Metal Stamping Defects: From Symptom to Station to Fix

Дефект штамповки — это сообщение о станции, а не приговор штампу

Фото дефекта говорит о том, что что-то в процессе потеряло контроль. Не сказано что. Сортировка семейства причин до того, как кто-либо откроет инструмент, представляет собой разницу между двухчасовой коррекцией и неделей подстановки станций, которые никогда не были проблемой.

Спросите пять производителей штампов, почему деталь раскололась, и вы получите пять ответов: катушка, оператор, конструкция штампа, смазка, техническое обслуживание, выполняемое в другую смену. Любой из пяти может быть прав, и в этом вся трудность. Без снятия показаний каждый ответ представляет собой догадку, облаченную в одежду опыта.

Таблица 1. Четыре семейства причин, лежащих в основе почти каждого дефекта штамповки, и подсказка, которую каждое из них оставляет на детали.

Две классификации стоит держать в голове одновременно. Со стороны чертежа дефекты штамповки делятся на пять групп: кромочные, формовочные, размерные, поверхностные и материальные. Со стороны прессы причины делятся на четыре группы, и именно эти четыре группы вы на самом деле и расследуете.

Смысл таблицы в том, что один и тот же симптом может принадлежать любому из четырех столбцов. Катушка с тяжелым набором катушек проходит через ту же матрицу, что и плоская. Если подушечка не может удерживать полосу, на кромке среза возникают заусенцы, изгибы приземляются где-то за пределами линии сгиба, и геометрия смещается. Инструменты по-прежнему обвиняют, потому что инструменты — это та часть, которую вы можете видеть.

Нормальный — это не то же самое слово, что и «вне рисунка»

Каждая срезанная кромка имеет перекат, полированную полосу, зону излома и заусенец. Эти четыре характеристики — это работающий процесс, а не его сбой. Дефектом их делает то, где они приземляются и насколько велики — именно поэтому первое измерение в любом расследовании снимается с края среза, а не с поверхности.

Разделите два вопроса с первой минуты: эта особенность находится за пределами рисунка, или она находится внутри рисунка и просто непривлекательна? Только первый остановит отправку.

Прочитайте Edge, прежде чем читать что-нибудь еще

Срезанная кромка — единственная часть штампованного компонента, которая поставляется с прикрепленными собственными данными. Относительная глубина четырех зон напрямую отражает зазор, при котором работает инструмент, и состояние его режущих кромок.

Вырубка, прошивка, надрез и обрезка — это одно и то же физическое событие: пуансон проталкивает материал в отверстие матрицы до тех пор, пока он не отделится. Материал не выходит из строя весь сразу. Он деформируется, разрезается, рвется, и на каждой из этих трех стадий остается полоса, которую можно измерить на поперечном сечении.

Четыре зоны в том порядке, в котором они создаются ударом

✓ Ролловер (бросок кубика). Панель сначала нажимает и втягивает поверхность вниз в зазор. Это плавная кривая, расположенная со стороны входа пуансона.

✓ Полировка (полоса сдвига). Теперь материал зафиксирован между пуансоном и матрицей и разрезается чисто. Эта полоса представляет собой плоскую яркую часть, которую зацепит ноготь.

✓ Перелом. Оставшийся материал рвется под углом, а не разрезается. Это тусклая, зернистая полоса, которая начинается как со стороны пуансона, так и со стороны матрицы.

✓ Заусенец. Последний отделившийся материал растягивается и остается в виде тонкого гребня. При обычном прожиге он находится на стороне выхода матрицы.

Эта последовательность также указывает вам, куда будет направлен заусенец. Поскольку при обычной вырубке и прошивке заусенец остается на стороне выхода из матрицы, то, в какую сторону будет обращен заусенец, определяется чертежом, а не производственным происшествием. Этот единственный факт определяет, поднимет ли заусенец ответную пластину с посадочной поверхности или исчезнет на невидимой стороне.

Чтение соотношения, а не только дефекта

Отношение полировки к разрушению — это число, которое стоит записать. Глубокая, ровная полированная полоса с чистым переходом в гладкую зону излома – вот как выглядит хорошо поставленный зазор. Полированная полоса, толстая, но неровная, с вторичными линиями сдвига и пустотами на границах зерен под ней, указывает на слишком узкий зазор. Короткая полированная полоса, за которой следует большой перекат, и тяжелый заусенец указывает в другую сторону.

