ПРОГРЕСИВНИ ИНСТРУМЕНТИ ЗА ПРОМИШЛЕНА ОБРАБОТКА НА ЛИСТОВ МЕТАЛ & ФОРМОВАНЕ НА ЛИСТОВ МЕТАЛ

‹ ›

Прогресивни щанци за индустриалната обработка и формоизменяне на ламарина

Прогресивни щанци са едно от най-икономичните решения в индустриалната обработка на ламарина и формоизменяне на ламарина, когато сложни контури, прецизни отвори и висока производителност трябва да бъдат обединени в стабилен, повторяем процес. В серийното производство прогресивни щанци позволяват няколко работни операции като щанцоване, рязане, огъване, релефно формоване, формоване и частично последващи обработки да протичат в определена последователност в рамките на една единна инструментална концепция. Материалът обикновено се подава като лента или ивица и се транспортира стъпково от станция към станция, докато накрая се извади готовият детайл. Именно тази комбинация от тактово време, автоматизация и процесна сигурност прави прогресивни щанци централен производствен принцип в много отрасли. Evomatec разработва и произвежда прогресивни щанци за взискателни приложения и съчетава проектиране на инструментална екипировка, производствена компетентност, пробни изпитания и осигуряване на серийното производство в здрава, надеждна система.

Професионалният поглед към прогресивни щанци не спира при тялото на инструмента. Решаваща е цялата технологична верига: избор на материал, водене на лентата, смазване, пресово оборудване, сензорика, контрол на качеството, поддръжка и ясно дефинирана концепция за старт на серията и стабилност на производството. Само когато тези фактори взаимодействат правилно, се постигат дълъг ресурс, стабилни срезови ръбове, постоянна размерна точност и възпроизводимо качество на детайлите. В многобройни клиентски проекти Evomatec поставя особен акцент върху структурирани процедури за проверка и приемане, така че инспекциите да се извършват последователно с най-висока прецизност и качеството, както и безопасността, съответстваща на CE, да останат проследимо гарантирани в производствената среда.

Определение и основен принцип на прогресивните щанци

Какво означават прогресивните щанци на практика

Прогресивни щанци са многостанционни инструменти, при които лента материал се подава стъпково. При всеки ход на пресата в една или няколко станции се изпълнява определена операция. Ивицата се позиционира точно чрез пилотиране и водене на лентата, така че съответната станция да работи повторяемо по една и съща база. Детайлът се формира поетапно, докато в края на инструмента бъде изщанцован като готов детайл или отделен. В много случаи процесните стъпки са проектирани така, че още по време на воденето на лентата да се извършват формоизменяния, които правят детайла функционален, без да са необходими отделни последващи процеси.

Характерна е връзката към лентата: материалът остава воден до малко преди крайното отрязване чрез носещи мостчета, ребра или решетка от остатъци. Тази връзка позволява високи тактови честоти, автоматизирано подаване и много икономично производство на детайли при средни до големи серии. Решаващо е прецизното съгласуване на операциите по рязане и формоване, за да се минимизират деформации, образуване на заусенъци, риск от пукнатини и отклонения в размерите.

Типични процесни стъпки в прогресивен щанц

Прогресивни щанци интегрират, в зависимост от геометрията на детайла и функционалните изисквания, между другото следните операции: рязане и щанцоване за контури, отвори и разположения на отвори, огъване за фланци, уширения или ръбове, релефно формоване за усилващи ребра, функционални релефи или маркировки, калибриране за размерна точност и повторяеми функционални повърхности, частично формоване и изтегляне за вдлъбнати геометрии или предварителни форми, както и отделяне и изхвърляне като крайна операция за извеждане на детайла.

При сложни детайли логиката на станциите се проектира така, че потокът на материала да остане контролиран и критичните зони да не бъдат претоварени. Тук правилната последователност определя стабилността на процеса, процента брак и ресурса на инструмента.

