8 conseils rapides concernant le découpage de la tôle
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Le découpage de tôle est un processus d'estampage à froid qui utilise une matrice pour séparer une partie de la tôle ou du matériau en bande, préalablement placée entre les bords convexe et concave de la matrice, de l'autre partie sous la forme d'une déchirure, de manière à obtenir un flan plat ou une pièce manufacturée de la forme et de la taille souhaitées. Cet article se concentre sur 8 conseils rapides concernant le découpage de la tôle.
Le principe de fonctionnement du découpage de tôle
Lorsque le bord de la matrice est pointu et que l'écart entre la matrice convexe et concave est normal, le processus de séparation du matériau de la plaque en feuille se déroule à peu près en trois étapes : déformation élastique, déformation plastique et séparation par fracture. La figure ci-dessous donne l'ensemble du processus de déformation de poinçonnage de matériau de tôle.
Exigences de processus pour traitement de suppression
L'utilisation du processus Banking of Sheet Metal peut compléter le traitement de pièces de forme plus complexes, l'épaisseur du matériau des pièces de poinçonnage t est généralement illimitée, mais le niveau actuel de la technologie peut être atteint: poinçonnage de matériau mince et ultra-mince, t < 0,5 ~ 0. 05mm, tmin < 0,01 mm ; matériau épais, poinçonnage de matériau ultra-épais, t> 4. 75 ~ 16 mm, tmax 25 mm, poinçonnage tmax 35 mm; plus couramment utilisé Afin d'améliorer la qualité du poinçonnage et de simplifier la fabrication des matrices, il existe des exigences spécifiques pour les pièces de poinçonnage traitées dans les aspects suivants.
1. Précision
De manière générale, la précision économique de la forme intérieure du découpage des pièces en tôle est de qualité IT12 ~ IT14, et il est généralement nécessaire que la précision des pièces de chute soit de préférence inférieure à IT10, et celle des pièces de poinçonnage soit de préférence inférieure à Classe IT9.
2. Plaques couramment utilisées
Les plaques courantes généralement adaptées au découpage général de la tôle sont principalement : la plaque d'acier de construction au carbone, la plaque d'acier de construction au carbone de haute qualité, la plaque d'acier de construction faiblement allié, la plaque d'acier au silicium électrique, la plaque d'acier inoxydable et d'autres métaux ferreux, ainsi que plaque de cuivre pur, plaque de laiton, plaque d'aluminium, plaque d'alliage de titane, plaque d'alliage nickel-cuivre et autres métaux non ferreux tels que plaque de bois de colle isolante, carton, plaque de fibre, plaque de plastique.
3. Profil ou alésage des pièces poinçonnées
La forme du trou intérieur du découpage de la pièce en tôle doit être conçue aussi simple et symétrique que possible. Évitez les angles vifs. Généralement, il devrait y avoir R>0,5t (t pour l'épaisseur du matériau) ou des coins plus arrondis. Le porte-à-faux et la rainure de la pièce découpée ne doivent pas être trop longs et sa largeur b doit être supérieure à deux fois l'épaisseur du matériau t, c'est-à-dire b > 2t. La taille du poinçon ne doit pas être trop petite, sinon la résistance de la matrice convexe n'est pas suffisante. Généralement, pour le poinçonnage d'acier doux, la taille de poinçon minimale autorisée est approximativement égale à l'épaisseur du matériau, et les valeurs spécifiques pour les autres matériaux sont indiquées dans le tableau suivant.
Taille minimale du trou poinçonné avec matrice à came libre
| Matériel | Diamètre minimum du poinçon | Longueur de côté minimale |
| Matériel | Trous ronds | Trous rectangulaires |
| Acier dur | 1,3 t | t |
| Acier doux et laiton | t | 0.7t |
| Aluminium | 0.8t | 0,6 t |
| Tissu et papier bois lamellé | 0.4t | 0.35t |
Taille minimale pour percer des trous avec des matrices gainées
| Matériel | Diamètre minimum du poinçon | Longueur de côté minimale |
| Matériel | Trous ronds | Trous rectangulaires |
| Acier dur | 0.5t | 0.4t |
| Acier doux et laiton | 0.35t | 0.3t |
| Aluminium et zinc | 0.3t | 0.28t |
4. La distance entre les trous et entre les trous et les bords de pièces poinçonnées
La distance entre le trou et le trou et le bord de la pièce perforée ne doit pas être trop petite, sinon, la force de la matrice concave n'est pas suffisante et il est facile de se casser, et le bord de la pièce est facile à produire une expansion ou déformation de distorsion. La valeur de distance minimale doit être prise comme a≥t (pour les trous ronds) ou a≥1,5t (pour les trous rectangulaires).
La forme structurée de les matrice de poinçonnage et sa sélection
Selon les différentes combinaisons du processus de poinçonnage, la matrice de poinçonnage peut être divisée en matrice de poinçonnage simple, matrice de poinçonnage composée et matrice de poinçonnage progressive. Selon les différents matériaux des pièces de découpage, les matrices de découpage peuvent être divisées en deux catégories : les matrices de découpage en métal et les matrices de découpage non métalliques. Différentes formes de structure de matrice conviennent à différents lots de production et à différentes précisions de fabrication du traitement des matériaux en feuille.
1. Matrice de poinçonnage simple
Une matrice de poinçonnage simple est également appelée matrice à processus unique, il s'agit d'un processus de découpage de tôle qui ne peut terminer qu'un seul type de poinçonnage ou de chute de matériau en un seul coup de poinçon. Selon les différents modes de guidage, il peut être divisé en une matrice non guidée, une matrice de plaque de guidage et une matrice de poteau de guidage.
