Die design per parti piane

  Raggiungere la perfezione in un compito difficile

  La planarità è una delle caratteristiche delle parti più difficili da ottenere in una matrice di stampaggio convenzionale. Alcuni dei fattori che controllano la planarità delle parti sono:

  1. La gravità della deformazione del taglio dell'acciaio.

  2. Le proprietà meccaniche del materiale del foglio.

  3. La planarità in arrivo del materiale o della bobina.

  4. Lo spessore del metallo.

  5. Lo stress residuo creato nelle operazioni precedenti.

  6. I livelli di deformazione in varie aree all'interno della parte.

  Nella maggior parte dei casi in cui le parti devono essere piatte, la distorsione iniziale viene creata durante l'oscuramento, il piercing o il taglio. Durante questi processi, viene creato lo stress, che forma piani di deformazione lungo la superficie della parte. Questi piani di deformazione sono ciò che causa la tua parte a piegarsi, piegarsi e distorcersi. Pertanto, l'unico modo realistico per ottenere una planarità delle parti è di mantenere lo stress delle parti interne al minimo o di rompere i piani di deformazione dopo che sono stati formati.

  Esamina le tue operazioni

  Il primo passo per migliorare i problemi di planarità è guardare le operazioni di taglio o piercing. Se i requisiti di planarità delle parti includono tolleranze ragionevoli, possono essere risolti con qualcosa di semplice come cambiare la distanza di taglio. Sebbene questo non sia il modo migliore per ottenere la planarità delle parti critiche, è il modo più economico.

  Il gioco di taglio e piercing selezionato influisce sulla quantità di stress interno creato. A seconda del tipo di metallo e del gioco tra gli acciai da taglio superiori e inferiori, questo stress può essere abbastanza significativo da favorire la distorsione delle parti.

  L'aumento della distanza di taglio durante il processo di piercing riduce lo stress del pezzo, principalmente perché la deformazione del metallo di compressione attorno al punzone di perforazione diminuisce. Quando il gioco tra il punzone perforante e il pulsante matrice è insufficiente, il metallo è costretto a deformarsi plasticamente o a ronzare attorno al perimetro del punzone di perforazione. Questo crea stress nella parte. L'aumento del gioco riduce la gravità della deformazione, riducendo così lo stress (vedi Figura 1).

Figura 1:

Assicurati di lasciare una distanza di taglio sufficiente attorno a un punch perforante: è fondamentale per evitare la deformazione plastica.

  Tieni presente che man mano che aumenti la distanza di taglio, verrà introdotto più stress per la tua lumaca. Se la lumaca deve essere salvata, la clearance del blanking dovrebbe essere ridotta.

  Taglia e porta.

  Un modo molto popolare per ottenere la planarità delle parti in uno stampo progressivo consiste nell'utilizzare un processo di taglio e carico (vedere la Figura 2). Un processo di taglio e trasporto mantiene la parte piatta durante il processo di taglio e successivamente la espelle dalla striscia di supporto. In un processo di taglio e trasporto, la lumaca prodotta è la parte del pezzo. Durante il processo di taglio, il metallo viene schiacciato e tenuto piatto tra la faccia del punzone da taglio e un tampone ad alta pressione. Questo pad è alimentato da un cilindro di azoto, un'unità idraulica, o un cuscino idraulico.

Figura 2:

Nel metodo cut-and-carry, un pezzo viene oscurato circa a metà mentre il metallo viene schiacciato e tenuto piatto, quindi viene spinto attraverso un punzone più piccolo del punzone da taglio.

  La parte viene oscurata per circa il 50 percento della striscia e lasciata in questa posizione. La pressione pagata al di sotto si abbassa anche sulla scarpa della fustella.

  La parte successiva viene spinta fuori con un punzone leggermente più piccolo del precedente punzone da taglio. È molto importante utilizzare una distanza di taglio ridotta per le operazioni di taglio e carico. Questo è necessario per due ragioni principali: tenere il bianco nella striscia portante e ridurre la deformazione di taglio della pallottola, o parte.

  La selezione del gioco di taglio e la penetrazione del punzone di taglio sono funzioni dello spessore e delle proprietà meccaniche del materiale. Tuttavia, una buona regola pratica per la maggior parte delle applicazioni è di avere il margine di taglio dal 2 al 4 percento dello spessore del metallo per lato e la penetrazione del punzone di circa il 50 percento dello spessore del metallo.

