Основы штамповки: сначала определите процесс изготовления штампованной детали.

Пхучит/iStock/Getty Images Plus

Примечание автора: поскольку прошло около 15 лет с момента выхода серии «Основы штампов 101», меня попросили написать еще серию статей об основах проектирования и изготовления штамповочных штампов. Поскольку опытные производители инструментов и инженеры выходят на пенсию, многие компании изо всех сил пытаются найти и нанять людей с базовыми знаниями в области инструментов для штамповки металлов. Я надеюсь, что эта серия статей поможет познакомить читателей со всеми важными шагами и процессами, необходимыми для проектирования и изготовления штампа. Также обратите внимание на вторую и третью части этой серии.

Штамповочная матрица обычно представляет собой единственный в своем роде инструмент, разработанный по индивидуальному заказу. В отличие от покупного товара, к нему не прилагаются инструкции по сборке, эксплуатации и обслуживанию. Если хотя бы один из этих факторов не будет выполнен правильно, это может привести к катастрофическому выходу из строя инструмента и штамповки.

Но обо всем по порядку.

Прежде чем вы сможете даже начать думать о процессе, необходимом для проектирования и изготовления штампа, вы должны определить, действительно ли рассматриваемая деталь может быть изготовлена ​​с использованием штамповки листового металла. Многие детали имеют размерные характеристики и допуски, которые невозможно обеспечить с помощью обычного процесса штамповки, поэтому их необходимо изготавливать альтернативным методом, например литьем с последующей механической обработкой до заданного допуска.

Требуются годы опыта, чтобы увидеть деталь и определить, можно ли ее штамповать. И то, что деталь можно изготовить штамповкой, не означает, что это следует делать. Штамповочные штампы для листового металла обычно предназначены для производства очень больших объемов деталей. Для небольших объемов деталей иногда имеет смысл производить детали, используя более дешевые методы, такие как гибка листогибочным прессом, сварка и механическая обработка.

Не путайте конструктора штампов с инженером-технологом. Инженеры-технологи определяют этапы процесса, которые необходимо выполнить для превращения плоского листового металла из заготовки в готовую деталь. Это может быть линейный кубик с одной станцией или прогрессивный штамп с 40 станциями. Это, бесспорно, самый важный шаг, определяющий успех операции штамповки. Если процесс изготовления детали, даже одна операция формовки или резки, неправильна, процесс штамповки и штамповки не удастся.

Разработчики штампов максимально легко определяют механические средства для выполнения этих этапов процесса. Конструктор штампа принимает такие решения, как тип инструментальной стали, геометрия штампа и длина штампа. Опытные конструкторы штампов часто также выступают в роли инженеров-технологов, то есть они определяют количество шагов, необходимых для изготовления детали, а также проектируют механические средства выполнения процесса.

Прежде чем определить этапы, необходимые для изготовления детали, необходимо проанализировать отпечаток детали, внимательно изучив геометрию детали, заданный допуск, а также тип и толщину материала. Эти последние два фактора имеют решающее значение при выборе этапов производственного процесса и конструкции инструмента. Не думайте, что деталь может быть изготовлена ​​из указанного материала. Тот факт, что он был разработан для изготовления из определенного металла, не означает, что он может быть изготовлен из этого материала.

Чтобы принять правильное решение относительно этапов процесса, необходимых для изготовления детали, и инженер-технолог, и разработчик штампа должны понимать влияние, которое материал детали оказывает на процесс и конструкцию инструмента. Материал детали влияет:

Доступны тысячи различных черных и цветных металлов, каждый из которых имеет свои особенности. Материалы от титана до золота можно штамповать. Как я говорю участникам семинара, чтобы успешно обрабатывать, проектировать или устранять неисправности листового металла, вы должны сначала «думать, как металл». Например, если вы думаете о низкоуглеродистой стали для волочения и пытаетесь формовать алюминий, у вас, скорее всего, возникнут проблемы. Это не значит, что алюминий плох; это просто другое.

Если вы обрабатываете деталь, требующую большого растяжения или вытягиваемости, не пытайтесь выполнить ее при недостаточном количестве данных. Например, не довольствуйтесь знанием того, что это сталь 1018. Вместо этого выясните предел прочности и текучести материала, процент удлинения и, когда это возможно, среднее значение n (крутизна кривой растяжения-деформации) и среднее значение r (отношение истинной деформации по ширине к истинной деформации по толщине в конкретном случае). значение деформации длины). Узнайте, имеет ли металл покрытие или предварительно окрашенный. Если это цветной металл, выясните, является ли он полностью твердым, очень мягким или полутвердым. Также, если металл будет тянуться, выясните, качественный ли он.