto systémového prístupu:

• Dokumentovať základné podmienky: Zaznamenajte aktuálne hodnoty voľného hrebe, informácie o dávke materiálu, nastavenia lisu a výslednú kvalitu dielu
• Upravte jednu premennú: Zmeňte iba voľný hreb – materiál, rýchlosť a mazanie ponechajte konštantné
• Vykonajte dostatočný počet vzoriek: Zozbierajte najmenej 20 až 30 dielov, aby ste zabezpečili štatistickú platnosť
• Vyhodnoťte výsledky: Porovnajte kvalitu hrán, tvorbu buriny a rozmernú stabilitu voči základnej úrovni
• Opakujte v prípade potreby: Vykonajte ďalšie postupné úpravy, kým nebudú splnené ciele kvality

Kompenzácia odskoku: Niektoré materiály, najmä ocele vysokej pevnosti a nerezové zliatiny, po strihaní vykazujú odskok, ktorý ovplyvňuje rozmernú presnosť. Podľa pokročilých metód kompenzácie nástrojov sa vyrobená súčiastka ovplyvnená odskokom meria voči referenčnej súčiastke a nástroj sa upraví tak, aby kompenzoval tento rozdiel. Hoci sa toto týka hlavne tvárnicích operácií, strihacie nástroje na rezanie súčiastok s tesnými toleranciami môžu vyžadovať podobné stratégie kompenzácie – mierne zväčšenie alebo zmenšenie nástroja, aby sa dosiahli požadované rozmery po uvoľnení materiálu.

Kompenzácia variácie materiálu: Skutočné dávky materiálu sa líšia v hrúbke, tvrdosti a stave povrchu. Ak váš vypočítaný medzera dokonale funguje pre jednu dávku, ale spôsobuje problémy s inou, zvážte:

• Meranie vlastností prichádzajúcich materiálov a prispôsobenie výpočtov medzier na ich základe
• Stanovenie užších tolerancií materiálu od dodávateľov
• Zabudovanie nastaviteľnosti do konštrukcie nástroja pre rýchle úpravy medzier

Doladenie na základe spätnej väzby z výroby: Výrobné série generujú cenné údaje, ktoré skúšobné behy nemôžu poskytnúť. Sledujte metriky ako napríklad:

• Počet dielov medzi cyklami brúsenia
• Trendy miery odmietnutých dielov v čase
• Merania sily vyberania (ak je vybavené)
• Vzory opotrebenia nástrojov počas údržby

Táto spätná väzba z výroby transformuje vaše pôvodné výpočty na optimalizované špecifikácie. Cieľom nie je dokonalá presnosť hneď na prvý pokus, ale zavedenie systémového postupu, ktorý rýchlo dosiahne optimálne hodnoty medzier pre vašu konkrétnu kombináciu materiálu, nástrojov a požiadaviek na kvalitu.

Po dokončení overenia a nastavení si mnoho výrobcov vyžaduje ďalšiu optimalizáciu prostredníctvom pokročilého simulovania a presných nástrojových riešení, ktoré dokážu predpovedať výkon medzier ešte pred tým, ako sa začne rezať oceľ.

Pokročilé nástroje a presné nástrojové riešenia

Ručné výpočty a metóda pokusov a omylov dlho tvorili základ optimalizácie medzier strihacích nástrojov. Ale čo ak by ste mohli predpovedať účinky medzery ešte predtým, než sa odreže jeden jediný kus ocele? Moderné technológie simulačných systémov CAE a presnej výroby menia spôsob, akým inžinieri pristupujú k optimalizácii medzier – znižujú náklady, urýchľujú vývojové časové plány a odstraňujú odhadovanie, ktoré tradične komplikovalo vývoj nástrojov.

Simulácia CAE pre optimalizáciu medzery

Predstavte si testovanie desiatok konfigurácií medzier bez nutnosti postaviť jediný prototypový nástroj. Práve to umožňujú pokročilé simulácie metódou konečných prvkov (FE). Podľa nedávneho výskumu publikovaného v Heliyon , numerická simulácia procesu strihania umožňuje inžinierom študovať vplyv rezného medzera na krivky sily väzenia a kvalitu rezného okraja ešte pred výrobou akéhokoľvek fyzického nástroja.

