TÓM TẮT NHANH

Việc lựa chọn hành trình ép phù hợp là sự cân nhắc giữa năng suất (SPM) và khả năng thực hiện quy trình . Để cắt phôi, đục lỗ và các thao tác tốc độ cao , hãy chọn hành trình ngắn nhất có thể (thông thường từ 0,5 đến 1,5 inch) để giảm thiểu vận tốc va chạm, kéo dài tuổi thọ dụng cụ và tối đa hóa số lần hành trình mỗi phút. Hành trình ngắn hơn sẽ giảm khoảng cách mà trục trượt di chuyển, cho phép rút ngắn thời gian chu kỳ mà không làm tăng vận tốc trượt tại điểm va chạm.

Cho kéo sâu và tạo hình phức tạp , chiều dài hành trình được xác định bởi khoảng trống cần thiết cho chi tiết. Tiêu chuẩn trong ngành là chiều dài hành trình ít nhất phải bằng 2,5 lần chiều cao chi tiết hoàn chỉnh để đảm bảo đủ không gian tháo bỏ chi tiết và cấp liệu. Việc không đảm bảo khoảng trống này sẽ dẫn đến nguy cơ va chạm và lỗi trong việc cấp liệu tự động. Kỹ sư phải tính toán "cửa sổ cấp liệu"—khoảng thời gian sẵn có trong chu kỳ để bộ cấp liệu đẩy dải vật liệu tiến lên—khoảng thời gian này trở nên rất ngắn khi chiều dài hành trình và SPM tăng lên.

Cơ bản: Hành trình so với Chiều cao đóng & Chuyển động tay biên

Trước khi chọn các thông số kỹ thuật, điều quan trọng là phải phân biệt giữa hành trình ép và chiều cao đóng khuôn , vì các thuật ngữ này thường bị nhầm lẫn trong quá trình xác định thông số thiết bị. Hành trình ép là khoảng cách thẳng đứng tổng cộng mà trượt đi từ Điểm chết trên (TDC) đến Điểm chết dưới (BDC). Đây là đặc tính cố định của hình học trục khuỷu máy (trong máy ép cơ khí) hoặc là biến số có thể lập trình (trong máy ép servo/thủy lực).

Chiều cao đóng khuôn , ngược lại, là khoảng cách từ đáy của con trượt đến đỉnh của tấm đệm khi hành trình ở BDC. Chiều cao đóng quyết định chiều cao khuôn lớn nhất mà máy ép có thể chấp nhận, trong khi chiều dài hành trình quyết định chuyển động động học của quá trình tạo hình.

Hiểu được chuyển động hình sin của một máy ép cơ khí là yếu tố then chốt để lựa chọn hành trình. Trong một máy ép khuỷu tay tiêu chuẩn, con trượt không di chuyển với vận tốc không đổi. Nó tăng tốc từ trạng thái đứng yên tại TDC, đạt vận tốc cực đại ở vị trí 90 độ (giữa hành trình), và giảm tốc về bằng không tại BDC. Đặc điểm vật lý này có nghĩa là chiều dài hành trình trực tiếp quyết định vận tốc va chạm . Một hành trình dài hơn khiến đầu búa di chuyển nhanh hơn ở điểm giữa để vượt quãng đường lớn hơn trong cùng một khoảng thời gian, từ đó tăng đáng kể năng lượng động được truyền đến bộ dụng cụ khi tiếp xúc.

Lý do chọn hành trình ngắn: Dập biên dạng và năng suất cao

Đối với các thao tác liên quan đến chi tiết phẳng, khuôn dập tiến dần hoặc dập biên dạng đơn giản, quan điểm thống nhất của giới kỹ thuật là rõ ràng: hãy sử dụng hành trình ngắn nhất có thể . Việc giảm thiểu chiều dài hành trình mang lại ba lợi thế kỹ thuật quan trọng, ảnh hưởng trực tiếp đến ROI và OEE (Hiệu suất Sử dụng Thiết bị Tổng thể).

1. Giảm vận tốc va chạm và mài mòn dụng cụ

Tuổi thọ dụng cụ thường phụ thuộc vào vận tốc mà mũi đột va vào vật liệu. Vận tốc va chạm cao sinh ra nhiệt lượng và sóng xung kích quá mức, gây hiện tượng vỡ vụn và mỏi mũi đột sớm. Bằng cách giảm chiều dài hành trình, bạn hiệu quả làm giảm vận tốc của trượt ngang tại điểm tiếp xúc.

