Obliczanie prześwitu dziurkownika i matrycy według materiału i grubości

Prześwit dziurkowy i matrycowy jest zwykle obliczany na podstawie grubości blachy i zależnego od materiału współczynnika prześwitu:

• Prześwit z każdej strony: c = t × r
• Całkowite porozumienie: C = 2c

Tutaj, t to grubość arkusza oraz r jest współczynnikiem prześwitu wyrażonym jako dziesiętny. Stosunek 10% na stronę przyjmuje 0.10 w formule.

Obliczenia muszą również uwzględniać samą operację. W przypadku przebijania dziurkarz zwykle kontroluje rozmiar gotowego otworu. W przypadku blankowania otwór matrycy zwykle kontroluje rozmiar gotowego blanku. Ten przewodnik skupia się wyłącznie na tym obliczeniu i jego praktycznej weryfikacji. Aby uzyskać szersze informacje o typach matryc, materiałach, tolerancjach i źródłach, zobacz Przewodnik po matrycach do dziurkania (wnioskowanie).

Wyliczony wynik to wartość początkowa, a nie uniwersalne środowisko produkcyjne. Jakość materiału, wytrzymałość na rozciąganie, zmienność grubości, zużycie narzędzi, ustawienie, ugięcie prasy oraz wymagany stan krawędzi tnącej mogą uzasadniać regulację.

Kalkulator przejścia do dziurkania i matrycy

Użyj następujących danych:

Wejście	Co wziąć udział
Grubość arkusza, t	Rzeczywista lub nominalna grubość w mm lub calach
Materiał	Aluminium, miedź, mosiądż, stal, stal nierdzewna lub udokumentowana jakość
Współczynnik prześwitu, r	Wyraźnie oznaczony Po stronie Procent
Działanie	Przebijanie lub blankowanie
Wymiar docelowy	Rozmiar otworu wykończonego do przebicia lub rozmiar wykończonego blanku do blankowania

Sekwencja kalkulatora wygląda następująco:

1. Przelicz wybrany procent na przekwapkę.
2. Pomnóż grubość przez stosunek, aby uzyskać prześwit na bok.
3. Pomnóż wynik na stronę przez dwa, aby uzyskać całkowity przebieg przejazdu.
4. Należy stosować całkowity prześwit zgodnie z tym, czy operacja jest przebijająca czy blankowa.

Prześwit z każdej strony:
c = t × r

Całkowite porozumienie:
C = 2 × c

Otwieranie matrycy do przebijania:
Ddie = Dpunch + C

Rozmiar dziurkownika blankingowego:
Dpunch = Dblank − C

Przeprowadź całe obliczenie w systemie jednej jednostki. Jeśli grubość zostanie wpisana w milimetrach, wszystkie powstałe wymiary dziurkaczy i matrycy będą w milimetrach. Ostateczne wartości na cale przeliczaj tylko wtedy, gdy jest to konieczne.

Wprowadź materiał, grubość, działanie i rozmiar celu

Używaj rzeczywistej grubości materiału, gdy jest dostępna. Nominalne wartości rozstawu mogą różnić się od zmierzonego zapasu, a ta różnica przekłada się bezpośrednio na obliczony prześwit.

Rodzina materiałów zapewnia początkowy stosunek, ale nie zastępuje dokładnego stopnia. "Stal" może na przykład odnosić się do materiałów o bardzo różnej wytrzymałości na rozciąganie i zachowaniu przy cięciu. W przypadku stali o wysokiej wytrzymałości, hartowanego materiału lub stopu nieobjętego z listy, użyj danych specyficznych dla klasy lub poproś o przegląd inżynierski, zamiast wybierać najbliższy materiał uniwersalny.

Wybierz zabieg ostrożnie:

• Przekłucie: Wymaganą cechą jest otwór pozostawiony w arkuszu.
• Puste wymianie: usunięty element to wymagana część ukończona.

Wpisanie tego samego wymiaru docelowego dla niewłaściwej operacji powoduje nieprawidłowy rozmiar dziurkacza lub matrycy.

