NARZĘDZIA PROGRESYWNE DO PRZEMYSŁOWEJ OBRÓBKI BLACHY & FORMOWANIA BLACHY

‹ ›

Narzędzia progresywne do przemysłowej obróbki blach i kształtowania blach

Narzędzia progresywne są w przemysłowej Obróbce blach i Kształtowaniu blach jednym z najbardziej ekonomicznych rozwiązań, gdy złożone kontury, precyzyjne układy otworów i wysoka wydajność mają zostać połączone w stabilnym, powtarzalnym procesie. W produkcji seryjnej Narzędzia progresywne umożliwiają, aby wiele etapów takich jak wykrawanie, cięcie, gięcie, tłoczenie, formowanie oraz częściowo także operacje wykończeniowe przebiegało w zdefiniowanej kolejności w ramach jednej koncepcji narzędzia. Materiał jest przy tym zazwyczaj podawany jako taśma lub pas i krok po kroku transportowany ze stacji na stację, aż na końcu zostaje odebrany gotowy detal. Właśnie ta kombinacja czasu cyklu, automatyzacji i bezpieczeństwa procesu czyni Narzędzia progresywne centralną zasadą produkcji w wielu branżach. Evomatec projektuje i wytwarza Narzędzia progresywne do wymagających zastosowań, łącząc projektowanie narzędzi, kompetencje wytwórcze, próby uruchomieniowe oraz zabezpieczenie produkcji seryjnej w jeden solidny system całościowy.

Profesjonalne spojrzenie na Narzędzia progresywne nie kończy się na korpusie narzędzia. Kluczowy jest cały łańcuch procesu: dobór materiału, prowadzenie taśmy, smarowanie, technologia pras, czujniki, kontrola jakości, utrzymanie ruchu oraz jasno zdefiniowana koncepcja uruchomienia serii i stabilności produkcji. Tylko gdy te czynniki współdziałają prawidłowo, powstają wysokie trwałości, stabilne krawędzie cięcia, stała dokładność wymiarowa i powtarzalna jakość detalu. W licznych projektach z klientami Evomatec kładzie szczególny nacisk na ustrukturyzowane procedury kontroli i odbioru, aby inspekcje były konsekwentnie wykonywane z najwyższą starannością, a jakość oraz Bezpieczeństwo zgodne z CE w środowisku produkcyjnym pozostawały w sposób przejrzysty udokumentowane.

Definicja i podstawowa zasada narzędzi progresywnych

Co oznaczają narzędzia progresywne w praktyce

Narzędzia progresywne to narzędzia wielostanowiskowe, w których taśma materiału jest przesuwana krokowo. Przy każdym skoku prasy w jednej lub kilku stacjach wykonywany jest zdefiniowany etap obróbki. Pas jest precyzyjnie pozycjonowany za pomocą pilotowania i prowadnic taśmy, dzięki czemu dana stacja pracuje powtarzalnie względem tej samej bazy odniesienia. Detal powstaje etapami, aż na końcu narzędzia zostaje wykrojony lub odcięty jako gotowy element. W wielu przypadkach kroki procesu są zaprojektowane tak, aby już podczas prowadzenia taśmy następowały operacje kształtowania, które czynią część funkcjonalną bez konieczności stosowania oddzielnych procesów następczych.

Charakterystyczne jest powiązanie z taśmą: materiał pozostaje prowadzony na mostkach nośnych, żebrach lub na siatce odpadowej aż do momentu tuż przed cięciem końcowym. To powiązanie umożliwia wysokie taktowanie, zautomatyzowane podawanie oraz bardzo ekonomiczną produkcję elementów przy średnich i dużych wolumenach. Decydujące jest precyzyjne zestrojenie operacji cięcia i formowania, aby minimalizować odkształcenia, powstawanie zadziorów, ryzyko pęknięć oraz odchyłki wymiarowe.

