Chế tạo khuôn dập kim loại: Từ thép thô đến lần chạm đầu tiên

Việc tạo ra khuôn dập kim loại thực sự có ý nghĩa gì

Khi bạn tìm kiếm thông tin trênlàm khuôn dập kim loại, bạn thường rơi vào một trong hai thái cực: một người có sở thích đục lỗ trên tấm kim loại mỏng hoặc một chương sách giáo khoa dày đặc chứa đầy các phương trình. Bài viết này lấp đầy khoảng cách giữa những thế giới đó, hướng dẫn bạn cách xây dựng khuôn chuyên nghiệp thực sự trông như thế nào từ thép thô cho đến lần sản xuất đầu tiên.

Khuôn dập là gì và việc tạo khuôn bao gồm những gì

Vậy khuôn dập trong sản xuất là gì? Về cốt lõi, khuôn dập là một công cụ chính xác bao gồm hai nửa ăn khớp để cắt, uốn cong hoặc tạo thành tấm kim loại thành hình dạng hoàn thiện dưới lực ép. Nửa trên và nửa dưới chứa các chày, khoang khuôn, bộ thoát y, trục dẫn hướng và các bộ phận dẫn hướng phối hợp với nhau để định vị vật liệu, thực hiện các thao tác và giải phóng phần hoàn thiện. Định nghĩa dập đơn giản: quy trình-lực cao biến tấm phẳng thành các thành phần ba-chiều với tốc độ sản xuất.

Nhưng đây là điểm khác biệt mà hầu hết nội dung đều bỏ qua. Vận hành khuôn dập có nghĩa là đưa khuôn vào máy ép và chạy các bộ phận. Chế tạo một bộ phận có nghĩa là chế tạo mọi bộ phận từ một khối thép công cụ, gia công nó đến mức dung sai ở cấp độ micron{2}}, làm cứng nó và chứng minh rằng nó tạo ra các bộ phận có thể chấp nhận được trước khi được đưa vào sản xuất. Máy dập không có khuôn được chế tạo đúng cách là gì? Chỉ có trọng tải mà không có nơi nào hữu ích để đi.

Phạm vi của bài viết này tập trung hoàn toàn vào khía cạnh xây dựng: thiết kế, gia công, xử lý nhiệt, kiểm tra và xác nhận. Nếu bạn đang hỏi khuôn là gì và chúng được chế tạo như thế nào thì bạn đã đến đúng nơi.

Tại sao lại chết-Sự chính xác quyết định chất lượng bộ phận

Mọi kích thước trên một bộ phận được dập đều có dấu vết trực tiếp về cách sản xuất khuôn dập của nó. Cú đấm-để-kiểm soát độ cao của lưỡi dao. Hình học khoang quyết định dòng chảy vật liệu. Bề mặt hoàn thiện trên thép định hình quyết định liệu các bộ phận có được tháo ra sạch sẽ hay bị dính và dính. Khi dung sai lệch đi thậm chí vài phần nghìn inch, tỷ lệ phế liệu tăng lên, thời gian ngừng hoạt động của máy ép tăng lên và chi phí cho mỗi lần nhấn tăng lên.

Khuôn là DNA của mọi bộ phận được đóng dấu. Mọi khiếm khuyết về độ hoàn thiện bề mặt, lỗi kích thước hoặc vết gờ đều có dấu vết liên quan đến cách chế tạo khuôn.

Hiểu dập kim loại là gì ở mức độ thực tế có nghĩa là nhận ra rằng khuôn dập kim loại không phải là công cụ chung chung. Chúng là những công cụ-được chế tạo tùy chỉnh trong đó mỗi lựa chọn thiết kế, lựa chọn vật liệu và hoạt động gia công đều kết hợp với chất lượng, tuổi thọ và tính kinh tế của từng bộ phận mà chúng tạo ra. Các phần phía trước trình bày chính xác cách điều đó xảy ra, bắt đầu với giai đoạn kỹ thuật số trước bất kỳ quá trình cắt chip nào.

Quy trình thiết kế khuôn từ mô hình CAD đến lập trình CAM

Trước khi cắt bất kỳ loại thép công cụ nào, khuôn dập tồn tại hoàn toàn dưới dạng hình học kỹ thuật số. Giai đoạn-kỹ thuật giao diện người dùng là giai đoạn quyết định phần lớn chi phí, độ chính xác và hiệu suất sản xuất, tuy nhiên đây lại là bước mà hầu hết các cuộc thảo luận về xây dựng khuôn đều bỏ qua.Thiết kế khuôn dập hiện đạidựa trên ba nguyên tắc kỹ thuật số được kết nối với nhau: mô hình CAD 3D để xác định mọi thành phần, mô phỏng CAE để xác thực hành vi tạo hình và lập trình CAM để tạo đường chạy dao sẽ gia công từng bộ phận. Thực hiện đúng giai đoạn này và bạn sẽ giảm được các vòng thử, phế liệu và làm lại. Làm sai và bạn phải trả giá cho những sai lầm đó bằng thép.

Mô hình CAD 3D cho hình học đột dập

Thiết kế khuôn dập kim loại bắt đầu bằng mô hình tham số 3D của bộ phận được dập thành phẩm. Các kỹ sư nhập hình dạng bộ phận, thường là dưới dạng tệp STEP hoặc CAD gốc và bắt đầu làm việc ngược từ hình dạng cuối cùng để xác định cách khuôn phải tạo thành nó. Phương pháp kỹ thuật đảo ngược-này là nơi thiết kế dập kim loại tấm khác với thiết kế cơ khí thông thường. Bạn không chỉ lập mô hình các thành phần rắn; bạn đang mô hình hóa không gian âm và chuyển động sẽ tạo ra một bộ phận hàng triệu lần.

Mô hình tham số có nghĩa là mọi chiều đều được điều khiển bởi các mối quan hệ. Thay đổi bán kính chày và khoang khuôn tiếp xúc, lỗ gạt phôi và túi tấm đệm đều được cập nhật tự động. Tính liên kết này ngăn chặn sự không khớp gây nhiễu trong quá trình lắp ráp. Các chày được mô hình hóa với biên dạng cắt, chiều dài tiếp đất và góc cắt của chúng. Khối khuôn nhận dạng hình học khoang với khoảng hở thích hợp cho vật liệu cụ thể và độ dày được dập. Bộ tháo dây, trục dẫn hướng, chốt dẫn hướng và khối gót đều có hình dạng trong cùng một mô hình lắp ráp, đảm bảo rằng mọi bộ phận đều hoạt động như một hệ thống phối hợp.

Bố cục dải là một phần quan trọng của giai đoạn lập mô hình này. Nhà thiết kế xác định cách dải phẳng sẽ lồng vào nhau, lượng vật liệu nằm giữa các bộ phận, nơi các tab vận chuyển kết nối và khoảng cách giữa các trạm. Bố cục dải-được lên kế hoạch tốt sẽ cân bằng việc sử dụng vật liệu với sự phân bổ lực tạo hình và độ ổn định của nguyên liệu. Làm tổ kém gây lãng phí vật liệu. Trình tự kém sẽ tạo ra các lực không cân bằng làm cho khuôn bị mài mòn không đều.

Mô phỏng CAE để dự đoán hành vi tạo hình

Hãy tưởng tượng bạn đang ép một hình dạng phức tạp từ thép cường độ-cao và phát hiện ra rằng thành kéo mỏng đến mức nứt nhưng chỉ sau khi bạn đã gia công xong các khoang khuôn. Kịch bản đó đã từng phổ biến. Ngày nay, mô phỏng CAE dự đoán những lỗi này trước khi có bất kỳ công cụ vật lý nào tồn tại, khiến nó trở thành một trong những kỹ thuật dập kim loại có giá trị nhất dành cho các kỹ sư khuôn.

Phân tích phần tử hữu hạn mô hình hóa toàn bộ quá trình tạo hình: tiếp xúc đầu cặp phôi, hành trình chày, dòng vật liệu vào các khoang và phục hồi đàn hồi sau đó. Mô phỏng xác định nếp nhăn ở những khu vực không được hỗ trợ, mỏng đi trong bán kính chật hẹp và vết nứt khi sức căng vượt quá giới hạn vật liệu. Nó cũng dự đoán hiện tượng đàn hồi, tức là xu hướng kim loại được hình thành sẽ phục hồi một phần hình dạng sau khi loại bỏ lực ép. Đối với thép có độ bền-cao, độ đàn hồi có thể đủ nghiêm trọng để đẩy các bộ phận hoàn toàn vượt quá giới hạn cho phép.Công cụ mô phỏng nâng caogiờ đây tính toán độ lớn đàn hồi trên toàn bộ bề mặt bộ phận, cho phép các kỹ sư chủ động bù hình dạng khuôn thay vì phải điều chỉnh trong quá trình thử.

Sự bù trừ này hoạt động bằng cách cố ý sửa đổi mặt khuôn để chi tiết trở lại hình dạng chính xác cuối cùng. Nếu không có mô phỏng, các kỹ sư sẽ dựa vào thử nghiệm-và-lỗi vật lý, uốn cong quá mức bằng phỏng đoán và lặp đi lặp lại thông qua các bản cắt khuôn đắt tiền. Công nghệ dập đã phát triển đến mức nguyên mẫu dập kim loại có thể được xác nhận bằng kỹ thuật số trước khi đưa vào chế tạo dụng cụ cứng, cắt giảm thời gian phát triển hàng tuần và loại bỏ toàn bộ vòng lấy mẫu vật lý.

Chiến lược lập trình CAM và đường chạy dao

Với hình học bị khóa và mô phỏng được xác thực, lập trình CAM chuyển thiết kế thành hướng dẫn máy. Mỗi đường viền, hốc và biên dạng trên mỗi bộ phận khuôn đều cần một đường chạy dao giúp cân bằng độ hoàn thiện bề mặt, độ chính xác về kích thước và thời gian chu kỳ. Đây là nơi các quyết định thiết kế dập đáp ứng được thực tế sản xuất.