Не предполагайте, что соотношение переносится между материалами. При одном и том же зазоре целевой уровень полировки примерно 50 процентов для низкоуглеродистой стали соответствует примерно 30 процентам для нержавеющей стали и примерно 60 процентам для алюминия. Нержавеющей стали требуется более узкий зазор, чтобы достичь той же полосы, алюминию — более свободный. Зазор, подтвержденный для мягкой стали, не является подтвержденным зазором для следующей марки.

Срезанный край подвергается холодной обработке независимо от того, выглядит ли он поврежденным или нет. Механическая резка повышает твердость ленты, которая может проходить примерно на половину толщины листа от края, и эта полоса растягивается меньше, чем основной материал. Именно поэтому кромка может расколоться на более поздней станции формовки при деформации, которая, по словам предельной кривой формовки, является безопасной.

Микротрещины находятся внутри зоны разрушения и невидимы на расстоянии вытянутой руки. Отправьте этот край во фланец, выдавите отверстие или выполните операцию растяжения, и трещина станет начальной точкой. Поскольку концентрация напряжений на вершине трещины неограниченно возрастает по мере заточки вершины, раскол, начинающийся таким образом, происходит мгновенно, а не постепенно. Если элемент будет сформирован после его резки, вам нужна кромка с наклепом, а не с микротрещинами.

Если у вас уже есть данные о состоянии кромок отбракованной партии и вы хотите еще раз узнать, виноват ли зазор или материал, отправьте измерения и сертификат материала, и мы обработаем оба варианта.

Зазор — это рычаг, лежащий в основе большинства дефектов кромок

Зазор между пуансоном и штампом — это параметр, который одновременно перемещает профиль кромки, заусенец, скорость износа пуансона и нагрузку пресса. Это также параметр, который труднее всего изменить после того, как кубик собран.

Зазор измеряется на каждой стороне в процентах от толщины листа и определяет, где встречаются два пути излома. Сделайте это правильно, и трещина со стороны пуансона и трещина со стороны матрицы выровняются, оставив чистый край с контролируемым заусенцем. Пропустите его в любом направлении, и край подскажет вам, в какую сторону.

Таблица 2. Как выглядит кромка среза при трех зазорах и сколько стоит каждый из них в другом месте.

Проценты находятся в определенном диапазоне, и этот диапазон изменяется в зависимости от прочности на разрыв. Для мягкой стали обычные начальные значения составляют около 6 процентов на сторону, при этом от 5 до 10 процентов охватывают большинство сталей, которые видит мастерская. При растяжении примерно 1400 МПа используются зазоры 16 процентов и выше, поскольку малый зазор на высокопрочном листе увеличивает силу и вызывает вторичный сдвиг, который приводит к разрушению кромок.

В стандарте испытаний на расширение отверстия используется 12-процентный зазор, и это число часто приводится как рекомендация. Это не. В опубликованных исследованиях усовершенствованных высокопрочных марок увеличение зазора с 10 до 15 процентов заметно улучшало расширение отверстия, а 20 процентов было лучше, чем 10 процентов, но хуже, чем 15. Оптимум является свойством марки, а не константой.

Две границы, которые стоит обозначить, прежде чем озвучивать какие-либо предложения. Не существует единого процента зазора, применимого к сплавам, толщинам и состояниям; и как только матрица обработана, ее зазор практически фиксируется. Если производительность заусенцев должна измениться после этого момента, изменением является доработка или вторичная операция по удалению заусенцев, и вторая операция отображается в цене за штуку.

Геометрия инструмента — второй рычаг решения той же проблемы. Пуансон с углом сдвига или скосом примерно от 3 до 6 градусов режет постепенно, а не все сразу; Согласно опубликованным исследованиям конструкции штампа, этот профиль снижает пиковую силу прожига более чем вдвое и улучшает расширение отверстия примерно на 60 процентов по сравнению с плоским пуансоном. Пуансон со скошенной кромкой или крышей также снижает грузоподъемность, и именно эта обратная нагрузка со временем разрушает и давит на трещины.

Если вы выбираете между малым и свободным зазором для определенного элемента, отправьте класс, толщину и то, что элемент должен делать после вырезания, и мы определим его размер в соответствии со станцией формовки, а не только по разрезу.

Высота заусенца: что написать на чертеже и что он не может покрыть

На штампованной кромке имеются заусенцы. Сдвиг заканчивается разрушением, а разрушение оставляет материал позади. Рисунок не может ни о чем просить; в нем должно быть указано, сколько разрешено, в какую сторону оно может указывать и как оно будет измеряться.

Обычной отправной точкой в промышленности является максимальная высота заусенцев от 5 до 10 процентов от толщины листа, при этом давняя практика удерживает ее ниже 10 процентов на обычных сталях. Рассматривайте это как основу для переговоров, а не как предел для вставки в каждый рисунок.