Разграничение спрямо трансферни инструменти и тандемни инструменти

Прогресивен щанц, трансферен инструмент, тандемен инструмент в сравнение

Прогресивни щанци, трансферни инструменти и тандемни инструменти следват различни процесни логики и са най-силни там, където основният им принцип съответства най-добре на изискванията към детайла.

Прогресивни щанци са лентово свързани и са особено подходящи за детайли, които могат да бъдат надеждно водени в лентата и при които подаването като ивица е икономически изгодно. Те често са първи избор, когато се изискват големи серии, кратки тактови времена и автоматизирано производство с минимално манипулиране.

Трансферни инструменти са стандартът, когато големи, взискателни ламаринени детайли трябва да се произвеждат процесно сигурно в големи количества през множество станции, но лентовото водене вече не функционира надеждно. Това е типично при голямосерийни детайли в автомобилната индустрия, особено при каросерийни и структурни компоненти като усилвания, напречни греди, компоненти на надлъжни греди, елементи на колони и рамки, структури на седалки, конзоли, държачи, опори, както и компоненти за носачи на батерии. Трансферни инструменти се използват и когато изтегляне, повторно изтегляне, обрязване, пробиване и калибриране трябва да се изпълняват последователно в дефинирани станции, а прост прогресивен инструмент достига границите си, например поради размер на детайла, дълбочина на формоване, чувствителни повърхности или множество промени на посоката в потока на материала. Високоякостни стомани и взискателни геометрии също се възползват от трансферни концепции, защото междинните стъпки могат да се стабилизират, пружинирането да се контролира, а манипулирането да се изпълнява прецизно. Трансферът е особено важен и при детайли, при които позицията и манипулирането са критични и детайлът не може да се движи надеждно заедно с лентата, а трябва да бъде точно захванат, позициониран и поставен.

Тандемни инструменти разпределят процесните стъпки в отделни инструменти в самостоятелни станции. Това повишава гъвкавостта при пробните изпитания и при варианти, но изисква повече външно манипулиране и обикновено повече пространство. Evomatec подпомага предприятията да изберат подходящата инструментална концепция според детайла, серията, материала и изискванията за качество и да я проектират като икономична цялостна система.

Историческо развитие на прогресивните щанци

От ръчния лост до високопроизводителната щанцова линия

Развитието на прогресивни щанци е тясно свързано с напредъка в пресовата техника. Ранните операции по щанцоване и рязане често са били с ръчен характер и ограничени по отношение на повторяемост и производителност. С механичните ексцентрикови преси и по-късно със сервоподобрени задвижвания стана възможно по-прецизно управление на профилите на хода и реализиране на по-високи тактови честоти при стабилно водене на процеса. Така привлекателността на лентово свързаните многостанционни инструменти нарасна значително.

КАД, симулация и структурирана методика на пробните изпитания

Съвременните прогресивни щанци трудно могат да се мислят без цифрово проектиране на инструментална екипировка и структурирани пробни изпитания. Симулациите помагат рано да се оценят потокът на материала, ъглите на огъване, пружинирането, формирането на ръба и напрегнатите състояния. Това намалява итерациите при пробните изпитания и увеличава вероятността за стабилен старт на серийното производство. Evomatec интегрира тази методика в разработването на инструменти и организира одобренията така, че проверките да бъдат документирани проследимо. От опита в много клиентски проекти инспекциите се планират така, че да се извършват с много висока прецизност и изискванията за качество, както и безопасността, съответстваща на CE, да останат надеждно изпълнени.

Технически основи на прогресивните щанци

Конструкция на инструмента, основна плоча и принцип на водене

Един прогресивен щанц по правило се състои от горна и долна част, които са точно подравнени една спрямо друга чрез колонни водачи. Воденето влияе върху процесната стабилност, повторяемостта и износването. Висококачествени концепции за водене и лагеруване намаляват разместванията и увеличават ресурса на режещите и формообразуващите елементи.