- Matrice non guidée
Le schéma ci-dessous montre une matrice non guidée de type ouvert, dans laquelle la matrice convexe et la matrice concave sont fixées sur la base supérieure et inférieure de la matrice avec des vis et des goupilles à travers la plaque fixe, et la goupille de butée fixe est utilisée pour positionner la matrice. Les avantages de cette matrice sont une structure simple et un faible coût de fabrication, mais les inconvénients sont que la matrice n'a pas de dispositif de guidage, le mouvement de la matrice convexe ne peut reposer que sur le guide du curseur de poinçon, il n'est pas facile d'assurer un jeu uniforme raisonnable pendant le travail, la précision des pièces n'est pas élevée, l'installation de la matrice est difficile, la partie travaillante est facile à porter, la productivité est faible, la sécurité est médiocre, cette matrice ne convient donc qu'à la production de petits quantités, l'exigence de précision n'est pas élevée, la forme est des pièces relativement simples (ébauches) Par conséquent, ce type de teinture ne convient que pour le poinçonnage et la découpe de pièces simples (billets) avec des exigences de volume et de précision faibles. D'une manière générale, les matrices de découpage à processus unique non guidées sont généralement utilisées dans les situations suivantes.
La précision dimensionnelle des pièces découpées n'est pas élevée, généralement inférieure à la nuance IT12. L'épaisseur du matériau découpé est importante, généralement t≥1mm. La forme des pièces masquées est ronde, carrée, rectangle, rectangle ou multi-angle et similaire ou proche, géométrie régulière et simple, et les pièces masquées sont rondes, droites, sans angle aigu ni dent, petite languette et petit bourgeon de branche , mur en surplomb et autres formes d'obturation. Le rendement du découpage des pièces en tôle n'est pas important.
Aucune exigence de qualité de surface de poinçonnage, de bavure et de planéité du découpage des pièces en tôle. taille plus petite et épaisseur de matériau plus mince du découpage de la pièce en tôle, pour des raisons de sécurité, il n'est pas recommandé d'utiliser le poinçonnage ouvert.
- Matrice de plaque de guidage
La matrice à plaque de guidage est différente de la matrice non guidée comme le montre la figure ci-dessous, car elle est équipée d'une plaque de guidage dans la partie supérieure de la matrice concave. Pendant le travail de poinçonnage, la matrice se déplace toujours dans le trou de la plaque de guidage et la plaque de guidage est également utilisée pour décharger le matériau. La bande est alimentée par une goupille d'arrêt en forme de crochet fixée sur la matrice et un guide.
Les avantages de ce type de matrice sont que le jeu entre les matrices convexes et concaves peut être garanti pendant le travail, ce qui améliore la précision des pièces fabriquées, une longue durée de vie, une installation plus facile et une meilleure sécurité. L'inconvénient est qu'il est plus difficile de fabriquer la matrice, le trou de la plaque de guidage doit être adapté à la matrice convexe et la course de l'équipement d'emboutissage doit être petite afin de garantir que la matrice convexe reste toujours à l'écart de la plaque de guidage pendant le travail. Il est généralement utilisé pour les travaux de poinçonnage de poinçonnage mono-processus ou de matrice progressive multi-processus avec une forme simple et une petite taille d'épaisseur de tôle t> 0,5 mm. Pour les pièces de formes complexes et de grandes dimensions, cette structure n'est pas adaptée, et il est préférable d'utiliser la structure matrice avec un pilier de guidage et un guide de type manchon de guidage.
- Matrice de pilier de guidage
La matrice du pilier de guidage est illustrée dans la figure ci-dessous. L'extrémité inférieure du pilier de guidage est enfoncée dans le trou du porte-matrice inférieur et le manchon de guidage est enfoncé dans le trou du porte-matrice supérieur, et l'espace entre le pilier de guidage et le manchon de guidage est souvent H6/h5 ou H7/h6. Le pilier de guidage et le manchon de guidage sont utilisés pour guider la matrice lorsqu'elle fonctionne. La matrice convexe du moule est fixée à la base de matrice supérieure à travers la plaque de fixation de matrice convexe avec des vis et des broches, et la matrice concave est fixée directement à la base de matrice inférieure par des vis et des broches. Une fois la bande introduite, elle est positionnée à l'avant et à gauche et à droite avec des goupilles d'arrêt fixes pour assurer la bonne position de la bande sur la matrice. La matrice supérieure est équipée d'une plaque de déchargement pour décharger le matériau. Les avantages de ce type de matrice sont qu'elle a un bon effet de guidage, assure un jeu uniforme entre les matrices convexes et concaves, améliore la précision des pièces, réduit l'usure des pièces de travail et est facile à installer. L'inconvénient est que le moule est compliqué et coûteux à fabriquer, et qu'il convient au travail de découpage de pièces en tôle avec un grand volume de production et des exigences de haute précision. D'une manière générale, les matrices de découpage guidées à processus unique sont généralement utilisées dans les situations suivantes.
15-Broche de butée fixe; 16-Pilier de guidage ; 17-Manchon de guidage
La précision dimensionnelle des pièces de poinçonnage est plus élevée, généralement supérieure au niveau ITI2, et peut atteindre le niveau IT10 ou même plus.
