Jak zaoszczędzić pieniądze na cięcie związane z matrycą

Wymagania tańszych, lepszych i szybszych narzędzi do stampowań i tempa biznesu nadal się eskalują. Ten trend się nie odwróci.

Chcę to tańsze. Chcę tego lepiej. Chcę tego szybciej, najlepiej wczoraj. Tempo biznesu w branży tłoczenia metali wciąż się eskaluje. A tendencja nie będzie się odwrócić. Równoważenie kosztów jakości i czasu może być prawdziwym wyzwaniem. Dodaj do tego presja globalnej konkurencji, a zadanie staje się jeszcze trudniejsze.

Narzędzia potrzebne do wyprodukowania stemplowania jest dużą częścią równania. Roczne wymagania produkcyjne powinny dyktować rodzaj i jakość oprzyrządowania do wytworzenia konkretnego stemplowania. Decyzje dotyczące kompromisu między kosztami a jakością mają duży wpływ na to, czy stamper otrzymuje pracę i, co ważniejsze, czy praca jest opłacalna.

Wymagania wielkości różnią się w zależności od branży. Każdy ma jednak, co jest klasyfikowane jako ilości o niskiej, średniej i wysokiej objętości. Oprzyrządowanie powinno być wytwarzane inaczej dla każdej z tych kategorii, jeśli stampler ma być konkurencyjny w dzisiejszej globalnej gospodarce. Mówiąc najprościej, im wyższa objętość, tym wyższa powinna być jakość oprzyrządowania.

Ważenie kompromisów

Do celów tego artykułu jakość narzędzia odnosi się do sposobu zaprojektowania i konstruowania matrycy. Jakie rodzaje funkcji będą miały, które ułatwią regulację i obsługę oprzyrządowania i dodają do życia? Połączone koszty narzędzi początkowo i czasami ukrytych kosztów związanych z utrzymaniem matrycy po rozpoczęciu produkcji określają, czy praca jest opłacalna.

Gdy wielkość produkcji jest wysoka, decyzje dotyczące funkcji matrycy są stosunkowo proste. Ponieważ matryca spędza dużo czasu w prasie, może wynikać z kosztownych przestojów, jeśli oprzyrządowanie nie jest łatwe do utrzymania. Należy zaprojektować matrycę tak, aby można było być tak łatwo serwisowane w takich aplikacjach. Znaleście przewyższa wyższe początkowe koszty oprzyrządowania.

Jednak w przypadku średnich lub średnich ilości produkcji wszystkie decyzje wymagają podjęcia kompromisów. Wszystkie cechy projektowania i budowy w matrycy mają z nimi związane koszty, gdy są początkowo budowane. Jednak śmierć, której brakuje takich cech, może spowodować poniesione dodatkowe koszty podczas produkcji.

Szukając sposobów oszczędzania pieniędzy na oprzyrządowaniu używanym do tłoczenia o niższej objętości, najlepiej zacząć od najprostszej opcji-spójrz na rodzaj stali i rozmiar bloku matrycy. Należy wziąć pod uwagę tańsze sposoby na budowę narzędzia, ale należy unikać skrótów, które będą kosztować więcej pieniędzy na dłuższą metę.

Próbując osiągnąć kompromis wśród konkurencyjnych celów dla narzędzia do wytłoczenia, konieczna jest uczciwa ocena operacji stemplowania. Jaka jest jakość prasy i podajników? Jakie są poziomy umiejętności konfiguracji ludzi, operatorów prasowych i wewnętrznych twórców narzędzi? Jeśli zaufanie do tych kluczowych ludzi jest wysokie, prawdopodobne jest, że podczas produkcji nastąpi mniej błędów. W rezultacie ryzyko związane z potencjalnymi problemami konserwacyjnymi będzie mniejsze, nawet jeśli kompromisy będą dokonywane podczas budowy oprzyrządowania.

