Посібник з основних типів автомобільних штампувальних прес-форм

Коротко

Штампувальні матриці для автомобілебудування — це спеціалізовані інструменти, необхідні для вирізання та формування листового металу у точні деталі автомобілів. Основні типи класифікуються за ступенем операційної складності: одностанційні матриці, такі як заготовочні або компаундні, виконують одну операцію за хід преса й ідеально підходять для простіших деталей та менших обсягів. Багатостанційні матриці, включаючи прогресивні та трансферні, послідовно виконують кілька операцій у єдиному пресі, що робить їх надзвичайно ефективними для складного виробництва великих обсягів.

Основи: що таке штампувальна матриця для автомобілебудування?

Автомобільна штампувальна матриця — це прецизійний інструмент, який використовується в процесі формування металу для розрізання, формування та обробки листового металу на конкретні компоненти для транспортних засобів. Функціонуючи всередині високотискового штампувального преса, матриця діє як форма, яка надає металу форми — від великих панелей кузова й дверей до менших складних кріплень і конструктивних елементів. Цей процес є основою сучасного автомобілебудування, забезпечуючи масове виробництво однакових деталей із винятковою точністю та повторюваністю.

Механізм полягає в розміщенні аркуша металу між двома половинками матриці. Прес-ножиці потім прикладають величезне зусилля, внаслідок чого метал набуває форми матриці. Ця дія може або розрізати метал, або сформувати його у тривимірну деталь. Різниця між цими операціями є критично важливою: операції різання включають такі процеси, як вирубка (різання зовнішньої форми) та пробивання (пробивання отворів), тоді як формувальні операції включають гнучіння, витягування (розтягування металу в порожнину) та клеймення. Для виготовлення окремого автомобільного компонента може знадобитися кілька таких операцій.

Значення штампувальних матриць у автомобільній промисловості не можна переоцінити. Вони дозволяють виробникам швидко виготовляти легкі, але міцні деталі, що є необхідним для досягнення виробничих цілей та забезпечення безпеки й ефективності транспортних засобів. Як детально описано експертами з виробництва в ALSETTE , кожен штамп розроблено таким чином, щоб виготовляти певну деталь, забезпечуючи, що кожен компонент відповідає суворим розмірним допускам, необхідним для безперебійної збірки транспортного засобу.

Основні категорії: одностанційні та багатостанційні штампи

Штампи класифікуються на два основні типи залежно від їхньої конструкції: одностанційні та багатостанційні. Ця фундаментальна відмінність визначає технологічний процес, ефективність та придатність для різних типів компонентів. Розуміння цієї класифікації надає чіткі рамки для сприйняття більш конкретних типів штампів, що використовуються у виробництві.

Одностанційні матриці, також відомі як одноетапні матриці, виконують одну конкретну операцію за кожен хід преса. Наприклад, на одному пресі може бути встановлена ​​заготовка для вирізання початкової форми, а отримана деталь потім повинна бути переміщена на інший прес із пробивною матрицею, щоб додати отвори. Цей підхід є простим і, як правило, передбачає нижчі початкові витрати на оснащення. Тому одностанційні матриці зазвичай використовуються для простіших компонентів, виробництва невеликих партій або для створення прототипів, де гнучкість важливіша за швидкість.

Навпаки, багатостанційні матриці розроблені для послідовного виконання кількох операцій у межах одного преса. Заготовка проходить через серію станцій, причому кожна станція виконує окрему задачу різання або формування. Цей інтегрований процес є високоефективним і значно швидшим, ніж використання кількох одностанційних установок. Як пояснює Premier Products of Racine, Inc. , цей метод є найкращим вибором для високоволюмного виробництва складних деталей, де пріоритетними є ефективність та вартість одиниці продукції. Два найпоширеніші типи багатостанційних матриць — це прогресивні та трансферні матриці.

Детальний огляд багатостанційних матриць: прогресивні та трансферні

У межах категорії багатостанційних матриць прогресивні та трансферні матриці представляють два різних підходи до високоволюмного виробництва. Вибір між ними значною мірою залежить від розміру, складності деталі та цілей щодо ефективності використання матеріалу. Обидва типи здатні виготовляти складні компоненти, але досягають цього різними методами обробки матеріалу.

Прогресивні штампи

У поступовому штампі котушку або смугу листового металу подають через прес. Смуга залишається цілісною під час руху через серію станцій, кожна з яких виконує певну операцію, наприклад пробивання, клеймування або гнучку. Деталь поступово формується і відокремлюється від металевої смуги лише на останній станції. Цей безперервний процес подачі дозволяє досягти дуже високої швидкості виробництва, що робить поступові штампи ідеальними для виготовлення великої кількості невеликих та середніх деталей, таких як кронштейни, затискачі та електронні з'єднувачі.

Передачні штампи

Передавальна матриця працює інакше. Процес починається з вирізання заготовки з листового металу. Ця окрема заготовка потім механічно передається з однієї станції на іншу за допомогою системи, такої як роботизовані руки або захоплювачі. Кожна станція — це незалежна матриця, що виконує одну операцію. Оскільки деталь не прикріплена до стрічки-носія, цей метод краще підходить для великих і складних компонентів, таких як глибоковитягнуті оболонки, рами та конструктивні елементи. Однією з ключових переваг, підкреслених Larson Tool & Stamping є те, що передавальні матриці значно зменшують відходи матеріалу, оскільки не потрібна стрічка-носій.

Вивчення одностанційних та спеціалізованих матриць

Хоча багатостанційні матриці призначені для масового виробництва, широкий спектр одностанційних і спеціалізованих матриць виконує важливі функції як у середовищах з низьким, так і з високим обсягом виробництва. Ці матриці часто спеціалізуються на виконанні одного або двох дуже специфічних завдань із великою точністю. Розуміння цих типів є необхідним для повного уявлення про штампувальні операції.