Przeczytaj wynik: wymiary na stronę, suma, dziurkowanie i wykrojnik

Przydatny wynik powinien pokazywać więcej niż jedną liczbę. Powinien identyfikować:

• kategoria materiałowa;
• wyselekcjonowany stosunek;
• czy ten stosunek jest na stronę, czy całkowity;
• prześwit na każdą stronę;
• całkowite przepusty;
• wymiar kontrolowany przez operację;
• obliczany rozmiar dziurka;
• obliczane otwarcie kostki;
• odpowiedniki metryczne i imperialne;
• wszelkie ograniczenia związane z wybranym materiałem.

Unikaj zaokrągleń zbyt wcześnie. Zachowaj pełną wyliczoną wartość w arytmetyce, a następnie zaokrąglaj ostateczny wymiar narzędzia zgodnie z tolerancją rysunku i praktyczną rozdzielczością produkcyjną.

Jak działa obliczenie poświadczenia

Prześwit od dziurkowanika do matrycy to szczelina między krawędzią tnącą dziurkarki a odpowiadającą jej krawędzią tnącą matrycy. MISUMI definiuje zalecane procenty jako porozumienie Na każdą stronę, co oznacza, że procent ten odnosi się niezależnie do każdej krawędzi tnącej.

To rozróżnienie ma znaczenie, ponieważ inne źródła używają terminu "przezor matrycy" do określenia pełnej różnicy między wymiarami dziurkanki a matrycy. CONIC, na przykład, definiuje prześwit jako różnicę między wymiarem dziurkacza a wymiarem matrycy, podczas gdy odniesienia w stylu Ropera Whitney'a mogą również opisywać całkowitą wartość prześwitu matrycy. Procent nie może być bezpiecznie przeniesiony z jednej formuły do drugiej, dopóki nie zostanie potwierdzona jej konwencja.

Przepust na każdą stronę kontra całkowity przepust

Załóżmy, że okrągły dziurkownik ma średnicę 10,00 mm i otwór matrycy 10,20 mm.

Różnica wymiarowa to:

10.20 − 10.00 = 0.20 mm

To 0.20 mm jest Całkowity lub średnicny prześwit. Prześwit przy każdej krawędzi tnącej wynosi:

0.20 ÷ 2 = 0.10 mm per side

Konwencja	Znaczenie	Wartość w tym przykładzie
Prześwit po stronie lub promieniowy	Szczelina na jednej krawędzi tnącej	00,10 mm
Prześwit całkowity lub średnicowy	Pełna różnica między rozmiarami dziurkaczy a matryc	0.20 mm

Jeśli wykres zaleca 10% Na każdą stronę, obliczaj t × 0.10 a następnie podwaja wynik dla pełnej różnicy wymiarowej między dziurkiem a wycięciem.

Jeśli wykres zaleca 20% Całkowity prześwit, obliczaj t × 0.20 Raz. Nie podwajaj tego ponownie.

Wzory bazowe

Dla źródła, które określa stosunek na stronę:

c = t × r

Gdzie:

• c = prześwit na bok;
• t = grubość arkusza;
• r = współczynnik prześwitu na stronę jako dziesiętny.

Następnie:

C = 2c

Gdzie:

• C = całkowity odstęp między wymiarami dziurkacza a matrycy.

Dla arkusza 1,0 mm z 8% luzu na bok:

c = 1.0 × 0.08 = 0.08 mm

C = 2 × 0.08 = 0.16 mm

Procent ten stanowi proporcję grubości. Grubsza płyta daje więc większy prześwit wymiarowy, nawet gdy wybrany stosunek pozostaje niezmieniony.

Przebijanie i blankowanie używają prześwitu inaczej

W obu operacjach można użyć tego samego prześwitu na każdej stronie, ale jest stosowany do różnych wymiarów narzędzi.