L'épaisseur de matériau t des pièces de poinçonnage est généralement illimitée, mais le niveau de processus actuel peut être atteint comme suit : poinçonnage de matériau mince et ultra-mince, t<0. 5~0.05mm, tmin0,01 mm ; poinçonnage de matériau épais et super épais, t>4. 75~16mm, tmax≤25mm, poinçonnage tmax35 mm ; Épaisseur de matériau de poinçonnage plus couramment utilisée t≤ 3 mm, plus de plage d'épaisseur de matériau pour t > 0,5 ~ 2 mm.
La nature de la production des pièces d'estampage applicables est la production par lots et en série.
La qualité, les bavures et la planéité de la surface de poinçonnage des pièces embouties sont requises.
Les restrictions concernant la taille des pièces de poinçonnage sont les suivantes : en utilisant le cadre de matrice standard, la taille de matrice concave maximale recommandée pour les pièces de poinçonnage est L×W≤ 630 mm×500 mm ; le diamètre du plus petit trou rond pour le poinçonnage est dmin(0,5~0,6) t, et le d recommandémint; l'épaisseur maximale du matériau de poinçonnage est tmax≤ 12~16mm, et le t recommandémax≤10mm, et t>10mm pour le poinçonnage à chaud.
2. Matrice de poinçonnage composite
Une matrice de poinçonnage composée est une matrice qui exécute plus de deux processus simultanément au même poste de la matrice au cours d'une course de poinçonnage de la presse. La caractéristique la plus importante de ce type de matrice est qu'elle a une matrice convexe qui peut laisser tomber le matériau et une matrice concave qui peut perforer le trou, ce qui peut réaliser le poinçonnage du trou intérieur et la forme en même temps. Les composés les plus courants pour le poinçonnage sont : la matrice de poinçonnage et de chute, la matrice d'encoche et de chute, etc.
La figure suivante (a) montre la pièce de poinçonnage et de chute traitée, et la figure suivante (b) montre la matrice composée de type flip (la matrice concave 11 est montée sur la matrice supérieure), et l'ensemble de la matrice est guidé par colonne de guidage 12 et manchon de guidage 2. Lors du poinçonnage, la plaque de déchargement 14 presse d'abord le matériau en bande pour jouer un rôle de nivellement, et tandis que le coulisseau de presse continue de descendre, la matrice concave tombante 11 presse la plaque de déchargement 14 vers le bas avec le convexe matrice 9 et la matrice convexe et concave 13 pour travailler ensemble pour poinçonner la forme des pièces, et lorsque le curseur de presse monte, la plaque de déchargement 14 décharge le matériau en bande de la matrice convexe et concave sous l'action du bloc de polyuréthane 15, et la barre de battage 7 est poussée par la barre transversale de la presse, et les pièces sont retirées de la matrice convexe et concave à travers la plaque de battage 8, la tige de poussée 6 La ferraille de poinçonnage est ensuite canalisée directement à partir de la matrice convexe et concave trous à la table de presse .
La figure (c) suivante montre une matrice composée à chargement frontal, dont le processus de travail est similaire à celui du type inversé. Les pièces découpées sont éjectées par le cylindre supérieur inférieur de la presse ou par la barre supérieure 14 à travers le bloc de déchargement 12 via le tampon élastique, tandis que les bandes et ferrailles découpées sont poussées par la barre transversale de la presse à travers le plateau de déchargement 9 et la barre batteuse 8 de la matrice supérieure.
Poignée à 5 matrices ; 6-tige de poussée; Barre à 7 batteurs ; Assiette à 8 batteurs ; 9-Matrice convexe ; 10-bloc de décharge ; 11-Drop dé; 12-Pilier de guidage ;
13-Matrice convexe ; 14-Plaque de décharge;15-Bloc en polyuréthane; 16-Modèle inférieur
4-bloc polyuréthane; 5-Matrice convexe et concave ;
Barre de 6 battements ; Poignée à 7 matrices ; 8-Barre battante ;
9-Plaque de décharge ; Matrice concave à 10 gouttes ; Pilier de guidage à 11 ; 12-Bloc de déchargement; 13-Matrice convexe ; 14-Barre supérieure ;
15-Plaque fixe; 16-Modèle inférieur
Le film stratifié inversé est plus facile à sortir car les déchets de poinçonnage peuvent s'échapper du trou de la table de presse et la pièce est poussée vers le bas depuis la matrice supérieure, ce qui est facile à utiliser, sûr et peut assurer une productivité élevée. Par conséquent, il doit être utilisé de préférence. Cependant, lors du poinçonnage, étant donné que le dispositif de poussée rigide n'a pas d'effet d'aplatissement sur la pièce, la planéité et la précision dimensionnelle de la pièce sont inférieures à celles du dispositif de poussée flexible. Il est donc principalement utilisé pour le poinçonnage de matériaux épais.
Cependant, la plaque supérieure et la plaque de déchargement de la matrice composée à chargement frontal sont élastiques et la pièce est aplatie en même temps par le dispositif de poussée de la matrice inférieure et les bandes sont retirées par le dispositif de déchargement de la matrice supérieure. mourir, donc les trois sont mélangés.
La matrice composée peut effectuer plusieurs processus dans une matrice et une course d'emboutissage pour augmenter l'efficacité de production de manière exponentielle. Généralement, lorsque la précision dimensionnelle ou la précision de position telle que coaxiale et la symétrie de la pièce d'emboutissage doivent être élevées et que le lot de production est volumineux, la matrice composite peut être considérée comme étant utilisée pour le déchargement et pour la pièce d'emboutissage avec plus de forme compliquée et le repositionnement peut produire une erreur de traitement plus importante, la matrice composite peut également être utilisée. La figure (d) suivante donne certaines des formes de pièces qui conviennent au traitement avec des matrices composées.
