TL;DR

Spånningar i stansprocesser är en vanlig defekt orsakad främst av felaktigt avstånd mellan stansen och formen, slitna eller trubbiga verktyg samt felaktiga pressinställningar. För att åtgärda detta problem krävs en systematisk undersökning av formsatsen, verktygens skick och pressinställningarna. Att rätta till dessa mekaniska och processrelaterade faktorer är avgörande för att uppnå ett rent snitt och säkerställa delkvaliteten.

Förståelse av spånning: De underliggande orsakerna

En spånning är en uddig, upphöjd kant eller materialutskjutning som sitter kvar på arbetsstycket efter en stansoperation. Enligt detaljerade analyser, såsom de från Nyckeln , kan dessa defekter leda till otillräcklig passningsnoggrannhet mellan delar och skapa säkerhetsrisker på grund av sina skarpa spetsar. Att förstå hur de uppstår är det första steget i att förebygga dem. En idealisk skuren kant består av tre olika zoner: en slät, rullad kant som kallas skjuvningssvikt; ett blankt, polerat område som kallas skuren yta; och slutligen en ojämnare brottyta där materialet separeras.

Burrbildningen är en direkt konsekvens av ett misslyckande i denna skärprocess, där materialet rivs eller pressas ut istället för att skäras rent. Detta misslyckande kan nästan alltid spåras tillbaka till några få primära mekaniska problem. Den enda viktigaste faktorn är avståndet—gapet—mellan punschen och matrisen. Om avståndet är för stort böjs och rivs materialet isär, vilket resulterar i en stor överkant och en betydande burr. Detta sker eftersom materialet inte tillräckligt stöds under punschens inverkan.

Om å andra sidan avståndet är för litet kan det orsaka att en sekundär skjuvyta bildas, vilket leder till fina, hårliknande spån och överdriven belastning på verktyget. Detta påverkar inte bara delens kvalitet utan ökar även verktygsslitage, vilket kan leda till sprickbildning och förtida haveri. En tumregel anger att ett optimalt avstånd ligger mellan 10 % och 25 % av materialets tjocklek, men detta varierar beroende på materialets dragspänning och seghet.

Den andra stora orsaken till burrar är verktygens egna skick. Ett stanshugg eller en matris med trubbiga, spruckna eller slitna skärkanter kommer inte att skära materialet effektivt. Istället för att skära genom metallen kommer en trubbig kant överdrivet deformera och pressa ut materialet innan det brister, vilket skapar en burr i spelutrymmet. Kvaliteten på verktygsstålet, dess värmebehandling och eventuella ytbeläggningar spelar en avgörande roll för hur länge en skarp kant bevaras. Regelbunden underhållning och punktlig slipning är oeftergivliga för att kontrollera burrbildning.

En mekanisk guide till inspektion av matris, stanshugg och press

En systematisk och noggrann kontroll av de mekaniska komponenterna är grunden för effektiv felsökning av spån vid stansoperationer. Denna process innebär mer än en flyktig överblick; den kräver noggranna mätningar och analys av hela stanssystemet, från stansen till pressen själv. Genom att följa en strukturerad checklista kan tekniker effektivt identifiera och åtgärda orsakerna till spånbildning.

Inspektionen börjar med den vanligaste orsaken: stansspel. Kontrollera att spelet är lämpligt för den aktuella materialtypen och tjocklek som bearbetas. Detta innebär att granska stansens konstruktionsspecifikationer och fysiskt mäta komponenterna. Därefter ska verktygets skick bedömas. Undersök skärkantarna på både punschen och stansen för tecken på slitage, såsom avrundning, sprickbildning eller grämning. En trubbig kant är en huvudsaklig orsak till spånbildning och indikerar att slipning krävs. Som framhållits av branschexperter på Tillverkaren , felaktiga slipningsförfaranden kan överheta och skada verktygsstålet, så användning av rätt slipring och kylmedel är avgörande vid underhåll.

Utöver speldimensioner och vasshet är korrekt justering avgörande. Stansen måste vara helt koncentrisk med diespolen. Feljustering skapar effektivt sett ojämna speldimensioner – för trånga på ena sidan och för lösa på den andra – vilket resulterar i inkonsekventa burrar och överdriven, ensidig verktygsslitage. Kontrollera slitage på lednitar, ledbrickor och andra justeringskomponenter. Slutligen kan själva pressen vara en orsak till problem. Dålig pressprecision, till exempel ett stort spel i pressskjutarna eller bristande parallellitet mellan glidblocket och arbetsbordet, kan orsaka att die skiftar eller lutar sig under drift, vilket leder till förändrade speldimensioner och burrar. En omfattande felsökningsprocess måste inkludera en utvärdering av pressens styvhet och allmänna skick.

