สรุปสั้นๆ

การเลือกความยาวช strokes ที่เหมาะสมเป็นการแลกเปลี่ยนระหว่าง ผลผลิต (SPM) และ ความเป็นไปได้ของกระบวนการ สำหรับ การตัดแผ่น การเจาะ และการทำงานที่ความเร็วสูง ให้เลือกความยาวช strokes สั้นที่สุดเท่าที่เป็นไปได้ (โดยทั่วไป 0.5 ถึง 1.5 นิ้ว) เพื่อลดความเร็วขณะกระแทก ยืดอายุการใช้งานแม่พิมพ์ และเพิ่มจำนวน strokes ต่อนาที ความยาวช strokes ที่สั้นลงจะลดระยะทางที่ลูกสูบเคลื่อนที่ ทำให้เวลาทำงานแต่ละรอบสั้นลง โดยไม่จำเป็นต้องเพิ่มความเร็วของสไลด์ในจุดที่กระทบ

สำหรับ การขึ้นรูปลึกและการขึ้นรูปแบบซับซ้อน ความยาวช strokes จะถูกกำหนดโดยระยะปลอดภัยของชิ้นงาน มาตรฐานอุตสาหกรรมคือความยาวช strokes อย่างน้อย 2.5 เท่าของความสูงชิ้นงานสำเร็จรูป เพื่อให้มั่นใจว่ามีพื้นที่เพียงพอสำหรับการนำชิ้นงานออกและการป้อนวัสดุ หากไม่มีระยะปลอดภัยนี้ จะเสี่ยงต่อการชนกัน และความล้มเหลวในการป้อนวัสดุโดยอัตโนมัติ วิศวกรต้องคำนวณ "ช่องเวลาป้อน (feed window)" — ช่วงเวลาที่มีอยู่ในแต่ละรอบสำหรับเครื่องป้อนที่จะดันแถบโลหะเข้าไป ซึ่งจะสั้นลงอย่างมากเมื่อความยาวช strokes และ SPM เพิ่มขึ้น

หลักพื้นฐาน: ช strokes เทียบกับความสูงปิดตาย และการเคลื่อนที่ของเพลาข้อเหวี่ยง

ก่อนที่จะเลือกข้อมูลจำเพาะ สิ่งสำคัญคือต้องแยกความแตกต่างระหว่าง ระยะชักของเครื่องอัด และ ความสูงปิด เนื่องจากคำศัพท์เหล่านี้มักถูกสับสนกันบ่อยครั้งในระหว่างการกำหนดรายละเอียดอุปกรณ์ ระยะชักของเครื่องอัด คือระยะทางแนวตั้งรวมทั้งหมดที่ลูกสูบเคลื่อนที่จากระดับจุดตายบน (TDC) ไปยังจุดตายล่าง (BDC) ซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะที่คงที่ของเรขาคณิตเพลาข้อเหวี่ยงของเครื่อง (ในเครื่องอัดเชิงกล) หรือสามารถตั้งค่าได้ (ในเครื่องอัดเซอร์โว/ไฮดรอลิก)

ความสูงปิด ในทางตรงกันข้าม คือระยะทางจากด้านล่างของลูกสูบไปยังด้านบนของแผ่นรองแม่พิมพ์เมื่อระยะชักอยู่ที่ BDC ความสูงปิดจะกำหนดความสูงของแม่พิมพ์สูงสุดที่เครื่องอัดสามารถรองรับได้ ในขณะที่ความยาวชักจะกำหนดการเคลื่อนไหวแบบไดนามิกของกระบวนการขึ้นรูป