• Штампи для вирізання: Це один із найпоширеніших типів матриць. Заготовна матриця використовується для вирізання певної форми — «заготовки» — із більшого аркуша металу. Вирізана частина є бажаною деталлю, а решта матеріалу стає відходами. Це часто перший крок у багатоетапному виробничому процесі.
• Пробивні матриці: Зворотний варіант заготовної матриці — пробивна матриця, яка пробиває отвори, прорізи чи інші вирізи у заготовці. У цьому випадку відходами є витиснений матеріал, тоді як основний аркуш є бажаною деталлю.
• Комбіновані штампи: Ефективний тип одностанційної матриці, компаундна матриця виконує кілька операцій різання за один хід преса. Наприклад, вона може вирізати зовнішній контур шайби, одночасно пробиваючи центральний отвір. Це забезпечує чудову концентричність між елементами і є ідеальним варіантом для виготовлення плоских деталей, таких як прокладки та шайби, з високою точністю.
• Комбіновані матриці: Подібно до компаундних матриць, комбіновані матриці виконують більше ніж одну операцію за хід. Однак вони поєднують операцію різання з операцією формування (не різання), наприклад, вирізання та гнучіння одночасно.
• Матриці для формування та витягування: Ці матриці формують метал без його розрізання. Матриці для формування використовуються для згинання або формування деталей, таких як кронштейни, тоді як матриці для витягування розтягують або витягують листовий метал у глибоку тривимірну форму. Витягування — це процес, який використовується для виготовлення компонентів, таких як картери двигунів і панелі кузова.
• Матриці для клеймування та тиснення: Ці спеціалізовані матриці використовуються для додавання тонких деталей або малюнків на металеву поверхню. Матриці для клеймування створюють надзвичайний тиск, щоб метал заповнив складні елементи матриці, утворюючи високодеталізовані деталі. Матриці для тиснення створюють рельєфні або заглиблені малюнки на листовому металі, найчастіше з декоративною метою або для додавання функціональних елементів, таких як поверхні для кращого захоплення, як зазначено DureX Inc.

Критерії відбору: Як обрати правильну матрицю

Вибір відповідної штампувальної матриці — це важливе рішення, яке безпосередньо впливає на вартість виробництва, якість та ефективність. Вибір не є довільним, а ґрунтується на сукупності технічних та економічних чинників. Виробникам необхідно ретельно оцінювати вимоги свого проекту порівняно з можливостями кожного типу матриць, щоб знайти оптимальне рішення.

Основні критерії вибору матриць, як зазначають експерти галузі, такі як JV Manufacturing Co. , є складністю деталей, обсягом виробництва та властивостями матеріалу. Прості, плоські частини для малого обсягу можуть бути вироблені економічно ефективним шляхом використання одностанційних штампів, таких як маркування або складні штампи. Однак для складного компоненту з декількома вигинами та характеристиками, необхідними в кількостях в сотні тисяч, прогресивна розтинка майже завжди є необхідним вибором для досягнення необхідної швидкості та низьких витрат на частину, незважаючи на високі початкові інвестиції.

Часто вирішальним фактором є обсяг виробництва. Високі початкові витрати на проектування та будівництво прогресивної або переносної штамповки є виправданими тільки тоді, коли вони поширені на велику кількість частин. Для менших партий більш економічні довгі цикли і ручна обробка, пов'язані з одностанційними штампами. Також вирішальну роль відіграють матеріальні властивості. Більш жорсткі або товсті матеріали, такі як високопростіжна сталь, вимагають більш міцних і стійких до зносу штампів, що може вплинути на конструкцію та вартість інструментів.

Для прийняття таких складних рішень часто потрібен глибокий досвід. Наприклад, спеціалізовані виробники, такі як Shaoyi (Ningbo) Metal Technology Co., Ltd. працювати з клієнтами з автомобільної промисловості для розробки та виробництва спеціальних штампових штамповок, адаптованих до конкретних вимог компонентів, від швидкого прототипу до масового виробництва. В кінцевому рахунку, ретельний аналіз цих факторів гарантує, що обрана технологія розтинки відповідає як інженерним специфікаціям, так і бізнес-цілям проекту.

Поширені запитання

1. Які чотири основні типи металевого штампування?

Хоча існує багато конкретних операцій, чотири найбільш поширені категорії металевого штампування - прогресивне штампування на розцілках, штампування на переміщеній розцілках, глибокомалюване штампування та багатосвідове штампування. Прогресивна і трансферна штамповка включають багатостанційні штампування для виробництва великих обсягів. Глибоке малювання - це процес формування для створення глибоких порожниних деталей, а багатослайдова штампованість використовує кілька рухомих слайдів для формування складних деталей з різних напрямків.

2. Які різні форми маркування?

У контексті виробництва «матриця» — це спеціалізований інструмент, який використовується для різання або формування матеріалу за допомогою преса. Основні види включають різальні матриці (наприклад, пробивання заготовок і перфорацію), які зрізають матеріал, та формувальні матриці (наприклад, гнучку, витяжку та клеймування), які формують матеріал без його розрізання. Їх можна додатково поділити на одностанційні, комбіновані, поступові та трансферні матриці залежно від ступеня експлуатаційної складності.

3. Скільки існує типів штампування?

Існує багато конкретних видів операцій штампування, кожна з яких призначена для певної функції. Основні процеси включають пробивання заготовок, перфорацію, гнучку, витяжку, формування, клеймування та тиснення. Ці операції можна поєднувати різноманітними способами, використовуючи різні типи матриць (прості, комбіновані, поступові тощо), щоб створювати практично необмежену кількість металевих деталей.