Các lập trình viên CAM xác định các chiến lược gia công thô giúp loại bỏ vật liệu rời một cách nhanh chóng, để lại phôi cho các bước bán{0}}gia công tinh và hoàn thiện. Họ chọn hình dạng dao cắt phù hợp với các đặc điểm cụ thể: dao phay đầu tròn-cho các khoang có đường viền, dao phay đầu phẳng cho các bề mặt phẳng và các công cụ có đường kính-nhỏ cho các góc hẹp. Các chiến lược đường chạy dao như gia công tốc độ-cao với tải phoi không đổi giúp giảm lực cắt và kéo dài tuổi thọ dao, điều này quan trọng khi bạn gia công thép công cụ đã cứng ở 60+ HRC sau khi xử lý nhiệt.

Đối với các biên dạng khuôn phức tạp với các đường cong phức hợp và các rãnh cắt, lập trình đồng thời 5 trục giúp dao cắt được định hướng tối ưu trên bề mặt, giảm chiều cao vỏ sò và giảm thiểu việc đánh bóng bằng tay. Hình học phẳng đơn giản hơn có thể chỉ cần gia công 3 trục. Lập trình viên đưa ra các quyết định này theo từng thành phần dựa trên các yêu cầu về độ phức tạp và dung sai hình học.

Quy trình thiết kế dập kim loại điển hình từ ý tưởng đến chương trình sẵn sàng cho máy{0}} tuân theo một trình tự xác định:

1. Nhập hình học bộ phận và xem xét tính khả thi
2. Bố trí dải, lồng và trình tự vận hành
3. Mô hình thành phần khuôn với khả năng kết hợp tham số đầy đủ
4. Mô phỏng hình thành, dự đoán đàn hồi và bù khuôn mặt
5. Tạo đường chạy dao, xác minh mô phỏng và xử lý hậu kỳ cho CNC

Mỗi bước tiếp nối bước tiếp theo. Bỏ qua mô phỏng để tiết kiệm thời gian hầu như luôn tốn nhiều chi phí làm lại hơn. Lập trình CAM vội vàng dẫn đến độ hoàn thiện bề mặt kém, đòi hỏi phải làm việc thủ công quá nhiều. Giai đoạn kỹ thuật số là nơi kỷ luật mang lại lợi ích, bởi vì một khi bạn bắt đầu cắt thép, những thay đổi sẽ trở nên đắt đỏ hơn theo cấp số nhân. Quá trình chuyển đổi từ mô hình kỹ thuật số sang kim loại vật lý, quá trình gia công thực tế các bộ phận khuôn, là nơi mà độ phức tạp trong xây dựng bộc lộ rõ ​​ràng nhất.

Các loại khuôn dập và cách xây dựng khác nhau

Không phải tất cả các khuôn dập đều được chế tạo theo cùng một cách và độ phức tạp của việc xây dựng thay đổi đáng kể tùy thuộc vào loại. Một-khuôn đột bao hình trạm đơn lẻ có thể cần vài tuần gia công. Một khuôn dập lũy tiến 20 trạm dành cho ứng dụng khuôn dập ô tô có thể mất hàng tháng trời để làm việc chính xác trên hàng chục bộ phận có liên quan với nhau. Hiểu rõ các loại khuôn dập giúp giải thích lý do tại sao chiến lược xây dựng, dung sai và chi phí lại khác nhau rất nhiều giữa các dự án.

Trạm đơn-Chết và Trạm kết hợp chết

Các khuôn-trạm đơn đại diện cho loại khuôn dập kim loại tấm đơn giản nhất. Mỗi hành trình ép thực hiện một thao tác: tạo phôi, đục lỗ hoặc tạo khuôn đơn. Việc xây dựng tương đối đơn giản vì bạn đang xây dựng một bộ công cụ ghép nối với một mối quan tâm về căn chỉnh. Khuôn đơn giản xử lý các công việc cơ bản như cắt vòng đệm hoặc đục lỗ lắp trên giá đỡ.

Khuôn phức hợp nâng độ phức tạp lên một bậc. Chúng thực hiện nhiều thao tác cắt trong một hành trình tại một trạm duy nhất. Một khuôn hỗn hợp thông thường có thể tạo phôi hình bên ngoài và xuyên qua các lỗ bên trong cùng một lúc. Thách thức xây dựng ở đây là sự đồng tâm. Mỗi lỗ đột và khuôn phải căn chỉnh chính xác vì chúng đều tiếp xúc với vật liệu cùng một lúc. Dung sai bị siết chặt và người chế tạo khuôn phải tính đến độ võng dưới lực cắt đồng thời.

Khuôn kết hợp còn tiến thêm một bước nữa bằng cách trộn lẫn việc cắt và tạo hình trong một hành trình. Bạn có thể tạo hình trống và vẽ nó vào cốc chỉ trong một chu kỳ nhấn. Việc chế tạo những thứ này đòi hỏi người chế tạo khuôn phải quản lý cả khe hở cắt và bán kính tạo hình trong cùng một dụng cụ, điều này đòi hỏi sự chú ý cẩn thận đến cách vật liệu chảy trong quá trình vận hành kết hợp. Tuy nhiên, tất cả đều là những công cụ trạm đơn lẻ. Sự gia tăng thực sự về độ phức tạp của bản dựng xảy ra khi bạn chuyển sang công cụ giai đoạn xử lý một dải qua nhiều trạm.

Xây dựng khuôn tiến bộ và trình tự trạm

Khuôn dập lũy tiến là đặc điểm chính của việc dập khối lượng lớn. Họ thực hiện một loạt các hoạt động trên nhiều trạm với mỗi lần nhấn, dần dần biến một dải kim loại thành một bộ phận hoàn thiện. Như Tạp chí MetalForming mô tả, khuôn lũy tiến thực hiện đồng thời các nguyên công kim loại tấm cơ bản ở hai hoặc nhiều trạm, với dải di chuyển một khoảng cách định trước trong mỗi hành trình thông qua hệ thống cấp liệu tự động.

Nghe có vẻ đơn giản về nguyên tắc. Trong thực tế, việc chế tạo một công cụ là một trong những nhiệm vụ đòi hỏi khắt khe nhất trong sản xuất công cụ và khuôn mẫu. Đây là lý do tại sao:

• Căn chỉnh ga-đến-ga:Mỗi trạm phải giữ vị trí tương đối so với tất cả các trạm khác trong phạm vi micron. Sự dịch chuyển tích lũy thậm chí 0,01 mm trên mười trạm sẽ tạo ra các bộ phận nằm ngoài giới hạn dung sai. Nhà sản xuất khuôn sẽ gia công tất cả các tính năng của trạm từ các mốc chuẩn chung và xác minh sự liên kết trên toàn bộ bộ khuôn.
• Kiểm soát cao độ:Cao độ là khoảng cách cố định mà dải tiến lên giữa các nét. Mọi tính năng trong mỗi trạm phải được đặt cách nhau ở bội số cao độ chính xác. Nếu chày xuyên ở vị trí thứ ba nằm cách khuôn mẫu 0,02 mm ở vị trí thứ tám, thì những đặc điểm đó sẽ không căn chỉnh trên phần hoàn thiện.
• Hướng dẫn và nâng dải:Dải phải đi qua tất cả các trạm một cách trơn tru mà không vướng vào các bộ phận đã định hình hoặc bị chùng xuống giữa các bộ nâng. Bộ nâng thanh, thanh dẫn phôi và túi đỡ giữa các trạm đều yêu cầu gia công chính xác để duy trì mặt phẳng cấp liệu ngang bằng.
• Thời gian liên{0}}ga:Phi công đi vào các lỗ đã đục trước đó để đăng ký vị trí dải trước khi thực hiện mỗi hoạt động. Những phi công này phải phối hợp với vũ công thoát y và người nâng. Lỗi thời gian gây ra hư hỏng dải hoặc đăng ký bị bỏ lỡ.

Việc sử dụng các rãnh bypass âm và dương trong khuôn dập kim loại tấm cũng đóng một vai trò trong việc chế tạo khuôn tiến bộ. Các rãnh trên cạnh dải này cung cấp các điểm tham chiếu vật lý cho vị trí bước và cho phép các cảm biến phát hiện các bước tiến ngắn hoặc dài trước khi chúng gây ra hư hỏng. Xây dựng trạm khía với hình dạng và vị trí chính xác là một trong những thao tác quan trọng-căn chỉnh đầu tiên trong khuôn.

Việc chế tạo khuôn dập thép cho các ứng dụng tiến bộ cũng đòi hỏi tính nhất quán đặc biệt trong sản xuất linh kiện. Mỗi chày, khuôn chèn và tấm đệm phải được mài phẳng và song song. Các chốt dẫn hướng và ống lót phải giữ cho đế trên và dưới thẳng hàng dưới tải trọng ép động. Một khuôn lũy tiến không chỉ là một tập hợp các trạm; nó là một hệ thống cơ khí phối hợp trong đó mỗi thành phần ảnh hưởng đến hiệu suất của nhau.

Khuôn chuyển cho các bộ phận kéo dài hoặc lớn{0}}

Việc dán tem chuyển có một cách tiếp cận khác. Thay vì giữ các bộ phận được gắn vào một dải vận chuyển, các phôi riêng lẻ sẽ được cắt tự do ở trạm đầu tiên và được chuyển cơ học giữa các trạm tiếp theo bằng bộ kẹp hoặc cơ cấu con thoi. Phương pháp này phù hợp với các phần lớn, phần vỏ được vẽ sâu{2}}và các hình dạng không thể kết nối với dải trong quá trình tạo hình.