การเข้าใจ การเคลื่อนที่แบบไซนัสโซอิดัล ของเครื่องอัดเชิงกล มีความสำคัญต่อการเลือกระยะชัก โดยในเครื่องอัดแบบเพลาข้อเหวี่ยงมาตรฐาน ลูกสูบจะไม่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ แต่จะเร่งความเร็วจากหยุดนิ่งที่ TDC ไปยังความเร็วสูงสุดที่ตำแหน่ง 90 องศา (กึ่งกลางระยะชัก) จากนั้นลดความเร็วลงจนเป็นศูนย์ที่ BDC โปรไฟล์ทางฟิสิกส์นี้หมายความว่า ความยาวช strokes โดยตรงต่อความเร็วในการกระแทก ช strokes ที่ยาวขึ้นทำให้ลูกสูบเคลื่อนที่เร็วขึ้นที่จุดกึ่งกลาง เพื่อเคลื่อนที่ระยะทางที่มากขึ้นภายในระยะเวลาเท่าเดิม ส่งผลให้พลังงานจลน์ที่ถ่ายโอนไปยังเครื่องมือเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเกิดการกระทบ

เหตุผลสนับสนุนช strokes สั้น: การตัดแผ่นและการผลิตด้วยความเร็วสูง

สำหรับกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับชิ้นส่วนแบน แม่พิมพ์แบบค่อยเป็นค่อยไป หรือการตัดแผ่นอย่างง่าย ข้อสรุปเชิงวิศวกรรมมีความชัดเจนอย่างแน่วแน่ว่า: ควรใช้ ช strokes สั้นที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ การลดความยาวช strokes ให้น้อยที่สุดจะก่อให้เกิดข้อได้เปรียบเชิงวิศวกรรมสามประการที่ส่งผลโดยตรงต่อผลตอบแทนจากการลงทุน (ROI) และประสิทธิภาพโดยรวมของอุปกรณ์ (OEE)

1. ลดความเร็วในการกระแทกและอายุการใช้งานของเครื่องมือ

อายุการใช้งานของเครื่องมักถูกกำหนดโดยความเร็วที่หัวตอกกระทบวัสดุ ความเร็วในการกระแทกที่สูงจะก่อให้เกิดความร้อนและคลื่นกระแทกมากเกินไป ซึ่งทำให้หัวตอกแตกร้าวและเสื่อมสภาพก่อนเวลาอันควร การลดความยาวช strokes จะช่วยลดความเร็วของสไลด์ในจุดที่เริ่มสัมผัสได้อย่างมีประสิทธิภาพ

ข้อมูลแสดงให้เห็นว่าการลดความยาวการกระแทกเป็นครึ่ง สามารถลดความเร็วการกระแทกโดยประมาณ 28%- ไม่ ตัวอย่างเช่น เครื่องพิมพ์ที่ทํางานด้วยความเร็ว 40 มม. อาจชนวัสดุที่ 25 มม./วินาที ในขณะที่การตี 20 มม. ที่ SPM เดียวกันจะชนที่ 18 มม./วินาทีเท่านั้น การลดขนาดนี้ทําให้แรงกระแทกของเครื่องตีลดลงอย่างมาก โดยขยายระยะระหว่างการคมให้มากขึ้น

2. การใช้ ความเร็วการผลิตที่เพิ่มขึ้น (SPM)

การเคลื่อนที่ที่สั้นกว่าจะทําให้มีการเคลื่อนที่ต่อนาทีที่สูงขึ้น (SPM) โดยไม่เกินขั้นความเร็วที่สําคัญของเครื่องมือหรืออุปกรณ์อาหาร ถ้าคุณลดความเร็วของแรงกระบวนการจาก 1.0 นิ้ว เป็น 0.5 นิ้ว คุณสามารถคณิตศาสตร์แล้ว จะเพิ่ม SPM ของเครื่องพิมพ์เป็นสองเท่า โดยยังคงมีลักษณะความเร็วคลื่นที่คล้ายกัน นี่คือตัวขับเคลื่อนหลักสําหรับการตีพิมพ์ความเร็วสูงของปลายไฟฟ้าและการเคลือบหมุนมอเตอร์