Текст на рисунке имеет такое же значение, как и номер. «Нет заусенцев» и «необходимы чистые края» не являются требованиями, поскольку ни то, ни другое невозможно измерить или обеспечить; поставщик интерпретирует их по-другому, и аргумент поступает на приемный док.

Таблица 3. Чем на самом деле управляет выноска кромки и какой стандарт ее регулирует.

Заусенец, выходящий за пределы высоты, все равно может остановить проект. Заусенец высотой едва десятую долю миллиметра, сидящий на установочной грани, отклоняет кронштейн от параллели; заусенец на клеммном контакте может повредить изоляцию или вызвать дугу; заусенец на фланце, который должен уплотняться, удерживает прокладку на месте. Если существует один из этих рисков, укажите более жесткий предел и причину, потому что фраза «этот заусенец мешает сварке» указывает поставщику, какой рычаг тянуть гораздо лучше, чем само по себе число.

Если на вашем текущем чертеже указано «без заусенцев», отправьте нам функцию детали и сопрягаемые поверхности, и мы превратим их в пределы, направления и метод измерения, которых может придерживаться ваш поставщик.

Вырезание дефектов, которые возвращаются в виде проблем при сборке

Пуля, вылезающая обратно из штампа, является самым тихим и серьезным дефектом штамповки. Ничто не выглядит неправильным на прессе до тех пор, пока лом не упадет на полосу и не будет впрессован в следующую деталь.

Механизм стоит знать, поскольку из него вытекают исправления. Когда удар удаляется, пуля может оставаться прикрепленной к его лицевой стороне. Воздух, попавший в изгиб пули, образует вакуум, металл уплотняет пуансон, как эластомер, а густая смазка улучшает уплотнение. Слизняк поднимается вместе с ударником, падает на полоску, а следующим ударом прижимает ее к поверхности.

Два меньших дефекта резки перемещаются по одной и той же логике. Отверстие может оказаться некруглым или суженным, если пуансон слишком мал по сравнению с заготовкой, которую он пробивает, а носитель или полотно обрезков может порваться, когда расположение полос делает его слишком слабым, чтобы протянуть деталь. Оба проявляются как проблема сборки через несколько операций.

Что мы зачитываем перед началом прессы

Это обычные проверки, и они идут первыми, потому что неправильно установленный кубик отправляет все расследование в неправильном направлении, и каждое изменение, сделанное до них, необходимо отменить.

→ Высота затвора и показания стоп-блока.

→ Пилот и время отпускания подачи на прогрессивном инструменте.

→ Толщина и ширина катушки фактическая на машине, а не номинальная цифра.

→ Показания тоннажа относительно базовой линии матрицы для этой детали.

→ Осталось ли что-нибудь в кубике с момента последнего запуска.

Если вдавленная метка продолжает появляться на одном и том же элементе той же детали, пришлите нам макет штампа и станцию, на которой находится метка, и мы отследим ее до заготовки, из которой она пришла.

Расщепление, сморщивание и порядок их появления

Расщепление и сморщивание обычно рассматриваются как два дефекта с двумя наборами причин. На нарисованной детали это часто один и тот же дефект, видимый с двух сторон, поэтому изменение одной переменной может заменить одну на другую.

Цепочка проста, как только она выложена. Если фланец сминается в держателе заготовки, этот сморщенный материал должен снова сгладиться, прежде чем он сможет попасть в полость матрицы. Для его выравнивания требуется сила, поток ограничивается, а материал, уже находящийся внутри полости, растягивается дальше, чтобы компенсировать разницу. Он истончается, сужается и распадается. Запустите последовательность в другую сторону, и вы увидите ту же самую физику: когда стена раскалывается, натяжение листа падает, а высвободившийся материал сморщивается.

Морщины — это проблема коробления, а не проблема силы

Когда фланец втягивается внутрь, его окружность должна сжиматься, и это приводит к сжатию фланца по окружности. Без каких-либо ограничений, единственный способ уменьшить это сжатие материала — это выйти из плоскости. Таким образом, усилие держателя заготовки — это окно, а не настройка: слишком малое — и фланец прогибается, слишком большое — и стенка рвется по радиусу матрицы, потому что ничто не может течь.