Typowe etapy procesu w narzędziu progresywnym

Narzędzia progresywne integrują, w zależności od geometrii detalu i wymagań funkcjonalnych, między innymi następujące operacje: cięcie i wykrawanie dla konturów, wycięć i układów otworów, gięcie dla kołnierzy, języków lub krawędzi, tłoczenie dla żeber usztywniających, odcisków funkcjonalnych lub oznaczeń, kalibrowanie dla dokładności wymiarowej i powtarzalnych powierzchni funkcjonalnych, częściowe kształtowanie i tłoczenie wgłębne dla geometrii wklęsłych lub preform, a także odcinanie i wyrzut jako operacja końcowa odbioru detalu.

W przypadku złożonych części logika stacji jest projektowana tak, aby przepływ materiału pozostał kontrolowany, a obszary krytyczne nie były przeciążane. O właściwej stabilności procesu, poziomie braków i trwałości narzędzia decyduje tutaj właściwa kolejność.

Rozróżnienie względem narzędzi transferowych i narzędzi tandemowych

Narzędzie progresywne, narzędzie transferowe, narzędzie tandemowe w porównaniu

Narzędzia progresywne, Narzędzia transferowe i Narzędzia tandemowe realizują różne logiki procesowe i są najsilniejsze tam, gdzie ich zasada działania najlepiej odpowiada wymaganiom detalu.

Narzędzia progresywne są powiązane z taśmą i szczególnie nadają się do detali, które mogą być bezpiecznie prowadzone w taśmie oraz tam, gdzie podawanie materiału w postaci pasa jest ekonomiczne. Często są pierwszym wyborem, gdy liczą się duże serie, krótkie czasy cyklu i zautomatyzowana produkcja przy minimalnym manipulowaniu detalem.

Narzędzia transferowe są standardem, gdy duże, wymagające elementy z blachy muszą być wytwarzane w dużych ilościach w sposób stabilny na wielu stacjach, a prowadzenie powiązane z taśmą nie działa już niezawodnie. Dotyczy to typowo elementów wielkoseryjnych w branży motoryzacyjnej, w szczególności części karoseryjnych i strukturalnych, takich jak wzmocnienia, poprzeczki, komponenty podłużnic, elementy słupków i ram, struktury siedzeń, wsporniki, uchwyty oraz komponenty nośne akumulatora. Narzędzia transferowe stosuje się także wtedy, gdy tłoczenie wgłębne, ponowne tłoczenie, przycinanie, wykrawanie otworów i kalibrowanie muszą następować po sobie w określonych stacjach, a proste narzędzie progresywne osiąga granice, na przykład z powodu wielkości detalu, głębokości kształtowania, wrażliwych powierzchni lub wielu zmian kierunku w przepływie materiału. Także stale o wysokiej wytrzymałości i wymagające geometrie korzystają z koncepcji transferowych, ponieważ można stabilizować etapy pośrednie, kontrolować sprężynowanie i precyzyjnie zaprojektować manipulowanie detalem. Transfer jest szczególnie istotny również przy częściach, w których położenie i chwyt są krytyczne, a detal nie może bezpiecznie przemieszczać się dalej, lecz musi być dokładnie chwytany, pozycjonowany i odkładany.

Narzędzia tandemowe rozdzielają etapy procesu na pojedyncze narzędzia w oddzielnych stanowiskach. Zwiększa to elastyczność podczas prób uruchomieniowych i przy wariantach, ale wymaga większego manipulowania zewnętrznego i zwykle więcej miejsca. Evomatec wspiera firmy w doborze właściwej koncepcji narzędzia w zależności od detalu, wielkości serii, materiału i wymagań jakościowych oraz w zaprojektowaniu jej jako ekonomicznego systemu całościowego.

Historyczny rozwój narzędzi progresywnych

Od dźwigni ręcznej do wysokowydajnej linii wykrawającej

Rozwój Narzędzi progresywnych jest ściśle związany z postępem w technologii pras. Wczesne operacje wykrawania i cięcia miały często charakter ręczny i były ograniczone pod względem powtarzalności oraz wydajności. Dzięki mechanicznym prasom mimośrodowym, a później napędom zoptymalizowanym serwonapędem, stało się możliwe precyzyjniejsze sterowanie profilem skoku oraz realizacja wyższych taktów przy stabilnym prowadzeniu procesu. W efekcie atrakcyjność wielostanowiskowych narzędzi powiązanych z taśmą znacząco wzrosła.

