Inżynier zaopatrzenia wysyła e-mailem ten sam rysunek pierścienia zabezpieczającego DIN 471 do trzech dostawców stempli i otrzymuje oferty różniące się o 40%. Rysunek jest identyczny, tonaż prasy porównywalny, a żaden z cytatów nie jest błędem pisarskim. Rozbieżność dotyczy asortymentu materiałów, które nigdy nie były ustalane: jeden dostawca podał taśmę 65Mn z komercyjną tolerancją grubości, jeden podał taśmę 50CrV4 ze ścisłą kontrolą temperatury, a jeden podał taśmę ze stali nierdzewnej 301, ponieważ ta cewka była już w magazynie.
W przypadku osiowych pierścieni ustalających, podkładek sprężystych i wsporników tłoczonych wybór materiału decyduje o sprężystości, trwałości zmęczeniowej, zachowaniu korozyjnym i mniej więcej połowie ceny jednostkowej. Jest to decyzja inżynierska, którą należy podjąć przed wycięciem matrycy, ponieważ późniejsza jej korekta oznacza nowe oprzyrządowanie, nowe zatwierdzenie pierwszego artykułu i nowe terminy dostaw.
- Węglowa stal sprężynowa 65Mn lub SAE 1060/1070 spełnia większość wymagań związanych z utrzymaniem osiowym DIN 471 i DIN 472 przy najniższym koszcie cewki.
- Przejdź na 50CrV4 lub SAE 6150 tylko wtedy, gdy złącze podlega obciążeniom udarowym, dużej liczbie cykli lub wymaga twardości na wskroś powyżej HRC 47.
- Stal nierdzewna 301 lub 304 rozwiązuje korozję, ale dodaje 25 do 35 procent sprężystości, która musi być zaprojektowana w matrycy, a nie korygowana na prasie.
- Sama nazwa gatunku nie definiuje części. Stan, tolerancja grubości i limit zadziorów są ujęte w zamówieniu.
Właściwości materiału, które faktycznie przesuwają część
W programie precyzyjnego tłoczenia większość pracy wykonują cztery właściwości pasków. Tonaż prasy rzadko stanowi ograniczenie; cewka jest.
Granica plastyczności i sprężystość
Taśma o wytrzymałości 1400 MPa wymaga około 8 do 12 procent większego wygięcia niż taśma 900 MPa, aby osiągnąć tę samą wolną szczelinę. Liczba ta jest wbudowana w geometrię matrycy i nie jest pozostawiona ocenie operatora.
Hartowanie przez pracę
Austenit 301 twardnieje w trakcie formowania. Progresywna matryca, która wygodnie obsługuje 304, może wymagać innego prześwitu stempla i wolniejszego podawania paska po przejściu na półtwardy 301.
Tolerancja temperamentu i grubości
W przypadku pierścienia zabezpieczającego o średnicy 0,8 mm grubość cewki plus/minus 0,02 mm przy zmianach plus/minus 0,05 mm powoduje wymierną zainstalowaną siłę promieniową i zwielokrotnia problemy związane z otwieraniem szczeliny.
Stan krawędzi i zadziorów
Zadziory przekraczające 5 procent grubości materiału stają się zaczątkiem pęknięć zmęczeniowych na wibrującym wale. Gratowanie i kondycjonowanie krawędzi należy do rysunku, a nie do ustnej umowy.
Dostawcy, którzy kontrolują te zmienne pod jednym dachem, mają przewagę, ponieważ zmianę temperamentu można zweryfikować w odniesieniu do gotowego pierścienia, zamiast negocjować pomiędzy walcownią, tłocznią i obróbką cieplną. A pionowo zintegrowany łańcuch produkcyjny obejmujące walcowanie surowców, wytwarzanie matryc, tłoczenie, obróbkę cieplną, fosforanowanie, czyszczenie ultradźwiękowe i automatyczne sortowanie optyczne, znacznie skraca tę pętlę sprzężenia zwrotnego.
