Per velocizzare il progetto, è possibile etichettare le pile di laminazione con dettagli quali tolleranza, materiale, finitura superficiale, se è necessario o meno un isolamento ossidato, quantitàe altro ancora.
Acciaio elettrico sottile viene utilizzato per un motivo in più rispetto agli altri: lo spessore ridotto aiuta a ridurre la perdita di ferro ad alta frequenza. Nei dati pubblicati sui motori, il passaggio da 0,35 mm a 0,30, 0,25 e 0,20 mm Le classi possono ridurre la perdita di ferro ad alta frequenza di circa Da 20% a 40%, a seconda del grado e delle condizioni di prova. Questo guadagno è reale. È inoltre facile che si verifichino danni durante la tranciatura, se la matrice ammacca il bordo, solleva la striscia o lascia che i ponti stretti si pieghino. I danni da punzonatura sono stati collegati a una maggiore perdita di nucleo e a una perdita di prestazioni misurabile dopo il taglio.
L'acciaio elettrico sottile non fa le grinze perché è debole. Non esattamente. Si raggrinzisce perché la matrice perde il controllo del nastro nel momento sbagliato: prima del taglio, al momento dello sfondamento o durante il ritiro. Quindi l'obiettivo di progettazione è semplice da dire e più difficile da realizzare. Mantenere la striscia piatta. Mantenerla guidata. Mantenere il rilascio silenzioso.
Una matrice a laminazione sottile è solitamente stabile quando segue sei regole:
Questa è la versione breve. Il resto è dove lo stampo funziona o inizia a produrre costosi scarti.
In produzione, il “raggrinzimento” è spesso un sintomo misto, non un'unica modalità di guasto. Può manifestarsi come:
Le cause principali sono di solito lo stress compressivo, lo scarso supporto, il rilascio non uniforme o tutte e tre le cose insieme.
Questo fenomeno diventa più grave al diminuire dello spessore. Nel lavoro sperimentale sull'acciaio al silicio sottile, la deformazione da instabilità è stata osservata solo allo spessore inferiore della lamiera, e l'altezza massima di instabilità riportata ha raggiunto circa 164 μm in alcune condizioni di taglio. Quindi, una volta che la lastra diventa abbastanza sottile, la planarità non è più un controllo di qualità secondario. Diventa un vincolo primario per la progettazione dello stampo.
C'è un altro aspetto che i progettisti a volte sottovalutano: il bordo di taglio influisce più del bordo stesso. Studi di sollecitazione residua su acciaio elettrico non orientato punzonato hanno riportato una zona interessata intorno a Da 0,4 a 0,5 mm dal bordo. Si tratta di una distanza notevole quando il pezzo contiene denti stretti, ponti o angoli di scanalatura. Se lo stampo danneggia queste aree, la laminazione può comunque superare il controllo dimensionale e comportarsi male in termini di impilamento e prestazioni magnetiche.
Per l'acciaio elettrico sottile, il tipo di matrice deve essere scelto ponendosi innanzitutto una domanda:
A che punto la striscia diventa troppo debole per rimanere piatta da sola?
Questa domanda di solito porta in una delle tre direzioni.
Utilizzare un layout progressivo quando si ha bisogno di volume, ripetibilità e sequenze controllate di elementi interni. Questo è spesso il metodo migliore per le laminazioni con scanalature, finestre, denti stretti e piloti, perché è possibile mantenere un maggior numero di materiali collegati mentre le prime stazioni costruiscono la posizione e distribuiscono le sollecitazioni.
Si usa quando la concentricità e il controllo del perimetro in un colpo solo sono più importanti della progressione dell'avanzamento. Può funzionare bene per le laminazioni più semplici, ma per i materiali molto sottili l'evento di rilascio può essere più duro, perché avviene più taglio in una volta sola. Ciò significa una maggiore richiesta di spelatura e di supporto.
Utilizzatelo per lo sviluppo, lo studio dei bordi, delle bave e le prove di gioco. Spesso è il modo più rapido per trovare la reale finestra di gioco prima di bloccare un layout di produzione.
Una regola pratica, forse la più pratica di tutto l'articolo: Quanto più sottile è la lastra, tanto meno ci si dovrebbe fidare di un layout che elimina troppo presto il supporto.
La maggior parte dei problemi di rugosità nelle laminazioni sottili inizia con problemi di disposizione.