CAD, symulacja i ustrukturyzowana metodyka prób uruchomieniowych

Nowoczesne Narzędzia progresywne są trudne do wyobrażenia bez cyfrowego projektowania narzędzi i ustrukturyzowanych procesów prób uruchomieniowych. Symulacje pomagają wcześnie ocenić przepływ materiału, kąty gięcia, sprężynowanie, kształtowanie krawędzi oraz stany naprężeń. Zmniejsza to liczbę iteracji w fazie prób i zwiększa prawdopodobieństwo stabilnego uruchomienia produkcji seryjnej. Evomatec integruje tę metodykę w rozwoju narzędzi i organizuje zatwierdzenia tak, aby kontrole były udokumentowane w sposób przejrzysty. Na podstawie doświadczeń z wielu projektów inspekcje są projektowane tak, by przebiegały z bardzo wysoką starannością, a wymagania jakościowe i Bezpieczeństwo zgodne z CE były spełniane w sposób niezawodny.

Podstawy techniczne narzędzi progresywnych

Budowa narzędzia, płyta bazowa i zasada prowadzenia

Narzędzie progresywne składa się zazwyczaj z części górnej i dolnej, które są precyzyjnie ustawione względem siebie za pomocą prowadzeń kolumnowych. Prowadzenie wpływa na stabilność procesu, powtarzalność i zużycie. Wysokiej jakości koncepcje prowadzenia i łożyskowania redukują przesunięcia i zwiększają trwałość krawędzi tnących oraz elementów formujących.

Płyty bazowe przejmują elementy funkcjonalne: stemple tnące, matryce, dociski, wkładki do gięcia, stemple formujące, elementy pilotujące oraz wyrzutniki. Sztywność konstrukcji narzędzia jest kluczowa, aby luz tnący, położenie krawędzi gięcia i promienie formowania pozostawały stabilne pod obciążeniem.

Prowadzenie taśmy, pilotowanie i bazowanie

Prowadzenie taśmy jest sercem Narzędzi progresywnych. Taśma musi być przy każdym skoku pozycjonowana powtarzalnie z dużą dokładnością. W tym celu stosuje się prowadnice taśmy, listwy prowadzące, podnośniki taśmy i kołki pilotujące. Elementy pilotujące wchodzą w uprzednio wykrojone otwory pilotowe i zapewniają, że taśma jest dokładnie wyrównana przed rozpoczęciem obróbki. Im wyższe są wymagania dotyczące dokładności układu otworów i stabilności wymiarowej, tym ważniejsze stają się koncepcja pilotowania oraz zarządzanie naprężeniem taśmy.

Technika cięcia, luz tnący i jakość krawędzi

Jakość cięcia zależy od luzu tnącego, materiału, geometrii krawędzi tnących oraz sztywności narzędzia. Zbyt mały luz tnący zwiększa siłę cięcia i zużycie, zbyt duży luz pogarsza jakość krawędzi i dokładność wymiarową. W produkcji seryjnej kluczową rolę odgrywają powstawanie zadziorów, udział strefy przełomu, zaokrąglenie krawędzi i mikropęknięcia, ponieważ mogą wpływać na funkcję i dalszą obróbkę. Narzędzia progresywne muszą być zaprojektowane tak, aby jakość krawędzi pozostawała stabilna przez cały okres trwałości, a interwały serwisowe były możliwe do zaplanowania.

Technologia kształtowania w narzędziu progresywnym

Gięcie, tłoczenie i ograniczone tłoczenie wgłębne można realizować z powiązaniem taśmowym, jednak wymaga to bardzo precyzyjnej logiki stacji. Decydujący jest kontrolowany przepływ materiału, aby panować nad sprężynowaniem, tworzeniem fałd lub ryzykiem pęknięć. Dla wymagających części formowanych z dużymi stopniami tłoczenia wgłębnego lub złożonymi zmianami kierunku często lepsza jest zasada transferu, ponieważ umożliwia elastyczniejsze etapy pośrednie i manipulowanie detalem. Mimo to Narzędzia progresywne są dla wielu zadań formowania wyjątkowo ekonomiczne, jeśli geometria pozostaje odpowiednia do prowadzenia w taśmie, a okno procesu jest właściwie zabezpieczone.