По этой причине лимиты на один розыгрыш публикуются в виде коэффициентов. Нержавеющая сталь находится ниже, в районе 1,6–1,8, а низкоуглеродистая сталь – примерно 1,8–2,0. Отношение глубины к диаметру ниже примерно 0,5 обычно означает, что деталь вообще не нуждается в глубокой вытяжке; выше примерно 2, запланируйте несколько розыгрышей и, возможно, промежуточный отжиг.

Большинство решений здесь — это смена инструментов, а не изменение материала: откройте радиус штампа, добавьте вытяжной валик, добавьте перерисовку, измените форму заготовки. Материал обычно является последним рычагом, а не первым.

Отпружинение и размерный дрейф — это две разные неисправности

Оба отображаются как перемещенные измерения. Им нужны противоположные ответы, и первое решение — это то, на что вы смотрите.

Пружинное восстановление — это упругое восстановление: материал пластически формируется, упругая часть деформации все еще сохраняется, а когда инструмент освобождается, внутренние напряжения перераспределяются, и деталь выходит за пределы закрытой формы инструмента. Это проблема компенсации, и у нее более одного лица. Фланец может открыться под углом, радиус формовки может измениться, стенка может иметь непрерывную кривизну (завиток боковой стенки) или вся деталь может выйти из плоскости.

Уменьшение упругости и ее компенсация — тоже разные задачи. Уменьшить его означает изменить способ нагрузки на материал — более равномерное натяжение по сечению, контролируемое удержание заготовки или вытягивание бусин. Компенсация означает включение восстановления в инструмент: перегиб, повторный удар или калибровочную станцию, которая сбрасывает критическую функцию после основного хода формовки. Компенсация на стороне инструмента обычно обходится дешевле, чем поиск другого сорта.

Если пространственное движение продолжает возвращаться после каждой коррекции, пришлите нам показания по номеру детали и по времени, а также по тому, отслеживает ли сдвиг катушку или схему переключения. Обычно две причины разделяются на одной странице.

Неплоские детали: проверьте выпрямитель перед штампом

Когда детали выходят из хорошего штампа и отказываются сидеть ровно, рефлекс состоит в том, чтобы начать регулировку станций. Этот рефлекс обычно неправильный, и он обходится дорого, потому что кубик не был той переменной, которая изменилась.

Кубок может сохранять плоскостность. Он может сохранять впадающую в него полосу плоской, а площадки и станции можно расположить таким образом. Чего он не может сделать, так это создать плоскостность из изогнутого материала, и чем тверже или тоньше лист, тем меньшую коррекцию он может внести. Внутренний диаметр катушки намотан плотнее, чем внешний, поэтому каждая катушка поставляется с определенным набором катушек, а выпрямитель и выравниватель — это оборудование, которое ее вынимает.

Если поступающий материал не плоский, прижимные подушки могут не удерживать полосу во время резки и формовки. Результатом не является проблема с плоскостностью: она проявляется в виде чрезмерных заусенцев при резке, изгибов, отклоняющихся от линии сгиба, и несоответствующей геометрии.

Три рисунка указывают на выпрямитель, а не на инструмент:

• Одна и та же матрица, те же настройки и другая катушка дают разные заусенцы и разные положения изгиба.

• Плоскостность смещается по катушке, а не остается постоянной, поскольку диаметр размотки меняется по мере истощения катушки.

• Подстановка кубика улучшает деталь на час, а затем возвращается, потому что кубик не был входными данными, которые изменились.

На нашем производстве это первое, что мы проверяем при жалобах на плоскостность, прежде чем прикасаться к штампу. Настройки выпрямителя и выравнивателя регистрируются в начале цикла и перепроверяются по мере расходования рулона, поскольку набор рулонов меняется в зависимости от диаметра размотки, и настройка, которая была правильной в начале рулона, не будет автоматически правильной в конце.

Если вы постоянно гоняетесь за плоскостностью, пришлите нам марку материала, толщину и чертеж детали, и мы сообщим вам, требует ли сама геометрия большей плоскостности, чем может выдержать лист этого калибра.

Ошибки локации: шаг, прогресс и пилотный выпуск

Сместившаяся дырка обычно не является проблемой дырки. В прогрессивном кубике отверстие со смещением является сообщением о том, находится ли полоска там, где предполагал кубик.

Навык здесь заключается в сопротивлении очевидному ремонту. Перемещение отверстия или изменение геометрии резания, в результате которой оно образовалось, устраняет симптом, оставляя причину на месте. Если полоса расположена неправильно при закрытии станции, следующая функция будет отключена точно таким же образом и будет отрегулирована снова.