Основните плочи поемат функционалните елементи: пуансони, матрици, притискачи, вложки за огъване, формообразуващи пуансони, пилотиращи елементи и изхвърлячи. Коравината на конструкцията е решаваща, за да останат стабилни под натоварване луфтът на рязане, позицията на линията на огъване и радиусите на формоване.

Водене на лентата, пилотиране и базиране

Воденето на лентата е сърцето на прогресивните щанци. Лентата материал трябва при всеки ход да бъде позиционирана точно и повторяемо. За целта се използват водачи на лентата, направляващи планки, повдигачи на лентата и пилотни щифтове. Пилотирането влиза в предварително изщанцовани пилотни отвори и гарантира, че лентата е точно подравнена преди обработката. Колкото по-високи са изискванията за точност на разположението на отворите и размерната стабилност, толкова по-важни са концепцията за пилотиране и управлението на напреженията в лентата.

Техника на рязане, луфт на рязане и качество на ръба

Качеството на среза зависи от луфта на рязане, материала, геометрията на режещите ръбове и коравината на инструмента. Твърде малък луфт увеличава силата на рязане и износването, а твърде голям луфт влошава качеството на ръба и размерната точност. В серийното производство образуването на заусенъци, делът на разрушаване, заоблянето на ръба и микропукнатините имат централна роля, защото могат да повлияят на функцията и последващата обработка. Прогресивни щанци трябва да бъдат проектирани така, че качеството на ръба да остава стабилно през целия ресурс и интервалите за поддръжка да са предвидими.

Формоизменяне в прогресивен щанц

Огъване, релефно формоване и ограничено изтегляне могат да се реализират при лентово водене, но изискват прецизна логика на станциите. Решаващ е контролираният поток на материала, за да се овладеят пружиниране, образуване на гънки или риск от пукнатини. За взискателни формовани детайли с големи степени на изтегляне или сложни промени на посоката принципът на трансфера често е по-подходящ, защото позволява по-гъвкаво оформяне на междинни стъпки и манипулиране. Въпреки това прогресивни щанци са изключително икономични за много задачи по формоизменяне, когато геометрията остава подходяща за лента и процесният прозорец е надеждно осигурен.

Сензорика, наблюдение на процеса и осигуряване на качество

Съвременните прогресивни щанци все по-често се оборудват със сензорика, за да се разпознават рано наличие на лента, изхвърляне, счупване на пуансон, претоварване, грешки при подаване или задръствания. Наблюдението на процеса намалява брака, предотвратява последващи повреди и повишава общата ефективност на оборудването. Evomatec отчита при проектирането изискванията за безопасна експлоатация и документирана проследимост. Концепциите за контрол се изграждат така, че проверките да се изпълняват с изключителна прецизност и безопасността, съответстваща на CE да остане ясно проследима в производствената среда.

Функциониране на прогресивна линия в производството

Подготовка на материала, развиване и изправяне

Процесната верига започва с качеството на материала. Лентовият материал трябва да отговаря на дефинирани стандарти по дебелина, якост, състояние на повърхността и покритие. Развивачът и изправящата машина осигуряват лентата да достига до подаващия модул без напрежения, равна и стабилна. Грешки при изправянето влияят директно върху размерната точност, ъглите на формоване и качеството на ръба.

Подаване, такт и брой ходове

Подавачът транспортира материала стъпково от станция към станция според делението. Броят ходове определя производителността, но влияе и върху динамични ефекти като вибрации, стабилност на смазочния филм и термично загряване. Стабилното серийно производство изисква ясно дефиниран процесен прозорец, който позволява необходимата производителност, без да се претоварват инструментът и периферията.

Изхвърляне и манипулиране на детайла

В края на инструмента се извършва отделянето на готовия детайл. Изхвърлячи, въздушна помощ или транспортна техника гарантират надеждното извеждане на детайла. Стабилното изхвърляне е решаващо, за да се избегнат задръствания, заклинване на детайли и последващи повреди.

