트랜스퍼 다이 스탬핑 공정: 설계 규칙 엔지니어 미스

트랜스퍼 다이 스탬핑이란 무엇이며 왜 존재합니까?

가공물이 여전히 금속 조각에 묶여 있는 동안 대형 자동차 오일 팬을 깊게 그리려고 한다고 상상해 보세요.{0}} 캐리어 스트립은 재료의 성형 공동을 휘게 하고, 뒤틀리게 하고, 고갈시킵니다. 그 시나리오는 정확하게 포착됩니다.트랜스퍼 다이 스탬핑이 존재하는 이유.

트랜스퍼 다이 스탬핑 정의

트랜스퍼 다이 스탬핑은 -블랭크가 먼저 원시 스트립에서 분리된 다음 기계식 또는 로봇식 트랜스퍼 시스템에 의해 일련의 독립적인 다이 스테이션을 통해 이동하는 멀티 스테이션 금속 성형 프로세스입니다. 각 스테이션은 자유 부동 공작물에 대해 전용 성형 작업을 수행합니다.-

여기서 핵심 문구는 "스트립에서 분리됨"입니다. 프로그레시브 다이 스탬핑에서는 부품이 스테이션을 통과할 때 캐리어 스트립에 부착된 상태로 유지됩니다. 트랜스퍼 스탬핑에서 블랭크는 절단되는 순간 자유 계약자가 됩니다. 레일, 그리퍼 또는 핑거로 구성된 조정 시스템이 블랭크를 집어 높은 위치 정확도로 한 스테이션에서 다음 스테이션으로 이동합니다.

공백 분리가 중요한 이유

가공물이 모재에 계속 연결되어 있으면 모든 성형 작업이 제한됩니다. 재료가 여전히 스트립에 부착된 측면에서만 흐를 수 있기 때문에 드로우 깊이가 제한됩니다. 큰 부품 형상으로 인해 캐리어가 뒤틀릴 위험이 있습니다. 다-축 성형이 거의 불가능해집니다.

공백을 분리하면 이러한 제한이 모두 제거됩니다. 재료는 모든 방향에서 다이 캐비티로 자유롭게 흐를 수 있으므로 균일한 벽 두께와 복잡한 3D 윤곽으로 깊은 드로잉이 가능합니다. 스테이션 사이에서 부품을 자유롭게 들어올리고, 회전하고, 재배치할 수 있으므로 스트립에 묶인 다이 및 스탬핑 구성으로는 달성할 수 없는 형상이 가능해집니다.

금속 성형에 트랜스퍼 다이 스탬핑이 적합한 경우

트랜스퍼 다이 스탬핑은 프로그레시브 스탬핑과 전용 단일{0}}작업 프레스 사이의 공간을 차지합니다. 프로그레시브 다이에 비해 너무 크거나 깊거나 기하학적으로 복잡한 부품을 처리하지만 여전히 자동화된 프레스 성형의 반복성과 대량 처리량이 필요합니다. 깊이가 직경을 초과하고 공차가 엄격하게 유지되는 소화기 껍질, 자동차 구조 기둥 또는 기기 드럼을 생각해 보십시오.

단점은-속도입니다. 트랜스퍼 스탬핑 프레스는 일반적으로 분당 15~45스트로크로 실행되는 반면 프로그레시브 설정의 경우 100스트로크 이상 실행됩니다. 그러나 기하학적 자유와 재료 절약으로 인해 느린 주기가 전반적으로 더 경제적인 선택이 되는 경우가 많습니다.

트랜스퍼 다이가 할 수 있는 것과 할 수 없는 것을 이해하는 것은 트랜스퍼 메커니즘 자체가 작동하는 방식을 이해하는 것에서 시작됩니다. 왜냐하면 해당 그리퍼의 모션 프로파일이 스테이션 레이아웃부터 프레스 타이밍까지 모든 것을 결정하기 때문입니다.

이송 시스템이 스테이션 간에 부품을 물리적으로 이동하는 방법

전송 메커니즘은 모든 작업의 ​​핵심입니다.트랜스퍼 스탬핑 프레스. 이는 사이클 시간, 부품 정확도 및 생산할 수 있는 형상을 결정합니다. 그러나 프로세스에 대한 대부분의 설명은 한 문장으로 간략하게 설명됩니다. 다이 페이스 사이에서 실제로 일어나는 일은 다음과 같습니다.

전달 메커니즘의 유형

전송 시스템은 제공하는 모션 축에 따라 세 가지 범주로 분류됩니다. 올바른 선택은 부품의 복잡성, 무게, 목표 속도에 따라 달라집니다.

2{0}}축 시스템은 단일 평면에서 이동하며 일반적으로 리프트 및 전진(X-Z)합니다. 다이의 길이를 따라 움직이는 두 개의 레일이 올라가서 부품을 하부 다이에서 들어올려 다음 스테이션으로 한 피치 전진시킨 다음 로케이터 위로 내립니다. 모션이 단순하기 때문에 2{4}}축 전송 툴링은 더 높은 스트로크 속도를 지원하지만 이동 중에 이동할 수 있는 부품을 고정하거나 방향을 지정할 수 없습니다.

3{0}}축 시스템은 클램핑 동작을 추가합니다. 레일이 들어 올려 부품 안쪽으로 고정되고 전진하고 내려간 다음 해제됩니다. 이것X-Y-Z 평면에서 세-축 이동공작물을 다이에서 충분히 높이 들어 올려 다음 스테이션의 주변 게이지 경계 내에 정확하게 배치할 수 있습니다. 3{2}}축 시스템은 일반적으로 플레이트-장착 또는 프레스{4}}장착이며, 복귀 경로에서 하부 다이 강철, 캠 및 가이드 부품을 제거하도록 설계된 핑거 툴링을 사용합니다.

로봇 이송은 기계 레일을 프레스-대-프레스 배열의 개별 프레스 사이에 위치한 관절형 로봇으로 대체합니다. 각 로봇은 진공 컵이나 자기 엔드 이펙터를 사용하여{3}}부품을 집고 이동하고 배치합니다. 일반적인 사이클 시간은 전송당 1.5~3초 범위이므로 로봇 시스템은 느리지만 복잡한 재배치, 부품 회전 또는 스테이션 간 전환을 위해 훨씬 더 유연해집니다.

그리퍼 및 핑거 툴링 설계

그리퍼 또는 핑거는 다이 이송 중에 공작물에 물리적으로 접촉하는 유일한 구성 요소입니다. 이들 설계는 부품 품질과 전사 신뢰성에 직접적인 영향을 미칩니다.

기계식 3{0}축 시스템에서는 핑거가 각 스테이션 피치의 전송 레일에 장착됩니다. 이는 특정 성형 단계의 부품 형상과 일치하도록 맞춤{2}}프로파일링되었습니다. 평평한 블랭크를 쥐고 있는 첫 번째-스테이션 손가락은 깊은-컵을 쥐고 있는 다섯 번째-스테이션 손가락과 전혀 다릅니다. 설계자는 높은 가속도 이동 중에 표면에 자국을 남기거나 얇은 벽을 변형시키지 않고 손가락으로 부품을 고정할 수 있는 충분한 조임력을 제공해야 합니다.

출시 후 포지셔닝도 마찬가지로 중요합니다. 2-축 시스템은 다이가 닫힐 때까지 방향을 유지하기 위해 하단 다이에 눌려진 스프링 핀에 의존합니다. 3-축 트랜스퍼 프레스 툴링은 부품 형상, 네스팅 블록 및 로케이터 핀의 조합을 사용하여 핑거가 후퇴한 후에도 위치를 유지합니다. 로봇 시스템의 경우 진공 컵이나 자석이 부품을 고정하므로 공작물이 하부 다이 위로 최소 1mm 떠 있어야 다이 강철로 자기력이 누출되는 것을 방지할 수 있습니다.

피치 길이도 중요합니다. 피치 거리가 길수록 이송 스트로크 중에 가속도가 높아져 특히 강성이 부족한 얇은-게이지 소재의 경우 진동과 불안정한 부품 움직임이 발생할 수 있습니다. 공작물이 무거울수록 질량이 더 크고 더 강한 레일과 핑거가 필요하므로 관성 부하가 증가하고 종종 작동 속도를 줄여야 합니다.

프레스 스트로크로 전사 동작 동기화

모든 전송 동작은 프레스가 열려 있는 창 내에서 완료되어야 합니다. 타이밍 순서를 생각해 보십시오. 램이 상사점에 도달하고 다이가 열립니다. 부품 리프터는 공작물을 하부 다이 표면에서 들어 올립니다. 전송 레일이 안쪽으로 닫히고 그리퍼가 부품 가장자리에 맞물리고 레일이 모든 다이 구성 요소에서 블랭크를 들어올립니다. 어셈블리는 수평으로 한 피치 전진하고, 부품을 다음 스테이션의 로케이터로 내리고, 해제하고, 시작 위치로 후퇴합니다. 이 모든 작업은 램이 하향 작업 스트로크를 시작하기 전에 이루어집니다.