Khuôn chuyển giao tòa nhà giới thiệu sự phức tạp của riêng nó. Mỗi trạm hoạt động như một công cụ độc lập nhưng tất cả đều phải chia sẻ sự liên kết chính xác với hệ thống chuyển tải. Vị trí của kẹp, hướng bộ phận và khoảng cách giữa trạm-đến-trạm phải khớp chính xác với cơ chế chuyển cơ học. Khuôn dập ô tô dành cho các tấm thân kết cấu, mặt trong cửa và vỏ kéo-sâu thường sử dụng cấu hình chuyển vì kích thước bộ phận và độ sâu kéo vượt quá giới hạn mà một dải lũy tiến có thể đáp ứng.

Bảng dưới đây so sánh các yêu cầu xây dựng khác nhau giữa các loại khuôn dập này:

Việc chuyển từ-nhà ga đơn lẻ sang xây dựng lũy ​​tiến hoặc chuyển giao không chỉ là vấn đề thêm các nhà ga. Đó là sự thay đổi cơ bản trong cách bạn lập kế hoạch, gia công và xác nhận khuôn. Mỗi trạm bổ sung sẽ nhân số lượng các kích thước quan trọng, số lượng thành phần yêu cầu độ chính xác dưới-micron và số lượng tương tác phải hoạt động đồng bộ. Sự leo thang trong các yêu cầu về độ chính xác thúc đẩy các lựa chọn vật liệu mà các nhà sản xuất khuôn phải đối mặt khi lựa chọn thép công cụ sẽ tạo thành xương sống của mỗi bộ phận.

Chọn thép công cụ dựa trên những gì bạn đang dập

Khuôn chỉ có độ bền tương đương với thép được làm từ nó và loại khuôn phù hợp hầu như phụ thuộc hoàn toàn vào tấm kim loại mà bạn dự định dập. Mỗi loại thép nhẹ, không gỉ, nhôm và hợp kim có độ bền{1}}cao đều tạo ra ứng suất khác nhau cho dụng cụ. Một số cạnh mòn dần dần do mài mòn. Những loại khác mang lại tải trọng tác động mạnh làm sứt mẻ thép giòn. Việc chọn vật liệu dập kim loại để làm chày, khối khuôn và chèn tạo hình mà không xem xét vật liệu dập cũng giống như chọn lốp mà không biết mặt đường.

Các loại thép công cụ và ứng dụng dập của chúng

Năm loại vật liệu bao gồm phần lớn các thành phần khuôn được sử dụng trong quá trình dập sản xuất. Mỗi loại chiếm một vị trí khác nhau trên phổ độ cứng-độ dẻo dai và mỗi loại phù hợp với một dạng hư hỏng cụ thể.

Thép công cụ D2là lựa chọn mặc định khi mài mòn làm hạn chế tuổi thọ dụng cụ. Hàm lượng cacbua crom cao giúp lưỡi cắt luôn sắc bén trong thời gian sản xuất dài. Để đục lỗ và đục lỗ khối lượng lớn-thép dập và vật liệu tráng phủ, D2 mang lại khả năng giữ cạnh tốt nhất. Tuy nhiên, nó thiếu độ dẻo dai để chịu được tác động mạnh nên không lý tưởng cho các trạm tạo hình khổ-dày, nơi tải trọng va đập chiếm ưu thế.

Thép công cụ A2hoạt động tốt nhất khi không có chế độ lỗi nào chiếm ưu thế rõ ràng. Nó cân bằng khả năng chống mài mòn với độ dẻo dai đủ để xử lý tác động vừa phải, khiến nó trở thành lựa chọn thiết thực cho các khuôn dập lũy tiến nơi nhiều trạm trải qua các điều kiện mài mòn, tải trọng và tác động theo chu kỳ hỗn hợp. Đối với sản xuất với số lượng-trung bình dưới 1.000.000 lượt truy cập, A2 thường mang lại hiệu suất-hiệu quả nhất về mặt chi phí.

Thép công cụ S7ưu tiên sự dẻo dai hơn tất cả. Khi đục lỗ hoặc nứt dưới tác động lặp đi lặp lại, đặc biệt là trong quá trình dập-khổ lớn hoặc các trạm có tải xuyên thấu mạnh, S7 sẽ hấp thụ ứng suất theo chu kỳ có thể làm gãy-các cấp cacbua cao hơn. Nó chạy ở độ cứng thấp hơn (56-58 HRC) nhưng chống nứt do mỏi tốt hơn nhiều so với D2 hoặc M2.

Thép tốc độ cao M2-lấp đầy khoảng trống mà cả tải trọng mài mòn và nén đều góp phần gây ra hư hỏng. Các cú đấm phải duy trì hình dạng cạnh dưới áp suất duy trì cao được hưởng lợi từ sự kết hợp giữa độ cứng (60-65 HRC) và cường độ nén của M2. So với D2, nó chống biến dạng tốt hơn. So với S7, nó giữ cạnh sắc nét hơn.

cacbua vonframhạt dao mang lại khả năng chống mài mòn cao hơn tới 30 lần so với thép công cụ thông thường. Chúng duy trì độ chính xác về kích thước qua hàng triệu chu kỳ, khiến chúng trở thành lựa chọn thiết thực duy nhất cho các ứng dụng có khối lượng cực-cao{3}} hoặc khi dập các vật liệu có độ mài mòn cao. Sự đánh đổi: cacbua giòn, đắt tiền và cần mài chuyên dụng hoặc EDM để tạo hình. Nó không thể hấp thụ tải trọng bên nặng hoặc tác động mà không có nguy cơ gãy xương nghiêm trọng.

Lựa chọn thiết kế khuôn thay đổi vật liệu đóng dấu như thế nào

Tấm kim loại chạy qua khuôn sẽ quyết định cấp độ nào thuộc về vị trí nào. Hãy xem xét ba tình huống phổ biến:

Dập thép không gỉđưa ra một thách thức kép. Các loại Austenitic như 304 và 316 đều bị mài mòn và dễ bị mòn do dính (trầy xước). Vật liệu-cứng lại nhanh chóng trong quá trình tạo hình, điều này làm tăng lực cắt và đẩy nhanh tốc độ hư hỏng của cạnh. Việc dập không gỉ đòi hỏi dụng cụ có độ cứng-cao, thường là hạt dao D2 hoặc cacbua tại các trạm cắt, kết hợp với bề mặt được đánh bóng và lớp phủ chống{8}}ăn mòn để ngăn vật liệu bám vào thép tạo hình.

Dập nhômcó vẻ như nó dễ gia công vì vật liệu mềm. Trong thực tế, quá trình dập nhôm tạo ra những vấn đề riêng. Nhôm có xu hướng bám dính mạnh vào các bề mặt dụng cụ bằng thép, tích tụ trên các mặt chày và bán kính khuôn cho đến khi chất lượng bộ phận giảm sút. Khi làm việc với kim loại tấm nhôm được dập, các nhà thiết kế khuôn mẫu ưu tiên lựa chọn độ hoàn thiện bề mặt và lớp phủ hơn là độ cứng thô. Hạt dao A2 được phủ DLC hoặc TiN{4}}thường hoạt động tốt hơn các loại thép không tráng phủ cứng hơn vì chúng chống lại cơ chế mài mòn do dính mà nhôm khai thác.

Thép cường độ-cao(độ bền kéo trên 590 MPa) đòi hỏi đồng thời cả độ cứng và độ dẻo dai. Lực tạo hình cao của vật liệu tạo ứng suất cho các bộ phận dụng cụ khi nén, trong khi xu hướng đàn hồi của nó đòi hỏi hình học khuôn chặt hơn. Đục lỗ có đầu M2 hoặc cacbua-xử lý tải trọng mài mòn tại các trạm cắt, trong khi S7 có thể phục vụ tốt hơn tại các trạm tạo hình nơi tác động chiếm ưu thế.

Khi nào hạt dao cacbua có thể bù đắp được chi phí cao hơn so với-thép công cụ đã được tôi cứng? Quyết định thường phụ thuộc vào khối lượng và độ mài mòn của vật liệu. Đối với quá trình sản xuất vượt quá một triệu bộ phận hoặc khi dập các hợp kim không gỉ hoặc hợp kim có độ bền cao- tiêu thụ nhanh chóng các cạnh D2, tổng chi phí sở hữu của cacbua giảm xuống thấp hơn thép vì nó loại bỏ nhiều chu trình mài lại và thời gian ngừng hoạt động liên quan. Đối với số lượng dưới 100.000 bộ phận hoặc khi dập kim loại mềm hơn cho các ứng dụng dập,-thép công cụ đã được tôi cứng vẫn là lựa chọn kinh tế.

Lựa chọn vật liệu đặt nền móng, nhưng nó chỉ mang lại giá trị đầy đủ sau khi gia công và xử lý nhiệt thích hợp kích hoạt các đặc tính vật liệu đó. Bước tiếp theo trong quá trình xây dựng là biến các khối thép công cụ thô này thành các bộ phận khuôn chính xác thông qua một loạt các hoạt động gia công CNC được sắp xếp cẩn thận.

Quy trình gia công CNC định hình mọi thành phần khuôn

Một khối D2 hoặc M2 nằm trên pallet chỉ là tiềm năng thô. Việc biến nó thành một bộ phận khuôn hoạt động đòi hỏi một chuỗi các hoạt động gia công CNC có chủ ý, mỗi hoạt động được thực hiện ở một giai đoạn cụ thể vì một lý do cụ thể. Thứ tự cũng quan trọng như bản thân các hoạt động. Thô ráp quá mạnh và bạn tạo ra ứng suất bên trong làm cong vênh bộ phận trong quá trình xử lý nhiệt. Hoàn thiện trước khi đông cứng và bạn sẽ mất đi độ chính xác khi thép di chuyển trong quá trình tôi. Mọi công cụ dập kim loại và xưởng khuôn đều tuân theo logic gia công được xây dựng xung quanh một nguyên tắc: loại bỏ khối lượng lớn khi thép còn mềm, làm cứng nó, sau đó đưa nó về kích thước cuối cùng khi thép còn cứng.