Czujniki, nadzór procesu i zabezpieczenie jakości

Nowoczesne Narzędzia progresywne są coraz częściej wyposażane w czujniki, aby wcześnie wykrywać obecność taśmy, wyrzut, pęknięcie stempla, przeciążenie, błędy podawania lub stany zablokowania. Nadzór procesu ogranicza braki, zapobiega szkodom wtórnym i zwiększa ogólną efektywność instalacji. Evomatec uwzględnia w projekcie wymagania dotyczące bezpiecznej obsługi oraz udokumentowanej identyfikowalności. Koncepcje kontroli są budowane tak, aby sprawdzenia były wykonywane z najwyższą starannością, a Bezpieczeństwo zgodne z CE w środowisku produkcyjnym pozostawało jednoznacznie możliwe do prześledzenia.

Działanie linii progresywnej w produkcji

Przygotowanie materiału, rozwijanie i prostowanie

Łańcuch procesu zaczyna się od jakości materiału. Materiał taśmowy musi spełniać zdefiniowane standardy w zakresie grubości, wytrzymałości, stanu powierzchni i powłoki. Rozwijak i prostowarka zapewniają, że taśma trafia do jednostki podawania bez naprężeń, płasko i stabilnie. Błędy prostowania bezpośrednio wpływają na dokładność wymiarową, kąty formowania i jakość krawędzi.

Podawanie, taktowanie i liczba suwów

Podawanie taśmy transportuje materiał krokowo zgodnie z podziałką od stacji do stacji. Liczba suwów określa wydajność, ale wpływa także na efekty dynamiczne, takie jak drgania, stabilność filmu smarnego i nagrzewanie termiczne. Stabilna produkcja seryjna wymaga jasno zdefiniowanego okna procesu, które umożliwia wymaganą produktywność bez przeciążania narzędzia i peryferiów.

Wyrzut i transport detali

Na końcu narzędzia następuje odcięcie gotowego detalu. Wyrzutniki, wspomaganie powietrzem lub transportery zapewniają, że detal jest niezawodnie odprowadzany. Stabilny wyrzut jest kluczowy, aby uniknąć zatorów, zakleszczeń i szkód wtórnych.

Zastosowania i branże dla narzędzi progresywnych

Przemysł motoryzacyjny i łańcuch dostaw

Narzędzia progresywne są powszechnie stosowane w przemyśle motoryzacyjnym, szczególnie do uchwytów, klamer, elementów mocujących, sprężyn, styków, elementów ekranowania, małych komponentów strukturalnych i funkcjonalnych części z blachy. Duże wolumeny i potrzeba powtarzalnej jakości czynią wielostanowiskowe procesy powiązane z taśmą szczególnie atrakcyjnymi.

Elektrotechnika, elektronika i technika połączeń

Styki, złącza, blachy ekranujące i precyzyjne elementy wykrawane korzystają z Narzędzi progresywnych, ponieważ układy otworów, kontury i operacje gięcia mogą być wytwarzane w jednym, ciągłym procesie. Kluczowymi cechami jakości są tu dokładność wymiarowa, kontrola zadziorów i powierzchnia.

Sprzęt gospodarstwa domowego, zespoły i produkty przemysłowe

Narzędzia progresywne dostarczają ekonomicznych rozwiązań dla elementów seryjnych w sprzęcie gospodarstwa domowego, obudowach, zawiasach, uchwytach i zespołach blaszanych. Decydująca jest kombinacja produktywności, stabilnego prowadzenia procesu i planowalnego utrzymania ruchu.

