Аналіз процесу виробництва прецизійного згинального штампика

Аналіз процесу виготовлення прецизійної гнутої матриці

Промисловість обробки листового металу є важливою опорною силою для машинобудівної промисловості Китаю', в якій обробка згинання є незамінним процесом при обробці листового металу, а частота використання штампів відносно висока щодня. Однак у процесі організації процесу згинання, щоб ефективно підвищити якість та ефективність виробництва деталей і виробів, дуже ключовим змістом є вибір високоякісної форми для згинання. Основним змістом цієї статті є те, як реалізувати чудову якість згинальних штампів від виробництва.

第一部分：折弯机模具的现状

Частина I: поточна ситуація зі згинальною машиною

⑴国产模具品牌参差不齐，模具质量不够稳定，精度不够精密，相比较进口模具有一定的差距；⑵使用进口模具，则价格高昂，且交货期偏长；⑶若是需求非标模具时，与模具制造商的沟通途径较少，且时效性较差；⑷行业并没有执行一个既定的模具标准。导致各厂家之间做的模具不能互换，造成钣金用户在使用模具时，会被绑架销售，选择空间小。

(1) марки вітчизняних форм є нерівномірними, якість прес-форм недостатньо стабільна, економічно ефективна (2) якщо використовуються імпортні форми, ціна висока, а термін доставки занадто довгий; (3) якщо потрібні нестандартні форми, каналів зв'язку з виробниками форм мало, а своєчасність погана; (4) промисловість не запровадила встановлений стандарт прес-форм. Як наслідок, форми, виготовлені різними виробниками, не можуть бути замінені, в результаті чого користувачі листового металу будуть викрадені для продажу при використанні форм, а простір для вибору невеликий.

Друга частина: основна проблема якості інструменту для гальма преса

1）材质

1) Матеріал

折弯 模具 材料 应 选择 正规 钢铁 企业 生产 的 42CrMo, 相 对于 其他 材料, 42CrMo 材质 有着 明显 优异 的 机械 性能. 具有 强度, 淬 透 性 高, 韧性 好, 淬火 时 变形 小, 高温 时 有 高 的 蠕变强度 和 持久 强度 等 特点. 市场 上 的 材料 还有 T7A, T8A, 尽管 这 几款 材料 均 可以 通过 热处理 达到 一定 的 表面 硬度. 但是 由于 淬火 层 深度 过 浅, 刀具 心 部 组织 过 软, 容易 变形.由于 受 价格 限制, 很多 折弯 模具 材料 多 采用 相对 便宜 的 材料. 国外 折弯 模具 采用 的 材料, 耐磨, 耐 腐蚀 及 抛光 亮度 等 综合 性能 均 优于 国产 材料. 这 也 从 根本 上 影响 了 国产折弯模具的外观质量和使用寿命。

42CrMo, що випускається звичайними металургійними підприємствами, слід вибирати як матеріал для згинання. У порівнянні з іншими матеріалами, матеріал 42CrMo має, очевидно, чудові механічні властивості. Він має характеристики високої міцності, високої прокалюваності, хорошої в’язкості, невеликої деформації під час загартування, високої міцності на повзучість і довговічності при високій температурі. На ринку також є матеріали t7a і T8A, хоча ці матеріали можуть досягти певної твердості поверхні шляхом термічної обробки. Однак через малу глибину загартованого шару серцевина інструменту занадто м’яка і легко деформується. Через цінові обмеження для багатьох матеріалів для згинання використовуються відносно дешеві матеріали. Матеріали, що використовуються в закордонних штампах, мають кращі комплексні властивості, такі як зносостійкість, стійкість до корозії та яскравість полірування, ніж вітчизняні матеріали. Це також кардинально впливає на якість зовнішнього вигляду та термін служби вітчизняних гибочних штампів.