Phay thô và bán tinh-Hoàn thiện trước khi xử lý nhiệt

Các bộ phận khuôn bắt đầu thời gian gia công ở trạng thái được ủ hoặc-làm cứng trước, thường ở khoảng 20-30 HRC. Ở độ mềm này, vật liệu cắt dễ dàng, tuổi thọ dụng cụ lâu hơn và tỷ lệ loại bỏ vật liệu duy trì ở mức cao. Các hoạt động gia công thô sẽ loại bỏ phần lớn lượng vật liệu dư thừa, để lại 0,5 đến 1,0 mm vật liệu trên tất cả các bề mặt quan trọng như một "dung lượng hoàn thiện" cho các hoạt động sau này.

Tại sao lại để lại khoản trợ cấp đó? Hai lý do. Đầu tiên, xử lý nhiệt gây ra chuyển động chiều. Ngay cả thép công cụ được tôi cứng trong chân không-cũng dịch chuyển đôi chút khi cấu trúc tinh thể của nó biến đổi trong quá trình tôi. Thứ hai, bản thân quá trình gia công thô tạo ra ứng suất dư từ lực cắt và nhiệt cục bộ. Nếu bạn gia công đến kích thước cuối cùng ở giai đoạn này, bạn sẽ thấy các kích thước đó thay đổi sau khi đông cứng.

Giữa gia công thô và xử lý nhiệt, chu trình-giảm ứng suất ở khoảng 600-650 độ C sẽ giúp giảm bớt ứng suất bên trong do quá trình cắt mạnh tạo ra. Các bước hoàn thiện bán{6}}sau đó đưa các bề mặt đến gần kích thước cuối cùng hơn, thường trong khoảng 0,2-0,3 mm, đồng thời duy trì trạng thái nguyên liệu đồng nhất đảm bảo khả năng truyền nhiệt đều trong chu kỳ đông cứng tiếp theo. Tiện CNC xử lý các bộ phận tròn như chốt dẫn hướng, ống lót và chày tròn ở giai đoạn này, tạo ra hình học gần dạng lưới trước khi thép biến hình.

Nghiền hoàn tất và phay cứng tốc độ cao-sau khi đông cứng

Sau khi xử lý nhiệt đưa các bộ phận đạt độ cứng hoạt động là 58-65 HRC, vật liệu sẽ hoạt động hoàn toàn khác dưới máy cắt. Bây giờ nó là một pháo đài mài mòn chống lại sự gia công truyền thống. Hai chiến lược hoàn thiện giải quyết thách thức này: mài chính xác và phay cứng tốc độ cao.

Mài bề mặt giúp các bộ phận phẳng như tấm khuôn, tấm lót và dải mài mòn đạt được độ dày cuối cùng với dung sai độ phẳng là +/- 0.005 mm hoặc cao hơn. Nghiền hình trụ hoàn thiện các bộ phận tròn với dung sai đường kính trong phạm vi micron. Quá trình mài vượt trội trong việc tạo ra sự hoàn hảo về mặt hình học trên các bề mặt có thể tiếp cận được. BẰNGlưu ý của chuyên gia gia công chính xác, khi thiết kế yêu cầu độ phẳng hoặc độ song song trong phạm vi +/- 0.002 mm thì mài là lựa chọn hợp lý duy nhất, mang lại độ hoàn thiện bề mặt xuống tới Ra 0,1 micromet.

Phay cứng tốc độ cao đã nổi lên như một sự bổ sung mạnh mẽ cho quá trình mài. Sử dụng dụng cụ cacbua hoặc PCBN ở tốc độ trục chính cao, quy trình này khai thác lực cắt đoạn nhiệt: thời gian tiếp xúc với dụng cụ ngắn đến mức phần lớn nhiệt truyền vào chip thay vì phôi. Kết quả là loại bỏ vật liệu hiệu quả khỏi thép cứng mà không làm hư hại bề mặt chi tiết do nhiệt. Phay cứng có thể loại bỏ vật liệu nhanh hơn tới năm lần so với mài trong khi tạo ra ứng suất dư nén trên bề mặt, điều này thực sự mang lại lợi ích cho tuổi thọ mỏi trong dụng cụ dập chịu tải trọng theo chu kỳ.

Sự phân chia thực tế giữa các phương pháp này rất đơn giản. Máy mài xử lý các mốc phẳng, các bề mặt song song và các biên dạng hình trụ đơn giản. Phay cứng xử lý các đường viền 3D, hình học dạng lỗ và các biên dạng khoang phức tạp mà vật lý mà bánh mài không thể chạm tới. Hầu hết các thành phần khuôn đều yêu cầu cả hai: bề mặt tham chiếu nền để lắp ráp phù hợp và các đường viền được phay cứng để tạo hình học. Cách tiếp cận kết hợp này là phương pháp tiêu chuẩn trong sản xuất dụng cụ dập kim loại vì mỗi quy trình bao gồm các hình học mà quy trình kia không thể thực hiện được.

CNC 5 trục cho các biên dạng khuôn phức tạp

Không phải mọi thành phần khuôn đều có thể được hoàn thiện bằng gia công 3 trục. Khi chày định hình có các đường cong phức hợp hoặc khoang khuôn có thành sâu với bề mặt gồ ghề và bán kính chặt, lực phay 3 trục sẽ được thỏa hiệp. Dụng cụ này chỉ có thể tiếp cận từ phía trên, đòi hỏi các dao cắt dài hơn, bị lệch khi chịu tải và để lại vết sò trên các bề mặt góc cạnh cần đánh bóng bằng tay quá mức.

Gia công 5 trục giải quyết vấn đề này bằng cách nghiêng dụng cụ hoặc phôi gia công, cho phép dao cắt duy trì hướng tối ưu so với bề mặt được cắt. Theoso sánh khả năng gia công, Máy phay 5 trục đạt được dung sai +/- 0.0005 inch với độ hoàn thiện bề mặt xuống tới Ra 0,4 micromet và chúng gia công các bề mặt 3D phức tạp trong một thiết lập duy nhất yêu cầu nhiều lần định vị lại trên máy 3 trục.

Đối với các ứng dụng dập khuôn và dụng cụ, khả năng 5 trục quan trọng nhất trong các tình huống sau:

• Vẽ sâu lỗ khuônvới những bức tường cong-hỗn hợp yêu cầu dụng cụ ngắn, cứng được định hướng vuông góc với bề mặt
• Trạm tạo hình tiến bộvới các đặc điểm góc cạnh không thể tiếp cận được từ cách tiếp cận theo chiều dọc
• Cấu hình cú đấm phức tạptrong đó nhiều tính năng cắt xén cần được gia công mà không cần-sửa lại

Tuy nhiên, không phải thành phần nào cũng phù hợp với thời gian 5{2}}trục. Máy tấm khuôn phẳng đơn giản, tấm đệm và máy chèn thành-thẳng đơn giản hiệu quả trên thiết bị 3-trục với tốc độ theo giờ thấp hơn. Quyết định phụ thuộc vào hình học: nếu một tính năng yêu cầu định vị lại hoặc gia công dao dài trên máy 3 trục thì 5 trục thường mang lại độ chính xác tốt hơn với tổng chi phí thấp hơn mặc dù tốc độ máy cao hơn. Khi khuôn đúc dành cho máy dập kim loại tốc độ cao, độ chính xác về kích thước có thể đạt được thông qua quá trình hoàn thiện 5 trục sẽ trực tiếp chuyển thành dung sai bộ phận chặt chẽ hơn và khoảng thời gian giữa các lần bảo trì dài hơn.

Trình tự gia công hoàn chỉnh cho một bộ phận khuôn điển hình, từ khối thô đến hạt dao được đánh bóng sẵn sàng để lắp ráp, tuân theo tiến trình sau:

1. Nghiền thô tất cả các tính năng ở trạng thái mềm (ủ), để lại 0,5-1,0 mm trên các bề mặt quan trọng
2. Giảm ứng suất ở nhiệt độ 600-650 độ C để giải phóng ứng suất dư do gia công gây ra
3. Bán hoàn thiện có kích thước cuối cùng trong khoảng 0,2-0,3 mm với lượng phôi đồng nhất
4. Gửi đến xử lý nhiệt để làm cứng chân không và ủ đến độ cứng mục tiêu
5. Nghiền hoàn thiện các bề mặt tham chiếu và các đường viền phức tạp được nghiền cứng đến kích thước cuối cùng
6. Đánh bóng cuối cùng các bề mặt tạo hình đạt giá trị Ra yêu cầu cho dòng nguyên liệu và giải phóng bộ phận

Mỗi bước cổng tiếp theo. Bỏ qua việc giảm căng thẳng trước khi xử lý nhiệt sẽ gây ra sự biến dạng. Phay cứng trước khi xác minh kích thước xử lý sau{2}}nhiệt- sẽ lãng phí thời gian của máy trên một bộ phận có thể đã vượt quá giới hạn có thể phục hồi. Nguyên tắc của trình tự này là điểm khác biệt giữa việc chế tạo khuôn và dụng cụ kim loại chuyên nghiệp với các cửa hàng giải quyết các vấn đề thông qua việc làm lại.

Mài chính xác và phay cứng xử lý phần lớn hình dạng khuôn, nhưng một số tính năng nhất định vượt xa những gì mà bất kỳ dao cắt quay hoặc bánh mài mòn nào có thể đạt được. Các góc bên trong sắc nét, khe hẹp và cấu hình xuyên suốt phức tạp-đòi hỏi một cơ chế loại bỏ hoàn toàn khác, cơ chế cắt bằng tia lửa điện thay vì lực cơ học.