Tu je, čo robí simuláciu takým výkonným nástrojom pre optimalizáciu medzier:

• Predpoveď celého cyklu: Pokročilé MKP modely simulujú celý cyklus strihania – rezanie plechu, pružné spätné ohnutie, prenikanie väzenia a fázy odtrhnutia – a poskytujú krivky síl na každom stupni
• Vizualizácia kvality okraja: Simulácia predpovedá tvorbu hrbiet, charakteristiky lomovej plochy a pomer lesklých zón pre akúkoľvek konfiguráciu medzery
• Modelovanie odpovede materiálu: Rôzne vlastnosti materiálov možno otestovať virtuálne, čím sa eliminujú nákladné skúšobné behy s viacerými dávkami materiálu
• Prevencia chýb: Vlnenie, trhliny a iné chyby pri tvárnení sú viditeľné už v simulácii, dlho predtým, než sa objavia na výrobkoch

Ako uvádzajú odborníci na simulácie v priemysle, každá súčiastka z plechu v automobilovom priemysle sa dnes vyvíja a optimalizuje pomocou simulačného formovania. Tento prístup sa stal štandardnou metódou automaticky, a to vďaka jednoduchosti používania súčasných simulačných softvérov – už nie je potrebné vyrábať náprototypové nástroje, aby bolo možné určiť výsledok navrhovaného návrhu nástrojov.

Parametre, ktoré napájajú tieto simulácie, odrážajú vaše manuálne výpočty: vlastnosti materiálu, hrúbku plechu, geometriu nástrojov a hodnoty medzier. Simulácia však pridáva prediktívnu schopnosť, ktorú žiadny vzorec nedokáže napodobniť, vrátane vizualizácie rozloženia napätí, toku materiálu a lokálnych koncentrácií deformácií, ktoré ovplyvňujú konečnú kvalitu súčiastky.

Presná výroba pre vypočítané výsledky

Aj dokonalé výpočty stratia zmysel, ak výroba nedokáže dodržať požadované tolerancie. Rozdiel medzi vypočítanou jednostrannou medzerou 0,10 mm a skutočným stavom vo vašom nástroji určuje, či súčiastky spĺňajú špecifikácie, alebo sa stanú odpadom.

Súčasná presná výroba dielcových nástrojov rieši túto výzvu prostredníctvom:

• Obrábanie s tesnými toleranciami: Podľa noriem pre presné kovanie je dosiahnuteľná rozmerná tolerancia ±0,05 mm pri strihacích operáciách vysokokvalitnými nástrojmi a CNC riadenými lismi
• Riadenie medzery v die: Dielce s tesnými toleranciami a minimálnou medzerou – zvyčajne 5–10 % hrúbky materiálu – zabezpečujú presné rezy a konzistentnú kvalitu okrajov počas celej výrobnej série
• Presnosť so servoriadením: Vysokotriedne kovacie lisy ponúkajú opakovateľnosť v rozmedzí ±0,01–0,02 mm úpravou hĺbky zdvihu a rýchlosti na základe spätnej väzby v reálnom čase

Vzťah medzi simuláciou a presnosťou výroby vytvára silnú spätnú väzbu. Simulácia predpovedá optimálne hodnoty medzier; presná výroba dodáva nástroje, ktoré tieto hodnoty udržiavajú počas miliónov cyklov. Táto kombinácia odstraňuje tradičný rozdiel medzi vypočítanými špecifikáciami a výrobnou realitou.

Pri hodnotení dodávateľov nástrojov zvážte, ako ich schopnosti zodpovedajú vašim požiadavkám na medzery. Rovnako ako inžinieri môžu používať kalkulačku medzier a vzdialeností pre elektrické bezpečnostné špecifikácie, tak výrobcovia lisovacích foriem musia preukázať meracie a systémy kvality, ktoré overujú, že vypočítané medzery sa prekladajú do fyzického výkonu nástrojov.

Od výpočtu po výrobné nástroje

Prekonanie medzery medzi výpočtami medzier a výrobnými nástrojmi vyžaduje viac než presné vzorce – vyžaduje integrované inžinierske schopnosti, ktoré spájajú simuláciu, výrobu a overovanie kvality do jednotného pracovného postupu.

Riešenia presných tvárnicových nástrojov Shaoyi vynikajú touto integrovanou metódou. Ich inžiniersky tím využíva CAE simuláciu na optimalizáciu nastavenia medzier ešte pred zahájením výroby nástrojov, čím predpovedá bezchybné výsledky a zníženie nákladov spojených s metodikou pokus-omyl. S certifikáciou IATF 16949, ktorá zaručuje konzistentné systémy kvality, vypočítané medzery spoľahlivo prejdú do výkonnosti vyrobených nástrojov.

Čo odlišuje pokročilých partnerov v oblasti nástrojov?