Dữ liệu chỉ ra rằng giảm chiều dài nhịp điệu một nửa có thể làm giảm tốc độ va chạm khoảng 28%- Không. Ví dụ, một máy in chạy với một nhịp 40mm có thể chạm vào vật liệu với tốc độ 25mm / giây, trong khi một nhịp 20mm ở cùng SPM sẽ chỉ tác động với tốc độ 18mm / giây. Việc giảm giảm này làm giảm đáng kể tải trọng cú sốc trên đấm, kéo dài đáng kể khoảng thời gian giữa việc mài.

2. Tăng tốc độ sản xuất (SPM)

Các nhịp ngắn hơn cho phép nhịp cao hơn mỗi phút (SPM) mà không vượt quá giới hạn tốc độ quan trọng của công cụ hoặc thiết bị cấp. Nếu bạn giảm đường đâm từ 1,0 inch xuống 0,5 inch, về mặt lý thuyết bạn có thể tăng gấp đôi SPM của máy in trong khi vẫn duy trì một hồ sơ tốc độ trượt tương tự. Đây là động lực chính cho việc đóng dấu tốc độ cao của các đầu cuối điện và các lớp phủ động cơ.

3. Cửa sổ nguồn cấp dữ liệu tối ưu

Trong dập tốc độ cao, yếu tố giới hạn thường là bộ cấp liệu chứ không phải máy ép. Dải vật liệu chỉ được dịch chuyển khi các chày đã thoát khỏi vật liệu ("cửa sổ cấp liệu"). Một hành trình ngắn sẽ tối đa hóa phần chu kỳ trục khuỷu có sẵn để cấp liệu. Với hành trình ngắn, các chày thoát khỏi vật liệu nhanh hơn khi đi lên và tiếp xúc muộn hơn khi đi xuống, tạo ra một cửa sổ góc trục khuỷu rộng hơn (ví dụ: từ 270° đến 90°) để bộ cấp liệu servo đẩy vật liệu tiến.

Lý do sử dụng hành trình dài: Kéo sâu & Tạo hình phức tạp

Mặc dù hành trình ngắn mang lại tốc độ, nhưng về mặt vật lý lại không thể thực hiện được trong các ứng dụng kéo sâu. Trong trường hợp này, chiều dài hành trình là bắt buộc và được quy định bởi kích thước vật lý của chi tiết và các yếu tố nhiệt động lực học trong quá trình tạo hình.

Quy tắc khoảng cách 2,5 lần

Đối với các bộ phận kéo sâu (cốc, lon, vỏ), hạn chế chính là loại bỏ bộ phận. Bạn cần đủ không gian dọc để nhấc phần hoàn thành ra khỏi die và xóa hệ thống chuyển. Quy tắc tiêu chuẩn là:

Chiều dài đường đạp ≥ 2,5 × chiều cao của bộ phận hoàn thành

Ví dụ, nếu bạn đang vẽ một lon đồ uống cao 4 inch, bạn thường cần một nhịp ít nhất 10 inch. Điều này giải thích cho 4 inch của bản thân bộ phận, nâng kéo và khoảng trống cần thiết cho cánh tay chuyển hoặc bộ cho ăn để di chuyển bộ phận ra ngoài mà không va chạm.

Tiện dụng năng lượng và mô-men xoắn

Khai thác sâu đòi hỏi trọng tải bền vững cao hơn trong đường đâm, lâu trước khi slide đạt đến BDC. Máy ép cơ học chỉ được định giá cho trọng tải đầy đủ gần đáy (thường là 30 ° trên BDC). Một đợt đập dài hơn thay đổi đường cong mô-men xoắn, có khả năng làm giảm trọng tải có sẵn tại điểm tiếp xúc ban đầu. Khi chọn một máy in nhịp dài để vẽ, các kỹ sư phải xác minh đường cong giảm mô-men xoắn để đảm bảo máy in có đủ năng lượng (capacity flywheel) và mô-men xoắn để bắt đầu kéo bằng một vài inch trên BDC mà không bị trì hoãn.

Tính toán chiều dài nhịp đập tối ưu

Chọn nhịp chính xác liên quan đến một ma trận tính toán xem xét thời gian cấp, hình học bộ phận và tốc độ in. Sử dụng dòng logic sau đây để xác định thông số kỹ thuật:

• Bước 1: Xác định khoảng cách tối thiểu. Đối với các bộ phận phẳng, đây chỉ đơn giản là thang máy cần thiết để thanh toán cho phi công. Đối với các bộ phận được hình thành, áp dụng quy tắc chiều cao 2,5x.
• Bước 2: Tính toán các yêu cầu về cửa sổ cấp thức ăn. Xác định bao nhiêu độ của chu kỳ cuộn được chặn bởi công cụ tham gia vật liệu.
  CÔNG THỨC: Ngọn góc bị chặn = 2 × arcsin (( (Chiều sâu của kéo + khoảng trống) / (Bước / 2) ).
• Bước 3: Đánh giá tốc độ cấp. Nếu góc "mở" còn lại không đủ để bộ cấp dữ liệu của bạn chỉ mục chiều dài pitch ở SPM mong muốn, bạn phải tăng đường đập (để mở rộng cửa sổ) hoặc nâng cấp lên một bộ cấp dữ liệu nhanh hơn.
• Bước 4: Kiểm tra giới hạn tốc độ. Tính toán tốc độ va chạm ở nhịp và SPM được đề xuất. Nếu nó vượt quá giới hạn được khuyến cáo của thép công cụ (thường phụ thuộc vào loại vật liệu và độ dày), bạn phải giảm đường đập hoặc SPM.