EDM dây và EDM chìm cho hình học khuôn phức tạp

Một dao phay, cho dù đường kính của nó có nhỏ đến đâu, vẫn để lại bán kính ở mọi góc bên trong bằng kích thước của chính nó. Bánh mài không thể chạm tới bên trong một khe hẹp. Những hạn chế vật lý này có nghĩa là một số thành phần khuôn dập nhất định, đặc biệt là các chày và khuôn kim loại tấm phức tạp, đòi hỏi một quy trình loại bỏ vật liệu khác về cơ bản. Gia công phóng điện loại bỏ kim loại thông qua sự xói mòn do tia lửa điện có kiểm soát thay vì lực cắt cơ học, tạo ra các dạng hình học mà không dụng cụ quay nào có thể tái tạo được.

Dây EDM cho các cấu hình đột và khuôn chính xác

Dây EDM sử dụng dây đồng thau hoặc dây tráng mỏng, thường có đường kính từ 0,1 đến 0,3 mm, làm điện cực cắt xuyên qua phôi dọc theo đường dẫn-được lập trình CNC. Dây không bao giờ tiếp xúc với vật liệu. Thay vào đó, sự phóng điện nhanh chóng sẽ làm bay hơi các hạt cực nhỏ trong khi nước khử ion sẽ làm sạch các mảnh vụn và làm mát vùng cắt. Bởi vì dây đi hoàn toàn qua phôi,dây EDM tạo ra các mặt cắt-có bán kính bên trong nhỏ bằng chính đường kính dây, sắc nét hơn nhiều so với bất kỳ dao phay nào có thể đạt được.

Đối với khuôn dập kim loại tấm, EDM dây là quy trình- phù hợp để cắt biên dạng đột, lỗ khuôn và lỗ hở sau khi xử lý nhiệt. Bạn sẽ nhận thấy điều này rất quan trọng: cắt thép công cụ đã cứng ở 60+ HRC là công việc thường xuyên đối với EDM dây vì độ cứng của vật liệu có ảnh hưởng tối thiểu đến sự xói mòn do tia lửa điện. Các máy xử lý D2, M2 và thậm chí cả cacbua đều dễ dàng như nhau. Cấu hình tem khuôn yêu cầu mối quan hệ khe hở chặt chẽ giữa chày và lỗ khuôn, đôi khi chỉ bằng 5-8% độ dày vật liệu mỗi bên, dựa vào khả năng giữ dung sai của dây EDM trong phạm vi +/- 0.005 mm trong các điều kiện được kiểm soát.

Nhiều lần lướt qua sẽ dần dần tinh chỉnh độ chính xác và độ hoàn thiện bề mặt. Một vết cắt thô sẽ loại bỏ phần lớn vật liệu, sau đó hai đến bốn đường hoàn thiện sẽ cạo micron cùng một lúc, cải thiện cả độ chính xác về kích thước và chất lượng bề mặt với mỗi đường cắt. Điều này làm cho EDM dây trở nên lý tưởng để cắt các biên dạng khớp nối của các bộ phận khuôn dập trong đó việc đục lỗ-để-khớp khuôn xác định chiều cao lưỡi dao trên mỗi bộ phận được dập.

Sinker EDM cho các lỗ sâu răng và đường viền phức tạp

Trong đó EDM dây vượt trội trong-các biên dạng cắt, EDM chìm xử lý các hốc mù, đường viền 3D và bề mặt có kết cấu mà dây về mặt vật lý không thể tạo ra. Quá trình này sử dụng một điện cực có hình dạng-tùy chỉnh, thường được gia công từ than chì hoặc đồng, "chìm" vào phôi thông qua sự xói mòn do tia lửa điện. Hình dạng của điện cực tương ứng trực tiếp với hình dạng khoang mà bạn cần và khi quá trình diễn ra, hàng nghìn-tia lửa cực nhỏ mỗi giây sẽ loại bỏ vật liệu một cách chính xác trong khi chất điện môi dầu hydrocacbon quản lý nhiệt và mảnh vụn.

Trong kết cấu khuôn dập kim loại, máy khoan EDM có vai trò tạo các khoang có bề mặt 3D phức tạp, các chi tiết đúc và các tính năng dập nổi mà không dao phay nào có thể đạt tới mà không bị lệch. Nó cũng tạo ra các bề mặt có kết cấu trên các mặt khuôn dập, nơi mà độ nhám được kiểm soát sẽ hỗ trợ dòng chảy vật liệu trong quá trình tạo hình. Quá trình này không tạo ra lực cơ học lên phôi, có nghĩa là các phần khuôn mỏng và các chi tiết tinh tế vẫn không bị biến dạng trong quá trình gia công.

Sự đánh đổi là tốc độ và chi phí dụng cụ. Mỗi điện cực phải được-gia công tùy chỉnh để phù hợp với khoang mong muốn và các điện cực sẽ bị mòn trong quá trình sử dụng, đôi khi cần có nhiều bản sao cho một tính năng. Thời gian chu kỳ chạy chậm hơn EDM dây cho khối lượng vật liệu tương đương. Nhưng đối với các khoang kín trên thép cứng, máy khoan EDM vẫn là lựa chọn thực tế duy nhất.

Lapping và đánh bóng cho chất lượng bề mặt

EDM để lại một lớp đúc lại đặc trưng trên các bề mặt được gia công, một vùng mỏng của vật liệu-được đông đặc lại có thể cứng hơn và giòn hơn thép gốc. Để cắt các bộ phận như chày và lỗ khuôn, lớp này thường được chấp nhận hoặc thậm chí có lợi. Đối với các bề mặt hình thành mà tấm kim loại phải chảy trơn tru dưới áp lực thì cần phải loại bỏ.

Lapping sử dụng các hợp chất mài mòn mịn trên các vòng phẳng hoặc có đường viền để loại bỏ vật liệu ở cấp độ{{0} micron phụ, tạo ra độ phẳng và độ hoàn thiện bề mặt mà chỉ mài không thể sánh được. Đây là phương pháp tiêu chuẩn để đưa các bề mặt tiếp xúc quan trọng của khuôn kim loại tấm đạt đến độ hoàn hảo về mặt hình học cần thiết để tiếp xúc đều dưới tải trọng ép.

Đánh bóng các địa chỉ hình thành bề mặt cụ thể. Là những nhà sản xuất khuôn có kinh nghiệm tạiGhi chú của nhà chế tạo, đánh bóng theo hướng dòng kim loại làm giảm ma sát và giúp tấm kim loại di chuyển qua các trạm kéo và tạo hình mà không bị lõm. Tuy nhiên, không phải mọi bề mặt đều được hưởng lợi từ việc tráng gương. Thép chất lượng-kéo thô hơn thực sự hoạt động tốt hơn khi xử lý dụng cụ có kết cấu nhẹ vì các rãnh nhỏ-của chúng giữ lại chất bôi trơn. Quyết định về nơi đánh bóng và nơi để lại kết cấu được kiểm soát trên khuôn dập kim loại tấm tùy thuộc vào vật liệu cụ thể được dập và loại hoạt động tạo hình tại mỗi trạm.

Cùng với nhau, EDM và hoàn thiện bề mặt giúp người chế tạo khuôn có thể kiểm soát hình học và điều kiện bề mặt mà chỉ gia công CNC không thể cung cấp. Các quá trình này hoàn thành giai đoạn tạo hình của việc xây dựng khuôn. Nhưng hình học thô và độ hoàn thiện bề mặt chỉ là một phần khiến cho các bộ phận khuôn dập hoạt động dưới tải trọng sản xuất. Bản thân thép phải được biến đổi thông qua xử lý nhiệt và phủ lớp bảo vệ để chống lại hàng triệu tác động, chu trình mài mòn và các hiện tượng nhiệt mà quá trình sản xuất dập yêu cầu.

Xử lý nhiệt và lớp phủ bề mặt giúp kéo dài tuổi thọ khuôn

Gia công tạo ra hình dạng của bộ phận khuôn. Xử lý nhiệt mang lại cho nó các tính chất cơ học để tồn tại trong sản xuất. Nếu không được tôi cứng và tôi luyện thích hợp, ngay cả chày D2 được gia công chính xác nhất cũng sẽ biến dạng dưới tải trọng dập trong vòng hàng nghìn cú đánh. Và nếu không có lớp phủ bảo vệ, sự mài mòn của chất kết dính sẽ phá hủy các bề mặt tạo hình từ rất lâu trước khi sự mài mòn trở thành yếu tố hạn chế. Hai bước-gia công sau này, xử lý nhiệt và phủ, là nơi quyết định độ bền của khuôn.

Trình tự làm cứng và ủ chân không

Làm cứng chân không làm nóng thép công cụ đến nhiệt độ austenit hóa bên trong buồng áp suất-thấp, sau đó làm nguội bằng cách sử dụng khí trơ áp suất-cao. Môi trường chân không ngăn ngừa quá trình oxy hóa và khử cacbon, bảo toàn tính nguyên vẹn của bề mặt đã được tạo ra một cách tỉ mỉ trong quá trình gia công tinh. Các bộ phận trở nên sạch sẽ và ổn định về kích thước, ít biến dạng hơn so với các phương pháp dựa trên khí quyển-.

Một chu kỳ dập tắt không bao giờ là toàn bộ câu chuyện. Quá trình ủ sau quá trình đông cứng, thường diễn ra trong hai hoặc ba chu kỳ ở nhiệt độ giảm dần. Mỗi lần tôi luyện sẽ biến austenite được giữ lại thành martensite ổn định, giảm bớt ứng suất bên trong từ quá trình tôi và điều chỉnh sự cân bằng cuối cùng giữa độ cứng và độ dẻo dai. Việc bỏ qua chu kỳ ổn định sẽ khiến các cấu trúc vi mô không ổn định, có thể dịch chuyển theo chiều trong quá trình sản xuất, gây ra tình trạng mất dung sai tăng dần và khó chẩn đoán.