• Možnosti rýchleho výroby prototypov: Rýchle testovanie konfigurácií medzier je dôležité, keď sa blížia termíny výroby. Shaoyi dodáva prototypy už za 5 dní, čo umožňuje rýchlu iteráciu pri optimalizácii medzier
• Úspešnosť pri prvej skúške: Ich schválenie pri prvej skúške vo výške 93 % odráža presnosť vývoja nástrojov riadeného simuláciou – menej opakovaní znamená rýchlejší prechod do výroby
• Inžinierstvo podľa štandardov OEM: Požiadavky na kvalitu automobilového priemyslu vyžadujú presnosť, ktorú nemôžu dosiahnuť nástroje na úrovni hobby

Pre výrobcov hľadajúcich komplexné možnosti návrhu a výroby foriem, preskúmanie Riešenia tvárnic na strihanie pre automobilový priemysel od Shaoyi poskytuje pohľad na to, ako moderní partneri vo výrobe nástrojov integrujú simulácie, presnú výrobu a systémy kvality na dosiahnutie výsledkov pripravených na výrobu.

Vývoj od manuálnych výpočtov po nástroje optimalizované simuláciami a presnou výrobou predstavuje súčasný stav vývoja strihacích nástrojov. Hoci základné vzorce zostávajú nezmenené – medzera sa rovná hrúbke materiálu vynásobenej percentom –, prostriedky dostupné na overenie, optimalizáciu a výrobu týchto vypočítaných hodnôt transformovali to, čo je dosiahnuteľné v presnom kovania.

Či riešite problémy so stávajúcou medzerou alebo vyvíjate nové špecifikácie nástrojov, kombinácia solidných základov výpočtu s pokročilými možnosťami simulácie a presnej výroby umiestňuje vaše kovacie operácie pre konzistentné, vysokokvalitné výsledky.

Často kladené otázky o výpočte medzery strihacích nástrojov

1. Aký je štandardný výstupný priestor na dies pre operácie strihania?

Priemyselný štandardný výstupný priestor sa pohybuje od 5 % do 12 % hrúbky materiálu na každej strane, v závislosti od typu materiálu. Mäkké hliník zvyčajne vyžaduje 3–5 %, jemná oceľ potrebuje 5–8 %, nehrdzavejúca oceľ vyžaduje 8–10 % a tvrdé materiály si vyžadujú 10–12 %. Tradičné pravidlo palca 5 % už nie je univerzálne platné kvôli moderným materiálom s vysokou pevnosťou, ktoré vyžadujú upravené výstupné priestory pre optimálne výsledky.

2. Ako sa vypočíta výstupný priestor pre razník a formu?

Výpočet sa vykoná podľa vzorca: Výstupný priestor na jednu stranu = Hrúbka materiálu × Percento výstupného priestoru. Pre celkový výstupný priestor vynásobte hodnotu na jednu stranu dvoma. Pri strihaní odpočítajte celkový výstupný priestor od veľkosti dielu, aby ste získali priemer razníka. Pri vŕtani pripočítajte celkový výstupný priestor k veľkosti otvoru, aby ste získali otvor v die. Príklad: 2 mm nehrdzavejúca oceľ pri 9 % = 0,18 mm na jednu stranu alebo 0,36 mm celkový výstupný priestor.

3. Aký je rozdiel v aplikácii výstupného priestoru pri strihaní a vŕtaní?

Pri strihaní určuje veľkosť dielu kalibr, preto kalibr zodpovedá rozmeru súčiastky, zatiaľ čo razník je vyrobený menší o celkovú medzeru. Pri vŕtani určuje veľkosť otvoru razník, preto razník zodpovedá rozmeru otvoru, zatiaľ čo otvor v kalibri je urobený väčší o celkovú medzeru. Toto rozlíšenie je kritické – ak sa medzera aplikuje na nesprávnu súčasť, vznikajú systematicky nesprávne diely.

4. Ako nesprávna medzera v kalibri ovplyvňuje kvalitu súčiastky?

Nedostatočná medzera spôsobuje veľké nerovnomerné hrany, nepravidelné stopy od leštenia, zrýchlené opotrebovanie nástroja a nadmernú silu na odstránenie materiálu. Nadmerná medzera spôsobuje hrany typu preklopenia, drsné lomové plochy, menšie zóny leštenia a možné vibrovanie počas vŕtania. Optimálna medzera vytvára minimálnu výšku hrany, konzistentný pomer leštenia jedna tretina, normálne opotrebovanie nástroja a čisté uvoľnenie materiálu.

5. Ako môže simulačný softvér CAE zlepšiť optimalizáciu medzery pri strihacích kalibroch?

CAE simulácia predpovedá vplyv medzier ešte pred výrobou nástrojov, pričom virtuálne testuje viacero konfigurácií. Simuluje celý cyklus strihania vrátane kriviek razničnej sily, kvality hrán, tvorby hrotov a reakcie materiálu. Tento prístup zníži náklady na pokusy a omyly, urýchli vývojové časové plány a pomáha dosiahnuť úroveň schválení na prvý pokus vyššiu ako 90 %, ak sa kombinuje s možnosťami presnej výroby.