En guide till de viktigaste typerna av automationsstansverktyg

TL;DR

Automationsstansverktyg är specialiserade verktyg som är avgörande för att skära och forma plåt till exakta fordonskomponenter. De främsta typerna kategoriseras efter sin driftskomplexitet: enkelstationsverktyg, som blanknings- eller kombiverktyg, utför en operation per pressslag och är idealiska för enklare delar och lägre volymer. Flerstationsverktyg, inklusive progressiva och transferverktyg, utför flera operationer sekventiellt i en enda press, vilket gör dem mycket effektiva för komplexa produktioner i hög volym.

Grundläggande: Vad är ett automationsstansverktyg?

En bil stansform är ett precisionsverktyg som används i metallomformningsprocessen för att skära, forma och ge form åt plåt till specifika komponenter för fordon. Verkande inom en högtrycksstanspress fungerar stansen som en form som formar metall till allt från stora karosseriplåtar och dörrar till mindre, invecklade fästen och strukturella komponenter. Denna process är grunden för modern bilproduktion och möjliggör massproduktion av identiska delar med exceptionell noggrannhet och upprepbarhet.

Mekanismen innebär att en metallplåt placeras mellan de två delarna av verktyget. Stanspressen applicerar sedan en enorm kraft, vilket får metallen att ta formen av verktyget. Denna handling kan antingen skära metallen eller forma den till en tredimensionell del. Skillnaden mellan dessa operationer är avgörande; skäroperationer inkluderar processer som blankning (skärning av en yttre form) och perforering (stickning av hål), medan formskapande operationer inkluderar böjning, djupdragning (sträckning av metall i ett utrymme) och myntning. En enskild fordonsdel kan kräva flera av dessa operationer för att slutföras.

Betydelsen av stansverktyg inom bilindustrin kan inte överdrivas. De gör det möjligt för tillverkare att producera lättviktiga men starka delar i snabb takt, vilket är avgörande för att uppfylla produktionsmål och säkerställa fordonssäkerhet och prestanda. Som detaljerat beskrivs av tillverkningsexperter på Alsette , varje verktyg är konstruerat för att tillverka en specifik del, vilket säkerställer att varje komponent uppfyller de stränga dimensionskrav som krävs för sömlös fordonstillverkning.

De viktigaste kategorierna: Enkelstation vs. flerstationsspjäll

Stansverktyg klassificeras i huvudsak i två kategorier baserat på sin driftsstruktur: enkelstations- och flerstationsverktyg. Denna grundläggande skillnad styr produktionsflödet, effektiviteten och lämpligheten för olika typer av komponenter. Att förstå denna klassificering ger en tydlig ram för att förstå de mer specifika verktygstyperna som används inom tillverkningen.

Enstationsskjälar, även kända som envägsverktyg, utför en specifik operation per slag i pressen. Till exempel kan en press konfigureras med ett konturskjäl för att skära ut den ursprungliga formen, varefter den resulterande delen måste flyttas till en annan press med ett punkteringsskjäl för att lägga till hål. Denna metod är enkel och innebär generellt lägre initiala verktygskostnader. Därför används enstationsskjälar vanligtvis för enklare komponenter, produktion i små serier eller för prototypframställning där flexibilitet är viktigare än hastighet.

Måltionsskjälar är däremot designade för att utföra flera operationer i följd inom samma press. Arbetsstycket förflyttas genom en serie stationer, där varje station utför en annan skär- eller formsättningsuppgift. Denna integrerade process är höggradigt automatiserad och avsevärt snabbare än att använda flera separata enstationsuppsättningar. Som förklarat av Premier Products of Racine, Inc. , är denna metod det föredragna valet för högvolymproduktion av komplexa delar där effektivitet och styckkostnad är huvudsakliga aspekter. De två främsta typerna av flerstationssverk är progressiva sverk och transportsverk.

Djupgående analys av flerstationssverk: Progressivt vs. Transport

Inom kategorin flerstationssverk representerar progressiva och transportsverk två avancerade men skilda tillvägagångssätt för tillverkning i stor volym. Valet mellan dem beror i hög grad på delens storlek, komplexitet och målen för materialutnyttjande. Båda kan producera invecklade komponenter, men uppnår detta genom olika metoder för hantering av material.

Progressiva dör

I en progressiv stans används en spole eller ett band av plåt som matas genom pressen. Bandet förblir intakt medan det transporteras genom en serie stationer, där varje station utför en specifik operation som exempelvis perforering, prägling eller böjning. Delen formas gradvis och skiljs först från metallbandet i den sista stationen. Denna kontinuerliga matningsprocess möjliggör mycket höga produktionshastigheter, vilket gör progressiva stansar idealiska för tillverkning av stora mängder små till medelstora delar som fästen, klämmor och elektroniska kopplingar.

Förarlningar används

En transferform fungerar annorlunda. Processen börjar med att en blank skärs ut från plåten. Denna enskilda blank överförs sedan mekaniskt från en station till nästa, till exempel med robotarmar eller grepp. Varje station är en oberoende form som utför en enda operation. Eftersom delen inte är fästad vid en transportbandstrimla är denna metod mer lämplig för större och mer komplexa komponenter, såsom djupdragna skal, rammar och strukturella delar. En viktig fördel som framhävs av Larson Tool & Stamping är att transferformer minskar materialspill avsevärt eftersom ingen transportbandstrimla behövs.

Utforskar enkelstation och specialverktyg

Medan flerstationsverktyg är utformade för stora volymer finns det även ett brett utbud av enkelstations- och specialverktyg som fyller viktiga funktioner i både låg- och högvolymproduktion. Dessa verktyg är ofta inriktade på att utföra en eller två mycket specifika uppgifter med stor precision. Att förstå dessa typer är nödvändigt för en komplett bild av stansoperationsprocesser.