이 안무는 정확한 크랭크 각도 위치에서 신호를 보내는 회전식 캠 스위치 또는 전자 캠 프로필에 의해 제어됩니다.{0}} 일반적인 트랜스퍼 스탬핑 프레스는 세 가지 이상의 캠 신호를 사용합니다. 즉, 프레스-작동 중-, 프레스--홈-위치 및 언로더-명령입니다. 사용 가능한 개방 시간 내에 전송 주기를 완료할 수 없는 경우 프레스 속도를 줄여야 합니다. 실제로는 힘을 형성하는 것이 아니라 전달 시간이 생산 속도를 제한하는 요소입니다.

전송-모션 시뮬레이션 소프트웨어는 엔지니어가 관성, 진동 및 속도의 균형을 맞추는 모션 프로필을 설계하는 데 도움이 됩니다. 가속 곡선을 최적화하면 위치 정확도를 저하하거나 운송 중 부품 불안정성을 위험에 빠뜨리지 않고 사이클 속도를 더 높일 수 있습니다.

부품 이동의 메커니즘을 이해한 후 다음 질문은 초기 드로우부터 최종 배출까지 방문하는 각 스테이션에서 블랭크에 실제로 어떤 일이 발생하는지입니다.

블랭크 제작부터 완성품까지 단계별-단계별 프로세스

강철 코일이 프레스의 한쪽 끝으로 들어갑니다. 완성되고 치수가 정확한 부품이 다른 부품에서 나옵니다. 이 두 지점 사이에서 긴밀하게 짜여진 일련의 작업을 통해 평면 시트를 한 번에 한 스테이션씩 복잡한 3{2}차원 기하학으로 변환합니다. 각 단계에서 정확히 일어나는 일은 다음과 같습니다.

블랭크 생성 및 스트립 처리

모든 것은 언코일러에 장착된 코일로 시작되며 때로는 무게가 몇 톤에 달합니다. 스트립은 코일 세트(권취된 곡률 메모리)를 제거하고 플랫 스톡을 프레스에 전달하는 교정기를 통해 공급됩니다. 잔여 보우 또는 에지 웨이브가 블랭크로 전파되어 다운스트림 성형 정확도가 저하되므로 일관된 평탄도가 중요합니다.

프레스 내부의 첫 번째 스테이션에서는 블랭킹 다이가 공작물을 스트립에서 분리합니다. 이는 전사 다이 스탬핑 프로세스의 결정적인 순간입니다. 부품은 모재와의 물리적 연결을 잃고 자유롭게 떠다니는-블랭크가 됩니다. 빈 모양은 항상 단순한 원형이나 직사각형이 아닙니다. 엔지니어는 종종 부채꼴 모양이나 노치가 있는 최적화된 윤곽을 사용하여 개발된 블랭크를 설계하여 후속 드로잉 중에 재료 흐름을 제어하고 나중에 트리밍 낭비를 최소화합니다.

일부 생산 설정에서는 블랭킹이 별도의 블랭킹 프레스에서 오프라인으로 생산되어 쌓인 다음 자동 디스태커를 통해 전사 프레스로 공급됩니다.{0}} 이 접근 방식은 블랭킹 속도를 성형 속도에서 분리합니다. 이는 블랭킹 작업이 전송 주기보다 빠르거나 여러 블랭크 모양이 동일한 프레스에 공급될 때 유용합니다.

멀티-스테이션 형성 순서

블랭크가 생성되면 전송 메커니즘이 이를 잡고 일련의 독립 다이 스테이션을 통해 이동하기 시작합니다. 각 스테이션에는 자체 도구가 있어 자유롭게 떠다니는 공작물에 대해 한두 가지 전용 작업을 수행합니다. 이 시퀀스는 부품을 점진적으로 성형하도록 설계되었으며 단일 히트에서 재료의 성형성 한계를 초과하지 않습니다.

정밀 다이 스탬핑 작업의 일반적인 스테이션-별-진행은 다음과 같습니다.

1. 그림- 블랭크는 펀치에 의해 다이 캐비티 안으로 들어가 초기 컵 또는 쉘 모양을 형성합니다. 블랭크 홀더는 재료 흐름을 제어하고 플랜지의 주름을 방지합니다. 이 스테이션은 기본 형상을 설정합니다.
2. 다시 그리기-- 필요한 깊이가 단일 드로우로 달성할 수 있는 수준을 초과하는 경우(일반적으로 1.5:1~2:1 드로우 비율 초과) 하나 이상의 다시 드로우 스테이션이 깊이를 늘리면서 직경을 줄입니다.{5}} 다시 그릴 때마다-허용 가능한 한도 이상으로 벽이 얇아지지 않고 쉘이 점진적으로 깊어집니다.
3. 트리밍- 드로잉 작업에서 남은 여분의 플랜지 재료는 전단됩니다. 트림 스테이션은 깨끗하고 치수적으로 정확한 둘레를 생성합니다. 스크랩은 다이를 통해 떨어지고 프레스 밖으로 운반됩니다.
4. 꿰뚫는- 펀치는 구멍, 슬롯 또는 기타 내부 특징을 만듭니다. 플랫 블랭크에 구멍을 뚫으면 후속 성형 중에 왜곡될 수 있으므로 드로잉 후에 피어싱 위치를 지정합니다. 여기에 배치하면 구멍 위치 정확도가 유지됩니다.
5. 플랜징- 모서리는 구부러지거나 말려 립, 장착 플랜지 또는 보강 리브를 만듭니다. 플랜징 스테이션은 폼 펀치나 캠-구동 슬라이드를 사용하여 프레스 스트로크 방향에 상대적인 각도로 재료를 구부립니다.
6. 코인화 또는 재스트라이킹- 높은- 톤수 압축으로 중요한 치수를 개선하고, 반경을 날카롭게 하고, 표면을 평평하게 하거나 세부 사항을 각인합니다. 코이닝은 재료가 극심한 압력 하에서 단단한 다이 표면에 대해 소성 변형되기 때문에 표준 성형보다 더 엄격한 공차를 달성합니다.

스테이션 수는 부품 복잡성에 따라 다릅니다. 간단한 그려진 껍질에는 4~5개의 스테이션이 필요할 수 있습니다. 여러 구멍 패턴, 다양한 각도의 플랜지, 엄격한 치수 설명선이 있는 복잡한 자동차 구조 부품에는 10개 이상이 사용될 수 있습니다. 스트립이 스테이션 간격을 결정하는 프로그레시브 다이 스탬핑 프로세스와 달리 트랜스퍼 다이는 각 스테이지에서 가장 큰 부품 프로파일과 핑거 툴링을 위한 여유 공간을 수용하기 위해 우주 스테이션을 레이아웃합니다.

이 시퀀스를 강력하게 만드는 것은 각 스테이션의 다이 및 스탬핑 툴링을 독립적으로 최적화할 수 있다는 것입니다. 드로우 스테이션은 전적으로 자재 흐름에 중점을 둡니다. 트림 스테이션은 깨끗한 전단 작업에만 전적으로 중점을 둡니다. 캐리어 스트립을 통해 부품을 인접 스테이션에 연결함으로써 강제되는 타협은 없습니다.

최종 작업 및 부품 배출

시퀀스의 마지막 스테이션에서는 별도의 기계와 추가 처리가 필요한 마감 작업과 보조 작업을 처리합니다. 트랜스퍼 다이 스탬핑이 소수의 엔지니어가 완전히 활용할 수 있는 기능 격차를 제공하는 곳입니다.

다이 내{0}}2차 작업에는 다음이 포함될 수 있습니다.

• 관통된 구멍에 직접 나사산을 절단하는 태핑 헤드
• 너트, 브래킷 또는 스터드를 부착하는 프로젝션 용접 장치
• 부싱, 씰 또는 하위 구성요소를 삽입하는 자동 공급 장치-
• 부품 식별을 위한 마킹 또는 조각 스테이션

이러한 작업을 통합하면 다운스트림 처리가 필요 없고 작업{0}}진행 중인- 재고가 줄어들며 별도의 제조 셀 간에 부품을 이동할 때 발생하는 품질 위험이 제거됩니다. 전통적으로 스탬핑이 필요한 부품은 태핑 스테이션으로 이동한 다음 용접 셀로 이동하고 대신 프레스에서 완전히 완성되어 나옵니다.

최종 성형 또는 조립 스테이션 후에 이송 메커니즘은 완성된 부품을 배출 위치로 이동시킵니다. 거기에서 컨베이어, 스태킹 메커니즘 또는 로봇 픽{1}}및-플레이스 시스템이 프레스에서 부품을 제거합니다. 부품은 선적 컨테이너에 직접 쌓이거나-라인 품질 검증을 위해 검사 컨베이어에 놓일 수 있습니다.

코일 공급부터 최종 배출까지 전체 주기는 프레스 속도와 전송 복잡성에 따라 2~4초마다 반복됩니다. 각 스트로크는 하나의 완성된 부품을 생산하며 수십만 개의 부품에 걸쳐 생산이 진행되는 동안 흐름이 중단 없이 계속됩니다.