Działanie	Gotowy produkt	Wymiar zwykle utrzymywany do celu	Wymiar kojarzenia
Przekłucie	Dziura w prześcieradle	Rozmiar dziurkowca	Otwor matrycy jest większy
Blanking	Element usunięty z arkusza	Otwarcie	Siła uderzenia jest mniejsza

Przewodnik narzędziowy Mate podaje, że podczas wytrysku rozmiar matrycy to rozmiar blanku, a wymiary dziurkaczy są obliczane na podstawie wymiarów matrycy.

Obliczenia przebijania

W przypadku przebijania dziurkarz zwykle określa wymiar gotowego otworu.

Dla wymaganej średnicy otworu Dh:

Dpunch = Dh

Ddie = Dh + C

Jeśli otwór docelowy wynosi 12,00 mm, a całkowity prześwit 0,24 mm:

• Rozmiar dziurka: 12.00 mm
• Otwarcie: 12.24 mm

Usunięty pocisk to złom. Jego wymiary i wygląd krawędzi mogą nadal stanowić przydatne dowody przy sprawdzaniu, czy prześwit działa prawidłowo.

Obliczenia blankingu

W blankowaniu usunięty element jest wymaganą częścią, więc otwór matrycy zwykle decyduje o jego wymiarach zewnętrznych.

Dla wymaganego wymiaru pustego Db:

Ddie = Db

Dpunch = Db − C

Jeśli wymagany ślepy nabój wynosi 30,00 mm, a całkowity prześwit 0,24 mm:

• Otwarcie: 30.00 mm
• Rozmiar dziurka: 29.76 mm

Blankowanie może wymagać dodatkowej regulacji, gdy kluczowe są proste ściany, zmniejszone zwężanie lub określona głębokość wybrufrowania. Mate zaleca identyfikację kluczowych wymiarów blanków i traktowanie narzędzi do blankowania inaczej niż zwykłych piercingów.

Prześwit początkowy według materiału i grubości

Poniższa tabela wykorzystuje Standardowe wartości jednostronne opublikowano w Referencja MISUMI dotycząca poświadczenia i wyboru. Te procenty to odniesienia wyjściowe, a nie uniwersalne ustawienia. Etykiety stanu materiału to kategorie źródła i powinny być sprawdzane względem rzeczywistego poziomu, wytrzymałości na rozciąganie, stopu lub odpuszczenia.

Kategoria materiałowa	Stan	Prześwit początkowy po każdej stronie
Stop aluminium	Miękkie	6% grubości
Stop aluminium	Medium	8% grubości
Stop aluminium	Mocno	10% grubości
Miedź o twardym kształcie	Miękkie	8% grubości
Miedź o twardym kształcie	Mocno	10% grubości
Blaszane instrumenty	Miękkie	8% grubości
Blaszane instrumenty	Mocno	10% grubości
Stal	Extra miękki	10% grubości
Stal	Miękkie	12% grubości
Stal	Mocno	15% grubości
Stal nierdzewna	Miękkie	12% grubości
Stal nierdzewna	Mocno	15% grubości

Na przykład średni aluminium o grubości 1,5 mm przy stosowaniu 8% na stronę daje:

c = 1.5 × 0.08 = 0.12 mm per side

C = 0.24 mm total clearance

Jak wybrać wskaźnik startowy

Użyj tej sekwencji:

1. Określ dokładny gatunek materiału, stop lub odpuszczenie.
2. Potwierdź zmierzoną lub tolerancyjną grubość.
3. Wybierz kategorię opublikowanych materiałów, która rzeczywiście odpowiada twojej akcji.
4. Potwierdź, czy procent źródłowy to na stronę, czy całkowita.
5. Oblicz prześwit wymiarowy.
6. Sprawdź, czy maszyna, system narzędzi i wymagany stan krawędzi narzucają inne zalecenia.
7. Zweryfikowaj wynik próbnym montażem przed finalną produkcją.

Nie wybieraj najmniejszego dostępnego procentu tylko po to, by uzyskać większą strefę wypalania. Mniejszy prześwit zwiększa wrażliwość na ustawienie geometrii i może przyspieszyć zużycie.