3. Matrice de poinçonnage progressif
La matrice progressive fait référence à la matrice qui effectue plus de deux processus d'emboutissage en même temps dans différentes stations de la même matrice au cours d'une course d'emboutissage de la presse, également appelée matrice à pas de saut et matrice continue.
Dans une matrice progressive, en plus de la structure générale d'une matrice normale, des pièces structurelles telles que la butée de démarrage, le dispositif de pression latérale, la broche de guidage et le bord latéral sont également nécessaires. La figure ci-dessous montre une matrice progressive de poinçonnage et d'alimentation par goutte avec une goupille de guidage pour régler la distance et alimenter le matériau à la main. La pièce est montrée dans le coin supérieur droit de la figure. Les matrices supérieure et inférieure sont guidées par des plaques de guidage. La tige de filière 1 est reliée au support de filière supérieur par des filetages. Les vis de réglage 2 avec couture cavalière sont utilisées pour le serrage afin d'éviter le desserrage des filetages lors du poinçonnage. La distance entre la matrice de poinçonnage 3 et la matrice de chute 4 est l'étape d'alimentation A.
L'alimentation est initialement positionnée par la goupille d'arrêt fixe 6 et finement positionnée par les deux goupilles de guidage 5 montées sur la filière goutte. La structure de la goupille de guidage et de la matrice de chute est H7/r6, qui doit être connectée de manière à pouvoir être facilement démontée lorsque la matrice est réaffûtée, de sorte que le trou où la goupille est montée est un trou traversant. La forme de la tête de la tige de guidage doit être telle qu'elle puisse être insérée dans le trou perforé lors du guidage, et elle doit avoir un léger jeu avec le trou. Pour assurer le bon écartement de la première pièce, dans une matrice progressive avec une goupille de guidage, une première butée est souvent utilisée. Il est installé au milieu de la plaque de guidage sous la plaque de guidage. Lors du poinçonnage de la première partie de la bande, les deux premiers trous sont percés en poussant la goupille de butée de départ 7 à la main, de sorte qu'elle dépasse de la plaque de guidage contre l'extrémité avant de la bande. Dans le processus de poinçonnage suivant, la goupille de butée fixe 6 est utilisée pour contrôler l'étape d'alimentation pour le positionnement initial.
Tige à 1 matrice ; 2 vis ; 3 -Matrice de poinçonnage ; dé à 4 gouttes ;
5-Goupille de guidage ; 6-Broche de butée fixe; 7-Broche de butée de démarrage
Par rapport à la matrice à processus unique et à la matrice composée, la matrice progressive constitue une sorte de matrice d'estampage avec une structure complexe, un nombre élevé de pièces, une haute précision et des exigences de traitement thermique, un assemblage et une fabrication de matrice complexes et nécessite un contrôle précis de l'étape, ce qui est Convient aux pièces d'emboutissage de production avec une taille de lot plus grande ou une taille de forme plus petite et une épaisseur de matériau plus mince.
4. Matrices de poinçonnage et de découpe non métalliques
Selon l'organisation et les propriétés mécaniques différentes des matériaux non métalliques, il existe deux types de méthodes de poinçonnage pour les matériaux non métalliques : la découpe avec une matrice convexe à arêtes vives et la découpe avec une matrice de poinçonnage commune.
- Découpe avec une matrice convexe à arêtes vives.
La matrice convexe à arêtes vives est principalement utilisée pour couper des matériaux fibreux et élastiques tels que le cuir, le feutre, le carton, le tissu en fibres, le tissu en amiante, le caoutchouc et divers films thermoplastiques.
La structure de la matrice convexe à arêtes vives est illustrée dans la figure ci-dessous. Dans la figure suivante, (a) est le bord biseauté extérieur pour le matériau de chute, (b) est le bord biseauté intérieur pour le poinçonnage, et (c) est le bord biseauté des deux côtés de la matrice convexe utilisée pour couper les feuilles de caoutchouc dur vulcanisé à l'état chauffé pour s'assurer que le bord coupé est vertical ; et (d) est la structure de matrice de composé d'étanchéité en feutre. L'angle de biseau α de la matrice convexe à arête vive est indiqué dans le tableau suivant.
7-printemps; 8-Plaque de poussée; 9-tige de décharge ; 10-Poussoir; 11-Tampon en bois dur
La valeur de l'angle de biseau α de la matrice convexe à arête vive
| Nom du matériau | /(°) |
| Caoutchouc dur cuit au four | 8~12 |
| Cuir, feutre, textiles en coton | 10~15 |
| Papier, carton, papier de fumier de cheval | 15~20 |
| Amiante | 20~25 |
| Panneau de fibres de bois | 25~30 |
| Carton rouge, panneau de colle en papier, panneau de colle en tissu | 30~40 |
Il est conçu de telle sorte que la direction du biseau de son bord pointu soit contre la ferraille. Lors du poinçonnage, un morceau de bois dur, de contreplaqué, de feuilles de caoutchouc polyuréthane, de tôles non ferreuses, etc. est placé sous la feuille pour éviter d'endommager ou d'écailler le bord et il n'est pas nécessaire d'utiliser une matrice concave. Il peut être installé dans des presses de petit tonnage ou traité directement à la main.