Una sequenza più sicura è solitamente la seguente:
Il nastro deve essere posizionato in modo positivo prima che più punzoni cerchino di dividere il carico. L'innesto del pilota deve avvenire prima dell'ingresso dei punzoni di perforazione principali. Le linee guida generali per la tranciatura fanno riferimento allo stesso punto: i piloti si posizionano per primi, la spogliarellista si posiziona per seconda, il taglio avviene dopo.
Le fessure, le finestre e i fori dovrebbero essere realizzati quando il nastro ha ancora un supporto esterno completo. Una volta che il profilo esterno è per lo più libero, i lunghi tagli interni possono trasformare un listello stabile in un telaio flessibile. È a questo punto che i ponti iniziano a ondeggiare.
Non punzonare una fessura lunga e stretta in una stazione se questa fessura crea un nastro di materiale debole accanto ad essa. Suddividetelo in due o tre stazioni, oppure allestite le estremità e il centro separatamente. L'obiettivo non è l'eleganza. L'obiettivo è evitare di creare una lunga striscia di compressione non supportata.
Per il materiale sottile, il posizionamento dei ponti è più importante del loro numero. Un ponte stretto posizionato accanto a una scanalatura lunga è spesso peggiore di un ponte inferiore posizionato accanto a una radice del dente o a una sezione del giogo più ampia.
Vale la pena di ripeterlo. Il profilo esterno è l'ultima grande fonte di rigidità. Spendetelo tardi.
Per l'acciaio elettrico sottile, il gioco non è solo una regolazione della bava. Influisce sul danneggiamento dei bordi, sull'indurimento della lavorazione, sulle tensioni residue, sulla planarità e sulla perdita magnetica.
Il lavoro recente su 0,50 mm L'analisi dell'acciaio elettrico non orientato ha evidenziato che, con l'aumento del gioco, la profondità e la gravità dello strato indurito dal lavoro aumentano e le proprietà magnetiche si degradano. In quello studio, un gioco laterale di circa 5% ha prodotto una sezione di taglio completa e liscia. Un altro studio su acciaio non orientato punzonato ha riportato la risposta più efficiente in termini di perdita di ferro dopo la ricottura a circa 3% di taglio. Nel complesso, questi risultati supportano un punto di partenza molto pratico per le laminazioni sottili: Iniziare le prove a 3% - 5% di spessore dello stock per lato., e poi aggiustare in base ai risultati effettivi piuttosto che all'abitudine.
Cosa cercare durante le prove:
Un gioco troppo ridotto può aumentare la forza e l'usura. Un gioco eccessivo può rendere ruvido il distacco, approfondire i danni ai bordi e spingere il nastro fuori piano. Una tabella non vi dirà dove il vostro materiale, il rivestimento e la sequenza di stazioni attraversano questa linea. Una prova controllata lo farà.
Per gli acciai elettrici sottili, il materiale dell'utensile di solito non decide da solo la grinza. Influisce sulla grinza controllando qualcosa a monte di essa: stabilità dei bordi nel tempo. Con l'usura del punzone e della matrice, il gioco effettivo cambia, la zona di frattura si sposta, lo strato plasticamente interessato cresce e il taglio inizia a rilasciarsi in modo meno netto. Il lavoro sulla tranciatura dell'acciaio al silicio ha dimostrato che l'usura dell'utensile può ampliare la zona di variazione della microdurezza e peggiorare le condizioni del bordo di taglio con l'aumento del gioco.
Per questo motivo, la scelta del materiale degli utensili dovrebbe essere legata alla modalità di produzione e non essere considerata una scelta d'acquisto separata. La guida alla selezione degli utensili di tranciatura e perforazione pone il principale compromesso dove la maggior parte dei progettisti di stampi lo percepisce già nella pratica: Resistenza all'usura e tenacità. Le qualità per la lavorazione a freddo ad alta usura sono utili quando il problema principale è la conservazione del bordo. Le qualità più dure per la lavorazione a freddo sono più sicure quando punzoni stretti o urti di rottura aumentano il rischio di scheggiatura. Gli acciai da lavorazione a freddo con metallurgia delle polveri sono spesso scelti quando sono importanti sia la resistenza all'usura che la tenacità, mentre gli inserti in metallo duro sono comunemente riservati a situazioni di usura molto elevata in cui la durata del tagliente domina la decisione.