Kiedy wytrzymałość na rozciąganie powinna zastąpić menu materiału

W przypadku stali o wysokiej wytrzymałości szeroki wybór "stali" nie wystarcza. The Wytyczne dotyczące aplikacji AHSS Stwierdza, że prześwit zazwyczaj wzrasta wraz ze wzrostem wytrzymałości na rozciąganie, a także ostrzega, że zbyt szeroki luz przy najwyższych wytrzymałościach może zwiększać naprężenia zginające krawędzi dziurkowaną i ryzyko odpryskiwania. Zalecana wartość zależy więc od ukształtowania terenu, grubości, wytrzymałości na rozciąganie oraz wymaganej wydajności krawędzi w dalszej fazie łańcucha.

Te same wytyczne wskazują, że historyczne wartości stali łagodnej często wynoszą około 5–10% grubości na bok, podczas gdy zalecenia dotyczące mocniejszych klas mogą być znacznie wyższe. Pokazuje również, że jeden procent nie daje najlepszego wyniku dla każdej oceny AHSS.

Używaj danych specyficznych dla klasy lub kontrolowanego testu dziurkowania przy pracy:

• AHSS, czyli stal ultrawytrzymałości;
• stopień martensytowych;
• utwardzona blacha;
• materiał o niepewnej wytrzymałości na rozciąganie;
• materiał przeznaczony do późniejszego rozciągania lub formowania krawędzi;
• części wymagające surowego zmęczenia lub pęknięć.

Dlaczego opublikowane wykresy dotyczące poświadczenia się nie zgadzają

Dwa technicznie wiarygodne wykresy mogą pokazywać różne wartości, ponieważ mogą wykorzystywać:

• konwencje dotyczące potwierdzenia po stronie kontra całkowite uprawnienia;
• różne warunki materiałowe lub wytrzymałość na rozciąganie;
• różne systemy prasy i narzędzi;
• cele klasy precyzyjnej kontra standardowej;
• różne wymagania dotyczące zadziorów, przewijania, wypolerowania lub żywotności narzędzi;
• założenia narzędzi zastrzeżonych;
• Różne zakresy grubości.

Na przykład, Kalkulator UniPunch Zawiera czynniki 15% dla aluminium, 20% dla stali miękkiej oraz 25% dla stali nierdzewnej jako "wymagany prześwit matrycy", ale strona nie oznacza tych wartości jako wartości poszczególnych stron. Nie powinny być wstawiane do formuły na każdą stronę bez potwierdzenia zamierzonej konwencji.

CONIC publikuje również różne proporcje dla maszyn mechanicznych oraz serwomechanizmów lub hydraulicznych i zaleca użytkownikom uwzględnienie wytrzymałości na rozciąganie, grubości, ograniczeń maszyn oraz faktycznego testu dziurkania.

Przykłady obliczeń przepracowanych

Przykład przekłucia

Wymóg: Przebij otwór o średnicy 10,00 mm w średnim aluminium o średnicy 1,20 mm.

Z tabeli referencyjnej:

• Materiał: średni aluminium
• Wskaźnik na stronę: 8%
• Grubość: 1,20 mm

Oblicz prześwit na każdą stronę:

c = 1.20 × 0.08

c = 0.096 mm

Oblicz całkowity prześwit:

C = 2 × 0.096

C = 0.192 mm

Zastosuj wymiary przekłucia:

• Rozmiar dziurka: 10.000 mm
• Otwarcie: 10.000 + 0.192 = 10.192 mm

Obliczone otwór matrycy może być podany jako 10,19 mm, jeśli zaokrąglenie jest zgodne z rysunkiem, procesem obróbki i tolerancją. Nie zaokrąglaj wartości pośredniej na stronę przed obliczeniem sumy.

Przykład wyczyszczenia

Wymóg: Wykonanie ślepego naboju 25,00 mm z miękkiego mosiądzu 1,50 mm.

