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May 19, 2023

専門家に聞く: メタルスタンパーがこれまでにどのように達成できるのか

Tsunato / E+ / Getty Images Ho lavorato nel settore dello stampaggio dei metalli.

ツナート/E+/ゲッティイメージズ

私は金属スタンピング業界で 40 年間働いており、ドアのヒンジから直径 1/16 インチ以下の医療機器のギアまで、スタンピング用のツールを設計しています。 長年にわたり、顧客の要求する寸法公差は一貫して厳しくなっています。 以前は +/-0.005 インチであったものが、現在では +/-0.002 インチ、場合によっては +/-0.001 インチに達することもあります。さらに、機能も必要です。 CPK (能力指数) が 1.33 だと、実質的に耐性は半分になります。 どうすればこれができるでしょうか？ 顧客はプレス加工の価格に対して機械加工部品の品質を期待しているようなものです。

あなたの痛みが分かります。 私たちマイクロも全く同じプレッシャーにさらされています。

このような厳しい公差に合わせてスタンプを作成することが可能であることを保証します。 スタンピングの寸法変動を最小限に抑えるには、3 つの大きな要素が必要です。

ツールフレームまたはダイシューは、スタンピング中に曲がらないように十分な厚さが必要です。 ストロークの底部でダイシューが曲がったり曲がったりすると、作業が行われている場所の工具の下でサポートが得られず、寸法上の問題が発生します。 ラムを 0.001 ～ 0.002 インチ上下に移動して部品を変更できれば、私の主張が証明されたことになります。

0.025 インチをスタンピングする場合は、厚さ 3 インチのダイ シューを使用することをお勧めします。 またはそれより薄い材料の場合、0.05 インチをスタンピングする場合は厚さ 4 インチのダイシューを使用します。 またはより薄い材料など。 当社では、厚さ 0.080 インチのストックで稼働する重圧延ダイ、コイニングダイ、および押出ダイをいくつか所有しており、ダイ シューの厚さは 6 インチです。

また、各スタンピング サイクル中のヒットを制御するには、ダイ ストップを大きくする必要があります。 一般的な直径 1 インチを使用するのではなく、 各コーナーで停止するため、3 x 3 インチを使用します。 長方形はぴったり収まると6か所で止まります。 150 トンのプレス機の大型ツールでは、3 × 5 インチのツールを 6 ～ 8 個使用します。 止まります。 そのようなトン数を使用するラムを停止するには多大な時間がかかります。

最後に、ガイド ピンの数を最大化し、それらが堅牢であることを確認します。 長さ 2.5 フィートのツールでは、最小直径 2 インチの 4 つのガイドを使用します。 4フィートで。 ツールの場合は、最小直径 2.5 インチの 4 ～ 6 個のガイドを使用します。 そして6フィートで。 ツールの場合は、最小直径 3.5 インチの 6 ～ 8 個のガイドを使用します。 保持器も高級精密品を使用してください。

これは 3 プレート ツールの設計に当てはまります。 確実なパイロットとストリッパークランプが備わっていることを確認してください。 成形中はリフターでストリップを水平に保ちます。 成形中にストリップを制御するには、窒素シリンダーと圧力パッドを使用します。 パーツの作成に必要な力を計算し、安全のために圧力パッドの設計に必要な力の 2 ～ 3 倍を常に使用してください。 ストリップがダイを通過するときに各ステップでストリップを制御すると、出力の変動が少なくなります。

ダイチェイスに圧力パッドがある場合、ストリッパープレートはそれらの力だけでなく、行われる作業によって追加される力にも打ち勝つ必要があります。 プレッシャーパッドと同様に、ストリッパークランプも必要な力の 2 ～ 3 倍に耐えられるように設計してください。

ダイ内のすべてのステーションで製造容易性設計 (DFM) プロセスを使用します。 例として、0.0005 インチがあるとします。 パイロットのクリアランスがある場合は、0.0005 インチを確保できます。 部品寸法の合計のばらつき。

公差の問題は、多くの場合、弱い部品のキャリアタブや、多くの形状のトリミングされたフレームでダイストリップに保持されている大きな部品など、不適切な設計から始まります。 部品は当然、成形操作を開始したいと考えます。 わずかな横滑りでもばらつきが生じます。 このためには、部品の両方の軸にいくつかのキャリア タブが必要です。

部品にパイロット穴を追加してみてください。これにより、重成形を行うときに部品を正確に位置合わせできるようになります。 点描の圧力パッドもよく使用します。 一連の非常に細かく鋭いダイヤモンド ポイントが特徴で、滑りを防止する粗い表面を追加します。 CBN コートは、圧力パッドの表面に粗さを加えます。

最後に、フォームが正確に配置されていることを確認するために、トリミングする前に素材に切れ目を入れてみてください。 また、スコア上でフォームを形成するために必要な力ははるかに少なくて済みます。 材料は当然その場所で曲がりたいと考えます。

厚さ0.007インチの半硬質ステンレス鋼でUチャネルを形成します。 U のベースの幅は 0.050 インチ、側壁の高さは 0.010 インチです。 この部品の長さは 10 インチを超えています。 当社では複数のキャリアタブと点描の圧力パッドを用意しており、材料に深さ 0.003 インチの切り込みを入れます。 部品は真っ直ぐで、壁は全長にわたって 0.001 インチ以内で平行です。 それは簡単なことではありません！

堅牢な設計、金型を通過する際のストリップの制御、およびスタンピング中に曲がらないツールにより、寸法の変動が最小限に抑えられます。