물론 이 수준의 처리량을 달성하는 것은 프레스 자체를 성형 순서의 요구 사항에 맞추는 데 크게 좌우됩니다. 톤수, 베드 크기, 스트로크 길이 및 쿠션 시스템은 모두 성형되는 부품 형상 및 재료에 맞춰 조정되어야 합니다.

트랜스퍼 다이 스탬핑을 위한 프레스 요구 사항 및 재료 사양

포밍 시퀀스는 그 뒤에 있는 프레스와 마찬가지로 수행됩니다. 완벽한 스테이션 레이아웃을 설계할 수 있지만 다이 스탬핑 프레스에 딥 드로우를 위한 톤수, 부품 정리를 위한 스트로크 또는 레일 정리를 위한 베드 면적이 부족한 경우 첫 번째 블랭크가 캐비티에 도달하기 전에 프로세스가 중단됩니다. 올바른 프레스를 지정하는 것은 모든 트랜스퍼 프레스 스탬핑 프로젝트에서 가장 중요한 결정 중 하나이며, 가장 일반적으로 과소 엔지니어링된 결정 중 하나이기도 합니다.-

톤수 및 침대 크기 요구 사항

트랜스퍼 다이 스탬핑은 일반적으로 비슷한 크기의 기능을 실행하는 유사한 프로그레시브 스탬핑 프레스보다 더 높은 톤수를 요구합니다. 그 이유는 간단합니다. 블랭크는 더 크고, 드로우는 더 깊으며, 각 스테이션의 성형 하중은 동일한 슬라이드에 쌓입니다. 프로그레시브 다이 프레스는 200~400톤의 작은 기능 제품군을 처리할 수 있습니다. 두꺼운 블랭크에서 딥드로잉 셸을 형성하는 트랜스퍼 프레스는 일반적으로 600~2,000톤 범위에서 작동하며, 대형 자동차 구조 부품은 2,500~3,000톤 범위로 이동합니다.

침대 크기도 똑같이 중요하지만 간과되는 경우가 많습니다. 볼스터는 순서대로 배열된 모든 독립 다이 스테이션과 전송 레일을 위한 양쪽 여유 공간을 수용해야 합니다. 에이--창구 환승 시스템을 통해프레스 창 내부에 레일을 배치하지만 보강재 외부에 레일을 배치하여 더 넓은 코일을 운반할 수 있는 창 너비를 소비합니다. 전면-및-후면 시스템은 레일을 프레스 바깥쪽에 완전히 유지하여 블랭크와 툴링을 위한 전체 창 너비를 허용합니다. 두 경우 모두 엔지니어는 베드 크기를 조정할 때 핑거 툴링 스윕 반경, 클램프 스트로크, 핑거와 하부 다이 구성요소 사이의 복귀 경로 간격을 고려해야 합니다.

부품이 더욱 복잡해지고 OEM이 어셈블리당 더 적은 구성 요소를 요구함에 따라 다이 세트당 더 많은 스테이션이 필요합니다. 이러한 추세는 추가 스테이션이 필요할 때 개별적으로 작동하거나 하나의 긴 전송 라인으로 동기화할 수 있는 더 큰 볼스터와 병렬식 다중-프레스 시스템을 가리킵니다.

스트로크 길이 및 속도 고려 사항

많은 엔지니어들은 성형 깊이만을 기준으로 스트로크 길이를 지정합니다. 그것은 실수입니다. 또한 프레스 스트로크는 다이가 열려 있는 동안 전송 메커니즘이 전체 동작 사이클을 완료할 수 있도록 충분한 크랭크 각도를 제공해야 합니다. 트랜스퍼 프레스 전문가의 입증된 지침은 4:1 비율입니다. 부품에 6인치의 작업 스트로크가 필요한 경우 최소 24인치의 총 스트로크를 가진 프레스를 지정하십시오. 추가 이동을 통해 모션 프로필을 서두르지 않고 들어올리고, 전진하고, 낮추고 후퇴하는 데 필요한 크랭크 회전 각도를 구매합니다.

속도는 트랜스퍼 프레스 스탬핑이 프로그레시브 다이 작업과 가장 급격하게 달라지는 부분입니다. 프로그레시브 다이 프레스는 일반적으로 스트립이 최소한의 기계적 복잡성으로 고정 피치를 전진시키기 때문에 분당 40~100{10}}+스트로크를 실행합니다. 트랜스퍼 프레스는 일반적으로 10~30SPM으로 작동합니다. 제한 요인은 힘이나 재료 거동을 형성하는 것이 아닙니다. 환승시간입니다. 프레스는 그리퍼가 전체 사이클을 완료할 때까지 열린 상태를 유지해야 합니다. 링크 모션 프레스 드라이브를 사용하면 램이 표준 편심 드라이브보다 낮은 크랭크 각도로 상사점에 머무르기 때문에 사용 가능한 전송 창이 훨씬 더 줄어듭니다.

서보{0}}구동 프레스가 해결 방법을 제공합니다. 프로그래밍 가능한 슬라이드 모션은 상사점에 머무를 수 있으므로 전체 사이클 속도를 줄이지 않고도 이동 시스템이 이동을 완료하는 데 추가 밀리초를 제공할 수 있습니다. 이러한 유연성으로 인해 사이클 시간이 경쟁력 있는 차별화 요소인 이송 응용 분야에서 서보 프레스가 점점 인기를 얻고 있습니다.

쿠션 시스템 및 정밀도 요구 사항

트랜스퍼 다이 내부의 딥{0}}드로잉 스테이션은 프레스 볼스터에 내장된 유압식 또는 질소 쿠션 시스템에 의존합니다. 이러한 쿠션은 드로우 스트로크 중에 블랭크 홀더 역할을 하며 블랭크의 플랜지에 제어된 압력을 가하여 다이 캐비티로의 재료 흐름을 조절합니다. 적절한 쿠션 톤수가 없으면 주름이 형성됩니다. 압력을 너무 많이 가하면 재료가 찢어집니다.

다중 지점 쿠션 제어는 최신 트랜스퍼 프레스의 표준입니다. 단일의 균일한 힘이 아닌 다이 아래의 개별 실린더가 블랭크 전체의 서로 다른 위치에 서로 다른 압력을 가합니다. 이는 재료 흐름 속도가 한쪽에서 다른 쪽으로 달라지는 비대칭 부품 형상을 보완합니다.

하사점(BDC) 정확도는 유능한 트랜스퍼 프레스와 부적절한 트랜스퍼 프레스를 구분하는 또 다른 사양입니다. 각 스테이션은 엄격한 공차에 맞춰 성형을 수행하므로 BDC의 램 위치 변화는 부품의 치수 변화로 직접 변환됩니다. ± 0.025mm 이내의 일관된 BDC는 고품질 전사 작업에 일반적입니다. 장기간 생산 작업 중 프레스 프레임의 열팽창으로 인해 BDC가 표류할 수 있으므로 유압 과부하 시스템과 자동 폐쇄 높이 보상이 표준 안전 장치입니다.

재료 선택은 프레스 용량과 직접적으로 연관됩니다. 트랜스퍼 다이 스탬핑은 일반적으로 1.0mm ~ 6.0mm의 더 두꺼운 게이지를 처리합니다. 이는 자유-부동 블랭크 및 독립 스테이션 설계가 더 높은 성형력 두꺼운 스톡 요구 사항을 수용하기 때문입니다. 연강, 고강도-저강도-합금(HSLA)강, 스테인리스강이 가장 일반적인 재질입니다. 5000 및 6000 시리즈의 알루미늄 합금은 딥 드로우에 적합하지만 연성 마진이 낮기 때문에 신중한 쿠션 조정이 필요합니다. 구리와 황동은 전도성이 중요한 전기 하우징과 열교환기에 사용됩니다. 하지만 재료 비용이 높기 때문에 엔지니어는 더 작은 구리 또는 황동 부품을 위한 진보적인 툴링을 시도하게 됩니다.

어닐링 또는 반{0}}경질 조건과 같은 부드러운 성질은 파단 전에 더 큰 소성 변형을 허용하기 때문에 심인발 전사 작업에 적합합니다. 더 단단한 템퍼는 성형성을 감소시키고 스프링백을 증가시키며, 종종 최종 치수에 도달하기 위해 추가 재스트라이킹 스테이션이 필요합니다. 설계 초기에 재료 성질을 성형 순서에 맞추면 다이 제작 후 비용이 많이 드는 스테이션 추가를 방지할 수 있습니다.

프레스 및 재료 매개변수가 고정되면 실제 엔지니어링 과제는 부품 형상 자체로 이동합니다. 즉, 어떤 모양을 형성할 수 있는지, 얼마나 깊이 그릴 수 있는지, 전체 스테이션 시퀀스에서 형상을 그대로 유지하는 간격 규칙은 무엇인지 등입니다.

트랜스퍼 다이 부품의 설계 규칙 및 기하학적 구속조건

언론이 무엇을 전달할 수 있는지 아는 것은 방정식의 절반입니다. 나머지 절반은 부품 형상이 요구하는 것이 무엇인지, 부품이 모든 스테이션의 성형성 범위 내에 있는지 여부를 아는 것입니다. 아래의 설계 규칙은 공구강이 절단되기 전, 그리고 스테이션 수가 예산을 초과하기 전에 엔지니어에게 조기 평가를 위한 구체적인 임계값을 제공합니다.