Porównanie materiałów do precyzyjnego tłoczenia metali
Pięć rodzin materiałów obejmuje przeważającą większość precyzyjnie wytłaczanych elementów złącznych, pierścieni ustalających i zacisków konstrukcyjnych. Poniższe liczby są orientacyjnymi zakresami roboczymi, a nie limitami specyfikacji, a każde zamówienie powinno być potwierdzone certyfikatem huty.
Kolumna z indeksem kosztów jest tą, która jest najczęściej pomijana podczas wyceny. Cewka tańsza o 40 procent może zwiększyć całkowity koszt o ponad 40 procent, jeśli wymusza drugą rewizję matrycy, większą ilość złomu lub dodatkowy etap powlekania. Porównaj koszt wyładunku na zaakceptowaną sztukę, a nie koszt na kilogram.
Standardowe części katalogowe, takie jak pierścienie zabezpieczające wału DIN 471 i wysokoobciążone podkładki Belleville DIN 2093, są zwykle wybierane z dwóch pierwszych rodzin i obie są produkowane w dużych ilościach ze stali sprężynowej węglowej i stopowej.
Dostawcy podkładek sprężynowych Belleville o dużym obciążeniu — DIN2093 Strona główna Produkty Podkładka sprężynująca Belleville Podkładka sprężynująca Belleville o dużym obciążeniu-DIN2093 Zobacz produkt → Ukryte wskaźniki: Springback, złom i Die Life
Springback to liczba najczęściej niedoceniana na etapie wyceny. Używając węglowej stali sprężynowej jako linii bazowej 100, poniższy wykres pokazuje, jak zachowuje się ta sama geometria nominalna, gdy pasek jest zmieniany bez dotykania narzędzia.
Względny wskaźnik sprężynowania, 65Mn = 100
Dwie kolejne liczby rzadko pojawiają się w cytacie. Po pierwsze, ilość złomu: dobrze działająca matryca progresywna ze stali węglowej zwykle utrzymuje się na poziomie 1,5 do 2 procent, podczas gdy niezmieniona matryca zamieniona na stal nierdzewną może dryfować do 4 do 6 procent do czasu skorygowania luzów i promieni. Po drugie, okres konserwacji matrycy: stemple z węglików spiekanych ze stali węglowej mogą wytrzymać 800 000 cykli pomiędzy kolejnymi szlifowaniami, podczas gdy czas pracy tego samego narzędzia w przypadku stali nierdzewnej lub brązu często spada do około 300 000.
Powlekanie i obróbka cieplna stanowią kolejną warstwę ukrytego ryzyka. Zrozumienie jak obróbka cieplna i powlekanie powierzchni wpływają na właściwości tłoczonego pierścienia zabezpieczającego pomaga uniknąć konieczności stosowania jasnego wykończenia cynkowego na części, której twardość już przekracza 1000 MPa bez etapu zmniejszającego kruchość wodorową.
Gdzie kończy się każda rodzina materialna
W przypadku pierścieni ustalających, podkładek i tłoczonych części konstrukcyjnych popyt koncentruje się w niewielkiej liczbie branż. Poniższy rozkład odzwierciedla typowe wzorce zamówień osiowych elementów mocujących, a nie jakąkolwiek mieszankę pojedynczego klienta.
- Motoryzacja, 42 proc
- Energia wiatrowa, 18 proc
- Maszyny budowlane, 14 proc
- Maszyny przemysłowe i inne, 26 proc
W motoryzacji preferowane są 65Mn i 50CrV4 w zespołach przekładni i łożysk kół, gdzie liczba cykli jest wysoka, a presja kosztowa jest stała. Zastosowania wiatrowe skłaniają się ku stali stopowej i stali nierdzewnej, ponieważ dostęp do konserwacji jest kosztowny, a okresy międzyobsługowe sięgają lat. Sprzęt budowlany toleruje grubsze sekcje i cięższe powłoki, podczas gdy w ogólnych maszynach przemysłowych niestandardowe części tłoczone, wsporniki i klatki ograniczające zastępują elementy obrobione maszynowo przy niższej wadze i niższym koszcie.