2) Термічна обробка

折弯 模具 为了 得到 合格 且 均匀 的 硬度, 热处理 的 工序 至关重要. 折弯 模具 要求 的 硬度 为 47 ± 2HRC, 其 含义 为 模具 的 表面 任何 位置 硬度 应该 在 45 ~ 49HRC 之间. 并且 硬度 层 的深度 单边 控制 在 10мм 以上 热处理 的 大概 过程 为:. 首先 将 粗 铣 好的 毛坯, 在 端面 焊 上 吊装 环, 进 加热炉 升温 至 880 ℃, 等 产品 已经 整体 到 温 → 出炉 → 淬 油 → 冷却→ 检验 变形 量 → 冷 校正 → 回火 → 硬度 检测, 其中 回火 保温 时间 根据 批量 而 有所 不同. 完成 以上 步骤, 基本上 完成 粗 铣 毛坯 的 热处理.

Для отримання кваліфікованої і рівномірної твердості штампів для згинання дуже важливий процес термічної обробки. Твердість, необхідна для згинаючої матриці, становить 47 ± 2hrc, що означає, що твердість у будь-якому положенні на поверхні матриці повинна бути в межах 45 ~ 49hrc. А глибина шару твердості контролюється вище 10 мм. Загальний процес термічної обробки виглядає наступним чином: спочатку приварюють чорнову фрезеровану заготовку з підйомним кільцем на торці, потрапляють в піч нагріву і підвищують температуру до 880 ℃ і т. д. виріб досяг температури в цілому → розряд → загартування олією → охолодження → перевірка деформації → холодна корекція → відпуск → випробування на твердість. Час відпуску та витримки залежить від партії. Виконайте наведені вище кроки і в основному завершите термічну обробку заготовки грубого фрезерування.

У наведених вище кроках є кілька ключових моментів:

⑴ 端面 焊 上 吊装 环 进行 悬空 加热 及 悬空 淬 油 冷却. 由于 折弯 模具 的 形状 是 不规则 的 几何 形状, 在 冷却 时, 冷却 不均匀, 不 等速, 会 产生 较大 的 变形 量, 且 不可控. 因此 只有 悬空 的 燃烧 方式 及 悬空 冷却 才能 有效 的 使 模具 变形 量 达到 最小值. 由于 是 悬空 状态 下 加热 及 冷却, 在 这个 过程 中, 吊装 环 是 和 模具 焊接 成 一体 进 炉 加热. 如果 模具过 重, 在 880 ℃ 的 温度 下, 很 容易 造成 吊装 环 与 模具 之间 断裂. 正是 由于 这个 热处理 加热 上 的 限制, 一般 厂家 坚持 做 835mm 标准 长度 模具. 模具 若是 存在 热处理 上 的 缺陷, 就会大幅降低模具的使用寿命。

(1) на торці приварено підйомне кільце для підігріву суспензії та охолодження масла для гасіння суспензії. Оскільки форма згинаючої матриці має неправильну геометрію, під час охолодження охолодження відбувається нерівномірно та з неоднаковою швидкістю, що спричинить велику деформацію і не може бути контрольованою. Таким чином, лише режим підвішеного горіння та призупинене охолодження можуть ефективно мінімізувати деформацію матриці. Оскільки воно нагрівається і охолоджується в підвішеному стані, при цьому підйомне кільце зварюється з матрицею і нагрівається в печі. Якщо форма занадто важка, її легко розірвати між підйомним кільцем і формою при температурі 880 ℃. Через обмеження термічної обробки та нагрівання загальні виробники наполягають на виготовленні форм стандартної довжини 835 мм. Якщо форма має дефекти термічної обробки, термін служби прес-форми значно скоротиться.

⑵冷校正。在产品出油炉之后，由于模具本身几何形状的不规则，造成变形量的不可控。所以，在模具出油炉之后，每一件产品都需要检测变形量，如果变形量过大，那么需要冷校正。很多厂家为了省事，会选择采用火焰枪烧红的老式办法进行校正。在重烧的地方，会造成局部组织软化。在日常的使用上，存在安全隐患。

(2) холодна корекція. Після виходу продукту з масляної печі деформація неконтрольована через неправильну геометрію самої матриці. Тому після виходу форми з масляної печі кожному виробу необхідно виявити деформацію. Якщо деформація занадто велика, вона потребує холодної корекції. Щоб уникнути неприємностей, багато виробників вибирають для корекції старомодний спосіб випалювання червоного полум’яним пістолетом. У місці повторного опіку це спричинить місцеве розм’якшення тканин. При щоденному використанні існує потенційна небезпека.