그리기 비율 및 깊이 제한

블랭크 직경과 펀치 직경 사이의 관계인 연신비는 모든 딥드로우 전사 다이 설계에서 가장 중요한 수치입니다-. 재료의 한계를 초과하면 펀치 반경에서 컵이 파손됩니다. 그 안에 잘 머무르면 불필요한 보수주의로 방송국을 낭비하게 됩니다.

단일 연신 작업의 경우 최대 연신 비율은 기판에 따라 크게 달라집니다. 게시된 DFM 지침은 최적의 윤활 및 블랭크 홀더 힘 하에서 다음과 같은 제한을 제공합니다.

드로우 깊이가 펀치 직경의 약 1.5배를 초과하는 경우 적어도 하나의 리드로 스테이션을 -계획합니다. 이후의 각 감소는 인발 품질 강철의 경우 이전 쉘 직경의 20{4}}25%를 초과해서는 안 됩니다. 게이지가 얇아지고 성질이 강해지면 해당 비율이 더욱 줄어듭니다. 처럼딥-드로우 디자인 원칙강조할 점은 최종 부품 모양에 필요한 모든 재료가 첫 번째 그리기에 있어야 하므로 블랭크 크기 조정이 미리 확정되고 초기 스테이션 이후에는 변경할 수 없다는 점입니다.

도면을 그리는 동안 벽이 얇아지는 현상은 예측 가능한 패턴을 따릅니다. 중간-벽은 원래 블랭크보다 5-15% 더 얇게 늘어납니다. 펀치 반경의 하단 모서리가 최대 20%까지 얇아져 심각한 실패 영역이 됩니다. 한편 플랜지 부분은 원주방향 압축으로 인해 10~20% 두꺼워집니다. 그려진 부품의 실제 동작을 반영하려면 공칭이 아닌 도면에 최소 벽 두께를 지정하십시오.

피처 간격 및 웹 너비 규칙

구멍, 슬롯 및 컷아웃은 트랜스퍼-다이 부품의 어느 곳으로든 이동할 수 없습니다. 가장자리나 서로 너무 가까이 배치된 피쳐는 모든 것을 함께 고정하는 재료 웹을 손상시킵니다. 특히 그리퍼가 부품 벽에 조임력을 가하는 스테이션 사이를 이동하는 높은-가속 전송 중에 더욱 그렇습니다.

엔지니어가 적용해야 하는 간격 규칙은 다음과 같습니다.

• 구멍-~-가장자리 거리:최대 3.0mm의 스톡에 대해 재료 두께의 최소 2.0배; 더 두꺼운 게이지의 경우 2.5t로 증가합니다. 직사각형 형상은 모서리에 더 높은 응력 집중으로 인해 2.5t~3.0t가 필요합니다.
• 구멍-간-구멍 간격:표준 툴링을 사용하여 재료 두께의 2.0배에 해당하는 최소 중심-~-중심 거리. 정밀한-유도 펀치를 사용한 1.5t. 간격이 가까울수록 피어싱 중에 웹이 붕괴될 위험이 있습니다.
• 구멍-~-굴곡 거리:연강의 경우 최소 2.0t에 내부 굽힘 반경(2.0t + R)을 더한 값; 스테인레스의 경우 2.5t + R로 증가합니다. 이보다 가까운 구멍은 플랜징 중에 왜곡되거나 타원형이 되거나 모서리 균열이 발생합니다.
• 최소 구멍 직경:표준 툴링을 사용하면 재료 두께가 1.0배 증가합니다. 해당 임계값 미만에서는 펀치 수명이 3~5배 감소하고 가이드 요구 사항이 크게 늘어납니다.
• 최소 플랜지 길이:재료 두께의 4배. 더 짧은 플랜지는 특수 캠 툴링 없이는 안정적으로 형성될 수 없습니다.
• 그리퍼 접촉 영역:트랜스퍼 핑거가 잡을 수 있는 부품 가장자리에 최소 5mm의 평평하고 변형되지 않은 표면을 유지하십시오. 그립 영역의 기능은 핸들링 불안정성과 표면 표시를 만듭니다.

이러한 값은 전사 작업에 사용되는 스탬핑 다이 유형 전반에 걸쳐 광범위하게 적용됩니다. 얇은- 게이지 황동 또는 구리 스트립과 같은 프로그레시브 스탬핑 재료는 캐리어 스트립이 자유 부동 블랭크에 부족한 구조적 지원을 제공하기 때문에 더 엄격한 간격 규칙을 사용하는 경우가 많다는 점을 명심하세요.- 구리 프로그레시브 스탬핑 또는 황동 프로그레시브 스탬핑에서는 부품이 묶인 상태로 유지되므로 전송 중 웹 무결성은 문제가 되지 않습니다. 트랜스퍼 다이 부품은 모든 단계에서-자체적으로 지지되어야 하므로 보수적인 형상 간격을 협상할 수 없습니다.-

기하학이 스테이션 수를 늘리는 방법

부품의 모든 기하학적 특징은 다이의 하나 이상의 스테이션에 매핑됩니다. 이러한 관계를 이해하면 세부적인 다이 설계가 시작되기 전에 툴링 비용과 프레스 크기를 추정할 수 있습니다.

대형 부품의 다이 스탬핑 지원에 대한 몇 가지 경험 법칙:

• 각 무승부 감소는 하나의 스테이션을 추가합니다.DC04 강철의 최종 인출 비율이 3.5:1인 부품에는 초기 인발과 최소 2개의 재인발 스테이션이 필요합니다.-
• 성형 후 피어싱은 홀 패턴 그룹당 하나의 스테이션을 추가합니다.방향이나 높이가 다른 구멍에는 별도의 스테이션이나 캠-구동 장치가 필요할 수 있습니다.
• 고유한 굽힘 각도 또는 플랜지 방향마다 하나의 스테이션이 추가됩니다.여러 플랜지가 복합 슬라이드에 의해 동시에 형성될 수 없는 경우.
• 트리밍에는 일반적으로 하나의 스테이션이 필요합니다.그러나 두 개의 히트로 분할된 복잡한 트림 라인은 절삭력을 줄이고 가장자리 품질을 향상시킵니다.
• 엄격한 공차를 위한 코이닝 또는 재스트라이킹은 하나의 스테이션을 추가합니다.성형된 표면에서 ±0.08mm 미만으로 유지되는 모든 치수에는 전용 재스트라이크가 필요할 수 있습니다.

플랜지가 잘리고 4개의 구멍이 뚫린 간단한 드로운 컵에는 5개의 스테이션이 필요할 수 있습니다. 2개의 드로우 감소, 비대칭 플랜지, 다양한 높이의 다중 구멍 패턴 및 코인 스테이션을 갖춘 구조용 자동차 브래킷에는 10개 이상이 필요할 수 있습니다. 강철 프로그레시브 스탬핑에서 이러한 작업 중 상당수는 최소 피치로 동일한 스트립에서 발생하지만 캐리어 스트립 캡의 기하학적 제약으로 인해 깊이와 부품 크기가 복잡해지고 대형 부품이 이송 영역으로 정면으로 밀려납니다.

이러한 기하학적 규칙은 부품이 전사 다이에 속하는지 여부를 설정합니다. 다음 단계는 전송 다이 스탬핑이 볼륨과 속도부터 비용과 복잡성에 이르기까지 모든 결정 요소에 걸쳐 프로그레시브 스탬핑과 정면으로 어떻게 비교되는지 이해하는 것입니다.

트랜스퍼 다이와 프로그레시브 다이 스탬핑

기하학적 설계 규칙은 부품이 전사 다이에서 형성될 수 있는지 여부를 알려줍니다. 그러나 엔지니어가 직면하는 더 일반적인 질문은 "형성할 수 있습니까?"가 아니라 "트랜스퍼 다이에서 형성해야 합니까, 아니면 프로그레시브 다이에서 형성해야 합니까?"입니다. 답은 특정 부품에 대해 형상, 부피, 속도 및 비용이 어떻게 상호 작용하는지에 따라 달라집니다. 다음은 일반성을 넘어 실제로 도구 전략을 추진하는 의사 결정 논리로 이동하는 비교입니다.

형상 및 크기 제약 비교

프로그레시브 다이란 무엇입니까? 이는 연속적인 금속 스트립이 프레스 스트로크당 한 피치씩 전진하는 여러 통합 스테이션을 포함하는 단일 다이 블록으로, 부품이 캐리어 스트립에 부착된 상태에서 모든 기능이 순차적으로 추가됩니다. 캐리어 스트립은 프로그레시브 다이 스탬핑의 강점이자 한계입니다. 내장된-운송 메커니즘을 제공하므로 프로그레시브 스탬핑이 최고의 속도를 제공합니다. 그러나 이는 또한 모든 성형 작업을 인접한 스테이션의 휘어짐, 찢어짐 또는 뒤틀림 없이 부착된 웹이 견딜 수 있는 수준으로 제한합니다.

