Elementi essenziali dello stampo per stampaggio: innanzitutto, determinare il processo di realizzazione di una parte stampata

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Nota dell'autore: poiché sono trascorsi circa 15 anni dalla mia serie Die Basics 101, mi è stato chiesto di scrivere un'altra serie di articoli sui fondamenti della progettazione e costruzione degli stampi per stampaggio. Quando i produttori di utensili e gli ingegneri esperti vanno in pensione, molte aziende hanno faticato a trovare e assumere persone con conoscenze di base sugli utensili per lo stampaggio dei metalli. Spero che questa serie di articoli aiuti a istruire i lettori su tutte le fasi e i processi critici necessari per progettare e costruire uno stampo per stampaggio. Dai un'occhiata anche alla seconda e alla terza parte di questa serie.

Una matrice per stampaggio è in genere uno strumento unico nel suo genere, progettato su misura. A differenza di un articolo acquistato in negozio, non viene fornito con le istruzioni per il montaggio, il funzionamento e la manutenzione. Se anche uno solo di questi fattori non viene eseguito correttamente, possono verificarsi guasti catastrofici all'utensileria e allo stampaggio.

Ma prima le cose principali.

Prima ancora di poter iniziare a pensare al processo necessario per progettare e costruire lo stampo, è necessario determinare se la parte in questione può effettivamente essere realizzata utilizzando lo stampaggio della lamiera. Molte parti hanno caratteristiche dimensionali e di tolleranza che non possono essere soddisfatte utilizzando un processo di stampaggio convenzionale, quindi devono essere prodotte utilizzando un metodo alternativo, come la fusione seguita dalla lavorazione secondo la tolleranza specificata.

Ci vogliono anni di esperienza per poter esaminare una parte e determinare se può essere timbrata. E solo perché una parte può essere realizzata mediante stampaggio non significa che debba esserlo. Gli stampi per stampaggio della lamiera in genere sono destinati a produrre volumi di parti molto grandi. Per volumi di pezzi ridotti, a volte ha senso produrre le parti utilizzando metodi a basso costo come la piegatura con pressa piegatrice, la saldatura e la lavorazione meccanica.

Non confondere un progettista di stampi con un ingegnere di processo. Gli ingegneri di processo determinano le fasi del processo che devono essere eseguite per trasformare la lamiera piana da un pezzo grezzo a una parte finita. Potrebbe essere necessario uno stampo di linea a stazione singola o uno stampo progressivo a 40 stazioni. Questo è indiscutibilmente il passaggio più importante che determina la buona riuscita dell'operazione di stampaggio. Se il processo per realizzare la parte, anche una singola operazione di formatura o taglio, non è corretto, il processo di fustella e stampaggio fallirà.

I progettisti degli stampi determinano i mezzi meccanici per eseguire queste fasi del processo nel modo più semplice possibile. Il progettista dello stampo prende decisioni quali il tipo di acciaio per utensili, la geometria e la lunghezza dello stampo. I progettisti esperti di stampi spesso agiscono anche come ingegneri di processo, nel senso che determinano il numero di passaggi necessari per realizzare la parte, oltre a progettare i mezzi meccanici per eseguire il processo.

Prima di determinare i passaggi necessari per realizzare la parte, è necessario analizzare la stampa della parte, osservando attentamente la geometria della parte, la tolleranza specificata, il tipo e lo spessore del materiale. Questi ultimi due fattori sono fondamentali al momento di decidere le fasi del processo di produzione e la progettazione degli utensili. Non dare per scontato che la parte possa essere realizzata con il materiale specificato. Solo perché è stato progettato per essere realizzato con un certo metallo non significa che possa essere realizzato con quel materiale.

Per prendere una buona decisione sulle fasi del processo necessarie per la produzione della parte, sia l'ingegnere di processo che il progettista dello stampo devono comprendere gli effetti che il materiale della parte ha sul processo e sulla progettazione dello strumento. Il materiale della parte influenza:

Sono disponibili migliaia di metalli ferrosi e non ferrosi diversi, ciascuno con le proprie caratteristiche. Possono essere stampati materiali dal titanio all'oro. Come dico ai partecipanti al seminario, per elaborare, progettare o risolvere con successo la lamiera, è necessario prima "pensare come il metallo". Ad esempio, se pensi come l’acciaio di qualità a basso tenore di carbonio e stai cercando di formare l’alluminio, probabilmente incontrerai dei problemi. Ciò non significa che l'alluminio sia dannoso; è semplicemente diverso.

Se stai elaborando una parte che richiede una grande quantità di allungamento o disegnabilità, non provarla con dati insufficienti. Ad esempio, non accontentarti solo di sapere che è acciaio 1018. Invece, scopri la resistenza alla trazione e allo snervamento del materiale, la percentuale di allungamento e, quando possibile, il valore medio n (ripidità della curva sforzo-deformazione) e il valore medio r (rapporto tra la deformazione della larghezza reale e la deformazione dello spessore reale in un particolare punto). valore della deformazione longitudinale). Scopri se il metallo è rivestito o preverniciato. Se è un metallo non ferroso, scopri se è completamente duro, completamente morbido o semiduro. Inoltre, se il metallo verrà trafilato, scopri se è di qualità da trafilatura.