- Matrice de découpage ordinaire de poinçonnage
Pour certains matériaux durs non métalliques tels que le mica, le panneau de colle en papier phénolique, le panneau de colle en tissu phénolique, le panneau de colle en tissu de verre phénolique époxy, etc., la matrice de poinçonnage d'une structure commune peut être utilisée pour le traitement. Étant donné que ces matériaux ont un certain degré de dureté et de fragilité. Afin de réduire la fissure de surface, le délaminage et d'autres défauts devraient être appropriés pour augmenter la force de sertissage et la force de comptoir, réduire l'écart de la matrice, le recouvrement est également plus grand que les matériaux métalliques généraux. Pour une épaisseur de matériau supérieure à 1,5 mm et la forme d'une variété de pièces complexes en papier et en tissu collé, le flan doit être préchauffé à une certaine température avant le poinçonnage et la découpe.
La détermination des principaux paramètres de processus de poinçonnage et de coupe
Afin de garantir la qualité des pièces découpées, les paramètres de processus suivants doivent être déterminés lors du développement du processus de découpage et de la conception des matrices de poinçonnage appropriées.
1. Calcul de la force de poinçonnage
La force de poinçonnage est la base principale pour la sélection des presses appropriées et constitue également une donnée nécessaire à la conception des matrices et à l'étalonnage de la résistance des matrices. Pour le poinçonnage avec un bord plat normal, la force de poinçonnage est calculée comme suit :
F=Ltσb
F————Force de poinçonnage, N;
L————Circonférence de la pièce poinçonnée, mm;
t————Sheet thickness, mm;
σb————Tensile strength of the material, MPa.
The total punching force required for punching is the sum of punching force, unloading force, pushing force, and top part force. Whether all these forces should be taken into consideration when selecting a press should be treated separately according to different die structures.
When the tonnage of punching equipment does not meet the need of punching force, it can be achieved by adopting measures such as step punching (designing different die punch structures with different heights), beveled edge punching (repairing the convex or concave die into a beveled edge shape) or hot punching (heating the punched material above the blue brittle temperature zone).
2. Determination of die clearance
The blanking gap Z is the difference in the size of the working part between the blanking die and the concave die. The blanking gap has a great influence on the blanking process. Its size directly impacts the quality of the punched part and also has a significant impact on the die life. The blanking gap is the most important process parameter to ensure a reasonable blanking process. In actual production, the value of the reasonable clearance is determined by experimental methods. Since there is no absolute reasonable clearance value and the specific requirements of each industry are not the same, each industry and even each company has its own blanking clearance table, which is often chosen by referring to the relevant blanking clearance table when determining specific clearance value. Generally speaking, a smaller reasonable clearance is good for improving the quality of the punched part, while a larger reasonable clearance is good for improving the lives of the die. Therefore, a larger reasonable clearance should be used to ensure the quality of the punched part.
In addition, the double-sided clearance Z for punching can be calculated according to the following formula:
Z=mtm————Coefficient, see table below;
t————Sheet thickness, mm.
Machinery manufacturing and automobile, tractor industry m value
| Nom du matériau | m value |
| 08 steel, 10 steel, brass, pure copper | 0.08~0.10 |
| Q235, Q255, 25 steel | 0.1~0.12 |
| 45 steel | 0.12~0.14 |
The m-value of the electrical instrumentation industry
| Material Type | Nom du matériau | m value |
| Metal Material | Aluminum, pure copper, pure iron | 0.04 |
| Metal Material | Hard aluminum, brass, 08 steel, 10 steel | 0.05 |
| Metal Materials | Tin-phosphor bronze, beryllium alloy, and chrome steel | 0.06 |
| Metal Materials | Silicon steel sheet, spring steel, high carbon steel | 0.07 |
| Non-metallic materials | Paper cloth, leather, asbestos, rubber, plastic cardboard, adhesive cardboard, adhesive sheet, mica sheet | 0.02 0.03 |
3. Determination of working part size of convex and concave dies
In blanking operation, the size and accuracy of the working part of the die is the primary factor affecting the tolerance level of the size of the blanked part, and the reasonable clearance of the die also depends on the size of the working part of the die and its tolerance to ensure. Therefore, when determining the size of the working part of the convex and concave dies and their manufacturing tolerances, it is necessary to take into account the law of punching deformation, tolerance grade of the punched part, die wear, and manufacturing characteristics.
- Basic principles of punching convex and concave die size calculation
When punching, the diameter of the hole determines the size of the convex die, and the clearance is obtained by increasing the size of the concave die. In the case of drop, the profile size determines the size of the concave die, and the clearance is obtained by reducing the size of the convex die. As the concave die wears out, it increases the size of the drop part, and the convex die wears out, it decreases the size of the punched part. In order to improve the die life, the size of the concave die should be made to the minimum limit size of the drop part and the size of the convex die to the maximum limit size of the punched part when making a new die.
- Method to ensure the clearance of punching die
Specify the dimensions and tolerances of the convex die and concave die separately and manufacture them separately. The clearance requirement is ensured by the size and manufacturing tolerance of the convex and concave dies. This processing method provides interchangeability of convex and concave dies, short manufacturing cycle time, and is easy to manufacture in batches.
The clearance is ensured by the method of single-matching the convex and concave dies to each other. After machining, the convex and concave dies must be matched to each other and are not interchangeable. Usually, the concave die is chosen as the reference die for drop parts and the convex die is chosen as the reference die for punching parts. The dimensions and tolerances are marked on the part diagram of the benchmark die, and the part diagram of the matching non-benchmark die is marked with the same basic dimensions as the benchmark die, but no tolerance is marked, and the punching clearance is matched according to the actual dimensions of the benchmark die, and the clearance value is guaranteed to be within Zmin~Zmax. This method is mostly used for dies with complex shapes and small clearances.
