Scienza delle matrici: risoluzione dei problemi di scheggiatura di punzoni e matrici

Gli stampatori e i costruttori di stampi tagliano e formano acciai con resistenze più elevate che mai, che continuano ad aumentare ogni anno. Venticinque anni fa, se un metallo aveva una resistenza alla trazione di 60.000 libbre per pollice quadrato (PSI), era considerato "ad alta resistenza" e difficile da tagliare e modellare. Oggi non è raro che gli stampatori formino metalli con resistenza alla trazione superiore a 174.000 PSI.

Questi metalli ad alta resistenza richiedono maggiori forze ed energia per formarsi e tagliarsi. Successivamente, il taglio di metalli ad alta resistenza aumenta il carico d'urto che si verifica sulle sezioni e sui componenti di taglio. Un eccessivo carico d'urto su punzoni e matrici spesso causa la scheggiatura prematura dei taglienti o addirittura la rottura.

Statisticamente parlando, la causa principale della scheggiatura dei punzoni è il tipo di pressa. Alcune tipologie di presse, anche se nuove o in perfetto stato di funzionamento, non sono adatte per applicazioni di precisione ad alto tonnellaggio. Le presse con telaio gap e con telaio a C sono due esempi tipici. Sebbene questi tipi di presse siano molto popolari e ampiamente utilizzati, spesso presentano tassi di deflessione elevati quando sottoposti a forze prossime alla loro capacità. In altre parole, quando il tonnellaggio sul pistone aumenta, la quantità di deflessione del pistone rispetto al supporto aumenta, causando uno scarso allineamento del punzone di sfondamento e della sezione di taglio.

La maggior parte delle presse con gap frame sono valutate per la deflessione per pollice di profondità della gola. Ad esempio, se si dispone di una pressa con telaio gap con un letto profondo 24 pollici valutato a 100 tonnellate e si calcola la deflessione tra pistone e supporto quando 100 tonnellate vengono applicate alla pressa, il pistone potrebbe non essere parallelo al piano rafforzare fino a 0,048 pollici. Questo calcolo utilizza un tasso di deflessione di 0,002 pollici per pollice di profondità della gola. La maggior parte delle macchine da stampa con telaio gap più vecchie hanno uno spessore compreso tra 0,0015 e 0,002 pollici. deflessione per pollice di profondità della gola.

Anche le vibrazioni della pressa rappresentano un problema con le presse con gap, soprattutto quando si utilizzano punzoni in metallo duro integrale. Sebbene il metallo duro sia estremamente resistente all'usura, la sua capacità di assorbire urti e vibrazioni è molto scarsa.

Quando possibile, utilizzare una pressa a lato dritto o con telaio a scatola. Queste presse generalmente deformano 12 volte meno di una pressa con gap frame. Il sistema di guida su una pressa a montanti diritti è tipicamente più preciso e rigido rispetto anche a quello di una pressa con telaio gap.

L'utilizzo di una pressa con servoazionamento può anche ridurre la scheggiatura del punzone perché, a differenza di una pressa a manovella convenzionale, una pressa con servoazionamento può rallentare il pistone nel punto in cui i punzoni di taglio entrano in contatto con il materiale in lamiera, riducendo il carico d'urto del pezzo di taglio. sezioni. E a differenza di una pressa a manovella convenzionale, una servopressa in genere ha tutta l'energia disponibile in questo punto di contatto, rendendola una macchina ideale per il taglio e la formatura dei metalli.

Ricordare che tutto il lavoro eseguito in una pressa è più adatto per essere svolto direttamente sotto il pistone e idealmente entro i limiti del pistone. Evitare che le matrici si estendano oltre la superficie del pistone e del supporto, poiché ciò molto probabilmente causerà il ribaltamento e la flessione grave del pistone, soprattutto se il taglio o la formatura avvengono nell'area sporgente.

Ed ecco un suggerimento sul ribaltamento: se non sei sicuro che il pistone della pressa si inclini, rimbalzi, salti o si pieghi, gira un video al rallentatore della rotazione della pressa e guardalo attentamente.

Quando si verifica la scheggiatura del punzone, scegliere un acciaio per utensili con tenacità ad alto impatto. L'acciaio per utensili convenzionale più popolare con un'impressionante resistenza agli urti è l'S-7, ma sebbene questo tipo di acciaio per utensili contribuisca a ridurre la scheggiatura, probabilmente richiederà frequenti affilature.

Alcuni gradi di acciai per utensili della metallurgia delle polveri sono molto adatti per applicazioni che richiedono un'elevata resilienza. Offrono non solo la necessaria resistenza agli urti, ma anche resistenza all'usura abrasiva e adesiva. Tieni presente, tuttavia, che gli acciai per utensili della metallurgia in polvere possono essere un po’ costosi.

Il processo di elettroerosione a filo (EDM) può anche causare danni all'acciaio che possono provocare la rottura prematura del punzone. A livello microscopico, la combustione del filo assomiglia a un fulmine che si stacca dal filo e colpisce la sezione dell'acciaio per utensili. Questa scarica crea un cratere fuso di lava d'acciaio da scaricare fuori dalla sezione dell'acciaio per utensili.