Если вы когда-либо работали с штамповкой металла, вы знаете, что нет ничего более неприятного, чем серия штампованных деталей, которые должны быть идентичными, но в конечном итоге имеют странные несоответствия размеров, изгибы под углом или отверстия, которые не совпадают с оснасткой. Как человека, который занимался поставками кривошипных прессов с рамой Gap (вы также можете услышать, что они называются кривошипными прессами с C-образной рамой, что, по сути, одно и то же для наших целей), меня все время спрашивают: почему даже штампованные детали высшего класса иногда не попадают в цель? После устранения неполадок в сотнях штамповочных мастерских за последнее десятилетие я увидел всех возможных виновников, и многие из них напрямую связаны с тем, как работает сам пресс, а также с несколькими небольшими ошибками, от которых легко отмахнуться, пока они не начнут портить детали.
Начнем с самого пресса, потому что это основа любой штамповки. Не все прессы с С-образной рамой одинаковы, и выбор неправильного для вашей детали пресса понизит точность еще до того, как вы запустите первую деталь. Например, если вы штампуете большие детали, для которых требуется инструмент, выходящий далеко в сторону, стандартная C-образная рама может не дать вам достаточного зазора, но модель с глубоким вырезом подойдет - подождите, это на самом деле хороший пример: если вы возьмете стандартный однокривошипный пресс с C-образной рамой (проверьте это здесь: Однокривошипный пресс с C-образной рамой) для детали глубокой вытяжки, которая требует дополнительного вылета, рама будет изгибаться под нагрузкой, и эта гибкость непосредственно переносится на детали, которые немного короче или имеют стенки. такой худой. То же самое касается и слишком малого тоннажа пресса: если вашей детали требуется усилие 50 тонн, а вы запускаете ее на 30-тонном прессе, вы не просто рискуете повредить пресс — вы не прикладываете достаточно постоянного усилия для полной формовки детали, что приводит к нестабильным размерам в каждом цикле.
Конструкция кривошипа – еще один важный вопрос. Двухкривошипные и однокривошипные прессы — я заметил, что многие новые владельцы магазинов путают эти понятия. Пресс с одним кривошипом проще, дешевле, отлично подходит для небольших и неглубоких деталей, но он имеет небольшое «раскачивание» при вращении кривошипа, особенно в нижней части хода. Для деталей, требующих жестких допусков (например, автомобильных кронштейнов или корпусов электронных устройств), колебание в 0,001 дюйма может показаться не таким уж большим, но в сумме оно составляет более 1000 деталей. С другой стороны, в прессах с двойным кривошипом два кривошипа работают синхронно, поэтому они устраняют это вращательное колебание - вы можете увидеть это здесь: Пресс с двойным кривошипом с C-образной рамой. Компромисс? Они немного дороже, но для работ с высокими допусками дополнительная стабильность не подлежит обсуждению. Кроме того, механический износ кривошипа и подшипников с течением времени является бесшумным убийцей. Если вы не проводите ежемесячные проверки и не заменяете изношенные втулки или шатунные шейки, длина хода может начать меняться на тысячи дюймов, и ваши детали последуют этому примеру. Ко мне приходили магазины с печатными машинами, которым 10 лет и которые не требуют технического обслуживания, и нам приходилось в одночасье проводить с ними небольшие исправления, которые устраняли проблемы с точностью.
Далее, жесткость рамы — это главный плюс рамных прессов Gap. Вся форма буквы «С» означает, что рама слегка открывается, когда вы применяете усилие, верно? Это называется «прогибом рамы», и даже хорошая рама немного прогибается при полной нагрузке. Но если ваша рама сделана из тонкой стали или плохо обработана, это отклонение будет намного выше, и оно непостоянно, поскольку зависит от того, где размещены инструменты. Например, если вы запустите деталь с набором инструментов до упора в переднюю часть рамы, прогиб будет больше, чем если бы вы установили ее в центре, поэтому детали с передней стороны пресса будут немного отличаться от деталей из центра. Вот почему прессы с глубокой горловиной (см. здесь: Пресс с глубокой горловиной C-образной рамы) спроектированы так, чтобы минимизировать это неравномерное отклонение - они имеют дополнительные распорки вдоль горловины, чтобы сохранять рамку жесткой даже при выдвинутом инструменте. Если ваш нынешний пресс показывает неравномерные размеры деталей из стороны в сторону или спереди назад, первое, что я бы проверил, это жесткость рамы, а не инструменты (я вижу, как магазины тратят часы на замену инструментов только для того, чтобы понять, что проблема в прессе).