Zalety narzędzi progresywnych

Wysoka produktywność i niskie koszty jednostkowe

Narzędzia progresywne umożliwiają bardzo krótkie czasy cyklu i ciągłą produkcję seryjną. Dla odpowiednich detali koszty jednostkowe wyraźnie spadają, ponieważ wiele etapów procesu jest zintegrowanych w jednym narzędziu, a manipulowanie detalem zostaje zminimalizowane.

Powtarzalność i stabilne prowadzenie procesu

Prowadzenie powiązane z taśmą zapewnia zdefiniowane bazowanie. Przy prawidłowym pilotowaniu i stabilnym prowadzeniu taśmy dokładność układu otworów i stabilność wymiarowa są osiągalne w sposób bardzo odporny na zakłócenia.

Automatyzacja i integracja wytwarzania

Podawanie taśmy, smarowanie, czujniki i wyrzut można dobrze zautomatyzować. Zmniejsza to zależność od ręcznych interwencji i zwiększa bezpieczeństwo procesu.

Planowalne utrzymanie ruchu dzięki modułowym wkładkom

Narzędzia progresywne mogą być zaprojektowane tak, aby krawędzie tnące, wkładki i elementy zużywalne były szybko wymienialne. Skraca to przestoje i poprawia dostępność.

Wady i ograniczenia narzędzi progresywnych

Rozmiar detalu i głębokość kształtowania są ograniczone

Duże, głęboko tłoczone lub bardzo złożone części często nie mogą być bezpiecznie prowadzone w taśmie. Tu Narzędzia progresywne napotykają ograniczenia procesowe, dlatego Narzędzia transferowe są standardem w wielu zastosowaniach wielkoseryjnych.

Wysoka złożoność projektowania narzędzia

Wydajne Narzędzie progresywne wymaga bardzo precyzyjnego zaprojektowania biegu taśmy, pilotowania, sił cięcia, stopni formowania i wyrzutu. Odchylenia w jednym obszarze wpływają na cały łańcuch procesu.

Zależność od materiału taśmowego i układu pasma

Opracowanie układu pasma determinuje wykorzystanie materiału, stabilność procesu i koszty. Niekorzystne układy zwiększają odpady i pogarszają ekonomię.

Logika kosztów i opłacalność

Koszty jednorazowe: projekt, wykonanie, próby uruchomieniowe, odbiór

Inwestycja obejmuje projekt narzędzia, wykonanie, montaż, próby uruchomieniowe, uruchomienie serii i odbiór. Decydująca jest jakość zabezpieczenia, ponieważ w istotny sposób wpływa na późniejsze koszty produkcji seryjnej. Evomatec organizuje odbiory i kontrole w sposób ustrukturyzowany, aby weryfikacje były prowadzone z najwyższą starannością, a wymagania jakościowe i Bezpieczeństwo zgodne z CE pozostawały udokumentowane w sposób przejrzysty.

Koszty bieżące: trwałość, serwis, ostrzenie, przestoje

Koszty bieżące wynikają ze zużycia, trwałości krawędzi tnących, ostrzenia, wymiany wkładek, czyszczenia oraz serwisowania podawania taśmy i peryferiów prasy. Ekonomiczny jest cały system wtedy, gdy trwałości są stabilne, okna serwisowe pozostają planowalne, a nieplanowane przestoje są minimalizowane.

Przykłady praktyczne z produkcji seryjnej

Narzędzie progresywne do uchwytów i elementów mocujących

Typowym zastosowaniem są uchwyty, klipsy i elementy mocujące, w których układy otworów, kontury i kilka gięć powstają w jednym procesie. Kluczowe jest stabilne pilotowanie, aby położenie układu otworów pasowało do późniejszego montażu. Bezpieczeństwo procesu jest zapewniane przez czujniki i jasne plany serwisowe.