Đối với các nhà sản xuất đòi hỏi sự linh hoạt cực kỳnhư các nhà cung cấp cấp hạng 1 ô tô sản xuất cả bracket phẳng và vỏ kéo sâu máy Ép Servo hoặc máy ép thủy lực thường là sự lựa chọn tốt hơn. Những máy này cho phép các hồ sơ nhịp có thể lập trình, cho phép chế độ "nhịp ngắn" để làm trống và chế độ "nhịp dài" để vẽ trên cùng một thiết bị.

Các sự đánh đổi về hoạt động: Tốc độ, Năng lượng và Bảo trì

Việc lựa chọn chiều dài hành trình ép sẽ ảnh hưởng lâu dài đến chi phí bảo trì và vận hành. Việc sử dụng máy ép hành trình dài để làm công việc hành trình ngắn (ví dụ: đột dập vòng đệm phẳng trên máy ép có hành trình 10 inch) là một sai lầm phổ biến nhưng tốn kém. Hành trình trượt dư thừa tạo ra ma sát không cần thiết, lãng phí năng lượng bánh đà và buộc máy ép phải chạy chậm hơn so với tiềm năng của nó.

Hơn nữa, việc duy trì độ căn chỉnh của máy ép trở nên cực kỳ quan trọng khi chiều dài hành trình tăng lên. Các lực đẩy ngang tác động lên các bạc dẫn được khuếch đại trong các thao tác hành trình dài, đặc biệt nếu tải trọng không nằm ở tâm. Việc bảo trì định kỳ các bạc dẫn và hệ thống bôi trơn là điều bắt buộc đối với các máy hành trình dài.

Đối với các nhà sản xuất ô tô đang cân nhắc những yếu tố phức tạp này, việc hợp tác với một nhà gia công chuyên biệt thường có thể giảm thiểu rủi ro do thiết bị không phù hợp. Các công ty như Shaoyi Metal Technology tận dụng các khả năng máy ép tiên tiến lên đến 600 tấn để quản lý các yêu cầu hành trình đa dạng, cung cấp các bộ phận đạt chứng nhận IATF 16949 như đòn điều khiển và khung phụ mà không cần đầu tư vốn nội bộ vào các máy móc chuyên dụng hành trình dài.

Các câu hỏi thường gặp

1. Chúng ta nên chọn tốc độ máy ép dựa trên năng suất hay bảo trì?

Mặc dù năng suất (SPM) là mục tiêu, nhưng bảo trì mới nên là yếu tố quyết định giới hạn. Vận hành máy ép nhanh hơn khả năng chịu đựng của bộ khuôn hoặc hệ thống cấp liệu sẽ dẫn đến các lần dừng nhỏ, lỗi cấp phôi và gãy dụng cụ, làm phá hủy OEE. Tốt hơn hết là vận hành ổn định ở 80% tốc độ tối đa thay vì chạy ở 100% với thời gian ngừng hoạt động bất ngờ xảy ra thường xuyên.

2. Sự khác biệt giữa hành trình máy ép và chiều cao đóng (shut height) là gì?

Hành trình máy ép là khoảng cách động mà trục trượt di chuyển từ trên xuống dưới (TDC đến BDC). Chiều cao đóng là khoảng không gian tĩnh sẵn có cho khuôn khi trục trượt ở vị trí thấp nhất (BDC). Việc tăng chiều dài hành trình không làm thay đổi chiều cao đóng, nhưng điều chỉnh vít điều chỉnh trượt sẽ thay đổi chiều cao đóng mà không làm thay đổi chiều dài hành trình.

3. Tại sao hành trình máy ép ngắn hơn lại tốt hơn cho tuổi thọ khuôn?

Một hành trình ngắn hơn làm giảm vận tốc va chạm của đầu đấm khi tiếp xúc với vật liệu. Vì trục ram di chuyển quãng đường ngắn hơn trong cùng một khoảng thời gian, nên nó di chuyển chậm hơn tại điểm va chạm. Việc giảm năng lượng động này giúp tối thiểu hóa độ sốc, sinh nhiệt và mài mòn do ma sát trên các cạnh cắt.