- Convex and concave die single-match processing method
The principle of determining the basic size of the convex and concave dies is to ensure that the working parts of the die have the maximum amount of wear within the qualified size.
Punching equipment
The equipment used for sheet metal blanking is mainly crank presses. Crank presses are divided into open presses and closed presses according to the structural characteristics of the machine body. The open type press worktable is open in the front, left, and right side, which is easy to install and adjust the die and operation, but the rigidity is poor, the tonnage is 25kN~4MN, the figure below shows several types of open type press; the closed type press is frame type processing, open in front and back, the rigidity is better, the tonnage is more than 1. 6MN.
Although there are more types of crank presses, the working principle is basically the same. Simply put, it is to increase the force and change the form of motion through the crank structure (crank linkage mechanism, crank elbow mechanism, etc.) and use the flywheel to store and release energy to make the crank press produce large working pressure to complete the stamping operation. The following is an example of JB23-63 crank press to explain its structure and movement principle. JB23-63 crank press belongs to open type tiltable press, see the figure below.
1-Motor; 2-Pinion pulley; 3-Large pulley; 4-Pinion gear; 5-Large gear; 6-Clutch.
7-Crankshaft; 8-Brake; 9-Linkage; 10-Slider; 11-Upper die; 12-Lower die
13-Pad; 14-Table; 15-Body
When the press is in motion, motor 1 transmits the motion to the large pulley 3 through the V-belt, and then to the crankshaft 7 through the pinion 4 and large gear 5. The upper end of the connecting rod 9 is mounted on the crankshaft, and the lower end is connected to the slider 10 to change the rotational motion of the crankshaft into the reciprocating linear motion of slider, and the highest position of the slider 10 is called the upper stop (dead) position, while the lowest position is called the lower stop (dead) position. Due to the need for production process, slider sometimes moves and sometimes stops, so it is equipped with clutch 6 and brake 8. Since the press has short time for process operation during the whole working time cycle, most of the time is no-load empty range. In order to make the motor load evenly and use equipment energy effectively, thus the flywheel is equipped and the big belt pulley takes off the pulley action at the same time.
When the press is working, the upper die 11 of the used die is mounted on the slider, and the lower die 12 is mounted directly on table 14 or with pad 13 on the table surface, it can get the suitable closing height. At this time, the material is placed between the upper and lower dies, that is, it can be punched or another deformation process to make the workpiece.
The key points of punching die design and application
The punching process is completed by punching die, which is the key to ensure the shape, size, and accuracy of the blanked parts. Therefore, the punching process of the sheet material depends largely on the design of an economic, reasonable, and practical punching die.
1. Punching processability
Need to carefully analyze the punching process of the parts, so that the developed processing technology and die structure can meet the needs of processing. For example, for the punching process of the plate with sharp corners, the process can generally be arranged by using the principle that two straight lines intersect to form a sharp corner. In figure (b) below, a straight edge of the convex die intersects with one side of the strip to obtain the workpiece shown in figure (a) below; in figure (d) below, the strip is fed from the right to the left, one side of the profile is punched out first, and then the workpiece is punched out to obtain the workpiece shown in figure (c) below. If the workpiece is to be punched in a single pass, the working parts such as cam and concave dies are often inserted to facilitate subsequent maintenance and replacement.
Another example is that for the dense holes on the plate material, the punching process is poor parts punching, if the one-time punching is not strong enough concave die, and the punched parts are prone to hole edge material convex deformation, at this time, the available interval position, only half of the concave die, the first time with the stopper pin B blocking material, punching a few holes I, the second time with the stopper pin A blocking material, punching a few holes II. After punching once, the strip can be turned over and the remaining holes can be punched with stopper pin B, as shown in the figure below.
2. Processing accuracy
It is necessary to carefully analyze the processing accuracy of the punched parts, so as to determine the appropriate processing method and design the corresponding die structure. Such as processing 2.5 mm thick 20 steel made of punching parts processing, if the roughness Ra requirements are not less than 0.8 ~ 1. 6μm, and processing hole accuracy up to IT9 level, then the use of ordinary punching die simply can not meet the requirements, at this time, the need to use precision punching or the use of extrusion light processing technology.
3. Punching sequence of a single process punching die
When a single process punching die is used to process plate material, the punching sequence should be reasonably arranged, mainly with the following principles.
- First drop the material before punching or notching, and the positioning reference of the subsequent processes should be consistent to avoid positioning errors and size chain conversion.
- When punching holes of different sizes and close to each other, in order to reduce the deformation of the holes, the larger holes should be punched first and then the smaller ones.
4. Progressive die punching sequence
When using a progressive die to process sheet material, the arrangement of punching sequence is mainly based on the following principles.
- Punch or notch first, and drop or cut off last. The first punched hole can be used as the positioning hole for the subsequent process, and when the positioning is also required high, the process hole (generally two) can be punched specifically for positioning.
- When using fixed distance side edge, the cutting process of fixed distance side edge is arranged to be carried out at the same time as the first punching, so as to control the feeding distance. When two fixed pitchside edges are used, they can be arranged as one in front of the other or side by side.
5. The relationship between production volume and processing accuracy
It is necessary to carefully analyze and take into account the relationship between the production volume and processing accuracy of the punched processed parts, so as to determine the appropriate die type and design the corresponding die structure. For example, a simple punching die as shown in the figure below can be used for punching parts with small production volume and low processing accuracy. The convex die 2 and concave die 3 are positioned on the upper and lower templates by the mounting plate 4 where the hole types correspond to each other, and the rubber sleeve 1 is used to press and dematerialize the material. However, if the processing accuracy is high, even if the production batch is not large, a guide plate die or die holder-guided punching die should be used.