Xử lý bằng phương pháp đông lạnh đẩy sự chuyển đổi này đi xa hơn. Bằng cách làm mát các bộ phận đến khoảng âm 300 độ F bằng cách sử dụng nitơ lỏng trong quá trình giảm nhiệt độ có kiểm soát trong vài giờ, quá trình xử lý đông lạnh sẽ chuyển đổi austenite dư mà quá trình ủ tiêu chuẩn để lại. Nghiên cứu được công bố trênTạp chí quốc tế về khoa học kỹ thuậtđã ghi nhận rằng quy trình đông lạnh sâu được kiểm soát một cách khoa học giúp tăng tuổi thọ sử dụng- lên hơn 200 phần trăm trên nhiều ứng dụng dụng cụ. Những thay đổi ở cấp độ phân tử-, bao gồm sự phân bố cacbua được cải thiện và quá trình biến đổi martensitic hoàn chỉnh, làm giảm hệ số ma sát và tăng cường độ ổn định kích thước vĩnh viễn. Đối với các khuôn dập dự kiến ​​chạy hàng triệu chu kỳ, việc xử lý đông lạnh sau khi xử lý nhiệt thông thường có thể tăng gấp đôi hoặc gấp ba tuổi thọ khuôn hữu ích trước khi việc mài lại trở nên cần thiết.

Lớp phủ PVD và CVD giúp giảm mài mòn và mài mòn

Xử lý nhiệt tối ưu hóa vật liệu khối. Lớp phủ bảo vệ bề mặt nơi thực sự xảy ra sự tiếp xúc giữa dụng cụ-với{2}}tấm. Sự lắng đọng hơi vật lý (PVD) và lắng đọng hơi hóa học (CVD) áp dụng các lớp gốm mỏng, thường dày từ 2 đến 5 micron, giúp giảm đáng kể ma sát và chống lại sự chuyển vật liệu từ tấm được dập lên bề mặt khuôn.

Tại sao điều này lại quan trọng? Khi dập thép không gỉ, vật liệu có xu hướng hoạt động-cứng lại và tạo ra sự tích tụ chất kết dính trên bề mặt khuôn khiến chất lượng bộ phận nhanh chóng bị suy giảm. Một cuộc thử nghiệm tại nhà máy dập của Công ty Ford Motor,báo cáo của các nhà nghiên cứu Đại học Deakin, nhận thấy rằng khuôn được phủ TiCN-đã tăng tuổi thọ của khuôn lên hơn 20 lần so với bề mặt được đánh bóng không được phủ khi dập các vật liệu dễ bị lõm{2}}. Lớp phủ đã trì hoãn vô thời hạn giai đoạn chuyển giao vật liệu quan trọng-trong khoảng thời gian thử nghiệm 20.000 chu kỳ của thử nghiệm.

Mỗi loại lớp phủ nhắm tới một cơ chế mài mòn cụ thể:

• TiN (Titan nitrit):Bảo vệ chống mài mòn cho mục đích chung-với độ cứng khoảng 2000-2500 HV. Chi phí-hiệu quả khi dập vật liệu hỗn hợp ở tốc độ và khối lượng vừa phải.
• TiCN (Titan cacbonitrit):Độ cứng cao hơn và độ ma sát thấp hơn TiN. Vượt trội so với các vật liệu mài mòn, bao gồm cả các ứng dụng dập kim loại bằng thép không gỉ, nơi các bề mặt được làm cứng-làm việc sẽ tăng tốc độ mài mòn của cạnh.
• TiAlN (Titan nhôm Nitrua):Chịu được nhiệt độ trên 800 độ C bằng cách hình thành lớp oxit nhôm bảo vệ dưới nhiệt. Thích hợp cho-dập tốc độ cao và các ứng dụng trong đó sự phân hủy chất bôi trơn tạo ra nhiệt độ dụng cụ tăng cao.
• DLC (Kim cương-Giống như Carbon):Hệ số ma sát cực thấp khoảng 0,1 đến 0,15, ngăn cản việc bám dính vật liệu. Lựa chọn chính cho khuôn dập nhôm và dụng cụ dập nhôm trong đó việc dồn nhôm được dập lên bề mặt khuôn là chế độ hư hỏng chủ yếu hơn là mài mòn.

Lựa chọn lớp phủ kết nối trực tiếp với vật liệu được đóng dấu. Đối với dập thép không gỉ 316, trong đó cả dụng cụ tấn công mài mòn và bám dính đồng thời, TiCN hoặc TiAlN cung cấp độ cứng và độ trơ hóa học cần thiết để chống lại sự ăn mòn tại các trạm tạo hình. Đối với việc dập kim loại nhôm, ma sát cực thấp của DLC ngăn chặn vật liệu mềm liên kết với bề mặt dụng cụ, giữ cho bề mặt bộ phận sạch sẽ và kéo dài thời gian bảo trì khuôn.So sánh hiệu suấtxác nhận rằng khả năng giảm ma sát của DLC làm giảm đáng kể khả năng chống cắt và ngăn chặn sự bám dính của phoi khi gia công hoặc tạo hình các kim loại mềm như nhôm và đồng.

Hiệu quả gộp của những quyết định này là đáng kể. Khuôn được chế tạo từ đúng loại thép công cụ, được làm cứng-trong chân không đúng cách bằng xử lý đông lạnh và được phủ một lớp gốm phù hợp có thể chạy lâu hơn ba đến năm lần so với khuôn mà bất kỳ bước nào bị xâm phạm. Hệ số nhân đó chuyển trực tiếp thành ít điểm dừng sản xuất hơn, chi phí mỗi lần nhấn thấp hơn và chất lượng bộ phận được đóng dấu nhất quán hơn trong toàn bộ vòng đời khuôn. Tuy nhiên, việc định lượng hiệu suất đó đòi hỏi phải đo lường nghiêm ngặt ở mọi giai đoạn, từ kiểm tra chiều đầu tiên sau khi xử lý nhiệt cho đến kiểm tra cuối cùng các bộ phận được dán tem-thử nghiệm.

Kiểm soát chất lượng từ lần cắt đầu tiên đến dập thử

Khuôn có thể được gia công từ thép công cụ cao cấp, được xử lý nhiệt-hoàn hảo và được phủ một lớp gốm lý tưởng nhưng vẫn không thành công trong quá trình sản xuất nếu không ai xác minh kích thước giữa các giai đoạn. Kiểm soát chất lượng trong quá trình dập khuôn chính xác không phải là điểm kiểm tra cuối cùng. Đó là một loạt các cổng được gắn trong toàn bộ chuỗi sản xuất, mỗi cổng xác nhận rằng bộ phận đó đã sẵn sàng để tiến lên. Bỏ qua một cổng và bạn có nguy cơ mắc phải lỗi sớm trong mọi hoạt động tiếp theo cho đến khi nó xuất hiện dưới dạng các bộ phận vụn trên sàn máy ép.

Kiểm tra CMM và xác minh độ nhám bề mặt

Máy đo tọa độ nằm ở trung tâm xác minh kích thước để dập các bộ phận khuôn. Đầu dò CMM chạm hoặc quét các tính năng quan trọng, thu thập dữ liệu tọa độ XYZ và so sánh nó với mô hình CAD 3D. Đối với các khối khuôn, chày và khối khoang, CMM kiểm tra độ chính xác về vị trí của các lỗ, sự phù hợp về mặt biên dạng của các bề mặt đường viền và các mối quan hệ hình học như độ phẳng, độ song song và độ vuông góc để xác định cách các bộ phận ghép khớp với nhau trong quá trình lắp ráp.

Khi nào những phép đo này xảy ra? Không chỉ ở cuối. Trong-các lần kiểm tra trong quy trình sau khi gia công thô xác nhận rằng vẫn còn đủ phôi trên tất cả các bề mặt quan trọng trước khi giảm bớt ứng suất và hoàn thiện bán{2}}. Sau khi xử lý nhiệt, quá trình kiểm tra lại CMM sẽ-xác minh mức độ chuyển động chiều xảy ra trong quá trình đông cứng, điều này cho thợ máy hoàn thiện biết chính xác lượng vật liệu cần loại bỏ và ở đâu. Quá trình kiểm tra sau quá trình mài-hoàn thiện{7}}sẽ tạo ra báo cáo tuân thủ cuối cùng để đưa từng bộ phận đi lắp ráp. Theo chi tiết của Moeller Precision Tool, các nhà sản xuất dụng cụ chính xác giữ dung sai ở mức 0,0002 inch, sử dụng thiết bị CMM cùng với bộ so sánh quang học và hệ thống đo lường biên dạng để xác minh sự phù hợp ở mọi giai đoạn.

Đo độ nhám bề mặt bổ sung cho dữ liệu chiều. Máy đo biên dạng theo dõi bề mặt được gia công hoặc đánh bóng và báo cáo các giá trị Ra (độ nhám trung bình số học) và Rz (chiều cao đỉnh-trung bình đến{2}}thung lũng). Tại sao điều này lại quan trọng đối với quá trình dập kim loại? Bởi vì lớp hoàn thiện bề mặt trên thép định hình sẽ kiểm soát ma sát, dòng nguyên liệu và độ nhả chi tiết. Một chày định hình được chỉ định ở Ra 0,2 micromet mà thực tế đo Ra 0,8 sẽ tạo ra các bộ phận có vết kéo có thể nhìn thấy được và độ dày thành không nhất quán. Việc xác minh độ nhám bề mặt trước khi lắp ráp sẽ ngăn chặn các vấn đề về chất lượng tiếp theo này xảy ra với máy ép.

Kiểm tra độ cứng tạo thành một cổng quan trọng khác, đặc biệt là sau khi xử lý nhiệt. Các phép đo độ cứng Rockwell tại nhiều vị trí trên mỗi bộ phận xác nhận sự biến đổi đồng nhất. Một chày có số ghi 60 HRC ở mặt nhưng 56 HRC ở đáy cho thấy độ cứng chưa hoàn toàn, có thể là do thời gian ngâm không đủ hoặc do tôi không đồng nhất. Các quy trình kiểm tra ngành xác định rằng các giá trị độ cứng phải nằm trong phạm vi xác định vì độ cứng quá-thấp dẫn đến hao mòn nhanh, trong khi độ cứng quá-tạo ra độ giòn và nguy cơ gãy xương khi chịu tải dập.