La regola utile in questo caso è semplice. Non scegliere il materiale più duro per impostazione predefinita. Scegliete il materiale che mantiene un bordo pulito, resiste alle scheggiature nella geometria e mantiene il più a lungo possibile il gioco di scorrimento reale all'interno della finestra di processo. Questa è la versione della “selezione del materiale dell'utensile” che rientra in una discussione sulla rugosità.
Per l'acciaio elettrico molto sottile, la spellatrice non è un componente secondario. È la parte dello stampo che decide se il nastro si comporta come un foglio o come una lamina.
Le linee guida pubblicate sulla timbratura sono chiare su due punti:
Questo fa non significa “usare la massima pressione”. Significa questo:
Una superficie di spellatura rigida sostiene il materiale e limita il sollevamento locale. Le facce morbide possono deformarsi, muoversi lateralmente e interferire con lo sfiato intorno al punzone. Si tratta di una pessima combinazione per le laminazioni sottili.
Una pressione di sverniciatura non uniforme si imprime nel pezzo. È possibile che un angolo si sollevi prima, un ponte si inarchi, un dente si torca. La soluzione di solito non è una maggiore forza. Si tratta di un supporto migliore e di una mappa di pressione più piatta.
Una corsa eccessiva può comprimere eccessivamente le molle, danneggiare le viti e creare interferenze in prossimità dei raggi di punzonatura. Inoltre, rende il ciclo di lavoro meno stabile.
L'aria deve andare da qualche parte. Uno sfiato insufficiente può contribuire a provocare il trascinamento delle pallottole, un rigonfiamento irregolare e un rilascio instabile. Le scorte sottili si accorgono di queste piccole cose.
Una laminazione può essere piatta durante l'ingresso e lasciare comunque la stazione distorta perché lo sfondamento è stato troppo violento.
È qui che conta la sequenza di punzonatura.
La prassi di timbratura standard raccomanda lunghezze sfalsate dei punzoni per ridurre gli urti e le scosse di attraversamento. Spesso non si tiene conto di un dettaglio utile della guida agli utensili: l'utilizzo di uno sfalsamento pari o leggermente inferiore al valore di lunghezza della brunitura può funzionare meglio della semplice corrispondenza dello spessore del calcio, soprattutto nelle produzioni più veloci. L'idea è quella di lasciare che un gruppo di punzoni si innesti prima che il gruppo precedente scatti completamente, in modo che l'energia di sgancio venga condivisa invece che scaricata.
Nelle matrici in acciaio elettrico sottile, ciò significa di solito:
Rilascio silenzioso. Rilascio noioso. Questo è ciò che si vuole.
Non tutte le geometrie di laminazione si guastano allo stesso modo.
Il pericolo è la flessione laterale e il danneggiamento locale del bordo. Mantenere il supporto vicino alla radice del dente ed evitare di eseguire i tagli laterali finali nello stesso istante, se ciò lascia il dente libero di muoversi lateralmente.
Il pericolo è una striscia di materiale debole accanto alla scanalatura. Dividete la scanalatura, aggiungete un supporto vicino o cambiate la sequenza in modo che il nastro non debba sopportare sollecitazioni di compressione attraverso un lungo bordo libero.
Il pericolo è la deformazione durante il ritiro, non sempre durante il taglio. Se il ponte sembra a posto al punto morto inferiore e cede dopo l'innalzamento del pistone, il problema è spesso la spellatura, lo sfiato o la tempistica di rilascio.
Il pericolo è il collasso del telaio. Ritardate il più possibile il taglio finale e mantenete il supporto nelle zone più rigide.
Un bordo usurato fa molto di più di una bava. Cambia il comportamento della frattura, aumenta l'instabilità del distacco e fa sì che lo stampo si compensi in modo negativo. Nell'acciaio elettrico, il degrado dei bordi si ripercuote direttamente sulla qualità della pila e sul comportamento magnetico. La letteratura sui danni da taglio mostra che gli effetti dei bordi indotti dalla punzonatura possono aumentare le perdite e degradare le prestazioni, mentre gli studi che confrontano i metodi di taglio continuano a indicare la tensione residua, la durezza del bordo e la bava come indicatori critici di qualità.
Non aspettate quindi un disastro visibile.