Narzędzie progresywne do elementów stykowych i precyzyjnych części wykrawanych

W elementach stykowych jakość krawędzi jest krytyczna, ponieważ zadziory lub mikropęknięcia mogą wpływać na funkcję elektryczną. Dlatego technika cięcia jest projektowana tak, aby powierzchnie cięcia pozostawały stabilne, a trwałość była możliwa do skalkulowania. Evomatec przykłada w takich projektach szczególną wagę do udokumentowanych procedur kontroli, aby inspekcje były konsekwentnie wykonywane z należytą starannością, a wymagania jakościowe i Bezpieczeństwo zgodne z CE pozostawały trwale i niezawodnie zabezpieczone.

Perspektywy przyszłości dla narzędzi progresywnych

Cyfryzacja i prowadzenie procesu oparte na danych

Połączenie pras, podawania taśmy, czujników i danych jakościowych otwiera nowe możliwości optymalizacji procesu. Systemy oparte na danych pomagają wcześniej wykrywać odchylenia i lepiej planować utrzymanie ruchu.

Utrzymanie ruchu zależne od stanu i modele trwałości

Zarządzanie trwałością staje się coraz bardziej oparte na danych. Wskaźniki zużycia, profile obciążenia i dane produkcyjne wspierają optymalne planowanie interwałów wymiany i ostrzenia.

Bezpieczeństwo i identyfikowalność

Dokumentacja, bezpieczeństwo maszyn i Bezpieczeństwo zgodne z CE zyskują dalej na znaczeniu. Evomatec stawia na jasne procesy kontroli i inspekcji, które na bazie szerokiego doświadczenia projektowego są projektowane tak, aby weryfikacje były wykonywane z dużą starannością, a bezpieczeństwo i jakość w środowisku produkcyjnym pozostawały przejrzyście zabezpieczone.

Jak Evomatec postrzega narzędzia progresywne jako system całościowy

Evomatec nie traktuje Narzędzi progresywnych jako odizolowanego narzędzia, lecz jako system całościowy zdolny do produkcji, który łączy układ pasma, projektowanie narzędzia, wykonanie, próby uruchomieniowe, uruchomienie serii, czujniki, utrzymanie ruchu i zapewnienie jakości. Założeniem jest, aby zdolność procesu, trwałość narzędzia i jakość produkcji seryjnej były ekonomicznie spójne. Jednocześnie przywiązuje się dużą wagę do tego, aby inspekcje i zatwierdzenia przebiegały w formie odzwierciedlającej najwyższą staranność w zakresie jakości i Bezpieczeństwo zgodne z CE oraz pozostawały możliwe do niezawodnego wdrożenia w codziennej produkcji.

FAQ

Czym są narzędzia progresywne i do czego są stosowane

Narzędzia progresywne to wielostanowiskowe narzędzia powiązane z taśmą, w których pas materiału jest przesuwany krokowo, a na każdej stacji realizowane są zdefiniowane operacje cięcia i kształtowania. Są stosowane do wytwarzania części wykrawanych i formowanych o wysokiej wydajności, stabilnej powtarzalności i ekonomicznych kosztach jednostkowych.

Kiedy narzędzie transferowe jest lepsze niż narzędzie progresywne

Narzędzia transferowe są zazwyczaj lepsze, gdy elementy są duże, głęboko tłoczone, wrażliwe lub geometrycznie tak złożone, że prowadzenie powiązane z taśmą nie jest bezpieczne. Są standardem dla dużych, wymagających części z blachy w dużych wolumenach na wielu stacjach, szczególnie w motoryzacji przy częściach karoseryjnych i strukturalnych oraz przy stalach o wysokiej wytrzymałości i częściach krytycznych pod względem manipulowania.

Jakie czynniki decydują o bezpieczeństwie procesu w narzędziach progresywnych

Bezpieczeństwo procesu wynika ze stabilnego układu pasma, precyzyjnego prowadzenia taśmy i pilotowania, prawidłowo dobranego luzu tnącego, zestrojonego smarowania, stabilnej technologii pras, czujników do nadzoru oraz konsekwentnego utrzymania ruchu i kontroli jakości. Ustrukturyzowane procedury inspekcji i odbioru dodatkowo pomagają trwale zapewnić jakość i Bezpieczeństwo zgodne z CE w środowisku produkcyjnym.

Poproś o bezpłatną konsultację: info@evomatec.de