트랜스퍼 다이 스탬핑은 해당 제약을 완전히 제거합니다. 블랭크는 자유롭게 부동-하기 때문에 각 스테이션은 힘이 캐리어 스트립을 통해 인접 부품으로 전파되는 방식에 대해 걱정할 필요 없이 모든 방향, 모든 깊이에서 성형력을 적용할 수 있습니다. 이러한 구별은 명확한 기하학적 구분을 만듭니다.

• 그리기 깊이:프로그레시브 다이는 일반적으로 스트립이 불안정해지기 전에 드로잉 깊이를 펀치 직경의 1.0-1.5배로 제한합니다. 트랜스퍼 다이는 일반적으로 재인발 스테이션을 사용하여 3.5:1 이상의 깊이를 달성합니다.
• 부품 크기:프로그레시브 금속 스탬핑은 대략 25mm ~ 500mm의 스트립 폭에 맞는 부품에 가장 적합합니다. 트랜스퍼 다이는 150mm에서 최대 1,500mm 이상까지 블랭크를 처리합니다.
• 다-축 성형:프로그레시브 다이는 주로 프레스 스트로크 방향으로 형성됩니다. 트랜스퍼 다이를 사용하면 부품을 스트립에 연결하는 것이 없기 때문에 모든 스테이션에서 회전, 뒤집기 및 캠 구동 측면 동작이 가능합니다.
• 기능 액세스:프로그레시브 스탬핑 다이 설계는 스트립 평면을 기준으로 위 또는 아래에서 모든 기능에 접근할 수 있어야 합니다. 전송 설정은 테더 블랭크로는 불가능한 언더컷을 포함하여 공작물의 모든 측면에 특징을 형성할 수 있습니다.

숙련된 툴링 엔지니어의 실제 규칙: 부품이 스트립 형태로 경제적으로 중첩될 수 있고 적당한 인발 깊이를 초과하지 않는 경우 일반적으로 프로그레시브 다이가 승리합니다. 부품이 완전한 360도 성형 자유도, 깊은 컵 또는 스트립 레이아웃에 효율적으로 맞출 수 없는 설치 공간을 요구하는 경우 전송이 실행 가능한 경로입니다.

속도와 양의 절충

생산 속도는 프로그레시브 스탬핑이 가장 확실한 이점을 갖는 부분입니다. 스트립이 프레스 스트로크마다 자동으로 공급되기 때문에 프로그레시브 스탬핑 프로세스가 지속적으로 실행됩니다. 기다려야 할 기계적 전달, 그리퍼 맞물림, 리프트-및-크랭크 각도를 소비하는 진행 사이클이 없습니다. 그 결과 일반적인 프로그레시브 다이의 스트로크 속도는 40~100-에 ​​SPM이 더해지고, 고속 프로그레시브 구성은 소형 커넥터 부품의 경우 200SPM을 초과합니다.

트랜스퍼 다이 스탬핑은 대부분의 응용 분야에서 10~30SPM 범위에서 작동합니다. 병목 현상은 힘을 형성하는 것이 아니라 전달 시간에 있습니다. 프레스는 그리퍼가 전체 동작 사이클을 완료할 때까지 열린 상태를 유지해야 합니다. 상사점에 있는 서보{4}}구동 프레스의 경우에도 공간을 통해 자유롭게 움직이는 부품을 이동시키는 기계적 현실로 인해 시스템이 순환할 수 있는 속도가 제한됩니다.

부품이 커질수록 속도 격차는 줄어듭니다. 300mm 스트립 폭의 대형 브래킷을 실행하는 프로그레시브 다이는 스트로크당 공급 길이가 상당하고 톤수에 따라 프레스 속도가 느려지기 때문에 30-40SPM만 달성할 수 있습니다. 더 깊은 성형 기능을 갖춘 20-25 SPM에서 동일한 부품을 실행하는 트랜스퍼 다이는 프로그레시브 버전에 다운스트림이 필요한 2차 작업을 고려하면 실제로 시간당 더 많은 사용 가능한 부품을 생산할 수 있습니다.

볼륨 임계값도 고려됩니다. 프로그레시브 스탬핑 다이는 연간 볼륨이 500,000개 이상에 도달할 때 더 높은 선행 엔지니어링 복잡성을 정당화합니다. 트랜스퍼 다이는 툴링이 모듈식이고 설계 변경이 발생할 때 개별 스테이션을 수정하는 데 비용이 적게 들기 때문에 때로는 연간 50,000~100,000개 정도의 낮은 볼륨에서도 경제적으로 합리적입니다.

비용 및 툴링 투자 차이

툴링 비용은 단순히 "하나가 더 저렴하다"는 비교가 아닙니다. 비용 구조는 두 접근 방식 간에 근본적으로 다릅니다.

프로그레시브 다이는 모든 작업을 단일 통합 다이 블록에 집중합니다. 이로 인해 도구 자체를 설계하고 제작하기가 복잡해지며 모든 스테이션에 걸쳐 긴밀한 정렬, 복잡한 스트립 레이아웃 및 정밀 조종이 필요합니다. 프로그레시브 스탬핑 다이의 초기 툴링 비용은 일반적으로 한 스테이션의 오류로 인해 전체 툴이 손상될 수 있기 때문에 더 높습니다. 그러나 일단 제작 및 검증되면{3}}주기 시간이 빠르고 부품당 인건비가 최소화되기 때문에 부품당 비용은 규모에 따라 극적으로 감소합니다.

트랜스퍼 다이는 각 스테이션에서 별도의 독립 다이 세트를 사용합니다. 각 스테이션의 툴링은 개별적으로 더 간단하지만 총 투자에는 여러 다이 세트와 전송 메커니즘 및 핑거 툴링이 포함됩니다. 결합된 비용은 동일한 부품 복잡성에 대한 프로그레시브 다이를 초과하는 경우가 많습니다. 그 대신-유연성이 있습니다. 한 스테이션을 수정해야 할 경우 나머지 스테이션은 건드리지 않고 해당 스테이션만 변경하면 됩니다. 생산 시작 후 엔지니어링 변경은 모듈성에 영향을 미치기 때문에 전송 설정에서 비용이 적게 듭니다.

자재 활용도는 또 다른 비용 요소입니다. 프로그레시브 다이는 부품을 자유롭게 절단한 후 스크랩이 되는 캐리어 스트립 뼈대를 생성합니다. 부품 형상에 따라 골격 폐기물은 들어오는 재료의 30{5}}50%를 소비할 수 있습니다. 트랜스퍼 다이는 스트립에 단단히 중첩될 수 있는 최적화된 윤곽으로 공작물을 블랭크하며 원형 또는 원형에 가까운 부품에 대해 종종 75-85%의 재료 활용도를 달성합니다. 재료 비용이 지배적인 경우(스테인리스강, 니켈 합금, 두꺼운 게이지 스톡) 이러한 활용 이점은 높은 툴링 투자를 상쇄할 수 있습니다.

두 프로세스 모두에서 기술적으로 작동할 수 있는 부품에 대한 중간 지점이 존재합니다. 표준 구멍 패턴과 간단한 플랜지가 있는 적당히 깊은 브래킷은 점진적으로 또는 전사 다이에 스탬핑될 수 있습니다. 두 가지 모두 실현 가능한 경우 티핑 요인은 연간 볼륨(높은 볼륨은 점진적인 선호), 재료 비용 민감도(비싼 합금은 더 나은 활용을 위한 전송을 선호함) 및 예상되는 설계 변경(불안정한 설계는 전송 모듈성을 선호함)입니다. 유능한 스탬핑 엔지니어링 팀은 한 경로를 다른 경로보다 권장하기 전에 인쇄, 재료, 볼륨 및 다운스트림 조립 요구 사항을 평가합니다.

이 비교를 통해 어떤 프로세스가 특정 부품에 적합한지 명확하게 알 수 있습니다. 그러나 올바른 프로세스를 선택하는 것은 시작에 불과합니다. 선택한 트랜스퍼 다이 설계가 경화 공구강에 대한 값비싼 시행착오-및-오류 반복 없이 실제로 적합한 부품을 생산하는지 검증하려면 시뮬레이션과 프로토타입 제작이라는 다양한 엔지니어링 도구 세트가 필요합니다.

트랜스퍼 다이 설계의 시뮬레이션 및 프로토타이핑

올바른 프로세스를 선택하고 종이에 기하학적 제약을 설정하는 것이 한 가지입니다. 강화된 공구강에 6자리 숫자를 투입하기 전에 그러한 선택이 적합한 부품을 생산할 것이라는 것을 증명하는 것은 완전히 다른 것입니다. 시뮬레이션과 프로토타이핑을 통해 설계 의도와 생산 현실 사이의 격차를 해소할 수 있습니다.

시뮬레이션 형성 및 FEA 검증

유한 요소 분석을 통해 엔지니어는 금속이 절단되기 전에 스테이션별로 재료 흐름을 디지털 방식으로 관찰할 수 있습니다. 소프트웨어는 얇아짐이 실패 한계에 도달하는 위치, 블랭크 홀더 압력이 부족할 때 주름이 형성되는 위치, 프레스가 열린 후 부품이 얼마나 많은 스프링백을 나타낼 것인지 정확하게 예측합니다.

