Precizni kalupi za metalno utiskivanje – Razumijte cijeli proces projektiranja odjednom

Suvremena proizvodnja ovisi o preciznim metalnim kalupima za utiskivanje koji su neistaknuti heroji. Oni obične limene ploče pretvaraju u složene komponente velikim serijama koje su svuda okolo, uključujući elektroniku i kućanske aparate, automobilsku industriju i medicinske uređaje. Međutim, projektiranje kalupa sposobnog reproducirati točnost od nekoliko mikrona je višekorakav inženjerski proces. Stoga ćemo demistificirati cijeli proces projektiranja u jednom pregledu.

1. Analiza proizvoda i izvodivosti: Ključna početna točka

Putovanje ne započinje s kalupom, već s dijelom. Crtež komponente predmet je pažljive analize stručnjaka:
Geometrija: Procjena složenosti, kritičnih dimenzija, tolerancija i mogućih problema pri oblikovanju (duboko vučenje, oštri savijeci)
Materijal: Sile alata i habanje daju informacije o svojstvima (čvrstoća, duktilnost, debljina, smjer zrna) materijala.
Volumen: Očekivani volumeni proizvodnje utječu na odabir materijala za izradu kalupa (standardni ili kalibrirani alatni čelik).
Izvedivost: Moguće li je dijelove stvarno izrezati? Rade li tolerancije? Na ovoj fazi rano se označavaju mogući problemi.

2. Izrada trake i planiranje procesa: Crtanje puta

Kakav će biti mehanizam kretanja dijela unutar kalupa? Ovaj korak utvrđuje redoslijed rada:
Izrada trake: Postavljanje optimalnog rasporeda dijelova na metalnoj traci kako bi se postigao minimalni otpad te omogućilo glatko napajanje. To se prikazuje pilot-rupe, nosače trake i preciznim komponiranjem.
Redoslijed procesa: kojim redom će se operacije izvoditi: probijanje (rupe), izrezivanje (vanjski oblik), savijanje, oblikovanje, vučenje, žigosanje itd. Svaka operacija u kalupu povezana je s jednom radnom stanicom.
Broj stanica: Kompromis između složenosti, dijelova i troškova/veličine kalupa. Progresivni kalupi izvode mnoge operacije u nizu dok traka prolazi kroz njih.

3. Konstrukcija kalupa: Izrada okvira

Proces se mapira i nakon što je to dovršeno, inženjeri strukturiraju fizičku konstrukciju kalupa:
Kompleti kalupa: Odabir standardnih ili prilagođenih gornjih (briježa) i donjih (kalupa) sklopova, s savršenim fitom vodilica i bušona.
Konstrukcija ploča i potkonstrukcije: Kako dizajnirati ploče na kojima će biti montirani dijelovi i kako osigurati da podnesu velike tonage bez savijanja.
Raspored komponenti: Briježi, kalupi, opruge, podizne naprave, senzori i vodilice moraju biti u odgovarajućim pozicijama unutar strukture kako bi bolje radili i bili pristupačni.

4. Detaljni dizajn komponenti: Inženjerska preciznost

Ovdje, na razini mikro-preciznih pravila:
Dizajn noža i matrice: Razvijanje specifičnih, dovoljnih geometrija za rezanje rubova, oblikovanje, uključujući potrebne zazore (približno 5-15 posto debljine materijala, s obje strane, na rubovima rezanja), polumjere i kvalitetu površine. Puknuće se izbjegava izračunavanjem čvrstoće.
Priprema alata: Priprema noževa, matrica, podmetača i umetaka koji će se koristiti kod savijanja i složenijih oblika, gdje treba uzeti u obzir povratno savijanje (sklonost materijala da se malo uvije nakon savijanja).
Odabir opruga i podiznih uređaja: Odabir odgovarajućih opruga (kompresijskih, dušičnih) kako bi se osigurao tlak za skidanje, izbacivanje dijela i povrat kam mehanizama, tako da otpuštanje dijela bude pouzdano.
Čepovi i vijci: Određivanje veličine i pozicioniranje radi specificiranja gdje se dijelovi trebaju pričvrstiti te gdje trebaju biti postavljeni u odnosu jedan na drugoga na siguran način.

5. Simulacija i provjera: Testiranje prije nego što se započne obrada čelika

Suvremeni dizajn koristi potencijalnu snagu računalnog softvera kako bi unaprijed predvidio i spriječio probleme:
Simulacija oblikovanja (FEA): Rekreiranje toka metala tijekom procesa oblikovanja/izvlačenja kako bi se pokazala mogućnost kidanja, naboravanja ili istanjivanja. Omogućuje optimizaciju geometrije prije početka izrade alata.
Analiza naprezanja: Uključuje provjeru da dijelovi kalupa mogu podnijeti očekivane sile utiskivanja bez lomljenja ili prevelikog savijanja.
Provjera staze: Potvrđivanje da ne postoji sudar između matrice i žiga duž cijele duljine hoda preša.

6. Proizvodnja i sklop: Ostvarivanje dizajna u stvarnosti

Dizajni se izrađuju od kaljenog čelika pomoću precizne obrade (CNC glodanje, brušenje i žičano EDM). Vješti izradači kalupa pažljivo prilagode, sklope i podešavaju svoj rad do savršenstva i s visokom preciznošću.

7. Probni rad i fino podešavanje: Istina je u utiskivanju

Gotov kalup zatim se ozbiljno testira na presi za utiskivanje:
Prvi uzorci: Prvi komadi se pažljivo mjeri prema crtežu.
Otklanjanje poteškoća: Reagiranje na probleme poput odstupanja dimenzija, žuljeva, problema s izbacivanjem dijelova ili oznakama alata.
Dorada: Precizno podešavanje matrica, kalupa, opruga ili dovoda kako bi se osigurala kvaliteta svakog važnog dijela.