Việc kiểm tra mức độ phù hợp về mặt chức năng sẽ hoàn tất quá trình xác minh-trước khi lắp ráp. Các bộ phận ăn khớp, chẳng hạn như chày và lỗ khuôn tương ứng của nó, được lắp ráp vật lý trên băng ghế để xác minh mối quan hệ khe hở, khớp trượt trên các bộ phận dẫn hướng và điều kiện nhiễu trên các chi tiết ép-khớp. Bộ so sánh quang học phủ các cấu hình thành phần được phóng đại lên trên hình dạng thiết kế để nắm bắt những sai lệch nhỏ mà việc thăm dò điểm CMM có thể bỏ sót. Những lần kiểm tra độ khít này xác nhận rằng các bộ phận riêng lẻ sẽ hoạt động như một hệ thống phối hợp sau khi được bắt vít vào bộ khuôn.

Chạy thử và đo lường phần đầu tiên{0}}của bài viết

Kiểm tra lắp ráp xác nhận rằng khuôn trông chính xác. Dập thử chứng minh rằng nó hoạt động. Khuôn hoàn thiện được lắp vào máy ép, vật liệu dạng dải được nạp vào và các bộ phận đầu tiên sẽ được tách ra khỏi dụng cụ. Đây là thời điểm xác thực mọi quyết định ngược dòng, từ hình học CAD cho đến gia công và xử lý nhiệt. Một thử nghiệm thành công sẽ tạo ra các bộ phận dập kim loại đáp ứng kích thước in, có các cạnh sạch sẽ và hình thức không bị nứt, nhăn hoặc đàn hồi quá mức.

Quá trình chạy thử tuân theo một giao thức có cấu trúc. Khuôn được đặt ở độ cao đóng đã tính toán, được đưa vào ở tốc độ được kiểm soát và chạy ở trọng tải giảm ban đầu trong khi người vận hành quan sát tiến trình của dải, lắng nghe tiếng ồn bất thường và kiểm tra một số bộ phận đầu tiên một cách trực quan. Độ ổn định cấp dải, sự tham gia của trục điều khiển và chức năng gạt phôi đều được theo dõi trong thời gian thực. Nếu khuôn là loại lũy tiến thì công việc của mỗi trạm được đánh giá độc lập bằng cách kiểm tra các bộ phận đã hoàn thiện một phần tại các trạm trung gian trước khi cắt phân tách cuối cùng.

-Bài viết đầu tiên thử nghiệm các biện pháp kiểm tra-được đóng dấu các bộ phận dựa trên bản vẽ kỹ thuật bằng cách sử dụng cùng một thiết bị CMM đã xác nhận chính các thành phần khuôn. Mọi kích thước quan trọng, chú thích GD&T và thông số kỹ thuật bề mặt đều được ghi lại. Báo cáo kết quả xác nhận sự phù hợp hoặc xác định những sai lệch cần điều chỉnh khuôn. Các điều chỉnh phổ biến bao gồm làm mờ các trạm biểu mẫu để điều chỉnh độ đàn hồi góc,-đánh bóng lại các bề mặt có vết kéo hoặc điều chỉnh cú đấm-để-khoảng hở khuôn tại các trạm tạo ra quá nhiều gờ. Như các chuyên gia thử khuôn nhấn mạnh, việc kiểm tra kỹ lưỡng-bài viết đầu tiên sẽ cung cấp các báo cáo đo lường chi tiết, mẫu thử vật lý và tài liệu xác nhận khuôn đã sẵn sàng{10}}trước khi giao hàng.

Mỗi bộ phận được đóng dấu bằng kim loại rời khỏi máy ép sản xuất đều thừa hưởng chất lượng được tích hợp trong khuôn của nó. Dập thử là nơi sự kế thừa đó được chứng minh. Một khuôn vượt qua-kiểm tra bài viết đầu tiên với tất cả các kích thước nằm trong phạm vi dung sai và tất cả các bề mặt không có khuyết tật thể hiện dụng cụ đã được xác thực, sẵn sàng sản xuất các bộ phận kim loại được đóng dấu một cách nhất quán qua hàng trăm nghìn hoặc hàng triệu chu kỳ.

Trình tự cổng kiểm tra đầy đủ, từ chip đầu tiên đến công cụ sản xuất đã được xác nhận, tuân theo tiến trình sau:

1. Trong-kiểm tra kích thước trong quy trình sau khi gia công thô và bán{1}}tinh để xác minh định mức tồn kho
2. Xác minh độ cứng sau xử lý-nhiệt- và đo lại-CMM cho chuyển động chiều
3. Báo cáo CMM cuối cùng sau khi mài xong và phay cứng xác nhận tất cả các tính năng nằm trong dung sai
4. Kiểm tra sự lắp ráp của các bộ phận giao phối, xác minh khe hở và so sánh cấu hình quang học
5. Dập thử trên máy ép-tương đương sản xuất với các thông số được kiểm soát
6. -Bài viết đầu tiên kiểm tra việc đo các bộ phận được đóng dấu dựa trên bản in kỹ thuật với báo cáo đầy đủ chiều

Mỗi cổng phải vượt qua trước khi tiến hành công việc. Nguyên tắc này ngăn chặn sự thất bại về chất lượng tốn kém nhất trong quá trình chế tạo khuôn: phát hiện ra vấn đề sau khi tất cả các hoạt động tiếp theo đã được hoàn thành trên một bộ phận bị lỗi.

Các nhà sản xuất đảm trách toàn bộ vòng đời này dưới một mái nhà, từ đánh giá tính khả thi và mô phỏng CAE cho đến gia công chính xác, chạy thử và kiểm tra CMM, loại bỏ khoảng cách giao tiếp phát sinh khi trách nhiệm được phân chia giữa nhiều nhà cung cấp.Quy trình dập khuôn của YICHENminh họa cho cách tiếp cận tích hợp này, xác thực khuôn qua từng giai đoạn được mô tả ở đây để các kỹ sư công cụ và người quản lý nguồn cung ứng nhận được-công cụ sẵn sàng sản xuất được hỗ trợ bởi dữ liệu kiểm tra được ghi lại ở mỗi cổng. Đối với các nhóm chuyển từ nghiên cứu sang phát triển RFQ tích cực, việc hợp tác với một-nhà cung cấp nguồn duy nhất sở hữu toàn bộ chuỗi QC sẽ giảm thiểu rủi ro và rút ngắn đáng kể các mốc thời gian.

Việc kiểm tra và xác nhận khép lại vòng lặp sản xuất nhưng thước đo thực sự của khuôn dập là làm thế nào để tất cả các quyết định riêng lẻ này, từ hình học CAD đến lựa chọn vật liệu, trình tự gia công, xử lý nhiệt và xác minh chất lượng, kết hợp thành hiệu suất sản xuất lâu dài.

Kết hợp tất cả lại từ tính khả thi đến sản xuất

Bây giờ bạn đã đi qua từng giai đoạn chế tạo khuôn dập kim loại: thiết kế và mô phỏng kỹ thuật số, lựa chọn vật liệu, gia công CNC, xử lý EDM, xử lý nhiệt, phủ và xác minh chất lượng. Mỗi phần bao gồm một quá trình riêng biệt. Trên thực tế, các bước này không hoạt động độc lập. Họ hợp chất. Quyết định thiết kế trong CAD sẽ được chuyển tiếp thông qua lựa chọn vật liệu, chiến lược gia công và cuối cùng là chất lượng bộ phận được đóng dấu mà máy ép của bạn tạo ra ở tốc độ tối đa. Hiểu cách thức hoạt động của sự kết hợp đó là điều giúp phân biệt một khuôn dập mang lại 500.000 lượt truy cập đáng tin cậy với một khuôn bị hỏng sau 10.000.

Làm thế nào mỗi quyết định sản xuất kết hợp thành hiệu suất khuôn

Hãy nghĩ về quy trình xúc xắc như một chuỗi các phép nhân chứ không phải là một chuỗi các phép cộng. Việc chọn loại thép công cụ thích hợp không chỉ đơn giản là tăng thêm độ bền. Nó nhân lên lợi ích của mỗi bước xuôi dòng. Chân không-làm cứng một hạt dao D2 đã chọn-tốt mang lại kết quả tốt hơn so với việc làm cứng chân không-một lớp cận biên. Việc áp dụng lớp phủ TiCN lên bề mặt được tôi luyện và đánh bóng đúng cách sẽ mang lại khả năng giảm-ma sát tối đa. Áp dụng lớp phủ tương tự đó lên bề mặt có ứng suất dư do bỏ qua chu kỳ ủ và nó sẽ bong ra sau hàng nghìn lần quét.

Logic tương tự hoạt động ngược lại. Một phím tắt ở bất kỳ giai đoạn nào sẽ phân chia hiệu suất của mọi thứ tiếp theo. Mô phỏng CAE gấp rút và thiếu dự đoán đàn hồi có nghĩa là hình dạng khuôn bị sai trước khi bắt đầu gia công. Theo-việc chỉ định thép công cụ cho ứng dụng không gỉ có nghĩa là lớp phủ sẽ thua trong trận chiến chống lại sự biến dạng của chất nền bên dưới chúng. Bỏ qua việc giảm ứng suất trước khi xử lý nhiệt sẽ gây cong vênh khiến quá trình mài hoàn thiện không thể phục hồi hoàn toàn. Mỗi sự thỏa hiệp sẽ làm giảm tuổi thọ khuôn, chất lượng bộ phận và thời gian hoạt động sản xuất.