워크플로는 논리적 순서를 따릅니다.

1. CAD 형상 가져오기각 스테이션의 펀치, 다이 및 블랭크 홀더 표면에 대해.
2. 재료 특성 정의사용되는 특정 합금 및 윤활제에 대한 항복 강도, 가공 경화 곡선, 이방성 계수, 마찰 값 등이 포함됩니다.
3. 각 스테이션을 순차적으로 시뮬레이션, 한 작업의 응력 및 변형 상태를 다음 작업의 입력 조건으로 전달합니다. 도면의 잔류 응력이 트리밍 동작에 영향을 미치고 결과적으로 플랜징 정확도에도 영향을 미치기 때문에 이러한 순차적 연결은 매우 중요합니다.
4. 결과 분석FLD(형성 한계 다이어그램), 치수 목표 및 벽감축 사양에 대비합니다.-

이와 같은 스탬핑 공정을 위해 설계된 시뮬레이션 플랫폼 형성키사이트에서 설명하는, 물리적 도구가 생산되기 훨씬 전에 모든 전사 다이 프로세스를 정의, 테스트 및 최적화할 수 있는 가상 프레스{0}}라인 환경을 제공합니다. 이 접근 방식은 변경에 몇 주가 소요되는 다이 재작업이 아닌 몇 시간의 엔지니어링 시간이 소요되는 개념 단계에서 분할, 과도한 얇아짐, 치수 편차와 같은 결함을 감지합니다. 스트립 연속성이 시뮬레이션 복잡성을 추가하는 프로그레시브 다이 툴링과 달리 트랜스퍼 다이 시뮬레이션은 각 스테이션을 프리 블랭크의 독립적인 성형 이벤트로 처리하므로 순차 분석이 더욱 간단해집니다.

물리적 프로토타이핑 접근 방식

시뮬레이션은 대부분의 성형 문제를 포착하지만, 표면 품질 확인, 마진에서의 재료 거동 확인, 전체 생산 투자 전 신뢰 구축을 위해서는 물리적 검증이 여전히 중요합니다. 엔지니어는 예산과 일정에 따라 여러 가지 프로토타입 제작 경로를 가지고 있습니다.

• 소프트 툴링 시험:Kirksite(아연 합금) 또는 연강 다이는 거의 생산 형상에 맞게 가공됩니다.- 이러한 도구는 강화된 프로그레시브 도구 및 다이 세트의 리드타임이나 비용 없이 드로우 깊이, 재료 흐름 및 전반적인 성형성을 검증하기에 충분할 정도로 수백에서 수천 번의 타격을 견뎌냅니다.
• 3D-프린팅된 다이 인서트:검증된 연구Asnafiet al. (2019)은 레이저- 기반 분말층 융합을 통해 생산된 3D-프린팅 머레이징 강철 인서트가 승인된 표면 품질을 갖춘 2mm DP600 강철에서 50,000회의 성형 스트로크와 100,000회의 트리밍 스트로크를 견뎌냈다는 것을 입증했습니다. 양식 검증 및 단기 생산의 경우{10}}3D 프린팅 삽입물은 성능을 유지하면서 기존 도구 제작에 비해 리드 타임을 대략 절반으로 줄입니다.
• 증분 성형:매우 적은 양이나 초기{0}}개념 증명 작업의 경우-CNC 증분 시트 성형은 전용 다이 없이 대표적인 부품 형상을 생성합니다. 생산 변형 경로를 정확하게 복제할 수는 없지만 선택한 재료에서 기본 형상을 달성할 수 있는지 확인합니다.

각 접근 방식은 서로 다른 준비 단계를 제공합니다. 소프트 툴링은 성형 순서가 작동하는지 확인합니다.. 3D-인쇄된 인서트는 거의-생산 조건에서 마모 동작과 표면 마감을 검증합니다. 증분 성형은 형상이 실현 가능한지 여부에 대한 근본적인 질문에 답합니다.

사전 분석을 통한 엔지니어링 변경 감소

다이 제작 후 엔지니어링 변경에는 비용이 많이 듭니다. 경화 공구강의 단일 스테이션 수정 비용은 $15,000~$50,000이며 프로젝트 일정에 몇 주가 추가될 수 있습니다. 전송 다이의 여러 스테이션에 걸쳐 이를 곱하면 후반 단계의 변경으로 인해 프로젝트 실행 가능성이 위협받게 됩니다.-

시뮬레이션은 이러한 위험을 반복 비용이 적게 드는 설계 단계로 압축합니다. 업계 경험에 따르면 가상 단계에서 응력 집중, 열 문제 및 피로 지점을 식별하면 제조로의 원활한 전환이 가능하고 다운스트림 중단이 제한된다는 사실이 확인되었습니다. 특히 트랜스퍼 다이 스탬핑의 경우 순차 스테이션 시뮬레이션은 재인발 단계의 재료 부족이나 여러 히트에 대한 스프링백 축적과 같은 문제를 포착합니다. 이는 전체 성형 시퀀스가 ​​순서대로 실행될 때만 나타나는 문제입니다.

경험이 풍부한 트랜스퍼 다이 스탬핑 공급업체는 이 검증 주기를 이해하고 이를 프로젝트 일정에 반영합니다.이첸예를 들어, 멀티 스테이션 성형에 대한 타당성 분석 및 프로세스 검증을 지원하여 제조 엔지니어가 전체 툴링 투자를 결정하기 전에 특정 부품 형상에 대해 트랜스퍼 스탬핑이 실행 가능한지 여부를 평가할 수 있도록 돕습니다. 트랜스퍼 스탬핑 다이 설계에 대한 이들의 접근 방식은 시뮬레이션부터 생산까지 안정적인 반복성을 강조합니다. 이는 물리적 시험 중 놀라움이 적고 개념에서 검증된 도구까지 더 짧은 경로를 의미합니다.

프로그레시브 다이 금속 스탬핑 서비스와 트랜스퍼 다이 접근 방식을 평가하는 엔지니어에게 시뮬레이션은 결정을 뒷받침하는 객관적인 데이터를 제공합니다. 두 가지 구성을 모두 디지털 방식으로 실행하고, 자재 활용도, 스테이션 수, 예상 결함 위험을 비교하고, 직관보다는 그 결과를 토대로 툴링 투자를 결정하십시오.

시뮬레이션과 프로토타이핑은{0}}도구 빌드 위험을 줄여줍니다. 그러나 완벽하게 검증된 다이라도 결국 마모됩니다. 시간이 지남에 따라 트랜스퍼 다이의 성능이 저하되는 방식과 이러한 성능 저하를 사전에 관리하는 방법을 이해하면 도구가 200,000스트로크 또는 200만 스트로크에 대해 일관된 부품을 제공하는지 여부가 결정됩니다.

제한 사항 및 전사 다이 스탬핑을 사용하지 않는 경우

시뮬레이션을 통해 부품이 올바르게 형성되는지 확인할 수 있습니다. 트랜스퍼 다이 스탬핑이 가장 경제적인 생산 방법인지 여부는 알 수 없습니다. 모든 프로세스에는 경계가 있으며, 이 프로세스의 부족한 부분을 이해하는 엔지니어는 형상이 적합하기 때문에 기본적으로 이를 선택하는 엔지니어보다 더 나은 툴링 투자를 합니다.

생산 속도 및 수량 제한

가장 확실한 제한은 속도입니다. 트랜스퍼 다이 스탬핑은 일반적으로 분당 10~30스트로크로 실행됩니다. 소형 커넥터 또는 브래킷을 생산하는 고속 프로그레시브 다이 스탬핑 설정은 40~100{11}}+ SPM에서 작동하며 일부 구성에서는 200 SPM을 초과합니다. 그 격차는 튜닝 문제가 아닙니다. 구조적입니다. 그리퍼가 들어올리고, 전진하고, 낮아지고, 후퇴하는 동안 프레스는 열린 상태를 유지해야 합니다. 어떤 최적화도 공간을 통해 자유롭게 떠다니는 블랭크를 이동시키는 물리학을 제거하지 않습니다.

연간 수요가 백만 개를 초과하고 형상이 점진적인 다이 한계 내에 유지되는 부품의 경우 속도 저하로 인해 트랜스퍼 스탬핑이 잘못된 선택이 됩니다. 사이클 시간을 고려하지 않은 채 필요하지 않은 기하학적 자유에 대한 비용을 지불하고 있는 것입니다.

속도 외에도 광범위한 비용 구조는 많은 엔지니어가 기대하는 것과는 다르게 쌓입니다. 트랜스퍼 프레스는 더 넓은 베드 면적과 레일 간격으로 인해 더 많은 바닥 공간을 차지합니다. 전송 동작은 프레스 스트로크와 정확하게 동기화되어야 하므로 제어가 더욱 정교해졌습니다. 레일, 핑거, 캠 메커니즘 및 서보 드라이브와 같은 자체 마모 항목이 포함된 성형 다이와 기계적 전달 시스템을 모두 관리하기 때문에 유지 관리 요구가 증가합니다.