Checklista för felsökning och inspektion:

• Diespeldimension: Är avståndet mellan stansen och matrisen korrekt för materialets tjocklek och typ?
• Verktygsskärpa: Är skärkanterna på stansen och matrisen skarpa och fria från sprickor eller överdriven nötning?
• Verktygsjustering: Är stansen korrekt justerad och koncentrisk med matrisen? Är guidedelarna i gott skick?
• Pressens tillstånd: Är pressen styv och exakt? Är glidblocket och arbetsbordet parallella och fria från överdriven spel?
• Smörjning: Används rätt stansolja för att minska friktion och förhindra snabb verktygsnötning?
• Materialkvalitet: Är plåten plan och inom toleransen för tjocklek?

Avancerade strategier för att förhindra och minska burrar

Medan reaktiv felsökning är nödvändig, är den mest effektiva och kostnadseffektiva metoden för att hantera spån proaktiv förebyggande. Detta innebär att man går bortom rutinmässig underhåll och istället fokuserar på avancerade principer för verktygsdesign och processoptimering. Genom att konstruera stansprocessen mer robust från början kan tillverkare avsevärt minska frekvensen och allvarlighetsgraden av bristfälligheter relaterade till spån, vilket leder till högre kvalitet på delarna och lägre driftskostnader.

En expertstrategi innebär att optimera själva diesignen. Till exempel kan justering av fogar mellan övre och undre skärsektioner i en flerdelad dies skapa punkter med förskjuten nötning och erosion, vilket leder till burrar. En mer avancerad teknik är att medvetet använda osammanfallande foglinjer för att sprida nötningspåverkan jämnare. En annan sofistikerad metod, särskilt användbar vid bypass-operationer där en skärståldel glider förbi en annan, är att minska skäravståndet till cirka en tredjedel av det normala värdet exakt vid bypass-punkten. Denna stramare tolerans hjälper till att minimera burrbildning som typiskt uppstår i sådana fall.

Att uppnå denna nivå av precision kräver betydande kompetens inom diedimensionering och tillverkning. För komplexa applikationer, särskilt inom bilindustrin, kan ett samarbete med en specialiserad dietillverkare erbjuda ett tydligt försprång. Till exempel kan ett företag som Shaoyi (Ningbo) Metal Technology Co., Ltd. erbjuder avancerade CAE-simuleringar och designexpertis, vilket säkerställer att verktyg optimeras för minimal burrbildning från dag ett, vilket är avgörande för OEM:er och Tier 1-leverantörer.

När burrar är oundvikliga på grund av delgeometri eller material egenskaper, blir en sekundär entvåningsoperation nödvändig. Detta bör dock ses som ett sista alternativ, eftersom det lägger till tid och kostnad i produktionscykeln. Vanliga entvåningsmetoder inkluderar rullning, vibrationsfinish, borstning och termisk energientvåning. Valet av metod beror på delens storlek, material och önskad ytfinish. Den viktigaste slutsatsen är att en initial investering i överlägsen verktygsdesign och processkontroll nästan alltid är ekonomiskt fördelaktigare än att förlita sig på återkommande sekundära operationer.

Vanliga frågor

1. Vad är ett spårdefekt?

Ett spår är en skarp, kantig utskjutande del av material som återstår på kanten av en stansad del efter en skär- eller genomslagsoperation. Det uppstår när materialet rivs eller deformeras istället för att skäras rent. Stora spår kan störa monteringen av delar, försämra produktens prestanda och utgöra en säkerhetsrisk för hanterare.

2. Vilka vanliga defekter finns i stansprocessen?

Förutom spår inkluderar andra vanliga defekter vid metallstansning sprickor, veck, fjädervåning (där delen delvis återgår till sin ursprungliga form), ytskrap, samt överdriven tunnning eller materialspaltning. Varje defekt har specifika orsaker kopplade till materialens egenskaper, verktygsdesign eller processparametrar.

3. Vad orsakar spår i en stans- eller bearbetningsprocess?

Vid alla skärprocesser, inklusive stansning och bearbetning, uppstår spån när ett verktyg trycker eller river materialet istället för att skära rent. Vid stansning beror de främsta orsakerna på felaktigt avstånd mellan stansen och matrisen, trubbiga eller slitna skärkanter samt felaktig justering, vilket alla förhindrar en ren skärverkan.

4. Hur påverkar spån komponenternas funktion?

Spån kan allvarligt försämra komponenternas funktion. De kan förhindra att delar passar samman korrekt, vilket leder till monteringsproblem. I rörliga delar kan spån lossna och förorena system, vilket orsakar tidig slitage eller haveri. Deras vassa kanter kan också skära av kablar, skada tätningsytor eller utgöra en skaderisk.