Materiały umierające

Materiały zastosowane w budownictwie matrycy zapewniają jeden obszar, w którym można zrealizować oszczędności kosztów. Jednak próba oszczędzania pieniędzy za pomocą tanich stali narzędziowej, której brakuje identyfikowalności, jest niemądra. Mogą występować zanieczyszczenia lub puste przestrzenie, które mogą powodować poważne problemy podczas procesu obróbki cieplnej. Naprężenia te mogą przedwczesne pękanie bloku w dowolnym momencie, nawet podczas końcowego szlifowania lub podczas bloku obróbki wyładowania elektrycznego (EDM).

Lepiej jest stosować tańsze stopnie wysokiej jakości stali narzędziowych. Na przykład D-2 można zastosować zamiast sproszkowanych stali metalowych lub A-2 zamiast D-2. Przegląd wyborów materiałowych dla wszystkich komponentów matrycy może generować oszczędności.

Grubość materiałów używanych w konstrukcji matrycy jest kolejnym logicznym obszarem do zbadania oszczędności kosztów. Zasadą zawsze było użycie bloków matrycy o grubości 1,5 cala podczas wytłoczenia materiału o grubości do 0,125 cala. Jednak w wielu aplikacjach 1,25-calowe lub nawet 1-calowe bloki matrycy będą działać równie dobrze, a oszczędności kosztów zostaną zrealizowane w przypadku wydatków na stal narzędzi, obróbkę i drut EDM. Zmniejszenie grubości striptizerki i uchwytu na uderzenie może powodować dodatkowe oszczędności.

Aby użyć bloku matrycy o grubości 1 cala do zlecenia grubszego materiału, należy dokonać wyborów. Jeśli do siły potrzebne są pół-calowe śruby, pozostało bardzo mało miejsca do życia lub siły bloku. Jedną z opcji jest użycie mniejszych śrub, ale dodanie ich do projektu. Inne alternatywy obejmują zmniejszenie twardości Rockwell stali narzędzi o punkt lub dwa, aby zapewnić mu większą wytrzymałość lub przełączanie się na bardziej odporną na wstrząs stali narzędziowej.

Jednak cieńsze stale matryczne mogą tworzyć słabsze odcinki w zakresie przycinania i tworzenia obszarów narzędzia, co może sprawić, że jest zbyt ryzykowne, aby w ogóle zmniejszyć grubość.

Te same problemy występują w górnej połowie matrycy. Dodatkowym problemem jest ilość miejsca potrzebnego do Die Springs. Jeśli sprężyny te zostaną skompresowane poza poziomem określonym przez producenta dla określonej średniej długości życia, ich wskaźnik awarii gwałtownie wzrasta. Jeśli ilości produkcji są wystarczająco niskie, może to nie stanowić problemu. W przypadku wyższych ilości produkcji wybór jest między niższym początkowym kosztem oprzyrządowania a kosztem związanym z częstą wymianą sprężyny i powiązanymi przestojami.

Kolejnym obszarem, w którym można szukać oszczędności kosztów, jest wielkość komponentów używanych w budowie matrycy. Narzędzia można budować przy użyciu bardzo dużych sekcji matrycy, co zmniejsza liczbę bloków do maszyny, drutu i mocowania, zmniejszając początkowy koszt oprzyrządowania.

Rycina 1: Różnice w grubości materiału powodują nierówne chłodzenie, gdy matrycy są obróbki cieplne. Czystsze odcinki najpierw ostygną, ale następnie pobierają ciepło z grubszych odcinków.

Oczywiście stamper, który buduje narzędzia wewnętrzne, ogranicza się do używania sekcji matrycy tak duże, jak jego sprzęt może sobie poradzić. Chociaż czasami jest pomijany przez stampera, który planuje kupić oprzyrządowanie, obowiązuje ta sama uwaga - sekcje matrycy narzędzia outsourcingu nie mogą być większe niż może być pomieści przez sprzęt używany do jego utrzymania.