Области на приложение и отрасли за прогресивни щанци

Автомобилна индустрия и верига на доставчиците

Прогресивни щанци са широко разпространени в автомобилната индустрия, особено за държачи, скоби, крепежни елементи, пружини, контакти, екраниращи елементи, малки структурни компоненти и функционални ламаринени детайли. Големите серии и нуждата от възпроизводимо качество правят лентовите многостанционни процеси особено привлекателни.

Електротехника, електроника и съединителна техника

Контакти, конектори, екраниращи ламарини и прецизни щанцови детайли се възползват от прогресивни щанци, защото разположенията на отвори, контурите и операциите по огъване могат да се произвеждат в един непрекъснат процес. Тук размерната точност, контролът на заусенъците и повърхността са ключови характеристики на качеството.

Домакински уреди, възли и индустриални продукти

Прогресивни щанци осигуряват икономични решения за серийни компоненти в домакински уреди, корпуси, панти, държачи и ламаринени възли. Решаваща е комбинацията от производителност, стабилно водене на процеса и планирана поддръжка.

Предимства на прогресивните щанци

Висока производителност и ниска себестойност на детайл

Прогресивни щанци позволяват много кратки тактови времена и непрекъснато серийно производство. При подходящи детайли себестойността на бройка намалява значително, защото множество процесни стъпки са обединени в един инструмент и манипулирането е сведено до минимум.

Повторяемост и стабилно водене на процеса

Лентовото водене осигурява дефинирано базиране. При чисто пилотиране и стабилно водене на лентата точността на разположението на отворите и размерната стабилност се постигат надеждно.

Автоматизация и интеграция в производството

Подаващата система, смазването, сензориката и изхвърлянето могат да бъдат добре автоматизирани. Така зависимостта от ръчни намеси намалява, а процесната сигурност се повишава.

Планирана поддръжка чрез модулни вложки

Прогресивни щанци могат да бъдат проектирани така, че режещите елементи, вложките и износваемите части да се сменят бързо. Това намалява престоя и подобрява наличността.

Недостатъци и ограничения на прогресивните щанци

Размерът на детайла и дълбочината на формоване са ограничени

Големи, дълбоко изтеглени или много сложни детайли често не могат да бъдат надеждно водени в лента. Тук прогресивни щанци достигат процесни граници, поради което трансферните инструменти са стандарт в много голямосерийни приложения.

Висока сложност при конструиране на инструменталната екипировка

Един високопроизводителен прогресивен щанц изисква много прецизно проектиране на движението на лентата, пилотирането, силите на рязане, стъпките на формоване и изхвърлянето. Отклонения в една зона влияят върху цялата процесна верига.

Зависимост от лентовия материал и развивката на лентата

Развивката на лентата определя използването на материала, процесната стабилност и разходите. Неблагоприятни развивки увеличават отпадъка и влошават икономичността.

Логика на разходите и икономическа ефективност

Еднократни разходи: проектиране, изработка, пробни изпитания, приемане

Инвестицията включва проектиране на инструментална екипировка, изработка, монтаж, пробни изпитания, старт на серийното производство и приемане. Решаващо е качеството на осигуряването, защото то определя последващите серийни разходи. Evomatec организира приеманията и проверките структурирано, така че контролите да се извършват с най-висока прецизност и изискванията за качество, както и безопасността, съответстваща на CE, да останат проследимо документирани.

Текущи разходи: ресурс, поддръжка, прешлайфане, престой

Текущите разходи възникват от износване, ресурс на режещите елементи, прешлайфане, смяна на вложки, почистване, както и поддръжка на подаването на лентата и периферията на пресата. Икономична става цялата система, когато ресурсът е стабилен, прозорците за поддръжка са планирани и непланираните престои са минимизирани.