• Blankningsmatriser: Detta är några av de mest grundläggande verktygstyperna. Ett blankningsverktyg används för att skära ut en specifik form, eller en "blank", från en större metallplåt. Den utskurna delen är den önskade komponenten, medan omgivande material blir skrot. Detta är ofta det första steget i en tillverkningsprocess med flera steg.
• Stansverktyg: Motsatsen till ett blankningsverktyg – ett genomslagsverktyg slår hål, slitsar eller andra öppningar i en arbetsdel. I detta fall är det material som slås ut skrot, medan huvudplåten är den önskade delen.
• Sammansatta verktyg: En effektiv typ av enställig verktyg, utför ett sammansatt verktyg flera skärningsoperationer i ett enda pressslag. Till exempel kan det blanka ytterkonturen av en bricka samtidigt som det genomför dess centrumhål. Detta säkerställer utmärkt koncentricitet mellan funktionerna och är idealiskt för tillverkning av platta delar som tätningar och brickor med hög precision.
• Kombinationsverktyg: Liknande sammansatta verktyg utför mer än en operation per slag. De kombinerar dock en skärningsoperation med en icke-skärande (formnings)operation, till exempel blankning och böjning samtidigt.
• Formnings- och djupdragningsverktyg: Dessa verktyg formar metall utan att skära den. Formningsverktyg används för att böja eller forma delar som fästen, medan djupdragningsverktyg sträcker eller drar plåt till en djup, tredimensionell form. Djupdragning är processen som används för att tillverka komponenter som oljepannor och karosseridelar.
• Prägnings- och reliefverktyg: Dessa specialiserade verktyg används för att lägga till fina detaljer eller mönster på en metallisk yta. Präglingsverktyg applicerar extremt högt tryck för att få metallen att fylla ut de intrikata detaljerna i verktyget, vilket skapar mycket detaljrika delar. Reliefverktyg skapar upphöjda eller fördjupade mönster på plåten, ofta för dekorativa ändamål eller för att lägga till funktionella egenskaper som greppytor, enligt DureX Inc.

Avgörande urvalskriterier: Hur man väljer rätt verktyg

Att välja rätt stansverktyg är ett avgörande beslut som direkt påverkar produktionskostnaden, kvaliteten och effektiviteten. Valet är inte godtyckligt utan styrs av en uppsättning tekniska och ekonomiska faktorer. Tillverkare måste noggrant utvärdera sina projektbehov mot varje verktygstyps kapacitet för att hitta den optimala lösningen.

De främsta kriterierna för verktygsval, enligt branschexperter som JV Manufacturing Co. , är delarnas komplexitet, produktionsvolym och material egenskaper. Enkla, platta delar för en liten serie kan tillverkas kostnadseffektivt med enstaka verktyg som exempelvis klipp- eller kombinationsverktyg. För en komplex komponent med flera böjningar och detaljer som krävs i mängder upp till hundratusentals, är ett progressivt verktyg nästan alltid det nödvändiga valet för att uppnå den erforderliga hastigheten och låg kostnad per del, trots den höga initiala investeringen.

Produktionsvolym är ofta den avgörande faktorn. Den höga fasta kostnaden för konstruktion och tillverkning av ett progressivt eller transferverktyg motiveras endast om den sprids över ett stort antal delar. För mindre serier är längre cykeltider och manuell hantering vid användning av enstaka verktyg mer ekonomiskt fördelaktigt. Material egenskaper spelar också en avgörande roll. Hårdare eller tjockare material som höghållfast stål kräver mer robusta och slitstarka verktyg, vilket kan påverka verktygets design och kostnad.

Att navigera dessa komplexa beslut kräver ofta stor expertis. Specialiserade tillverkare som Shaoyi (Ningbo) Metal Technology Co., Ltd. samverkar med fordonskunder för att utforma och tillverka anpassade stansverktyg skräddarsydda för specifika komponentkrav, från snabb prototypframställning till massproduktion. En noggrann analys av dessa faktorer säkerställer slutligen att det valda verktygstekniken stämmer överens med både tekniska specifikationer och affärsmål för projektet.

Vanliga frågor

1. Vilka är de fyra huvudsakliga typerna av metallstansning?

Även om det finns många specifika operationer är de fyra vanligast förekommande kategorierna av metallstansning progressiv stansning, transferstansning, djupdragen stansning och multislidestansning. Progressiv och transferstansning innebär flerstationssverktyg för högvolymproduktion. Djupdragning är en omformningsprocess för att skapa djupa, ihåliga delar, och multislidestansning använder flera rörliga slidbanor för att forma komplexa delar från olika riktningar.

2. Vilka olika former av verktyg finns det?

Inom tillverkning är en "die" ett specialverktyg som används för att skära eller forma material med hjälp av en press. De främsta formerna inkluderar skärningsverktyg (som blankning och perforering), som skär av materialet, och formningsverktyg (som böjning, dragning och myntning), som formar materialet utan att skära det. Dessa kan ytterligare kategoriseras i enkelstation, sammansatta, progressiva och transfer-verktyg beroende på deras driftskomplexitet.

3. Hur många typer av stansning finns det?

Det finns många specifika typer av stansoperationsprocesser, var och en utformad för en viss funktion. Viktiga processer inkluderar blankning, perforering, böjning, dragning, formning, myntning och relieftryck. Dessa operationer kan kombineras på olika sätt med olika typer av verktyg (enkla, sammansatta, progressiva etc.) för att skapa en närmast oändlig variation av metallkomponenter.