Stamping Die Essentials: Trägerstreifendesign für Folgeverbundmatrizen in der Metallumformung

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Anmerkung des Herausgebers: Dies ist der dritte Artikel in einer Reihe von Artikeln, in denen die Grundlagen der Gestaltung und Konstruktion von Stanzformen vorgestellt werden. Schauen Sie sich auch den ersten und zweiten Teil dieser Serie an.

In meinem vorherigen Teil habe ich über die Formgestaltung für eine effiziente Abfallentsorgung, die Trägerbahngestaltung für Folgeverbundformen, die Verwendung eines Transfersystems zur Übergabe des Teils von Station zu Station sowie über Pressenparameter gesprochen. Schauen wir uns nun die Designparameter eines Trägerstreifens für eine Folgeverbundstanze genauer an.

In einer progressiven Matrize wird ein Materialstreifen kontinuierlich zugeführt und durchläuft nacheinander verschiedene Schneid- und Formvorgänge, bis ein oder mehrere fertige Teile hergestellt sind.

Damit das Teil von Station zu Station transportiert werden kann, wird es mit einem Teil des Grundmaterials verbunden, aus dem es hergestellt wurde. Dieses zusätzliche Material außerhalb des Teils, die sogenannte Trägerbahn, wird zerschnitten und nach Fertigstellung des Teils als Ausschuss entsorgt.

Die Trägerbahnen variieren je nach dem im Folgeverbundwerkzeug durchgeführten Vorgang.

Für grundlegende Schneid- und Biegevorgänge wird normalerweise ein fester Träger (siehe Abbildung 1) verwendet. Es erlaubt keine vertikale Bewegung der Teile; Das gesamte Band muss während des gesamten Presshubs flach und gerade bleiben. Wenn sich die Stationen innerhalb des Werkzeugs auf unterschiedlichen Höhen befinden, führt dies zu einer inkonsistenten Steigungslänge oder einem inkonsistenten Abstand zwischen den einzelnen Teilen. Feste Träger können nur verwendet werden, wenn innerhalb der Teilegeometrie nur sehr wenig oder kein Metall fließt oder sich bewegt.

Ein Stretch-Webträger (siehe Abbildung 2) eignet sich besser für Anwendungen, bei denen viel Tiefformen, Ziehen oder Prägen sowie mehrere Reduzierungen erforderlich sind. Es ermöglicht den freien Metallfluss, ohne den Mittellinienabstand zwischen den einzelnen Teilen zu beeinträchtigen, und funktioniert mit progressiven Gesenkstationen unterschiedlicher Höhe.

Beachten Sie, dass es sich bei dem Träger nicht unbedingt um einen Stretchträger handelt, selbst wenn rund um den Rohling viel Metall entfernt wurde. Beispielsweise wird die in Abbildung 3 gezeigte Trägerkonstruktion oft als Stretchträger beschrieben, sie ermöglicht jedoch keinen Metallfluss nach innen oder eine unabhängige Auf- und Abbewegung jedes Teils.

Während der Träger so konstruiert sein muss, dass er sich der Bewegung des Metalls anpasst, muss er gleichzeitig stark genug bleiben, um einer Biegung während des Zuführvorgangs standzuhalten. Um das Teil horizontal zu bewegen, sind etwa 10 % des Gewichtes erforderlich. Wenn das fertige Teil beispielsweise 1 Pfund wiegt, ist 1/10 Pfund Kraft erforderlich, um es zu bewegen. Bei acht Progressionen muss die Gesamtstärke jedes Trägers oder Flex-Aufsatzes 8 Pfund aushalten. Kraft, ohne sich zu verbiegen.

Es gibt keine Formeln zur Bestimmung der Trägerstärke. Nutzen Sie daher Ihr Urteilsvermögen basierend auf der Materialart und -dicke. Wenn ein Träger zu schwach konstruiert und gebaut ist, können Sie vor oder nach dem Schneidvorgang Versteifungsrippen hinzufügen, um seine Festigkeit zu erhöhen.

Die Entwicklung des Trägers ist ein relativ einfacher Prozess; Der Schlüssel besteht darin, genügend Leinenlänge im Befestigungsnetz zu entwickeln, um die erforderliche Flexibilität zu ermöglichen. Zur Entwicklung des Trägers werden hauptsächlich zwei Methoden verwendet: Simulationssoftware und manuelles Wachsschneiden.

Eine Simulationssoftware simuliert die Dehnung des Trägers effektiv und genau. Es kann kritische Trägerergebnisse für eine unendliche Anzahl von Materialtypen und -stärken liefern. Abbildung 4 zeigt eine Simulation der Verformung eines Anbauträgers während eines Tiefziehvorgangs. Die Flexbahn wird sowohl horizontal als auch vertikal verformt. Diese Simulation liefert Daten einschließlich der fertigen Dicke, Geometrie und der Wahrscheinlichkeit eines Risses. Darüber hinaus kann Simulationssoftware etwaige Kaltverfestigungen oder Kaltverfestigungen des Trägers berücksichtigen, die während der Verformung auftreten können.

Wachsschneiden ist eine manuelle Methode zur Entwicklung eines Trägers. Dazu sind ein Blatt Bienenwachs, ein scharfes Messer oder eine Reißnadel und eine vorgeschlagene Trägertestform erforderlich. Das Wachs wird auf die vorgesehene Form des Befestigungsstegs zugeschnitten und manuell horizontal und vertikal so gedehnt, wie das Metall sein wird. Wenn das Wachs während dieses Vorgangs bricht, wird wahrscheinlich auch das Metall brechen.

Änderungen an der Länge der Linie können vorgenommen werden, bis die Dehnung ohne Bruch erreicht ist und die fertige Geometrie des Wachses der fertigen Geometrie des Metalls nahezu entspricht. Abbildung 5 zeigt diesen Prozess mit einem Träger, der einen vertikalen Verfahrweg von 1 Zoll und einen horizontalen Verfahrweg von 0,375 Zoll erfordert.

Obwohl Wachsschneiden seit Jahren erfolgreich eingesetzt wird, ist es bei den heutigen hochfesten, leichten Materialien möglicherweise nicht effektiv.

Die Gestaltung des Trägerstreifens ist entscheidend für den Erfolg des progressiven Stanzvorgangs, da der Träger eine freie Bewegung der Teile von Station zu Station ermöglichen muss. Ein schlecht konstruierter Träger kann zum Totalausfall des Werkzeugs führen.