Sześcioetapowy proces selekcji i kwalifikacji
- Zdefiniuj obciążenie i trwałość cyklu. Osiowa siła utrzymująca, poziom wibracji, oczekiwane cykle i zakres temperatur roboczych są przedmiotem dyskusji na temat gatunku.
- Napraw standard interfejsu. DIN 471, DIN 472, DIN 983 lub rysunek wewnętrzny określa wymiary rowka, a tym samym poziom naprężenia instalacyjnego.
- Wybierz materiał i charakter. Dopasuj ekspozycję na korozję i docelową twardość, a następnie wyraźnie określ tolerancję grubości i limit zadziorów.
- Zaprojektuj matrycę wokół sprężyny. Wygięcie, prześwit i promienie są ustawiane na podstawie rzeczywistych właściwości taśmy, a nie ogólnej tabeli.
- Sprawdź na pierwszych artykułach. Układ wymiarowy, profil twardości i test dopasowania funkcjonalnego na rzeczywistym wale lub otworze.
- Zablokuj proces dla głośności. Udokumentuj liczbę wytopów, cykl obróbki cieplnej i częstotliwość kontroli przed rozruchem.
Gdy geometria wykracza poza standardy katalogowe, obowiązuje ten sam proces z jednym dodatkiem: sama trasa tłoczenia staje się zmienną projektową. Części takie jak wsporniki, podkładki regulacyjne i klatki ograniczające są zwykle produkowane jako wytłoczki na zamówienie, gdzie wspólnie opracowuje się gatunek materiału i kolejność formowania.
Dostawcy odpornych na zużycie klatek ograniczających Dom Produkty Niestandardowe części tłoczone Odporna na zużycie klatka ograniczająca Zobacz produkt → Konserwacja, identyfikowalność i kontrole zgodności
Wydajność materiału w terenie zależy w równym stopniu od dokumentacji i obsługi, jak i od chemii. Poniższe kontrole zapobiegają większości sporów i zwrotów terenowych.
- Certyfikaty walcowni zgodne z EN 10204 3.1 dla każdego numeru wytopowego, zachowywane w partii produkcyjnej.
- Deklaracje RoHS i REACH dla wykończeń platerowanych i fosforanowanych, odnawiane przy każdej zmianie procesu.
- Testowanie w mgle solnej zgodnie z ISO 9227, zazwyczaj 96 godzin dla cynku trójwartościowego i 480 godzin lub więcej dla gatunków stali nierdzewnej.
- Zmniejszenie kruchości wodorowej w ciągu czterech godzin od powlekania w przypadku części o wytrzymałości na rozciąganie powyżej 1000 MPa.
- Możliwość śledzenia partii od cewki do kartonu, wspierana przez etykietowanie kodami kreskowymi i kontrolę zapasów „pierwsze weszło, pierwsze wyszło”.
- Kontrola przychodząca obejmująca grubość, twardość, stan i wady powierzchni, zanim cewka dotrze do prasy.
- Suche przechowywanie i opakowanie VCI dla niepowlekanej stali węglowej, ponieważ rdza na półce jest wadą dostawy, nawet jeśli część jest prawidłowa.
Zautomatyzowane sortowanie optyczne i końcowe testy wydajności zamykają pętlę. Kiedy każdy pierścień jest sprawdzany pod kątem szczelin, płaskości i pęknięć po obróbce cieplnej, odchylenia materiałowe są wychwytywane przed wysyłką, a nie podczas montażu.
Wybór materiałów do precyzyjnego tłoczenia metali to krótka lista decyzji podjętych we właściwej kolejności: najpierw norma i obciążenie, na drugim gatunek i stan, tolerancje i wykończenie na trzecim miejscu. Dostawcy, którzy mogą objąć wszystkie trzy etapy w ramach jednego systemu jakości, od zwoju do posortowanego kartonu, eliminują najczęstsze źródło różnic w tłoczonych pierścieniach ustalających i niestandardowych częściach tłoczonych. Postaw istotne pytanie przed wycięciem kości, a 40-procentowy rozrzut między notowaniami zwykle sprowadza się do jednej możliwej do obrony liczby.