Điều gì thực sự phân biệt một con súc sắc chạy được 100,{1}} lần trúng với một con xúc xắc thất bại sớm? Thông thường, đây không phải là một lỗi nghiêm trọng mà là sự tích tụ của các quyết định cận biên:

• Thiết kế phím tắt:Mô phỏng không đầy đủ dẫn đến việc sửa lỗi-và-thử trên thép cứng, làm suy yếu các bộ phận do sửa đổi nhiều lần
• Những thỏa hiệp về vật chất:Chọn A2 trong đó D2 hoặc cacbua được bảo hành giúp tiết kiệm chi phí trả trước nhưng tăng gấp đôi tần suất mài lại và thời gian ngừng hoạt động của máy ép
• Vi phạm trình tự gia công:Hoàn thiện trước khi giảm ứng suất thích hợp gây ra sự mất ổn định về kích thước và trở nên tồi tệ hơn dưới tải trọng nén theo chu kỳ
• Khoảng cách xử lý nhiệt:Thiếu chu kỳ ủ hoặc bỏ qua quá trình xử lý đông lạnh để lại austenite bị giữ lại và biến đổi không thể đoán trước trong quá trình sản xuất, gây ra sự lệch dung sai tăng dần
• Mất hiệu lực kiểm tra:Giải phóng các thành phần mà không xác minh kích thước sau{0}}xử lý nhiệt{1}}có nghĩa là lắp ráp khuôn từ các bộ phận có thể đã không đạt thông số kỹ thuật

Quy trình sản xuất dập kim loại khen thưởng kỷ luật ở mọi cổng. Chi phí và thời gian kỳ vọng sẽ tăng theo quy mô. Một khuôn dập khuôn-trạm đơn giản có thể cần từ 4 đến 6 tuần và đầu tư dụng cụ từ 5.000 đến 15.000 USD. Một khuôn tiến bộ vừa phải với 8 đến 12 trạm thường cần 8 đến 12 tuần và từ 25.000 đến 60.000 USD. Các khuôn chuyển động hoặc khuôn lũy tiến ô tô phức tạp có dung sai chặt chẽ, nhiều trạm tạo hình và{18}}yêu cầu về tuổi thọ khối lượng cao có thể vượt quá 16 tuần và chi phí dụng cụ là 100.000 USD. Các phạm vi này không chỉ phản ánh số giờ gia công mà còn phản ánh nỗ lực tích lũy về kỹ thuật, mô phỏng, kiểm tra và thử nghiệm để xác nhận từng công cụ trong vòng đời sản xuất dự định của nó.

Mỗi bước trong quá trình tạo khuôn dập, từ hình học CAD đến lớp phủ cuối cùng, đều là một quyết định bổ sung hoặc loại bỏ tuổi thọ khuôn, chất lượng bộ phận và hiệu quả sản xuất. Không có sự lựa chọn trung lập trong quá trình xây dựng khuôn và dập.

Chuyển từ Nghiên cứu sang Giải pháp khuôn sẵn sàng-RFQ

Nếu bạn đã đọc đến đây, có thể bạn thuộc một trong hai loại. Hoặc bạn đang xây dựng kiến ​​thức nội bộ để đánh giá các nhà cung cấp hiệu quả hơn hoặc bạn đang tích cực tiếp cận RFQ cho khuôn dập kim loại tùy chỉnh và muốn hiểu những câu hỏi cần đặt ra và những khả năng nào cần xác minh. Cả hai con đường đều được hưởng lợi từ cùng một nguyên tắc: quy trình sản xuất dập hoạt động tốt nhất khi một đối tác duy nhất sở hữu toàn bộ chuỗi từ tính khả thi đến công cụ sản xuất đã được xác thực.

Nguồn cung ứng rời rạc, trong đó việc thiết kế diễn ra ở một công ty, gia công ở một công ty khác và thử nghiệm ở một công ty thứ ba, gây ra rủi ro chuyển giao ở mỗi lần chuyển đổi. Mục đích theo chiều bị mất giữa các tệp CAD và người vận hành máy. Thông số kỹ thuật xử lý nhiệt được đơn giản hóa để thuận tiện. Kết quả thử nghiệm không phản hồi một cách hiệu quả vào việc điều chỉnh thiết kế. Các khuôn dập và công cụ dập hoạt động tốt nhất trong quá trình sản xuất kéo dài hầu như luôn đến từ các chương trình tích hợp trong đó mỗi giai đoạn sẽ thông báo cho giai đoạn tiếp theo mà không có khoảng cách giao tiếp.

Đối với những người quản lý nguồn cung ứng và kỹ sư chế tạo công cụ sẵn sàng chuyển từ nghiên cứu sang trích dẫn tích cực, hãy tìm một đối tác có khả năng trải dài trong toàn bộ vòng đời được đề cập trong bài viết này: đánh giá tính khả thi, mô phỏng CAE cho tạo hình và đàn hồi, gia công CNC và EDM chính xác, xử lý nhiệt có kiểm soát, dập thử trong-các điều kiện tiêu biểu trong sản xuất và kiểm tra bài viết-được ghi lại-CMM được ghi lại đầu tiên.Giải pháp khuôn dập tùy chỉnh của YICHENbao quát chính xác phạm vi này, cung cấp tài nguyên dập kim loại từ đầu đến cuối cho các nhóm cần công cụ đã được xác thực được cung cấp sẵn RFQ-, được hỗ trợ bởi dữ liệu chất lượng được ghi lại ở mọi cổng sản xuất.

Kiến thức trong bài viết này cung cấp cho bạn từ vựng và khuôn khổ để đánh giá nghiêm túc quy trình của bất kỳ nhà cung cấp khuôn nào. Bây giờ, bạn đã hiểu tại sao một số bước nhất định lại tốn kém như vậy, tại sao các mốc thời gian lại kéo dài ở ngưỡng phức tạp nhất định và tại sao báo giá rẻ nhất hiếm khi mang lại chi phí mỗi lần nhấn thấp nhất trong toàn bộ thời gian sản xuất của khuôn. Sự hiểu biết đó là nền tảng để đưa ra các quyết định tìm nguồn cung ứng sáng suốt trong mọi trường hợp và thúc đẩy cuộc trò chuyện mua sắm.

Những câu hỏi thường gặp về việc làm khuôn dập kim loại

1. Làm khuôn dập kim loại mất bao lâu?

Các mốc thời gian phụ thuộc vào độ phức tạp. Một khuôn dập trống trạm đơn-đơn giản thường cần từ 4 đến 6 tuần. Một khuôn chết tiến triển vừa phải với 8 đến 12 trạm mất 8 đến 12 tuần. Các khuôn chuyển tiếp hoặc tiến bộ ô tô phức tạp có dung sai chặt chẽ và nhiều trạm tạo hình có thể vượt quá 16 tuần. Các mốc thời gian này bao gồm các giai đoạn kỹ thuật, mô phỏng, gia công, xử lý nhiệt và xác nhận thử nghiệm.

2. Vật liệu nào được sử dụng để làm khuôn dập?

Khuôn dập được chế tạo chủ yếu từ các loại thép công cụ được chọn dựa trên tấm kim loại được dập. Các lựa chọn phổ biến bao gồm D2 cho khả năng chống mài mòn, A2 cho độ bền và độ cứng cân bằng, S7 cho các ứng dụng chịu tác động-nặng, M2 cho tải trọng nén cao và hạt dao cacbua vonfram cho các lần chạy với khối lượng cực-cao{7}} hoặc các vật liệu có độ mài mòn cao như thép không gỉ. Mỗi cấp độ chiếm một vị trí khác nhau trên phổ độ cứng{9}}độ dẻo dai.

3. Sự khác biệt giữa khuôn lũy tiến và khuôn chuyển là gì?

Khuôn lũy tiến giữ cho các bộ phận được kết nối với dải mang khi nó di chuyển qua nhiều trạm với mỗi lần nhấn, khiến chúng trở nên lý tưởng cho các bộ phận nhỏ hơn,{0}}có khối lượng lớn như đầu nối và giá đỡ. Các khuôn chuyển cắt các phôi rời khỏi trạm đầu tiên và di chuyển chúng một cách cơ học giữa các trạm độc lập bằng dụng cụ kẹp. Khuôn chuyển phù hợp với các bộ phận lớn, vỏ được vẽ sâu-và các hình dạng không thể gắn vào dải trong quá trình tạo hình, chẳng hạn như tấm thân ô tô.

4. Xử lý nhiệt ảnh hưởng như thế nào đến hiệu suất của khuôn dập?

Xử lý nhiệt biến đổi thép công cụ từ trạng thái có thể gia công thành công cụ gia công cứng có khả năng chịu được hàng triệu chu kỳ ép. Làm cứng chân không sau nhiều chu kỳ ủ sẽ tạo ra cấu trúc martensitic ổn định. Việc bổ sung phương pháp xử lý đông lạnh có thể tăng tuổi thọ khuôn lên hơn 200 phần trăm bằng cách chuyển đổi austenite được giữ lại và cải thiện sự phân bố cacbua. Nếu không xử lý nhiệt thích hợp, ngay cả các bộ phận được gia công chính xác cũng sẽ bị biến dạng hoặc mòn nhanh chóng dưới tải trọng dập trong sản xuất.

5. Ai có thể sản xuất một khuôn dập hoàn chỉnh từ khâu thiết kế đến khâu phê duyệt sản xuất?

Các nhà sản xuất khuôn tích hợp sở hữu toàn bộ chuỗi quy trình, từ đánh giá tính khả thi và mô phỏng CAE cho đến gia công CNC, EDM, xử lý nhiệt, dập thử và kiểm tra CMM, mang lại kết quả đáng tin cậy nhất. YICHEN cung cấp khả năng từ đầu đến cuối này cho các giải pháp khuôn dập tùy chỉnh, cung cấp xác minh chất lượng được ghi lại ở mọi cổng sản xuất để người quản lý nguồn cung ứng và kỹ sư công cụ nhận được công cụ sẵn sàng cho sản xuất mà không gặp rủi ro chuyển giao giữa nhiều nhà cung cấp.