经 严格 把 控 热处理 工艺 的 折弯 模具, 应该 达到 以下 寿命: 在 加工 2.0mm 厚度 以下 (含 2.0mm) 的 不锈钢 板, 3.0mm 以下 的 冷板 (含 3.0mm) 时, 采用 6 ~ 8 倍 V槽 的 折弯 下 模, 刃口 的 R 角 可以 承受 2000000 次 的 频繁 折弯 (换算 成年 数, 以 一款 模具 一年 使用 20 万 刀 次 算, 可 使用 10 年), 而 刃口 的 磨损 在0.03мм 之 内. 低廉 的 价格 是否 真的 就是 性价比 高? 用 最终 的 使用 刀 次 来 体现 就会 发现, 其实 并不是 那么 一回事. 只有 专业 的 热处理 工艺 及 合格 的 材质, 才能 保证 模具 经久耐用。

Згинальна матриця зі суворо контрольованим процесом термічної обробки повинна досягати наступного терміну служби: при обробці пластини з нержавіючої сталі товщиною менше 2,0 мм (у тому числі 2,0 мм) і холодної пластини товщиною менше 3,0 мм (включаючи 3,0 мм) нижній згин прийнято матрицю з V-образним пазом у 6-8 разів, а кут R ріжучої кромки може витримувати 2000000 частих згинів (перетворено на дорослі, якщо матриця використовується 200000 разів на рік, її можна використовувати протягом 10 років), знос ріжучої кромки в межах 0,03 мм. Чи справді низька ціна економічно вигідна? Буде виявлено, що з кінцевим використанням ножа це не те саме. Тільки професійний процес термічної обробки та кваліфіковані матеріали можуть забезпечити довговічність форми.

Частина III: Точне шліфування згинальних інструментів

前两点提到的模具材料及材料热处理，主要关乎的就是折弯模具的寿命。那么对模具的刃口及V槽面的处理方式就是保证模具精度的最关键的一道工序。

Матеріали штампів і термічна обробка матеріалу, згадані в перших двох пунктах, в основному пов’язані з терміном служби штампів для згинання. Тоді обробка ріжучої кромки та V-подібної поверхні матриці є найважливішим процесом для забезпечення точності матриці.

传统的磨削工艺对于刃口的磨削办法为：将砂轮角度人工对半分，磨削完一面，再磨削另外一面，最后R角靠钳工手动打磨。下模的V槽处理方式也是大同小异，将砂轮修成单V形，越往下磨，V槽就越宽，最后V槽面的R角处手动打磨。这种传统的加工方式精度差，做不到同型号的一致性，为后续增订模具增加了互换性的困难。

У традиційному процесі шліфування, метод шліфування кромки: вручну розділити кут шліфувального круга навпіл, відшліфувати одну сторону, потім шліфувати іншу сторону і, нарешті, шліфувати кут R вручну монтувальником. Метод обробки V-подібних пазів нижньої матриці також схожий. Відремонтуйте шліфувальний круг у єдину V-подібну форму. Чим більше ви шліфуєте, тим ширше V-подібний паз. Нарешті, вручну відшліфуйте R-кут поверхні V-подібної канавки. Цей традиційний метод обробки має низьку точність і не може досягти узгодженості тієї ж моделі, що підвищує труднощі взаємозамінності для подальшого оновлення форм.