6. Force of mold structure
The working parts of the designed die and the force of the die structure need to be carefully analyzed so that measures can be taken during the design process or the structure of the die can be designed to be improved. For example, for the punching of small holes such as plates or pipes, the working conditions of the convex die are poor, and it is easy to break after the force is applied. In other words, the thickened part of the small die 3, the unloading plate 5 and the guide bush 4 are sliding together to play a guiding role, and the clearance between the working part of the die and the guide bush should be slightly larger to improve the die life.
1-Rubber sleeve; 2-Convex die; 1-Gasket plate; 2-Fixed plate; 3-Small convex
3-Concave die; 4-Mounting plate 4-Guide sleeve; 5-Discharge plate
For example, when punching the various notches shown below in the shear or fallen semi-finished products, since the punching notch is not a closed structure, the horizontal pressure on the side of the die and concave die edge will not be balanced to cancel each other, in order to eliminate the lateral force may cause the notched die to shift and lead to uneven punching clearance and other effects, or make the notched die skewed or even broken and other fatal defects, therefore, in the mold design, the following processing methods are usually used.
- Reinforce the strength and rigidity of the notched convex mold
For example, increase the part size and choose high strength to die material to make it resist the frequent action of lateral force.
- Set the positioning part corresponding to the punching notch
Block 5 as shown in Figure (a) below.
Concave die; 2-Notched convex die; 3-Top bar; 4-Discharge plate; 5-Barrier
- Anti-bias load structure
To reduce the lateral force on the slot in the blanking plate 3, guide pin 1 and guide pin 2 are designed on the upper die. In the case of offset blanking, guide pin 2 is pressed against the plate under the action of the respective spring, and guide pin 1 is inserted into the guide hole under the action of the spring to The guide pin 1 is inserted into the guide hole by the spring to balance the bias load.
1,2-Guide pins; 3-Punching plate material
The main working principle of the b and c solutions is: before the notch is punched and the lateral force is not generated, the notch punching die is pressed against the concave die or block to complete the protection of the notch punching die, the assembly requirements, the notch punching die and concave die or block for no clearance or small clearance (generally about 1/3 of the standard single-sided punching clearance) with a clean surface and reliable guide.
7. Small-size blanking parts
For the small-sized blanking parts with simple shapes, multiple varieties, and small batch production, the general-purpose blanking die is generally used to complete the processing of the parts. The general-purpose die structure is simple, and the operation of the corresponding upper and lower dies can be changed simply in the same die to realize the punching of parts of different shapes and sizes. Therefore, it is useful for production organization and management, shortening the production cycle of parts and reducing manufacturing costs.
The following figure (a) shows the universal blanking die structure where the upper and lower die holders are connected into a single die holder. Figures (b) and (c) below show the separate structure of the upper and lower die holders, mostly open-type dies.
The C-shape punching dies shown in (a) below have a high coaxiality because the concave die hole and the guide bushing assembly hole on the C-shape holder are machined in one clamping.
The convex die 5 in the die is both the convex die for the punching process and is guided by the guide sleeve 4 mounted in the hole in the die holder 1, and the head also acts as a die handle to connect with the press slide. To ensure the accuracy of the punching die, the convex die 5 and the inner hole of the guide sleeve 4 should be machined to a clearance fit of H6/h5 with a coaxiality of no more than 0.003mm; the concave die 2 is mounted directly in the lower hole of the die holder. The unloading plate 3 is fixed in the middle of the die holder with screws.
The entire die has a compact structure and good processing performance. Different shapes of the shaft and hole parts can be punched by changing the die shank convex die 5, concave die 2, and unloading plate 3 (working size and shape change).
Figure (b) below shows another general-purpose drop and punch die structure that can punch square, rectangular, and other shapes. The whole set of dies is very versatile. When punching holes of different shapes and diameters, it is enough to change the convex die 3 and concave die 10.
When it is necessary to drop material, part of the positioning plate 5 can be removed and the convex die 3 and concave die 10 can be replaced with drop material convex die and concave die for drop material punching. When punching is required, the convex die 3 and concave die 10 can be replaced and the three positioning plates 5 can be positioned according to the shape of the drop part to punch holes.
The following figure (c) shows the structure of a general-purpose punching die. The lower end of die shank 1 is designed with fine threads, and the external rotation of the upper fastening cone sleeve 2, whose cone angle is 60°; the upper part of the convex die 3 is also designed as a cone, and the cone surface is stuck in the fastening cone sleeve and relies on the automatic centering of the cone surface; the upper fastening cone sleeve 2 has wrench grooves on the outer edge, and the hook wrench plate can be used to fasten the convex die 3; the hard rubber sleeve is used to unload the material on the convex die 3; the concave die 4 is also designed with a conical outer edge, and with the concave die seat The concave die 4 is also designed to have a conical outer edge and is fastened to the concave die seat through the lower fastening taper sleeve 6 using fine threads.
