Коротко

Основна функція подушки матриці у процесі штампування полягає в забезпеченні гнучкого, контрольованого протитиску, який часто називають зусиллям тримача заготовки, на оброблювану заготовку. Це точне регулювання зусилля має критичне значення для контролю руху матеріалу під час операцій формування, особливо при глибокій витяжці. Забезпечуючи правильне утримання матеріалу, подушка матриці запобігає поширеним дефектам, таким як зморшки, розриви та тріщини, що призводить до виготовлення виробів вищої якості та більшої стабільності процесу.

Розуміння основної функції та важливості подушки матриці

Подушка для розриву є важливим компонентом в силовому прессі, як правило, гідравлічна, пневматична або сервомеханічна система, інтегрована в прес-ліжко або в ковз. Його основна мета полягає в створенні контрольованого і регулюваного протитиску проти робочого шматок під час циклу формованості. Ця сила, відома як сила застеження, зафіксує застеження листового металу між верхнім матрицею і застежкою, забезпечуючи плавний і рівномірний потік в порожнину матриці під час натискання прес-матеріала. Без цього матеріал може вигнутися або розтягнутися нерівно, що може призвести до дорогоцінних дефектів.

Важливість подушки з розтинком стає зрозумілою, коли порівнюється з більш старим, менш надійним методом. Історично, прес-інструменти покладалися на такі компоненти, як катушки або газові пружини, щоб забезпечити силу тримання порожнього. Однак ці системи часто не забезпечують послідовну продуктивність. Як зазначають експерти N2-Tech , навіть незначні відмінності між окремими пружинами можуть призвести до відхилень у процесі формування, що спричиняє зморшки, розриви або інші дефекти форми. Система подушок матриці, яка є єдиною та регульованою, долає ці обмеження, забезпечуючи стабільну та відтворювану криву зусиль, незалежно від конструкції інструменту, часу циклу чи коливань температури.

Саме точний контроль над потоком матеріалу робить подушку матриці незамінною для складних операцій формування. Під час такої операції, як глибока витяжка, матеріал піддається значному розтягуванню та деформації. Подушка матриці створює достатнє зусилля, щоб запобігти зморшкам на фланці заготовки, водночас дозволяючи їй втягуватися в матрицю. Надто мале зусилля призводить до зморшок, тоді як надто велике обмежує потік матеріалу й спричиняє розрив або тріщини в деталі. Завдяки можливості операторам точно налаштовувати це зусилля, подушки матриці безпосередньо сприяють підвищенню якості деталей, зменшенню відходів та збільшенню терміну служби інструменту.

Типи систем плунжерних подушок: гідравлічні, пневматичні та серво-механічні

Плунжерні подушки не є універсальним рішенням; вони бувають кількох різновидів, кожен з яких має унікальні характеристики, придатні для різних застосувань. Найпоширенішими є гідравлічні, пневматичні та новіші серво-механічні конструкції. Розуміння їхніх відмінностей є ключовим для оптимізації операцій пресування залежно від конкретних матеріалів, складності деталей та виробничих вимог.

Гідравлічні плунжерні подушки є найпоширенішим типом, особливо в важких застосуваннях. Вони використовують гідравлічну рідину, якою керують пропорційні клапани, щоб створювати високі зусилля з надзвичайною точністю. Як зазначено провідним експертом галузі Виробник , сучасні гідравлічні системи дозволяють програмувати профілі зусиль, тобто зусилля прижиму заготовки може змінюватися протягом ходу штампування, щоб відповідати змінним вимогам геометрії деталі. Такий рівень керування має вирішальне значення для формування сталей підвищеної міцності або складних автомобільних компонентів.

Пневматичні матричні подушки використовують стиснене повітря для створення зусилля. Вони, як правило, простіші та дешевші порівняно з гідравлічними аналогами, що робить їх придатними для менш навантажених застосувань, де вимоги до зусилля нижчі, а необхідність у високій точності є менш суворою. Хоча вони забезпечують гарну швидкість, їхній контроль зусилля зазвичай менш точний, ніж у гідравлічних систем, через стисливість повітря.

Серво-механічні матричні подушки , які часто називають «e-подушками», представляють найновіший етап розвитку цієї технології. Ці системи замінюють гідравлічні або пневматичні компоненти електричними сервомоторами та механічними приводами, такими як системи з зубчастою рейкою. За словами інноваторів із Fagor Arrasate , е-подушки пропонують найвищий ступінь керування, швидкості та енергоефективності. Вони навіть можуть застосовувати зусилля утримання під час підйому прес-плунжера, що є важливою функцією для контролю пружного відновлення в сучасних матеріалах. Хоча початкові витрати вищі, знижене споживання енергії та менші витрати на обслуговування можуть забезпечити швидкий повернення інвестицій.

Щоб уточнити ці відмінності, у таблиці нижче наведено пряме порівняння:

Ключова роль подушок матриці у застосуванні глибокої витяжки

Хоча подушки матриці корисні в багатьох операціях формування під пресом, вони є абсолютно необхідними для успішної глибокої витяжки. Цей процес, що використовується для виготовлення деталей, таких як панелі кузова автомобіля, кухонні раковини та складні корпуси, полягає у розтягуванні плоскої заготовки з листового металу в тривимірну форму. Матеріал зазнає сильних деформацій, і без точного контролю над його витягуванням у матрицю, невдача майже неминуча.