Inne czynniki należy wziąć pod uwagę przy podejmowaniu decyzji o rozmiarach komponentów matrycy. Na przykład, gdy pękają większe bloki matrycy, naprawy są prawie zawsze droższe niż w przypadku mniejszych sekcji matrycy. Korzystanie z dużych bloków matrycy może również zwiększyć ryzyko rozwoju problemów podczas procesu obróbki cieplnej. W zależności od kształtu i wielkości otworu w bloku mogą rozwinąć się naprężenia, które mogą powodować pękanie.

Obróbka cieplna

Obróbka cieplna stali narzędziowych to jeden obszar, w którym nigdy nie należy brać skrótów. Ważne jest, aby co najmniej podwójnie rysować. Wzrost temperatury o 25 stopni jest potrzebny wraz z drugim losowaniem, aby zapewnić prawidłowe temperowanie. Właściwe obróbka cieplna jest szczególnie ważna, gdy odcinki stali narzędziowej są cienkie lub słabe, jak to często bywa w dzisiejszym środowisku tłoczenia kosztowego.

Rysunek 1 pokazuje przekrój stempla cokołowego. Strzałki wskazują kierunek przepływu ciepła podczas procesu chłodzenia. Najczęściej najcieńsza sekcja ochładza się; Następnie ciepło jest pobierane z grubszych odcinków do cieńszych sekcji. Nierównomierny proces chłodzenia może spowodować wypaczenie bloku, a także powoduje naprężenie w bloku. Aby spowolnić proces przenoszenia ciepła, blok można owinąć w narzędzia ze stali nierdzewnej lub umieścić na płycie grzejnej podczas procesu chłodzenia. Ważne jest, aby blok z najcieńszym odcinkiem został umieszczony na płycie gorącej.

Im ostrzejsze rogi, które ciepło próbuje przepływać, tym większa jest szansa pęknięcia bloku. Transfer ciepła musi zostać spowolniony, aby stworzyć stabilny blok.

Ostatni problem dotyczący obróbki cieplnej i temperamentu obejmuje strukturę molekularną stali narzędziowej i wpływ sił wytworzonych podczas procesu blanowania. W wyniku ciągłego walenia cząsteczki w stali narzędziowej stają się zagęszczone, a zatem bardziej gęste (patrz ryc. 2). Twardość Rockwell może nawet wzrosnąć o tyle, co punkt.

Rysunek 2:

Dalsze walenie, na które podlega oprzyrządowanie, może zwartymi cząsteczkami w stali, zwiększając twardość Rockwell o tyle, co punkt.

Te gęste struktury molekularne mogą powodować chip bloków matrycy. Powrót bloków matrycy do ich pierwotnego stanu traktowanego z pozwu może pomóc przedłużyć życie matrycy, co może być ważne dla narzędzi o niskiej objętości, która ma wbudowane w niego niewiele życia.

Po zaostrzeniu bloków matrycy powinny zostać ponowne. Należy je wciągnąć z powrotem do temperatury o 25 stopni mniej niż oryginalna temperatura losowania. Przekroczenie pierwotnej temperatury losowania może powodować zmiany wymiarowe w blokach.

Kreatywność jest kluczowa

Szukając sposobów oszczędzania pieniędzy na oprzyrządowaniu do aplikacji o niższej objętości, najlepiej zacząć od najprostszych opcji. Mogą być dostępne tańsze sposoby budowy narzędzia, ale należy unikać skrótów, które będą kosztować więcej później.

Różni się potencjał oszczędności kosztów dla każdego narzędzia. Największe oszczędności prawdopodobnie wynikają z kreatywności, z jaką matryca jest zaprojektowana i zbudowana. Czy można łączyć operacje? Czy części można łączyć? Czy można wyeliminować procesy?

Opieranie się na talencie wewnętrznych inżynierów narzędzi lub opracowywanie relacji z doświadczonym domem narzędzi da stamper najlepszą okazję do obniżenia kosztów, wygrania ofert i zarabiania pieniędzy na pracy.