Dušikovske vzmeti v orodjih za kleštanje: inženirski priročnik za silo in natančnost

POVZETEK

Dušikova gasna vzmeti v žigih za kovanje so hidravlične komponente z visokim tlakom, ki uporabljajo inertni dušikov plin za prenos velike sile v kompaktnem valju, kar znatno presega zmogljivost tradicionalnih mehanskih navitih vzmeti. S tem, da ohranjajo stalni tlak med celotnim potekom premika, znatno izboljšajo kakovost izdelkov in zmanjšajo fizične dimenzije vložka.

Za proizvajalce avtomobilov in industrijske izdelke je glavna prednost v njihovi gostoti sile in dolgi življenjski dobi. Za razliko od navitih vzmeti, ki se utrujejo in izgubijo prednapetost, dušikove vzmeti zagotavljajo takojšnjo stikalno silo in jih je mogoče prilagoditi natančnim zahtevam glede tonaze, zaradi česar so postale standard v sodobnem kovinskem kovanju z visoko zmogljivostjo.

Osnove: Mehanski princip in funkcija v žigih za kovanje

Načeloma deluje dušikov gasna vzmet kot zaprt sistem, ki vsebuje stisnjen dušikov plin, batno gred in specializiran valj. Ko se stiskalnica zapre, bat stisne plin, s čimer se shranjuje potencialna energija, ki se sprosti, ko se stiskalnica odpre. Ta mehanizem omogoča veliko višjo gostoti sile v primeri z mehanskimi alternativami, kar pomeni, da lahko majhna gasna vzmet deluje z enako silo kot veliko večja navijana vzmet.

Izbor dušika ni naključen; je inertni plin , kar je ključno za dolgo življenjsko dobo komponente. Kot opažajo Special Springs , inertna narava dušika preprečuje oksidacijo in korozijo znotraj valja, kar zagotavlja stabilnost notranjih tesnenj in mazivnih olj celo ob intenzivnem segrevanju, ki nastane med hitrimi žigosnimi cikli. Če bi se uporabljal kisik ali stisnjen zrak, bi kombinacija olja in toplote lahko povzročila vžig ali hitro poslabšanje tesnenj.

V tipični nastavitvi žaganja kalupa so ti vzmeti postavljeni med plošče kalupa—pogosto v prijemni ali odvlečni plošči—da trdno držijo lim iz jekla na mestu, preden stisne oblikovni bat material. Ta funkcija »pritrditve podloge« je bistvena. Preprečuje nabiranje ali raztrganje kovine med procesom vlečenja. Ker dušikove vzmeti ponujajo prilagodljiv tlak , lahko inženirji natančno prilagodijo držečo silo preprosto z nastavitvijo plinske napolnitve, kar ponuja fleksibilnost, ki jo mehanske vzmeti ne morejo zagotoviti.

Ključna primerjava: dušikove plinske vzmeti proti mehanskim navijanim vzmetem

Prehod z mehanskih navijanih vzmeti na dušikove plinske vzmeti je pogosto posledica potrebe po višji natančnosti in učinkovitejši rabi prostora. Čeprav so navijane vzmeti poceni in enostavne, imajo linearno krivuljo sile—na začetnem stiku (prednapetost) razvijejo zelo majhno silo, največjo silo pa šele pri popolnem stisku. Dušikove vzmeti nasprotno takoj ob stiku razvijejo silo, ki je blizu največje vrednosti.

Omejitve prostora so pogosto odločilni dejavnik. Pri zapletenih avtomobilskih orodjih je »višina zaprtja« (prostor, ki je na voljo, ko je orodje zaprto) dragocen. En sam dušikov valj lahko pogosto zamenja skupino 5–10 spiralnih vzmeti, kar drastično zmanjša prostornino orodja. To omogoča več postaj v progresivnem orodju ali preprosto manjše, lažje orodje, ki je cenejše za rokovanje in shranjevanje.

