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Oct 17, 2023

Demandez à l'expert : comment les emboutisseurs métalliques peuvent-ils atteindre

tunart / E + / Getty Images J'ai travaillé dans l'industrie de l'emboutissage des métaux

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Je travaille dans l'industrie de l'emboutissage des métaux depuis 40 ans, concevant des outils pour l'emboutissage des charnières de porte aux engrenages de dispositifs médicaux ne dépassant pas 1/16 po de diamètre. Au fil des ans, les tolérances dimensionnelles demandées par les clients se sont constamment resserrées. Ce qui était autrefois de +/- 0,005 po est maintenant de +/- 0,002 po et parfois même aussi serré que +/- 0,001 po. En plus de cela, ils ont besoin de capacité. Un CPK (indice de capacité) de 1,33 réduit essentiellement votre tolérance de moitié ! Comment peut-on le faire? C'est presque comme si les clients s'attendaient à la qualité des pièces usinées pour le prix d'un emboutissage.

Je ressens ta douleur. Chez Micro, nous subissons exactement les mêmes pressions.

Je peux vous assurer qu'il est possible de respecter ces tolérances serrées. La minimisation des variations dimensionnelles de vos emboutis dépend de trois grands facteurs.

Le cadre de l'outil ou le sabot de matrice doit être suffisamment épais pour ne pas fléchir pendant l'emboutissage. Un sabot de matrice qui fléchit ou s'incline en bas de la course ne fournit aucun support sous l'outil là où le travail est effectué, ce qui entraîne des problèmes dimensionnels. Si vous pouvez déplacer le vérin vers le haut ou vers le bas de 0,001 à 0,002 po et changer la pièce, vous avez prouvé mon point.

Nous vous recommandons d'utiliser un sabot de matrice de 3 pouces d'épaisseur lors de l'estampage de 0,025 pouce. ou un matériau plus fin, un sabot de matrice de 4 pouces d'épaisseur lors de l'estampage de 0,05 pouce. ou un matériau plus fin, et ainsi de suite. Nous avons quelques matrices lourdes de laminage, de frappe et d'extrusion avec un stock de 0,080 po d'épaisseur, et le sabot de matrice a une épaisseur de 6 po.

Les arrêts de matrice doivent également être surdimensionnés pour contrôler le coup pendant chaque cycle d'estampage. Plutôt que d'utiliser le typique 1-in.-dia. s'arrête à chaque coin, nous utilisons 3 par 3 pouces. butées rectangulaires à six endroits quand on peut les mettre en place. Sur les gros outils d'une presse de 150 tonnes, nous utilisons six à huit outils de 3 x 5 pouces. s'arrête. Il en faut beaucoup pour arrêter un bélier utilisant ce genre de tonnage.

Enfin, maximisez le nombre de goupilles de guidage et assurez-vous qu'elles sont robustes. Sur un outil de 2,5 pi de long, utilisez quatre guides d'au moins 2 po de diamètre. Sur un 4 pi. outil, utilisez quatre à six guides, d'au moins 2,5 po de diamètre. Et sur un 6 pieds. outil, utilisez six à huit guides, d'au moins 3,5 po de diamètre. Assurez-vous également d'utiliser des cages à rouleaux de précision de haute qualité.

Cela s'applique à la conception de l'outil à trois plaques. Assurez-vous d'avoir un pilotage et un serrage de dénudeur robustes. Maintenez le niveau de la bande avec des élévateurs pendant le formage. Utilisez des cylindres d'azote et des tampons de pression pour contrôler la bande pendant le formage. Calculez les forces nécessaires pour fabriquer la pièce et utilisez toujours deux à trois fois la force requise dans la conception de votre coussin de pression pour être sûr. Si vous contrôlez la bande à chaque étape au fur et à mesure qu'elle progresse dans la matrice, le résultat sera moins de variation dans la sortie.

Lorsque vous avez des coussinets de pression dans la poursuite de la matrice, votre plaque de décapage doit surmonter non seulement ces forces, mais également la force supplémentaire du travail effectué. Comme pour le coussin de pression, concevez votre pince à dénuder pour deux à trois fois la force requise.

Utilisez le processus de conception pour la fabricabilité (DFM) sur chaque station de la matrice. Par exemple, si vous avez 0,0005 pouces. dégagement pilote, alors vous pouvez avoir 0,0005-in. variation totale des dimensions de votre pièce.

Les problèmes de tolérance commencent souvent par une mauvaise conception, comme des languettes de support de pièces faibles ou une grande pièce maintenue sur la bande de matrice dans un cadre découpé avec de nombreuses formes. La pièce veut naturellement tirer dans l'opération de formage. Même le moindre dérapage entraînera des variations. Pour cela, vous devez disposer de plusieurs languettes de support dans les deux axes de la pièce.

Essayez d'ajouter des avant-trous dans la pièce afin que, lorsque vous effectuez un formage lourd, vous puissiez enregistrer la pièce avec précision. Nous utilisons également couramment des coussinets de pression pointillés. Ils comportent une série de pointes de diamant extrêmement fines et tranchantes qui ajoutent une surface rugueuse qui aide à éliminer le dérapage. Le revêtement CBN ajoute également de la rugosité à la surface d'un tampon de pression.

Enfin, essayez de marquer le matériau avant de couper pour vous assurer que la forme est localisée avec précision. De plus, la force requise pour former est beaucoup moins importante; le matériau veut naturellement se plier à cet endroit.

Nous formons un profilé en U en acier inoxydable mi-dur de 0,007 po d'épaisseur. La base du U mesure 0,050 po de largeur et les parois latérales mesurent 0,010 po de hauteur. La pièce mesure plus de 10 po de long. Nous avons plusieurs languettes de support et des coussinets de pression pointillés, et nous marquons le matériau à 0,003 po de profondeur. La pièce est droite et les parois sont parallèles à moins de 0,001 pouce sur toute la longueur. Ce n'est pas une mince affaire !

La variation dimensionnelle est minimisée grâce à une conception robuste, une bande contrôlée au fur et à mesure de sa progression dans la matrice et un outil qui ne fléchit pas pendant l'emboutissage.