프로그레시브 또는 컴파운드 다이가 더 나은 경우

모든 스탬핑 부품이 전사 다이가 제공하는 성형 자유를 필요로 하는 것은 아닙니다. 몇 가지 일반적인 시나리오에서는 분명히 대체 도구를 선호합니다.

• 간단한 블랭킹 및 피어싱이 포함된 작은 평면 부품:복합 다이는 뛰어난 평탄도와 동심도로 단일 스트로크로 이러한 제품을 생산합니다. 복합 다이 스탬핑은 여러 스테이션의 필요성을 완전히 제거하여 와셔, 심, 라미네이션 및 유사한 평면 형상에 대한 툴링 비용과 사이클 시간을 모두 줄입니다.
• 적당한 드로잉 깊이를 갖춘 대용량-부품:부품이 캐리어 스트립에 맞고 드로우 깊이가 1.5:1 미만으로 유지되는 경우 점진적인 스탬핑 및 제작을 통해 연간 500,000개 이상의 볼륨에서 부품당 비용이 낮아집니다.{2}} 프로그레시브 도구는 전송 메커니즘 없이 하나의 통합 다이에서 성형, 피어싱 및 절단을 처리합니다.
• 매우 엄격한 평탄도가 요구되는 부품:복합 다이는 단일 히트에서 블랭킹 및 성형력을 대칭적으로 적용하여 누적 처리로 인해 약간의 왜곡이 발생하는 다중 스테이션 이송보다 더 평탄한 부품을 생성합니다.
• 매우 낮은 연간 수량(10,000개 미만):CNC 가공, 프레스 브레이크 성형을 통한 레이저 절단 또는 하이드로포밍은 전용 다이 투자를 완전히 피하기 때문에 보다 경제적으로 부품을 생산할 수 있습니다.
• 보조 기능이 없는 단순한 대칭 모양:구멍도 없고 플랜지도 없고 공차도 엄격한 딥{0}}컵은 트랜스퍼 툴링 비용의 극히 일부만으로 수동 로딩을 사용하는 단일 작업 드로우 프레스에서 실행할 수 있습니다.

이러한 시나리오의 공통 스레드는 부품 형상이 자유롭게 떠다니는 블랭크에서 다중 축 형성의 자유를-요구하지 않는다는 것입니다. 프로그레시브 다이 스탬핑 서비스가 스트립- 기반 제약 내에서 필요한 기능을 제공할 수 있는 경우 해당 경로는 규모에 따른 부품당 비용 면에서 거의 항상 승리합니다.

설정 시간 및 전환 고려 사항

트랜스퍼 다이 전환은 점진적 다이 전환보다 시간이 더 오래 걸립니다. 잘 조직된 프레스에서 점진적인 도구 변경이 30~90분 정도 걸릴 수 있는 경우-트랜스퍼 다이 전환에는 여러 개의 독립 다이 스테이션 교체,{4}}트랜스퍼 레일 재정렬, 모든 피치에서 핑거 툴링 변경, -트랜스퍼 동작 프로필을 새 스테이션 레이아웃과 다시 동기화하는 작업이 포함됩니다. 총 전환 시간은 2~4시간이 일반적입니다. 복잡한 다중 스테이션 설정은 전체 근무 시간 이상으로 확장될 수 있습니다.

몇 가지 요인이 해당 기간을 결정합니다. 각 스테이션의 다이는 개별적으로 볼트로 고정하고, 심을 박고, 정렬해야 합니다. 각 성형 단계에서 새로운 부품 형상과 일치하도록 트랜스퍼 핑거를 변경해야 합니다. 새 작업에서 다른 스테이션 간격을 사용하는 경우 레일 피치 조정이 필요할 수 있습니다. SMED 방법론은 내부 및 외부 설정 활동을 분리하는 데 도움이 됩니다. 다음-작업 다이 준비, 예비 레일 세트에 핑거 툴링 사전 조립,-프레스 매개변수 사전 로드 등이 모두 현재 작업이 실행되는 동안 발생합니다.

전환 영향을 줄이는 전략에는 폐쇄 높이 조정을 제거하기 위한 모든 스테이션 툴링의 표준화된 다이 높이, 볼트 연결을 대체하는 빠른-클램핑 시스템, 각 부품 번호에 대한 전체 매개변수 세트를 저장하는 프로그래밍 가능한 프레스 제어가 포함됩니다. 빈번한 전환을 실행하는 제조업체는 또한 유사한 블랭크 크기와 스테이션 수를 가진 제품군에 전용 프레스를 할당하여 가장 많은 시간을 소비하는 레일 및 핑거 변경을 최소화하는 것을 고려해야 합니다.

전사 작업과 함께 프로그레시브 스탬핑 및 제작 작업을 수행하는 작업장의 경우 대조가 극명합니다. 프로그레시브 도구는 단일 어셈블리로 프레스에 떨어지는 하나의 통합 장치입니다. 트랜스퍼 다이는 개별적으로 설치하고 동기화해야 하는 독립 구성 요소 시스템입니다. 이러한 복잡성은 기하학적 자유의 대가이며 부품이 실제로 요구하는 경우에만 경제적 의미가 있습니다.

이러한 제한은 트랜스퍼 다이 스탬핑을 선택하기 위한 경계 조건을 정의합니다. 그러나 프로세스가 적합할 때 툴링 투자 수익을 극대화하는 것은 툴 수명 동안 다이 마모 및 유지 관리를 얼마나 잘 관리하느냐에 달려 있습니다.

툴링 유지 관리 및 다이 수명주기 관리

트랜스퍼 다이는 수십만, 때로는 수백만 번의 스트로크를 유지합니다. 그러나 이를 가치있게 만드는 기하학적 자유도는 동일한 재료를 사용하는 진보적인 도구에서 볼 수 있는 것과 근본적으로 다른 독특한 마모 패턴을 생성합니다. 이러한 패턴을 이해하고 사전에 관리하는 것이 5년 동안 일관된 부품을 제공하는 다이와 몇 달 내에 허용 오차를 벗어나는 다이를 구분하는 기준입니다.

트랜스퍼 다이의 일반적인 마모 패턴

트랜스퍼 다이는 각각 다른 응력 프로파일을 받는 독립 스테이션에 성형력을 집중시킵니다. 마모 특성은 예측 가능한 패턴을 따릅니다.

• 반경 침식 그리기:드로우 및 리드로 스테이션의 진입 반경은{0}}자재 흐름이 가장 높습니다. 연마 마모는 반경 프로파일을 점진적으로 둥글게 만들어 재료 흐름 특성을 변화시키고 벽 두께가 얇아지는 현상을 증가시킵니다. 이는 일반적으로 주의가 필요한 첫 번째 스테이션입니다.
• 펀치 가장자리 둔화:피어싱 및 트리밍 스테이션은 점차적으로 절단면을 잃습니다. 업계 데이터에 따르면 스탬핑 부품의 치수 결함 중 60% 이상이 도구 마모로 인해 발생하며 최첨단 품질 저하가 버 형성의 주요 원인인 것으로 나타났습니다.-
• 그리퍼 핑거 마모:스트립이 자체 운송을 제공하는 프로그레시브 스탬핑 도구 설정과 달리 트랜스퍼 다이는 교대당 부품을 수천 번 맞물리는 핑거에 의존합니다. 접촉면이 마모되고 클램핑력이 저하되며 위치 정확도가 떨어집니다. 핑거 마모는 트랜스퍼 시스템의 고유한 특징이며 일상적인 다이 검사 중에 간과되는 경우가 많습니다.
• 블랭크 홀더 표면 흠집:스테인레스 스틸 또는 알루미늄을 처리하는 드로우 스테이션은 작업물 재료가 다이 면에 접착되어 후속 부품에 점수를 매기는 압력 패드 표면에 접착 마모를 발생시킵니다.

트랜스퍼 다이의 구조적 장점은 각 스테이션이 독립적으로 마모된다는 것입니다. 무거운 재료 흐름을 처리하는 드로우 스테이션은 국부적인 전단력만 보이는 하류 피어싱 스테이션보다 더 빠르게 저하됩니다. 전체 도구를 분해하지 않고도 마모가 심한 단일 스테이션을 당겨 정비할 수 있습니다. 이는 모든 작업이 하나의 다이 블록을 공유하는 통합형 프로그레시브 스탬핑 기계로는 불가능한 일입니다.

예방적 유지보수 일정

스테이션이 수행하는 작업에 따라 다른 속도로 마모되기 때문에 트랜스퍼 다이에 대한 효과적인 일정은 달력 간격이 아닌 스트로크{0}}카운트 트리거를 따릅니다. 드로우 스테이션은 50,000스트로크마다 반경 검사가 필요할 수 있지만 코이닝 스테이션은 200,000에 대한 허용 오차를 유지합니다.