3. การ สร้าง หน้าต่าง Feed ที่ปรับปรุง

ในการตีพิมพ์ความเร็วสูง ปัจจัยจํากัดมักจะเป็นเครื่องให้อาหาร ไม่ใช่เครื่องพิมพ์ สายสตริปต้องเดินไปข้างหน้าเมื่อจุดเจาะได้ออกจากวัสดุ ( "หน้าต่างการให้อาหาร") การขับเคลื่อนที่สั้นขึ้นทําให้ส่วนของวงจรคันดิบที่ว่างสําหรับการให้อาหารสูงสุด ด้วยการตีสั้น, การตีสั้นจะเคลียร์วัสดุเร็วขึ้นในการตีขึ้นและใช้ในภายหลังในการตีลง, ให้ช่องมุมคันที่กว้างกว่า (เช่น 270 ° ถึง 90 °) สําหรับ servo feeder เพื่อชี้วัสดุ.

การ ใช้ ภาพ ยาว: การ สร้าง ภาพ วาด ละเอียด และ การ ทํา ภาพ ที่ สับสน

ขณะที่การสล็อตสั้นๆ ให้ความเร็ว แต่มันเป็นไปไม่ได้ในทางกายภาพ สําหรับการใช้งานในการวาดแบบลึก ในกรณีนี้ ความยาวของการกระแทกไม่สามารถต่อรองได้ และถูกกํากับโดยมิติทางกายภาพของชิ้นส่วนและการสร้างความร้อนของกระบวนการการสร้าง

กติกาการเคลียร์ 2.5x

สําหรับส่วนที่ดึงลึก (ถ้วย, กระป๋อง, กล่อง) ข้อจํากัดหลักคือการถอนส่วน คุณต้องการพื้นที่ตั้งพอที่จะยกชิ้นที่เสร็จสิ้นออกจาก die และเคลียร์ระบบการถ่ายทอด กฎปกติคือ

ความยาวของชัก ≥ 2.5 × ความสูงของชิ้นที่เสร็จสิ้น

ตัวอย่างเช่น ถ้าคุณกําลังวาดกระป๋องเครื่องดื่มที่สูง 4 นิ้ว คุณมักจะต้องการการลากอย่างน้อย 10 นิ้ว ซึ่งเป็นเหตุให้มีส่วนที่ 4 นิ้วของส่วนตัวนั้นเอง, การยกการถอน, และความว่างที่จําเป็นสําหรับแขนโอนหรือเครื่องให้อาหารที่จะย้ายส่วนออกโดยไม่ต้องชน.

ความพร้อมของพลังงานและมอร์ค

การดึงลึกต้องการน้ําหนักที่คงอยู่สูงขึ้นในการเดิน ก่อนที่สไลด์จะถึง BDC เครื่องพิมพ์กลถูกระบุว่ามีน้ําหนักเต็มเพียงใกล้ด้านล่าง (โดยทั่วไป 30 ° มากกว่า BDC) การขับรถยาวนานเปลี่ยนโค้งมอเตอร์คอม โดยอาจลดปริมาณที่มีอยู่ในจุดสัมผัสครั้งแรก เมื่อเลือกเครื่องพิมพ์ชักยาวสําหรับการวาดเครื่องยนต์ โครงการการตัดหัก เพื่อให้มั่นใจว่าเครื่องพับมีพลังงาน (ความจุล้อหมุน) และแรงบิดเพียงพอในการเริ่มกระบวนการดึงที่ระยะไม่กี่นิ้วเหนือ BDC โดยไม่เกิดการหยุดทำงาน

การคำนวณความยาวช strokes ที่เหมาะสมที่สุด

การเลือกความยาว stroke อย่างแม่นยำจะต้องใช้เมทริกซ์การคำนวณที่พิจารณาเวลาป้อนวัสดุ รูปร่างของชิ้นส่วน และความเร็วของเครื่องพับ ใช้ลำดับตรรกะต่อไปนี้เพื่อกำหนดข้อกำหนด:

• ขั้นตอนที่ 1: กำหนดระยะห่างต่ำสุด สำหรับชิ้นส่วนแบบเรียบ คือ ระยะยกแถบวัสดุที่จำเป็นต้องเคลียร์ไกด์นำทาง สำหรับชิ้นส่วนที่มีการขึ้นรูป ให้ใช้กฎ 2.5 เท่าของความสูง
• ขั้นตอนที่ 2: คำนวณข้อกำหนดช่วงการป้อนวัสดุ กำหนดจำนวนองศาของการหมุนของเพลาเหวี่ยงที่ถูกปิดกั้นโดยเครื่องมือที่สัมผัสกับวัสดุ
  สูตรเคมี: มุมที่ถูกปิดกั้น = 2 × arcsin( (ความลึกของการดึง + ระยะห่าง) / (Stroke / 2) )
• ขั้นตอนที่ 3: ประเมินความเร็วในการป้อนวัสดุ หากมุมที่ "เปิด" เหลืออยู่ไม่เพียงพอให้เครื่องป้อนวัสดุสามารถเคลื่อนที่ตามระยะ pitch ที่ต้องการได้ตามรอบต่อนาที (SPM) ที่กำหนด คุณจะต้องเพิ่มความยาว stroke (เพื่อขยายช่วงเปิด) หรือเปลี่ยนไปใช้เครื่องป้อนเซอร์โวที่เร็วกว่า
• ขั้นตอนที่ 4: ตรวจสอบขีดจำกัดความเร็ว คำนวณความเร็วของการกระแทกที่ระยะชักและรอบต่อนาที (SPM) ที่เสนอ หากเกินขีดจำกัดที่แนะนำสำหรับเหล็กเครื่องมือ (โดยทั่วไปขึ้นอยู่กับประเภทและ thickness ของวัสดุ) คุณจำเป็นต้องลดระยะชักหรือ SPM

สำหรับผู้ผลิตที่ต้องการความยืดหยุ่นสูงมาก—เช่น ผู้จัดจำหน่ายชั้นนำในอุตสาหกรรมยานยนต์ที่ผลิตทั้งแผ่นยึดแบบเรียบและตัวเรือนที่ขึ้นรูปโดยการดึงลึก— เครื่องกดเซอร์โว หรือเครื่องกดไฮโดรลิกมักเป็นทางเลือกที่เหนือกว่า เครื่องจักรเหล่านี้อนุญาตให้ตั้งค่าลักษณะการเคลื่อนที่ของชักได้ โดยสามารถใช้โหมด "ระยะชักสั้น" สำหรับการทำงานตัดเฉือน และโหมด "ระยะชักยาว" สำหรับการทำงานขึ้นรูปด้วยการดึง บนอุปกรณ์เดียวกัน

ข้อพิจารณาในการดำเนินงาน: ความเร็ว พลังงาน และการบำรุงรักษา

การตัดสินใจเกี่ยวกับความยาวช strokes ของการกดมีผลในระยะยาวต่อค่าใช้จ่ายในการบำรุงรักษาและการดำเนินงาน การใช้เครื่องพิมพ์แบบช strokes ยาวสำหรับงานที่ต้องการช strokes สั้น (เช่น การตัดแผ่นแบนเนอร์บนเครื่องกดที่มีช strokes 10 นิ้ว) เป็นข้อผิดพลาดที่พบบ่อยแต่ส่งค่าใช้จ่ายสูง การเคลื่อนที่ของสไลด์ที่เกินจำเป็นจะก่อให้เกิดแรงเสียดทานโดยไม่จำเป็น สิ้นเปลืองพลังงานจากล้อเหวี่ยง และทำให้เครื่องกดทำงานช้ากว่าศักยภาพ

ยิ่งไปกว่านั้น การรักษาความสมดุลของเครื่องอัดแรงเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งเมื่อความยาวช่วงชักเพิ่มขึ้น แรงดันด้านข้างที่กระทำต่อไกบ์จะเพิ่มมากขึ้นในการทำงานที่มีช่วงชักยาว โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากโหลดไม่อยู่กึ่งกลาง การบำรุงรักษาไกบ์และระบบหล่อลื่นอย่างสม่ำเสมอนับเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับเครื่องจักรที่มีช่วงชักยาว