Impostare gli inneschi di riaffilatura intorno:
È un modo molto più economico di correre.
| Articolo di design | Punto di partenza | Se troppo basso / troppo stretto | Se troppo alto / troppo largo | Cosa controllare per primo |
|---|---|---|---|---|
| Spazio di taglio | 3%-5% per lato | forza elevata, usura rapida, rischio di gallerie | zona di frattura più ruvida, maggiore danno ai bordi, deriva di planarità | sbavatura, brunitura, planarità, forza |
| Forza della spogliarellista | 8%-25% di forza di perforazione come gamma di progettazione; molti lavori rimangono sotto 10% | ascensore a strisce, appeso ai pugni, posizione inadeguata | marcatura, distorsione locale, spreco di carico | segni di sollevamento, stabilità di ritiro |
| Impegno di punzonatura | 2-3 gruppi sfalsati su set di punzoni più grandi | shock concentrato a scatto | complessità temporale non necessaria | suono, carico, modello di distorsione |
| Tempistica del profilo esterno | Stazione in ritardo | striscia debole troppo presto | nessuno, di solito più sicuro in ritardo | stabilità del telaio |
| Strategia long slot | Diviso tra le stazioni | — | eccessiva lavorazione se divisa troppo | ondulazione accanto alla fessura |
| Progettazione del ponte | Breve, vicino alle zone rigide | supporto di alimentazione debole | rifiuti di materiale | fibbia locale, torsione |
| Regola del regrind | Per tendenza di bava | manutenzione prematura | qualità dei bordi instabile se ritardata | crescita della bava e deriva della pila |
I numeri esatti devono ancora essere confermati dalla sperimentazione. Ma questa tabella è un punto di partenza migliore rispetto a una generica tabella di liquidazione e a un'ipotesi.
La striscia perde rigidità e ogni stazione successiva diventa più difficile da controllare.
Ciò che conta è il modello di contatto e il tempismo, non solo la forza.
Le scorte sottili non perdonano questa situazione.
La slot sembra efficiente sulla carta. La striscia potrebbe non essere d'accordo.
Quando la bava è evidente, di solito la planarità si è già allontanata.
Spesso questo nasconde il vero problema per un po', poi peggiora l'usura.
Una buona finestra di prova iniziale è Da 3% a 5% di spessore di magazzino per lato. Utilizzatelo come finestra di processo, non come risposta definitiva. Quindi convalidare con i dati relativi a bava, planarità, qualità dei bordi e forza. Gli studi pubblicati sull'acciaio elettrico non orientato supportano questo intervallo come un inizio ragionevole, con 5% che dà una sezione liscia in uno studio e 3% che dà la migliore risposta dopo la perdita di annaffiatura in un altro.
Nella maggior parte dei casi, sì. Una spelatrice a molla offre un supporto rigido, mantiene il nastro piatto durante la perforazione e aiuta a evitare che il materiale si sollevi o rimanga appeso ai punzoni durante il prelievo. Questa combinazione è esattamente ciò di cui ha bisogno l'acciaio elettrico sottile.
Perché il problema è spesso in ritiro, non l'ingresso. Shock di rilascio, sollevamento del nastro, scarso sfiato o pressione di spellatura non uniforme possono distorcere un pezzo che sembrava stabile al punto morto inferiore.
Entrambi. La bava riduce la qualità della pila e può modificare l'altezza effettiva della pila, mentre i danni da taglio vicino al bordo possono aumentare le perdite e ridurre le prestazioni della macchina.
No. La ricottura può ridurre alcuni effetti di stress indotti dalla punzonatura, ma non risolve il problema del cattivo supporto del nastro, del cattivo ordine delle stazioni, dei ponti deboli o del rilascio instabile. Se la matrice fa muovere il nastro quando non dovrebbe, il problema inizia nell'attrezzaggio.
Di solito questo ordine funziona:
controllare il contatto con lo stripper e la distribuzione della pressione
rivedere la sequenza delle stazioni intorno alle scanalature lunghe e alla tempistica del fustellato esterno
Eseguire una prova di spazio ristretto
pugni che sfondano insieme
inasprire i limiti di rimacinazione
Un buon stampo per la laminazione sottile non si basa sulla forza per mantenere i pezzi piatti. Si basa sulla sequenza, sul supporto e sul rilascio controllato.
Questa è la logica di progettazione:
Per velocizzare il progetto, è possibile etichettare le pile di laminazione con dettagli quali tolleranza, materiale, finitura superficiale, se è necessario o meno un isolamento ossidato, quantitàe altro ancora.
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