(a): 1-Die base; 2-Concave die;3-Discharge plate;4-Guide bush; 5-Convex die
(b): 1-Die shank; 2,9-Screw;3-Convex die; 4-Discharge rubber;5-Positioning plate;
6-Concave die sleeve;7-Die holder; 8-Pin;10-Concave die; 11-Adjusting screw
(c): 1-Die shank;2-Upper fastening taper sleeve;3-Convex die; 4-Concave die;
5-Concave die sleeve;6-Lower fastening taper sleeve;7-Screws; 8-Base; 9-Pin
Structure of universal blanking die
Installation method of punching die
Correct installation of punching die is a prerequisite to ensure the quality of sheet blanking processing and the safety of the die, the safety of the equipment and the personal safety of the operator. The general installation principle of the punching die on the press is: first fix the upper die on the press slide, and then adjust the fixed lower die according to the position of the upper die. In the process of die installation, the press must be adjusted accordingly.
The installation of the punching die is divided into two types: unguided punching die and guided punching die. The installation methods are as follows.
1. Installation of unguided die
The installation of unguided punching dies is more complicated, and the methods are as follows.
- Before die installation, check the press and die.
- Check the installation condition of the punching die. The closing height of the punching die must match the loading height of the press. The closing height of the die must be measured before installation. If the closing height of the die is too small to meet the above requirements, add a ground flat pad on the press table to make it meet the above requirements before mounting the die.
- Place the punching die at the center of the press, see the figure below. The upper and lower dies are padded with pad 3.
- Loosen the nut on press slide 4 and turn the press flywheel by hand or pry bar to lower the press slide to contact with the upper die plate 6 and make the die shank of the punch enter the die shank hole of the slide.
- After the height of the slider is adjusted, fasten the die shank to the press slider.
- Adjust the clearance of the convex and concave dies, i.e., pad the edge of the concave die with a cardboard1 or copper sheet equal to the thickness of the one-sided clearance value of the convex and concave dies, and adjust the clearance of the convex and concave dies with the transillumination method and make it even.
- After the gap is adjusted, insert bolt 10 into the groove of the press table and fasten the lower die to the press by means of pressure block 8, pad 9, and nut 7. Note that the tightening of the bolts should be done symmetrically and in a staggered manner.
- Start the press for test punching. In the process of test punching, if the die clearance needs to be adjusted, loosen the nut 7 slightly and use a hand hammer to gently hammer the lower die in the direction of adjustment according to the distribution of the die clearance until the die clearance is suitable.
1 -Cardboard; 2 -Concave die; 3 -Spacer; 4 -Press slide
5-Convex die; 6-Upper template; 7-Nut; 8-Press block
9-Pad; 10-T-bolt
2. Installation method of guided punching die
The installation and adjustment of guided punching die are more convenient and easier than that of unguided die due to the guide pillar and guide bush guidance.
- Make the technical preparation, cleaning of the die and press table, and inspection of the press before installation according to the installation requirements of unguided punching dies.
- Put the closed die on the press table.
- Separate the upper die from the lower die and pad the upper die with a wooden block or pad iron.
- Lower the press ram to the lower pole and adjust it to make contact with the upper plane of the upper die plate.
- Fasten the upper die and lower die to the press slider and pressure table respectively, with the screws fastened symmetrically and in a staggered manner. The slider should be adjusted so that when it is on the upper pole, the convex die does not escape from the guide plate or the guide sleeve does not fall farther than 1/3 of the length of the guide column.
- After fastening firmly, carry out test punching, and transfer to formal production after passing the test punching.
The quality and precision of sheet blanking
The quality of the sheet blanking process refers to the quality of the cut-off surface, size and shape accuracy, etc. The surface roughness of the punched parts is generally below Ra12.5μm, and the specific values can be found in the table below.
Approximate surface roughness of the shear surface of the punched part
| Material thickness t/mm | 1 | 1~2 | ＞2~3 | ＞3~4 | 4~5 |
| Rugosité de surface Ra/μm | 3.2 | 6.3 | 12.5 | 25 | 50 |
La précision dimensionnelle des pièces de découpage en tôle a une influence directe sur la précision de fabrication de la matrice de poinçonnage. Plus la précision des matrices de poinçonnage est élevée, plus la précision des pièces poinçonnées est élevée. La précision dimensionnelle des pièces découpées fournies dans le tableau ci-dessous se réfère aux données de poinçonnage et de traitement de matériaux courants tels que l'aluminium, le cuivre et l'acier doux avec un jeu raisonnable. Dans le tableau, la précision de poinçonnage générale et la précision de poinçonnage plus élevée se réfèrent aux pièces poinçonnées obtenues par traitement avec des matrices de poinçonnage de précision de fabrication de qualité IT8~IT7 et IT7~IT6, respectivement.
Tolérance de distance entre les trous mm
| Épaisseur de matériau | Distance du centre des pièces traitées pour une précision de découpage générale | Distance du centre des pièces traitées pour une précision de découpage générale | Distance du centre des pièces traitées pour une précision de découpage générale | Distance du centre de la pièce usinée pour une plus grande précision de découpage | Distance du centre de la pièce usinée pour une plus grande précision de découpage | Distance du centre de la pièce usinée pour une plus grande précision de découpage |
| Épaisseur de matériau | En dessous de 50 | 50~150 | 150~300 | En dessous de 50 | 50~150 | 150~300 |
| En dessous de 1 | ±0.1 | ±0.15 | ±0,2 | ±0,03 | ±0,05 | ±0,08 |
| 1~2 | ±0.12 | ±0,2 | ±0.3 | ±0,04 | ±0,06 | ±0.10 |
| 2~4 | ±0.15 | ±0.25 | ±0.35 | ±0,06 | ±0,08 | ±0.12 |
| 4~6 | ±0,2 | ±0.3 | ±0.4 | ±0,08 | ±0.10 | ±0.15 |
Je veux une cisaille.