  Al termine dell'operazione di taglio, provare a evitare di spingere nuovamente la lumaca nella striscia, poiché ciò potrebbe causare una distorsione non necessaria della parte. La parte può essere espulsa successivamente attraverso il dado con un punzone di espulsione che ha un profilo leggermente più piccolo del punzone da taglio originale. Una regola empirica è quella di rendere il punzone dell'eiettore più piccolo dell'1%.

  Tenere presente che quando si utilizza un calcio spesso con una distanza di taglio ridotta, una deformazione plastica grave potrebbe causare la crescita delle strisce. Riducendo la distanza di taglio, il metallo si allontana dal punzone, provocando un aumento del volume del metallo. La crescita da un punch particolare potrebbe essere solo di 0,005 pollici, ma in uno stampo progressivo con 30 stazioni, si riscontrano gravi problemi alla fine della linea. Per aiutare a superare questo problema, è possibile aggiungere slot di espansione alle aree vuote della striscia. Queste aree vuote consentono a un'area in cui il metallo scorre, il che aiuta a ridurre la crescita delle strisce (vedere la figura 3).

Figura 3:

Lasciare spazio per l'espansione nel magazzino è fondamentale nel metodo di taglio e trasporto.

  Fineblanking e Stippling

  Fineblanking. Un altro metodo utilizzato per ottenere parti piane è il blanking finale. Questo tipo di operazione richiede una speciale pressa per tranciatura fine, che richiede un investimento sostanziale ma generalmente produce eccellenti caratteristiche di planarità delle parti.

  Questo tipo di operazione consente inoltre di brunire completamente il bordo tagliato del pezzo senza fratture. Ciò è altamente auspicabile, specialmente quando si fabbricano parti stampate come ingranaggi o altri elementi che richiedono il contatto di bordo.

  Un'operazione di blanking fine utilizza uno speciale pad ad alta pressione contenente un anello di stinger. Questo anello di stinger è una proiezione barblike che viene impalata o coniata nella lamiera che circonda il profilo di taglio. La sua funzione è quella di impedire al metallo di fluire verso l'esterno plasticamente quando il metallo viene tagliato.

Poiché il blanking fine utilizza poca o nessuna distanza di taglio, la quantità di flusso di metallo verso l'esterno deve essere limitata e controllata. Solo quando viene ridotto il flusso di metallo verso l'esterno si può ottenere una linea di taglio completamente tranciata. Proprio come un processo di cut-and-carry, un'operazione di blanking fine mantiene anche il flat vuoto durante il taglio. Tuttavia, a differenza del taglio e del trasporto, un'operazione di blanking fine utilizza un pad ram molto resistente per mantenere il metallo piatto. Ciò garantisce la massima tenuta del vuoto e la pressione di planarità (vedere la Figura 4).

Figura 4:

Un pad ram ad alta pressione aiuta a garantire la planarità del materiale nel processo di tranciatura fine.

Figura 5

  Punteggiatura. Supponiamo che tu abbia una parte che deve essere piatta e che il design attuale del die non incorpori un modo per controllare lo stress della parte. Non preoccuparti, metti a punto il bianco.

  Incrociando il bianco, un processo che affronta lo stress interno dopo che è già stato creato, utilizza un motivo a tratteggio incrociato che viene coniato in una o entrambe le superfici della parte dopo che tutto il taglio e la deformazione metallica estesa è stata eseguita. Il modello di punteggiatura spezza lo stress della parte interna e distrugge la memoria della parte, consentendo di reinserirla piatta.

  La profondità dello stipple è relativa allo spessore del metallo, alle proprietà meccaniche del materiale e alle sollecitazioni precedentemente indotte. La sperimentazione potrebbe essere necessaria per ottenere i risultati desiderati.

  Ci sono altri modi per tenere le parti piatte. Anche processi come grip flow e blanking composto sono molto popolari. Il tentativo di rendere le parti piatte utilizzando il tonnellaggio o il conio estremo può rovinare un dado o premere, specialmente se l'apparecchiatura non è progettata per questo.

  Fatta eccezione per il metallo molto spesso o molto tenero, il tonnellaggio eccessivo generalmente non porterà da nessuna parte. L'elemento chiave da ricordare è il controllo o la rottura dello stress della parte interna.