Теперь давайте поговорим о частях пресса, которые приводят в движение плунжер — систему привода и наведение плунжера. Толкатель — это та часть, которая толкает инструмент вниз, поэтому, если он не движется прямо вверх и вниз, ваши детали оторвутся. На старых механических прессах направляющие плунжера могут изнашиваться, в результате чего остается боковой люфт, из-за которого плунжер смещается влево или вправо при движении. Этот боковой люфт меняется в месте соприкосновения инструмента с заготовкой, что приводит к наклонным отверстиям или неравномерным изгибам. Новые прессы имеют линейные направляющие поршня, которые намного более точны, но они нуждаются в регулярной смазке — пропустите еженедельную проверку смазки, и вы получите трение, из-за которого плунжер будет двигаться непоследовательно. Кроме того, я часто наблюдаю кое-что: несбалансированные нагрузки. Если вы установите тяжелую деталь на одну сторону инструмента, плунжер сместится под весом, и даже если это небольшое смещение, деталь испортится. Решение состоит в том, чтобы всегда центрировать инструмент и заготовку на пути загрузки пресса — без исключений.
Подождите, я должен упомянуть здесь механические прессы и другие типы, потому что многие люди не понимают разницы. В наших механических прессах с C-образной рамой (здесь: Механический пресс с C-образной рамой) для передачи энергии используются маховик и сцепление, что очень стабильно при больших объемах работ, но если сцепление проскальзывает, это сильно снижает точность. Если сцепление не включается полностью в каждом цикле, плунжер может остановиться на 0,002 дюйма выше или ниже, чем при последнем проходе, что приведет к тому, что детали будут недостаточно сформированы (если он останавливается высоко) или перештампованы (если он останавливается низко). С другой стороны, в гидравлических прессах используется жидкость, поэтому их усилие можно регулировать, но они имеют большее отклонение под нагрузкой, поэтому механические прессы лучше подходят для жестких допусков. Но даже самый лучший механический пресс не может справиться с изношенным сцеплением или неправильной регулировкой сцепления — ежемесячно проверяйте давление воздуха в сцеплении (если у вас есть пневматическое сцепление) и регулируйте его в соответствии со спецификациями производителя, а не в соответствии с тем, что кажется правильным.
Оснастка очевидна, но я все еще вижу, как магазины списывают проблемы с точностью на «износ оснастки», хотя на самом деле они связаны с прессом. Но давайте будем честными: тупая или неправильно выровненная оснастка испортит детали, независимо от того, насколько хорош ваш пресс. Если ваши пуансоны имеют сколы или штампы изношены в определенных местах, деталь будет тоньше неравномерно или иметь заусенцы, которые изменят размеры. Но даже совершенно новый инструмент может вызвать проблемы, если он не совмещен с поршнем пресса. Если инструмент не идеально параллелен станине пресса, каждый раз, когда вы штампуете деталь, она прижимается под углом, что приводит к наклону сторон или смещению центра детали. Это быстрое решение — большинство магазинов используют циферблатный индикатор для проверки параллельности, но я готов поспорить, что 30% штамповочных мастерских, которые я посетил, не делают этого регулярно. Кроме того, размер заготовки и консистенция материала: если вы используете заготовки немного разной толщины, сила штамповки меняется, поэтому конечные размеры детали изменяются. То же самое и с твердостью материала: если вы перейдете на партию стали, которая тверже предыдущей, вам, возможно, придется отрегулировать усилие пресса, чтобы сохранить точность детали. Многие магазины пропускают тестирование партий материалов, и это распространенный скрытый фактор.