Практически примери от серийното производство

Прогресивен щанц за държачи и крепежни елементи

Типичен случай на приложение са държачи, клипсове и крепежни детайли, при които разположения на отвори, контури и множество огъвания се създават в един процес. Решаващо е стабилното пилотиране, за да съвпадне позицията на отворите с последващия монтаж. Процесната сигурност се осигурява чрез сензорика и ясни планове за поддръжка.

Прогресивен щанц за контактни детайли и прецизни щанцови детайли

При контактните детайли качеството на ръба е критично, защото заусенъци или микропукнатини могат да повлияят на електрическата функция. Тук техниката на рязане се проектира така, че срезовите повърхности да останат стабилни и ресурсът да бъде прогнозируем. Evomatec отдава специално значение на документирани процедури за контрол в такива проекти, така че инспекциите да се извършват последователно и прецизно и изискванията за качество, както и безопасността, съответстваща на CE, да останат надеждно осигурени в дългосрочен план.

Перспективи за бъдещето на прогресивните щанци

Дигитализация и управление на процеса на база данни

Свързването на преси, подаване на лента, сензорика и данни за качество открива нови възможности за оптимизация на процеса. Системи, базирани на данни, помагат отклоненията да се разпознават по-рано и поддръжката да се планира по-надеждно.

Поддръжка според състоянието и модели за ресурс

Управлението на ресурса става все по-ориентирано към данни. Индикатори за износване, профили на натоварване и производствени данни подпомагат оптималното планиране на интервалите за смяна и прешлайфане.

Безопасност и проследимост

Документацията, безопасността на машините и безопасността, съответстваща на CE придобиват все по-голямо значение. Evomatec разчита на ясни процеси за проверка и инспекция, които, на база богатия проектен опит, са изградени така, че контролите да се извършват с много висока прецизност и безопасността и качеството да останат проследимо осигурени в производствената среда.

Как Evomatec разбира прогресивните щанци като цялостна система

Evomatec разглежда прогресивни щанци не като изолиран инструмент, а като производствено пригодна цялостна система, която обединява развивка на лентата, проектиране на инструментална екипировка, изработка, пробни изпитания, старт на серийното производство, сензорика, поддръжка и осигуряване на качество. Целта е процесната способност, животът на инструмента и серийното качество да бъдат икономически съгласувани. В същото време се отдава голямо значение инспекциите и одобренията да се извършват по начин, който отразява най-висока прецизност по отношение на качеството и безопасността, съответстваща на CE, и да остава надеждно приложим в ежедневното производство.

Често задавани въпроси

Какво са прогресивни щанци и за какво се използват

Прогресивни щанци са лентово свързани многостанционни инструменти, при които лента материал се подава стъпково и във всяка станция се извършват определени операции по рязане и формоизменяне. Те се използват за производство на щанцови и формовани детайли с висока производителност, стабилна повторяемост и икономична себестойност на бройка.

Кога трансферен инструмент е по-добър от прогресивен щанц

Трансферни инструменти обикновено са по-добри, когато детайлите са големи, дълбоко изтеглени, чувствителни или геометрично толкова сложни, че лентовото водене не е безопасно възможно. Те са стандарт за големи, взискателни ламаринени детайли в големи серии през множество станции, особено в автомобилната индустрия при каросерийни и структурни компоненти, както и при високоякостни стомани и детайли с критично манипулиране.

Кои фактори определят процесната сигурност при прогресивните щанци

Процесната сигурност се формира от стабилна развивка на лентата, прецизно водене и пилотиране, правилно проектиран луфт на рязане, съгласувано смазване, стабилно пресово оборудване, сензорика за наблюдение, както и последователна поддръжка и контрол на качеството. Структурирани процедури за инспекция и приемане допълнително подпомагат дългосрочното осигуряване на качеството и безопасността, съответстваща на CE в производствената среда.

Заявете безплатна консултация: info@evomatec.de