第一，修整成形砂轮。这个工序完全颠覆了传统的砂轮修整方式，根据每一个型号的模具对应形状，修整出对应的成形砂轮。然后进行成形磨削，将复杂的曲面磨削，简化成简单的平面磨削原理，从而更好的控制模具的R角、角度、V槽宽度等关键尺寸。

Спочатку правка сформованого шліфувального круга. Цей процес повністю руйнує традиційний метод правки шліфувального круга, і відповідний сформований шліфувальний круг обрізається відповідно до відповідної форми кожної моделі матриці. Потім виконується шліфування форми, щоб спростити складне поверхневе шліфування в простий принцип поверхневого шліфування, щоб краще контролювати такі ключові розміри, як кут R, кут і ширина V-подібної канавки матриці.

第二，粗磨刃口及V槽面。

По-друге, грубо відшліфуйте ріжучу кромку і поверхню V-подібної канавки.

第三，精磨刃口及V槽面。在粗磨刃口或V槽面的过程中，砂轮会有损耗，所以在精磨前，砂轮会在系统的作用下，自动补偿损耗量及自动补偿。

По-третє, тонке шліфування ріжучої кромки та поверхні V-подібної канавки. У процесі грубого шліфування кромки або поверхні V-образного пазу шліфувальний круг втратить, тому перед тонким шліфуванням шліфувальний круг автоматично компенсує втрати та компенсацію під дією системи.

第四, 光刀. 将 光刀 的 次数 及 砂轮 粒度 统一. 从而 可以 做到 每 一条 模具 的 尺寸 都是 一致 的, 精确 到 0.01мм 的 尺寸 公差.

По-четверте, легкий ніж. Уніфікуйте час легкого ножа та зернистість шліфувального круга. Таким чином, розміри кожної матриці можуть бути узгоджені, з точністю до допуску розмірів 0,01 мм.

以上四个步骤是一次装夹同时完成的，可以显著的提高模具的一致性及稳定性。

Вищезазначені чотири кроки виконуються одночасно, що може значно покращити консистенцію та стабільність матриці.

传统的磨削办法，在整个制造过程中，大部分是人为干预；而数控化的磨削，在整个制造过程中，全程都是设备本身及配套的数控系统在控制产品的尺寸成形及尺寸精度。因此，生产出来模具的一致性及稳定性有着本质上的区别。

Більшість традиційних методів подрібнення – це втручання людини у весь виробничий процес; У всьому виробничому процесі шліфування з ЧПУ весь процес - це саме обладнання та допоміжна система ЧПУ для контролю розмірів і точності розмірів продукту. Тому консистенція і стабільність вироблених форм істотно відрізняються.

由于 传统 工艺 的 缺陷, 模具 一致性 无法 稳定. 所以 国内 很 长 一段 时间 都是 在 使用 整 支 的 模具. 然而 Амаду 等 进口 品牌 一直 在 生产 标准 长度 为 835mm 及 500мм 的 模具. 究 其 原因, 就是 因为先进 的 磨削 设备 及 工艺, 能够 制造 出 一致性 的 模具. 从而 达到 互换 拼接 使用 的 效果. 也 正是 国内外 厂家 在 工艺 上 的 区别, 造成 折弯 模具 一直 以来 没有 一个 标准 的 行业 规范.各 厂家 生产 的 均 是 本厂 的 模具 尺寸. 如果 有了 一个 统一 的 尺寸 标准, 钣 金 用户 在 选择 厂家 时, 就 可以 更加 自主 一点, 而不 需要 迁就 某 一款 模具 或 某 一家 制造 商.

Через недоліки традиційного процесу консистенція матриці не може бути стабільною. Тому вся форма використовується в Китаї протягом тривалого часу. Однак імпортні бренди, такі як Amada, виробляють форми стандартної довжини 835 мм і 500 мм. Причина в тому, що сучасне шліфувальне обладнання та технологія можуть виробляти послідовні форми. Так, щоб досягти ефекту взаємозамінного зрощування. Також різниця в технології між вітчизняними та зарубіжними виробниками призводить до відсутності стандартної галузевої специфікації для згинальних форм. Кожен виробник випускає власний розмір форми. Якщо існує уніфікований стандарт розмірів, користувачі листового металу можуть бути більш незалежними при виборі виробників, не враховуючи певну форму чи виробника.