Z tabeli referencyjnej:

• Materiał: miękki mosiądz
• Wskaźnik na stronę: 8%
• Grubość: 1,50 mm

Oblicz prześwit na każdą stronę:

c = 1.50 × 0.08

c = 0.120 mm

Oblicz całkowity prześwit:

C = 2 × 0.120

C = 0.240 mm

Zastosuj wymiary blankingu:

• Otwarcie: 25.000 mm
• Rozmiar dziurka: 25.000 − 0.240 = 24.760 mm

Te wymiary są przykładami obliczeniowymi. Ostateczne wymiary narzędzi nadal zależą od rzeczywistego materiału, tolerancji blanku, oczekiwanego zwężania krawędzi, stanu narzędzia i próby produkcyjnej.

Sprawdź krawędź cięcia i ślimak przed finalizacją odstępu

Formuła nie może pokazać, co dzieje się pod obciążeniem prasy. Sprawdź pierwsze próbne fragmenty i, jeśli chodzi o przebicie, ślimy.

Krawędź tnąca zwykle zawiera cztery obserwowalne obszary:

1. Przewracanie się: początkowa deformacja plastyczna po stronie wejściowej.
2. Strefa wypalania: Gładka część powstaje, gdy wykrawač wcina się w materiał.
3. Strefa pęknięć: bardziej szorstki obszar powstaje, gdy pęknięcia rozprzestrzeniają się od krawędzi dziurkaczy i matrycy.
4. Zadziar: przemieszczone materiały pozostały w pobliżu strony wyjściowej.

W przypadku AHSS sama wysokość zadziorów może być myląca, ponieważ mocne nachylenia mogą pękać przy stosunkowo niewielkim przewinięciu się lub zadzioraniu. Ogólne przejście od wypalania do pęknięcia, gładkość strefy pęknięcia oraz brak wtórnych uszkodzeń ścinanych lub krawędziowych mogą stanowić lepsze dowody.

Co powinna pokazywać zrównoważona krawędź tnąca

Szukaj:

• spójny wygląd krawędzi wokół obiektu;
• określoną strefę wypalania;
• dość gładka strefa pęknięcia;
• brak wyraźnego ścinania wtórnego;
• zadzioranie i przewracanie w ramach wymagań części;
• wymiary mieszczące się w tolerancji;
• Podobne wyniki przy powtarzających się udarach.

Idealny wygląd zależy od zastosowania. Część przeznaczona do późniejszego rozciągania krawędzi może wymagać innego zoptymalizowanego stanu niż prosty otwór prześwita.

Oznaki: prześwit jest nierówny

Nierówne wybrudzenie, pęknięcie lub zadzioranie wokół jednej cechy często wskazują na nierówny prześwit biegu, a nie na nieprawidłowy nominalny procent.

Możliwe przyczyny obejmują:

• niewyrównanie wybicia i wykrojowania;
• zużyte słupki prowadzące lub tuleje;
• boczne ładowanie dziurkające;
• zużywane lub uszkodzone krawędzie tnące;
• niewłaściwie naostrzone narzędzia;
• odchylenie matrycy lub prasy pod obciążeniem;
• Nieodpowiedni press.

Wytyczne AHSS ostrzegają, że wyższe obciążenia cięcia mogą odchylić matrycę lub prasę na tyle, by zmienić prześwit mierzony w warunkach statycznych.

Więcej szczegółów dotyczących elementów prowadzących, dziurkaczy, elementów matrycy oraz zużycia związanego z wyrównaniem można znaleźć w Przewodnik po komponentach matrycy.

Za mało kontra za dużo uprawnień

Stan	Typowe oznaki	Sprawdza przed zmianą stosunku
Prześwit za mały	Ścinanie wtórne, podwójne złamanie, większa głębokość wypalania, większe obciążenie przebijające lub zdzierające, ścieranie, uszkodzenia, szybkie zużycie, odpryski	Potwierdź ustawienie, ostrość narzędzia, rzeczywistą grubość, klasę materiału oraz czy wartość źródłowa była na każdej stronie
Prześwit w pobliżu użytecznego zasięgu	Stałe przewracanie się, polerowanie, pękanie i zadzior; wymiary stabilne; Opanowalne obciążenie narzędzi	Potwierdzaj powtarzające się wyniki na całym profilu i prędkości produkcji
Prześwit zbyt duży	Większe przewrócenie, zmniejszone wypalanie, zwiększona strefa pęknięcia, zwężanie, zniekształcenia, większe zadzioranie w niektórych materiałach, gorsza kontrola wymiarów	Potwierdź wytrzymałość materiału, ugięcie prasy, rozmiar dziurkacza, rozmiar matrycy oraz czy całkowita wartość została przypadkowo podwojona