Механіка процесу глибокого витягування підкреслює важливість подушок. Коли пуансон преса витискає заготовку в порожнину матриці, зовнішню частину заготовки, відому як фланець, необхідно дозволити ковзати всередину. Призначення подушки матриці полягає в тому, щоб прикладати точно відкаліброване зусилля тримача заготовки до цього фланця. Це зусилля є делікатним балансом: воно має бути достатньо сильним, щоб запобігти утворенню зморшок від стискальних напружень у фланці, і водночас достатньо м’яким, щоб матеріал міг плавно текти, не розриваючись внаслідок надмірних розтягувальних напружень. Саме тому джерела, такі як Pressmachine-World.com підкреслюють їхню необхідність для глибокого витягування.

Сучасні пружинні подушки пропонують програмовані профілі зусиль, які особливо вигідні для складних штампувань. Потрібне прижимне зусилля часто не є постійним протягом усього ходу. Наприклад, на початку формування може знадобитися більше зусилля, щоб запобігти зморшкам, а потім зусилля зменшується в міру заглиблення витяжки, щоб уникнути розривів. Просунуті системи подушок можуть точно виконувати такі складні криві зусиль із високою повторюваністю, забезпечуючи стабільну якість деталей — від першої до останньої.

Такий рівень точності має першорядне значення в галузях, таких як автомобілебудування, де деталі глибокого витягування повинні відповідати суворим розмірним допускам. Компанії, що спеціалізуються в цій сфері, розраховують на передову технологію пресів для досягнення таких результатів. Наприклад, постачальники спеціальних штампувальних матриць для автомобільної промисловості, такі як Shaoyi (Ningbo) Metal Technology Co., Ltd. , використовують складні процеси для виготовлення високоякісних компонентів для OEM-виробників і постачальників першого рівня, чого часто вдається досягти завдяки точному контролю, який забезпечують сучасні системи пружинних подушок.

Сучасні функції та передові технології подушок матриць

Сучасні системи подушок матриць значно вдосконалилися порівняно з простими підпружиненими плитами. Тепер це складні програмовані мехатронні системи, які пропонують широкий спектр сучасних функцій, забезпечуючи операторам небачений контроль над процесом формування. Ці інновації мають вирішальне значення для роботи з важкими в обробці матеріалами, такими як високоміцна сталь і алюміній, а також для досягнення вузьких допусків, необхідних у сучасному виробництві.

Одним із найважливіших досягнень є можливість програмування всього циклу подушкі. Як зазначено в детальному аналізі видання The Fabricator, роботу сучасної подушкі можна розбити на кілька ключових етапів, кожен з яких піддається незалежному керуванню. До них входить передприскорення, коли подушка рухається, щоб узгодитися зі швидкістю повзунка преса безпосередньо перед ударом. Ця функція мінімізує ударне навантаження, зменшуючи шум та знос як матриці, так і самого преса. Після цього відбувається швидке збільшення тиску до необхідного зусилля прижиму заготовки.

Під час процесу штампування зусилля може бути запрограмовано як багатоступеневий профіль, який змінюється в міру опускання пуансона. Крім того, деякі системи пропонують функцію додаткового протягування у нижній мертвій точці (НМТ) ходу. Цей короткий рух униз запобігає пошкодженню деталі за рахунок пружності подушкі, коли повзун преса починає відводитися. Нарешті, зворотний хід можна контролювати, щоб вивести готову деталь у певне положення для забирання автоматикою, перш ніж повернутися у вихідне положення для наступного циклу.

Ще одним важливим досягненням є модульність і багатоточкове керування. Замість одного великого подушка система може бути побудована з кількох окремих циліндрових модулів, якими керують незалежно. Це дозволяє налаштовувати розподіл зусиль по матриці. Оператор може застосовувати більше або менше зусилля до окремих кутів або ділянок прижима заготовки, що надає потужний інструмент для усунення проблем із течією матеріалу в несиметричних або незвичайної форми деталях. Таке багатоточкове регулювання тиску є важливим для оптимізації виробництва складних компонентів і скорочення часу налагодження нових матриць.

Поширені запитання

1. Що таке подушка матриці?

Подушка витиснення — це компонент преса, який зазвичай приводиться в дію гідравлічною, пневматичною або сервоелектричною системою і розташований у стілі преса. Її функція полягає у забезпеченні контрольованого вертикального зусилля (протитиск) на тримач заготовки під час формування. Це контрольоване зусилля є важливим для регулювання протягування листового металу в матрицю, тим самим запобігаючи дефектам, таким як зморшки та розриви, особливо в процесах глибокого витягування.

2. Що таке тиск подушки в пресі?

Тиск подушки — це зусилля, що створюється системою подушки витиснення. Цей тиск можна регулювати, і часто його можна програмувати так, щоб він змінювався протягом ходу преса. Це критичний параметр при формуванні листового металу, оскільки безпосередньо контролює тертя та рух матеріалу в тримачі заготовки. Правильний тиск подушки забезпечує формування заготовки до потрібної форми без дефектів.

3. Що таке матриця в прес-інструменті?

У прес-формі матриця — це спеціальне інструментальне обладнання, яке формує заготовку. Зазвичай воно складається з чоловічого компонента (пуансон) та жіночого компонента (порожнина матриці або блок матриці). Листовий метал розміщують між цими компонентами, і коли прес закривається, пуансон примушує метал увійти в порожнину матриці, надаючи деталі її остаточної форми. Подушка матриці працює у поєднанні з матрицею для контролю процесу формування.