Poleg tega je zanesljivost pomemben razlikovalni dejavnik. Spiralne vzmeti se lahko nepričakovano počijo in s tem posamezne kovinske delce izstreljujejo v orodje, kar povzroči katastrofalno škodo. Dušikove vzmeti se ob ustrezni vzdrževanju obrabijo postopoma. Sodobne konstrukcije proizvajalcev, kot je Ready Technology , imajo sisteme z »tesno zaprtim cilindrom« in plavajoče vodila, ki upirajo poškodbam zaradi stranskega bremena ter zagotavljajo milijone premikov, preden je potrebna obnova.

Vodnik za izbiro: Izračun zahtevane sile in hodov

Izbira pravega dušikovega gasnega vzmetnika zahteva natančne inženirske izračune. Cilj je uravnotežiti zahtevano držalno silo z razpoložljivim prostorom in zmogljivostjo prese. Pogost pristop pri določanju števila potrebnih vzmetnikov je, da skupno zahtevano silo delimo z največjo razpoložljivo silo za izbrani premer vzmetnika.

Izračunavanje dolžine hoda

Glede na smernice za uporabo od Harslepress , nikoli ne izberete vzmetnika z dolžino hoda, ki je točno enaka poti orodja. Varnostna meja je nujna, da se prepreči udarec batna v dno, kar povzroči takojšnjo okvaro.

• Formula: Najmanjša dolžina hoda = Pot orodja + 10 % varnostna meja.
• Primer: Če je pot vašega orodja 50 mm, ne uporabljajte 50-mm vzmetnika. Izberite vzmetnik z vsaj 55 mm hoda (pogosto se zaokroži navzgor na standardni model 60 mm ali 63 mm).

Porazdelitev sile

Ni dovolj le izpolniti zahtevo po skupni sili; sila mora biti enakomerno porazdeljena po površini pritiskalne plošče, da se prepreči prevračanje ali zatikanje. Inženirji se običajno držijo standardov ISO ali VDI (na primer VDI 3003), da zagotovijo združljivost. Pri nadgradnji morda boste morali izbrati serijo »kompakt« ali »super kompakt«, če je višina orodja omejena, vendar imajo te pogosto krajše največje hodne meje v primerjavi s standardnimi modeli ISO.

Namestitev, vzdrževanje in varnostni standardi

Varnost je najpomembnejša pri delu s cilindri pod visokim tlakom. Dušikova vzmet je v bistvu tlačna posoda, nepravilna raba pa lahko predstavlja nevarnost. Najpomembnejše pravilo pri namestitvi je zagotoviti dovolj globoko ugrez za podporo telesa cilindra. Splošno velja, da mora biti globina ugreza vsaj 50 % dolžine kartuše da se zagotovita stabilnost in pravokotnost.

Najboljše prakse namestitve

1. Pravokotnost: Pomlad mora biti nameščena pod kotom 90 stopinj na stikalno površino. Že majhen naklon lahko povzroči stransko obremenitev, kar prehitro obrabi tesnila.
2. Vzmetenje: Ohranite vrečno režo med 0,5 mm in 1,0 mm. Tesen prijem lahko povzroči zatikanje valja ob toplotnem raztezanju med obratovanjem.
3. Odvod: Če orodje uporablja težka maziva, poskrbite, da imajo vreče odtočne kanale. Hidrostatični tlak ujetih tekočin lahko stisne valj.

Razstavljanje predstavlja največje tveganje. Nikoli poskusiti odpreti plinski amortizer brez predhodnega popolnega izpusta dušikovega plina. Večina proizvajalcev vključuje poseben ventil za izpuščanje ali vijak. Kot svetuje Harslepress, uporabite šestkotni ključ, da počasi pritisnete jedro ventila (usmerjenega stran od vas), dokler ne preneha nobeno švikljanje, preden odstranite katerikoli varnostni obroč.

Vodilni proizvajalci in zamenljivost

Trg opogaja več uveljavljenih proizvajalcev, med njimi DADCO , Hyson , Kaller , in Special Springs . Mnogi izmed teh blagovnih znamk sledijo standardu ISO 11901, kar omogoča določeno stopnjo zamenljivosti. Na primer, poletno vzmet serije DADCO ISO se pogosto lahko zamenja z ekvivalentnim modelom proizvajalcev Kaller ali Hyson, ne da bi bilo treba spreminjati vložka kalupa, kar poenostavi vzdrževanje pri globalnih žiganjskih programih.