Чтобы матрица зарегистрировала полосу внутри инструмента, механизм подачи должен фактически отпустить материал. Если этот выпуск не рассчитан по времени или если шаг и последовательность установлены неправильно, пилотным ударам предлагается втянуть полосу в регистр, а не подтвердить его, и полоса перемещается под ударом.

Последняя проверка экономит больше всего времени. Ошибка, одинаковая на каждой станции, является проблемой регистрации. Ошибка, которая увеличивается от станции к станции, является проблемой прогресса, и ее нельзя исправить путем корректировки кубиков, в которые попадают плохие функции.

Если допуск позиции начал давать сбой после ремонта инструмента, отправьте нам макет штампа и затронутые станции, и мы выясним, изменил ли ремонт регистрацию или прогресс.

Дефекты поверхности: истирание, задиры и следы от инструментов

Если на поверхности имеется соединение, уплотнение, покрытие или ток, поверхностный дефект превосходит заусенец. Это также класс дефекта, который чаще всего понижают до «косметического» и отправляют.

Порядок ответа имеет значение, поскольку он варьируется от самого дешевого к самому дорогому:

→ Очистите и отполируйте контактные поверхности вставок, выполняющих работу.

→ Оцените покрытие смазкой и ее равномерность по всей ширине полосы, а не только по общему нанесенному количеству.

→ Рассмотрите инструментальное покрытие на пластине, которое продолжает захватывать материал.

Замена материала — это последний вариант, а не первый, и к нему покупатели обращаются чаще всего.

Дефекты поверхности также ведут себя по-разному после отделки. Царапина, которая на необработанной стали выглядит незначительной, все еще остается после порошкового покрытия, а на анодированном алюминии глубокая отметина не поддается ремонту, а уже существующая становится преувеличенной. Если лицевая сторона будет видна или ее необходимо заклеить, укажите это на чертеже и примите более строгие требования к обращению и упаковке, которые прилагаются к ней.

Отправьте нам фотографию метки, а также укажите, на какой стороне детали она находится, и является ли эта поверхность видимой или герметичной, и мы сообщим вам, является ли это состоянием инструмента, состоянием смазки или чем-то, что может скрыть маршрут чистовой обработки.

Путь устранения неполадок и данные, которые следует сохранить

Дефект, который постоянно возвращается, обычно представляет собой процесс, который постоянно корректируется, а не диагностируется. Пять шагов, выполненных по порядку, превратят аргумент в вывод.

Что делает маршрут работающим, так это рекорд, стоящий за ним. Каждый из пяти шагов настолько хорош, насколько хороши полученные показания, а все важные показания легко зафиксировать.

Одно число заслуживает собственного правила. Высота заусенцев увеличивается по мере износа режущей кромки обычных сталей, поэтому измерение заусенцев полезно только в том случае, если оно привязано к графику заточки инструмента. Одно измерение ничего не доказывает о тираже в 50 000 штук; линия тренда делает это. Также обратите внимание на предостережение, потому что оно реально: на некоторых усовершенствованных высокопрочных сплавах высота заусенца не увеличивается, как на мягкой стали, и в этом случае сама режущая кромка является лучшим индикатором износа.

Если вы получаете детали с дефектом, который выдержал два или три исправления поставщика, отправьте нам показания, фотографии и даты. Большинство этих случаев закрываются на второй странице данных, а не на второй модификации матрицы.

Часто задаваемые вопросы: вопросы о дефектах штамповки, которые покупатели присылают нам

Это вопросы, которые приходят с отклоненным лотом, рисунком и фотографией. Ответы короткие там, где вопрос решен, и длиннее там, где ответ зависит от части.

Прежде, чем кость будет вырезана: что нам послать

Большая часть того, что решает, можно ли контролировать дефект штамповки, устраняется до того, как будет вырезана первая заготовка, и одно из этих решений не может быть пересмотрено дешево.

После обработки матрицы ее зазор практически фиксируется. Качество заусенцев, качество кромки и окно формовки — все возвращается к этому числу, поэтому необходимо выполнять регулировку в первую очередь, а не исправлять в последнюю очередь.

▪ Марк материала, толщина и состояние, с сертификатом, если он у вас есть.

▪ Годовой объем и размер партии, потому что они вообще решают, является ли твердый инструмент правильным выбором.

▪ Несколько функций, которые действительно должны быть точными, и то, против чего они собираются.

▪ Направление заусенцев и допустимая высота, указанные для каждой кромки, а не один раз для всей детали.

▪ Какие грани видны, какие должны быть уплотнены, а какие имеют соединение или контакт.

▪ Независимо от того, является ли это одним заказом или первым в программе, поскольку он меняет способ планирования инструмента.