Porównanie CONIC pokazuje, że szerszy prześwit zwykle zwiększa przechył, powierzchnię pęknięcia, zadziornia i odkształcenia, podczas gdy wąski prześwit zwiększa płaszczyznę ścinającą i tonaż wybijania. Wskazówki AHSS dodają, że bardzo ciasne prześwicie może powodować wtórne ścinanie, natomiast bardzo szeroki prześwit może również powodować pustki, uszkodzenia związane z przewróceniem lub naprężenia krawędzi wybijające w materiałach o wysokiej wytrzymałości.

Prześwór to tylko jedna z możliwych przyczyn uszkodzenia narzędzi. Należy również sprawdzić geometrię dziurka, wyrównanie, wytrzymałość materiału, warunki zrywania, zużycie oraz zachowanie prasy. Szerszą analizę awarii można znaleźć Pęknięcie dziurkownika w matrycach tłoczących.

Gdy kalkulator nie wystarcza

Złóż wniosek o przegląd narzędzi lub procesu, zamiast polegać wyłącznie na ogólnym obliczeniu, gdy aplikacja obejmuje:

• AHSS, stal martensytowa, hartowana blacha lub stop nienotowany;
• bardzo małe otwory lub wąskie przekroje dziurka;
• profile złożone lub asymetryczne;
• drobne blankowanie;
• krytyczne wymagania dotyczące zadziorów, stożenia, zmęczenia lub rozciągania krawędzi;
• ścisłe, puste wymiary;
• duże różnice grubości materiału;
• powtarzające się problemy z odpryskami, odpryskami lub uszkodzeniami;
• widocznie nierówny prześwit wokół obiektu;
• niepewna jakość materiału lub wytrzymałość na rozciąganie;
• Ograniczenia minimalnego dostępu specyficzne dla prasy.

Drobne blankowanie nie powinno korzystać z tego ogólnego kalkulatora bez zmian. Wykorzystuje specjalistyczne zabezpieczenia oraz znacznie mniejsze prześwięce specyficzne dla konkretnych procesów. Wytyczne techniczne MISUMI wskazują, że jest to odrębna, intensywnie zużycielska aplikacja wymagająca innego podejścia do przezwignięcia.

Informacje do uwzględnienia w przeglądzie rysunku lub narzędzi

Przygotuj następujące informacje:

• dokładna jakość materiału, stop lub odpuszczenie;
• nominalnej tolerancji grubości i grubości;
• wytrzymałość lub twardość na rozciąganie, jeśli jest znana;
• operacja przebijania lub blankowania;
• docelowy wymiar końcowy;
• tolerancję wymiarową;
• akceptowalny stan zadziorów lub krawędzi;
• profil dziurkanej i wykrojonej;
• prasa lub system narzędzi;
• aktualna konwencja poświadczenia;
• fotografie lub próbki krawędzi tnącej i ślimaku;
• Obecne objawy, takie jak nierówne zadziar, wtórne ścinanie, problemy ze ślimakami lub uszkodzenia wybijania.

Listy SunshinePro Matryce i sworznie do dziurkania oraz stwierdza, że dostarcza standardowe komponenty oraz niestandardowe części na podstawie rysunków.

Dla materiału niestandardowego, krytycznej tolerancji lub nierozwiązanego problemu produkcyjnego, skontaktuj się z SunshinePro z podaną specyfikacją materiału, grubością, wymaganą eksploatacją, wymiarami celu oraz dostępnym rysunkiem lub próbką. Obliczona wartość może być następnie oceniana w kontekście rzeczywistego zastosowania, zamiast traktować ją jako uniwersalne ustawienie.