Vendar pa, čeprav so zunanjice lahko enake, se notranje tehnologije, kot so tesnilni sistemi in vodila batov, razlikujejo. DADCO-jeve UltraPak patrone in sistemi Ready Technology-ja Design-Tite so lastne rešitve, namenjene podaljšanju življenjske dobe v umazanih žiganjskih okoljih. Nabavnim ekipam je treba tehtati začetno ceno ob upoštevanju »cene na udarec« – cenejša vzmet, ki odpove vsakih 500.000 ciklov, je s stališča obratovanja veliko dražja od premijske, ki zdrži 2 milijona ciklov, kadar upoštevate izpade zaradi prostojev.

Ko so orodja in sestavni deli dokončani, se osredotočimo na proizvodnjo. Za proizvajalce, ki razširjajo dejavnost od izdelave prototipov do masovne proizvodnje, je ključnega pomena sodelovanje z izkušenim dobaviteljem žigosanja, da lahko učinkovito izkoriščajo te tehnologije. Pospešite svojo avtomobilsko proizvodnjo s kompletnimi rešitvami za žigosanje podjetja Shaoyi Metal Technology , ki uporablja napredne standarde orodij za izdelavo natančnih komponent, kot so vodila rok in podokvirji. Njihovo strokovno znanje premosti vrzel med izbiro komponent in visokoobsežno proizvodnjo, certificirano po IATF 16949.

Zaključek

Dušikova gasna vzmetenja so preobrazila industrijo kovinskih žigov s tem, da so ločila silo od prostornine. Omogočajo inženirjem, da zasnujejo kompaktna orodja z visoko zmogljivostjo, ki proizvajajo boljše dele z manj odpadka. Z razumevanjem osnov gostote sile, strogo upoštevanje varnostnih protokolov pri vgradnji ter izbiro uglednih blagovnih znamk, skladnih z ISO, lahko proizvajalci znatno zmanjšajo izpade in podaljšajo življenjsko dobo svojega orodja.

Začetna naložba v dušikovo tehnologijo prinaša koristi v obliki dosledne kakovosti delov in zmanjšanih vzdrževalnih stroškov. Ne glede na to, ali nadgrajujete staro mehansko matrico ali načrtujete novo progresivno orodje, je dušikovo gasno vzmetenje nepogrešljiva sredstvo v sodobni proizvodnji.

Pogosta vprašanja

1. Ali lahko navijake neposredno zamenjam z dušikovimi gasnimi vzmetenji?

Da, vendar je potrebna izračunavanja. Ne morete jih enostavno zamenjati enega za drugega samo na podlagi velikosti. Izračunati morate skupno silo, ki jo zagotavljajo navijani vzmeti, in izbrati dušikove vzmeti, ki ustrezajo tej sili. Pogosto je potrebnih manj dušikovih vzmeti, da opravijo delo več navijanih vzmeti, kar lahko zahteva predelavo pritiskalne plošče orodja za enakomerno porazdelitev sile.

2. Kako pogosto je treba dušikove plinske vzmeti ponovno polniti?

V dobro vzdrževanem orodju lahko dušikove vzmeti preživijo milijone ciklov brez potrebe po polnjenju. Vendar je običajna majhna izguba tlaka (približno 10 % na leto). Priporočljivo je preverjanje tlaka med rednimi vzdrževalnimi intervali orodja, običajno vsakih 6 do 12 mesecev, odvisno od obsega uporabe.

3. Kakšna je razlika med samostojnimi in povezanimi sistemi?

Samostojna vzmet deluje neodvisno z lastno notranjo napolnitvijo plina. Povezan sistem povezuje več vzmeti prek cevi na nadzorno ploščo in zunanji rezervoar. Povezani sistemi omogočajo spremljanje in prilagajanje tlaka vseh vzmeti hkrati izven stroja, kar je idealno za velike avtomobilske orodja, ki zahtevajo pogoste prilagoditve tlaka.