Скорость цикла — еще одна вещь, о которой люди не говорят. Когда вы работаете с большим объемом печати, возникает соблазн увеличить скорость пресса, чтобы производить больше деталей в час, но слишком высокая скорость снижает точность. Почему? Потому что на более высоких скоростях у плунжера остается меньше времени для полного зацепления инструмента и равномерного формирования детали. Кроме того, маховику механических прессов требуется доля секунды, чтобы достичь полной скорости — если вы начнете штамповать до того, как он наберет скорость, сила будет непостоянной. Обычно я рекомендую работать на скорости 80 % от максимальной скорости печатной машины для работ с высокими допусками. Если вам нужно более быстрое время цикла, приобретите более скоростной пресс, не выталкивайте текущий за рамки оптимального.
Тепловое расширение может показаться случайным, но это реальная проблема, особенно с металлическими деталями. Когда пресс работает целый день, рама, плунжер и оснастка слегка нагреваются — металл расширяется, когда он теплый, поэтому расстояние между плунжером и станиной меняется, в результате чего детали становятся немного толще или тоньше, чем они были утром. Например, если вы штампуете деталь, для которой требуется определенный внутренний диаметр, расширение плунжера на 0,005 дюйма может сделать этот внутренний диаметр слишком маленьким. Исправление? Проведите несколько испытаний деталей за 10 минут до запуска производства, чтобы пресс стабилизировался, затем отрегулируйте высоту штампа, чтобы компенсировать небольшое расширение. Многие цеха сразу же начинают производство и задаются вопросом, почему первые 50 деталей отличаются от последних 500, и виной этому обычно является тепловое расширение.
И последнее, но не менее важное: ошибка оператора. Я знаю, это звучит банально, но это встречается гораздо чаще, чем вы думаете. Например, не загружать заготовку прямо в матрицу, не проверять высоту матрицы между проходами или игнорировать небольшие предупреждающие знаки, такие как странные звуки пресса. В прошлом году у меня был клиент, который получал 10% деталей с несовмещенными отверстиями, и оказалось, что оператор каждые 50 деталей переворачивал заготовку неправильно. Другой цех пропустил проверку высоты штампа, потому что это занимало «слишком много времени», и через неделю штамп сместился на 0,003 дюйма, испортив целую партию деталей. Обучение вашего оператора выявлять мелкие проблемы и придерживаться регулярного контрольного списка (смазка, проверка выравнивания плунжера, подтверждение размещения инструментов) имеет большое значение для обеспечения точности деталей.
В конце концов, точность штампованных деталей — это совместная работа пресса, оснастки, материала и оператора. Если вы сталкиваетесь с проблемами постоянной точности, начните с вопроса: правильно ли я выбрал для себя пресс с C-образной рамой? Проводил ли я регулярное техническое обслуживание кривошипа, направляющих цилиндра и сцепления? Выровнены ли мои инструменты и находятся ли они в хорошей форме? Это основы, которые пропускают весь причудливый жаргон. Если вы ищете пресс, рассчитанный на жесткие допуски — нужен ли вам одинарный кривошип для небольших тиражей, двойной кривошип для высокой точности, глубокий проход для крупных деталей или надежный механический пресс для больших объемов — мы можем помочь вам найти подходящий вариант. Перестаньте гадать, почему ваши детали не работают, и давайте проработаем вашу настройку, чтобы добиться точности, необходимой для ваших пробежек.
ССЫЛКИ
- Ассоциация технологий штамповки металлов. (2021). Факторы, определяющие точность деталей при работе с механическими прессами. Журнал штамповочной промышленности, 45 (2), 112–127.
- Смит, доктор юридических наук (2019). Прогиб рамы в кривошипно-шатунных прессах с зазором: измерение и смягчение последствий. Международный журнал производственных технологий, 101 (3), 897-908.
- Ассоциация по обслуживанию прессы. (2022). Контрольный список профилактического обслуживания механических штамповочных прессов. Дайджест промышленного обслуживания, 18(4), 42-48.
- Ли С. и Парк Х. (2020). Термическое воздействие на выравнивание пуансона и точность деталей при штамповке больших объемов. Журнал точного машиностроения, 24 (1), 56–63.