สำหรับผู้ผลิตรถยนต์ที่ต้องชั่งน้ำหนักทางเลือกที่ซับซ้อนเหล่านี้ การร่วมมือกับผู้ผลิตเฉพาะทางมักสามารถลดความเสี่ยงจากการเลือกใช้อุปกรณ์ที่ไม่เหมาะสมได้ บริษัทต่างๆ เช่น เทคโนโลยีโลหะเส้าอี้ ใช้ประโยชน์จากความสามารถขั้นสูงของเครื่องอัดแรงที่มีกำลังสูงสุดถึง 600 ตัน เพื่อจัดการความต้องการช่วงชักที่หลากหลาย พร้อมจัดส่งชิ้นส่วนที่ได้รับการรับรองตามมาตรฐาน IATF 16949 เช่น คันควบคุม (control arms) และโครงย่อย (subframes) โดยไม่จำเป็นต้องลงทุนภายในสำหรับเครื่องจักรพิเศษที่ใช้ช่วงชักยาว

คำถามที่พบบ่อย

1. เราควรเลือกความเร็วของเครื่องอัดแรงตามผลผลิตหรือการบำรุงรักษา?

แม้ว่าผลิตภาพ (SPM) จะเป็นเป้าหมาย แต่การบำรุงรักษาน่าจะเป็นตัวกำหนดขีดจำกัด การเดินเครื่องอัดแรงเร็วกว่าที่ชุดแม่พิมพ์หรือระบบป้อนวัสดุสามารถรองรับได้ จะก่อให้เกิดการหยุดทำงานเล็กน้อย ปัญหาการป้อนวัสดุผิดพลาด และความเสียหายของแม่พิมพ์ ซึ่งจะทำลายประสิทธิภาพโดยรวมของเครื่องจักร (OEE) ดังนั้นการเดินเครื่องอย่างสม่ำเสมอที่ 80% ของความเร็วสูงสุดจะดีกว่าการเดินเครื่องที่ 100% พร้อมกับการหยุดทำงานฉุกเฉินบ่อยครั้ง

2. ความแตกต่างระหว่างระยะชักของเครื่องอัดแรง (press stroke) กับความสูงขณะปิดเครื่อง (shut height) คืออะไร

ระยะชักของเครื่องอัดแรงคือระยะทางแบบพลวัตที่ลูกสูบเคลื่อนที่จากด้านบนไปด้านล่าง (TDC ถึง BDC) ความสูงขณะปิดเครื่องคือพื้นที่คงที่ที่มีอยู่สำหรับแม่พิมพ์เมื่อลูกสูบอยู่ในตำแหน่งต่ำสุด (BDC) การเพิ่มความยาวชักจะไม่เปลี่ยนความสูงขณะปิดเครื่อง แต่การปรับสกรูปรับแผ่นเลื่อนจะเปลี่ยนความสูงขณะปิดเครื่องโดยไม่เปลี่ยนแปลงความยาวชัก

3. เพราะเหตุใดระยะชักของเครื่องอัดแรงที่สั้นกว่าจึงดีต่ออายุการใช้งานของแม่พิมพ์

ระยะชักที่สั้นลงจะช่วยลดความเร็วในการกระแทกของแม่พิมพ์ขณะตัดวัสดุ เนื่องจากข้อเหวี่ยงมีระยะทางให้เคลื่อนที่น้อยลงในช่วงเวลาเท่าเดิม ทำให้ความเร็วขณะกระทบลดลง ซึ่งการลดพลังงานจลน์ที่ถ่ายโอนนี้ จะช่วยลดแรงกระแทก การเกิดความร้อน และการสึกหรอแบบขูดกร่อนที่ขอบตัด