• 모든 생산 실행:각 스테이션의 부품 품질을 육안으로 확인하고 그리퍼 맞물림을 확인하며 윤활 시스템을 확인합니다.
• 25,000-50,000 스트로크마다:원래 사양에 대한 반경 측정, 배율로 최첨단 검사-, 그리퍼 핑거 조임력 확인, 높은 충격 스테이션에서 패스너 토크 검사-.
• 100,000-250,000 스트로크마다:마모가 심한 위치의 전체 스테이션 분해, 연신 반경의 표면 재연삭, 트림 및 피어싱 스테이션의 펀치 교체, 이송 레일 정렬 확인.
• 500,000+ 스트로크마다:모든 스테이션의 완전한 분해, 다이 슈 재포장, 가이드 시스템 교체, 레일 진직도, 핑거 툴링, 캠 또는 서보 드라이브 보정을 포함한 전송 메커니즘 정밀 검사.

다이 센서와{0}}프레스 내 모니터링 시스템은 시간 기반 유지 관리에서 상태- 기반 유지 관리로의 전환을 가속화합니다. 드로 스테이션에 내장된 힘 센서는 반경 마모를 알리는 톤수 변동을 감지합니다. 전송 레일의 근접 센서는 결함이 있는 부품이 생산되기 전에 위치 드리프트를 표시합니다. 예방적 유지 관리 연구에 따르면 임의의 간격이 아닌 실제 마모 ​​데이터에 대해 보정된 스트로크-횟수- 기반 트리거가 계획되지 않은 가동 중지 시간과 불필요한 서비스 이벤트를 줄이는 데 있어서 고정 일정보다 지속적으로 뛰어난 성능을 발휘하는 것으로 확인되었습니다.

선제적 관리를 통한 다이 수명 연장

다이 수명주기 관리는 첫 번째 실패 이후가 아닌 설계 단계부터 시작됩니다. 처음부터 마모를 계획하는 엔지니어는 고유량 스테이션에서 더 단단한 공구강을 지정하고, PVD 코팅을 적용하여 인발 반경을 적용하고, 전체 다이 블록을 다시 가공하지 않고도 교체할 수 있는 모듈식 인서트를 설계합니다.{2}}

트랜스퍼 다이의 서비스 수명을 연장하는 주요 방법:

• 모든 인출 반경과 높은{0}}마모 접촉 표면에 교체 가능한 인서트를 설계하여 재연마 또는 교체 시 전체 스테이션 분해가 필요하지 않도록 합니다.
• 접착 마모를 방지하기 위해 스테인리스강이나 알루미늄을 처리하는 스테이션에 표면 처리(TiCN, CrN 또는 질화)를 지정합니다.
• 교체 시 마모된 그리퍼를 재사용하지 않도록 작업별로 전용 핑거 툴링 세트를 유지하십시오.
• 스테이션당 마모 데이터를 독립적으로 추적하여 시간이 지남에 따라 정확도가 높아지면서 서비스 간격을 예측하는 기록을 구축합니다.
• 스트로크 횟수, 발견 사항, 수정 단계와 함께 모든 유지 관리 작업을 문서화하여 폐쇄형-개선 주기를 만듭니다.

경험이 풍부한 트랜스퍼 다이 공급업체와 협력하면 여기서 측정 가능한 차이를 얻을 수 있습니다.이첸로봇 이송이 필요한 더 크고 복잡한 금속 부품이 생산 수명에 걸쳐 얼마나 저하되는지 고려하여 처음부터 툴링 아키텍처에 마모 관리 기능이 내장된 이송 스탬핑 다이를 설계합니다. 안정적인 반복성을 강조한다는 것은 유지보수 간격이 사후 대응이 아닌 예측 가능하다는 것을 의미하며, 엔지니어는 예상치 못한 품질 변동 후 뒤죽박죽하는 대신 생산 일정에 맞춰 서비스 기간을 계획할 수 있습니다.

결론: 트랜스퍼 다이 유지 관리는 프로그레시브 도구 유지 관리보다 어렵지 않지만 다릅니다. 기하학적 자유를 제공하는 모듈성은 목표한 유지 관리 기능도 제공합니다. 그것을 사용하십시오. 스테이션별 마모를 추적하고, 필요한 스테이션에 서비스를 제공하고, 나머지는 계속 실행되도록 놔두십시오. 스테이션-수준의 세분성은 전송 다이를 단기-소모품이 아닌 장기-생산 자산으로 만드는 수명주기 관리 이점입니다.

트랜스퍼 다이 스탬핑에 대해 자주 묻는 질문

1. 트랜스퍼 다이 스탬핑과 프로그레시브 다이 스탬핑의 차이점은 무엇입니까?

핵심 차이점은 공작물이 성형 스테이션을 통해 이동하는 방식에 있습니다. 트랜스퍼 다이 스탬핑에서 블랭크는 금속 스트립에서 분리되고 기계식 그리퍼 또는 로봇에 의해 독립 다이 스테이션을 통해 자유-부동 부품으로 이동됩니다. 프로그레시브 다이 스탬핑에서는 부품이 모든 작업 전반에 걸쳐 캐리어 스트립에 부착된 상태로 유지됩니다. 이러한 구별은 트랜스퍼 다이가 3.5:1 비율을 초과하는 딥 드로우, 최대 1,500mm의 부품 및 다{8}}성형을 처리하는 반면, 프로그레시브 다이는 40-100+ SPM의 더 빠른 사이클 속도를 제공하지만 드로우 깊이를 펀치 직경의 약 1.0-1.5배로 제한한다는 것을 의미합니다.

2. 트랜스퍼 다이 스탬핑 프레스는 다른 스탬핑 방법에 비해 얼마나 빨리 작동합니까?

트랜스퍼 다이 스탬핑 프레스는 일반적으로 부품 크기 및 트랜스퍼 메커니즘 유형에 따라 분당 10~30스트로크(SPM)로 작동합니다. 2{3}}축 시스템은 단순한 부품의 경우 25{5}}45 SPM에 도달하고, 3{9}}축 시스템은 15{10}}30 SPM을 실행하며 로봇 이송 라인은 8{11}}20 SPM에서 작동합니다. 속도 병목 현상은 힘을 형성하는 것이 아니라 그리퍼가 리프트-전진-하강-후퇴 주기를 완료하는 데 필요한 시간입니다. 서보 구동 프레스는 상사점에 머무르면서 전체 생산량을 줄이지 않고도 이송 시스템에 밀리초를 추가로 제공하여 이를 개선할 수 있습니다.

3. 트랜스퍼 다이 스탬핑에 가장 적합한 부품 유형은 무엇입니까?

트랜스퍼 다이 스탬핑은 프로그레시브 다이에 비해 너무 크거나, 너무 깊거나, 기하학적으로 너무 복잡한 부품에 탁월합니다. 이상적인 후보에는 소화기 본체, 대형 자동차 구조 기둥, 가전제품 드럼, 오일 팬 및 인출 깊이가 블랭크 직경의 1.5배를 초과하는 모든 구성 요소와 같은 딥드로잉 쉘이 포함됩니다. 다{4}}축 성형, 스테이션 간 회전 또는 태핑 및 용접과 같은 금형 내 2차 작업이 필요한 부품도 이점을 얻을 수 있습니다. 이 공정에서는 강철, 알루미늄, 스테인리스, 구리 및 황동 합금의 재료 두께가 1.0~6.0mm인 경우를 처리합니다.

4. 트랜스퍼 다이 스탬프 부품의 주요 설계 규칙은 무엇입니까?

주요 설계 규칙에는 구멍-~-가장자리 거리를 재료 두께의 최소 2.0배로 유지하고, 구멍-~-간격을 최소 2.0t로 유지하고, 구멍-~-굴곡 거리를 2.0t에 굽힘 반경을 더한 값으로 유지하는 것이 포함됩니다. 최소 구멍 직경은 재료 두께와 같아야 합니다. 플랜지 길이는 최소 4t가 필요하며 그리퍼 접촉 영역에는 부품 가장자리에 5mm의 편평하고 성형되지 않은 표면이 필요합니다. 드로우 작업의 경우 단일{14}}인발 비율은 딥{17}}강의 경우 약 2.0:1이며, 깊이가 펀치 직경의 1.5배를 초과하는 경우 재인발 스테이션이 필요합니다. 다시 그릴 때마다 직경이 20~25% 이상 줄어들지 않아야 합니다.

5. How do you maintain transfer dies to maximize their service life?

이송 다이 유지 관리는 달력 간격이 아닌 스트로크{0}}카운트 트리거를 따르며 각 스테이션은 독립적으로 추적됩니다. 인발 반경은 25,000-50,000스트로크마다 검사해야 하며, 마모가 심한 위치의 풀 스테이션 분해는 100,000-250,000스트로크에서 이루어지며, 완전한 분해는 500,000스트로크 이상에서 수행됩니다. 중요한 마모 지점에는 드로우 반경 침식, 펀치 가장자리 둔화 및 그리퍼 핑거 성능 저하가 포함됩니다. 마모가 심한 표면에 교체 가능한 인서트를 설계하고, 연마재에 PVD 코팅을 적용하고, 상태 기반 모니터링을 위해 프레스 내 힘 센서를 사용하면 다이 수명이 크게 연장됩니다. YICHEN과 같은 공급업체는 처음부터 툴링 아키텍처에 대한 마모 관리를 설계합니다.