Von Formtek
Der kontinuierliche Walzvorgang bietet im Hinblick auf Produktionsgeschwindigkeit und betriebliche Effizienz einen enormen Kostenvorteil im Vergleich zu Abkantpressen oder ähnlichen Teil-zu-Teil-Arbeiten. Dieser Kostenvorteil geht mit einigen potenziellen Nachteilen einher, die durch ein wenig Grundwissen und konsequente Vorgehensweisen abgemildert werden können. Werfen wir einen Blick auf die fünf „realen“ Probleme in Bezug auf Werkzeuge, Formenbau, Wartung, Leistung und Überlegungen zu den Betriebskosten und darauf, wie einige häufig auftretende Probleme entschärft werden können.
Werkzeug- und Formenbau
Dies ist ein großartiger Ausgangspunkt für zukünftige Werkzeug- und Gesenkleistungen in diesem Bereich. Eine gute Beziehung und konstruktive Kommunikation mit Ihrem Designteam sowie eine klare Richtung für Konzepte können die meisten Probleme mildern, bevor ein Entwurf überhaupt mit der Skizzenphase begonnen hat. Schnellzugriffspunkte wie die Mühlengröße im Verhältnis zum fertigen Teil, die Anzahl der für das Biegepaket erforderlichen Durchgänge, Geschwindigkeitsanforderungen und die Tonnage für Vor-/Nachstanz- oder Schnittformdetails sollten berücksichtigt werden. Kühlmittel und Schmierpakete sollten auf ordnungsgemäße Funktion überprüft werden.
Ein gutes Designteam berücksichtigt alle Vor- und Nachteile Ihres speziellen Betriebs und unterbreitet Vorschläge zu Best Practices oder vorteilhaften Änderungen, die in den Prozess integriert werden können. Bevor ein Abschnitt als Kandidat für die Rollumformung akzeptiert wird, sollten Überlegungen zur Endproduktdimensionierung und -toleranz, zur Materialklärung sowie zu Form-/Passform-/Funktionsfragen angestellt werden.
Ein wirklich „kundenspezifischer“ Ansatz wird vom Engineering-Team speziell auf die Anforderungen/Bedürfnisse des Kunden zugeschnitten. Im eigentlichen Designprozess kommen wahres Wissen und praktische Erfahrung zum Vorschein und ein tragfähiger Plan für einen gut laufenden, profitablen Produktionslauf wird erstellt.
Rohstoff
Werkzeug- und Formenbauingenieure sind häufig mit Situationen konfrontiert, in denen die handelsübliche Variation der Materialstreifendicke häufig größer ist als die zulässigen Toleranzen für ein fertiges Teil. Oder ein verfügbares Material wird auf einen dünneren Streifen mit engerer Toleranz umgewalzt. Wir alle verstehen den Einkaufsaspekt der Verwendung breiterer Toleranzbänder für Rohmaterial, um günstigere Preise zu erzielen, aber ein Abschnitt mit engen Toleranzen und hoher Leistung ist nur so gut wie die Qualität des Bandes, das in das Walzwerk gelangt. Schwankungen in der Materialstärke haben einen dramatischen Einfluss auf die Dimensionsstapelung des Querschnitts.
Materialspezifikationen in Bezug auf Streckgrenze/Zug-/Dehnungsparameter wirken sich auch auf den Formungsprozess im Hinblick auf die Überformungsanforderungen für jede Biegung aus. Die Konsistenz des eingekauften Materials ist ein wichtiger Schlüssel zur Minimierung der Ausschusskosten und der für den Produktionsbetrieb erforderlichen Rüst-/Werkzeuganpassungen. Dies stellt einen großen Unterschied zu einer Abkantpresse dar, da die Winkel im Gegensatz zu physikalisch festen Winkeln oder Profilen auf Walzwerkzeugen nach Bedarf programmiert und angepasst werden. Anschließend tauschen Sie spezifischere Materialeigenschaften gegen eine höhere Rollformgeschwindigkeit und Effizienz ein.
Mehrere Produktionsmaterialtypen auf einem einzigen Werkzeugsatz sind ein Extremszenario. Walzwerkzeugingenieure verwenden häufig das Beispiel, dass rostfreier Stahl sicherlich andere Anforderungen hat als Kohlenstoffstahl und, ganz ehrlich, ein anderes Material sollte über einen speziellen Werkzeugsatz oder eine eigene Matrizenbaugruppe verfügen. Aus finanzieller Sicht würden sich die Ausschusskosten, die Produktionskosten und die langwierigen Einrichtungsänderungen bei Verwendung eines einzigen Rollensatzes sicherlich für einen ordnungsgemäß konzipierten zusätzlichen Werkzeugsatz für den zweiten Materialtyp lohnen. Es muss ein klares Verständnis und ein Gleichgewicht zwischen den Rohstoffspezifikationen und -kosten sowie der Leistung und Funktion des Teils aufrechterhalten werden.
Werkzeugmaterialien und Beschichtungen
Eine gute Materialauswahl mit entsprechenden Wärmebehandlungsanforderungen verbessert die Werkzeugleistung erheblich und reduziert auch die durch den Prozess verursachte Verzerrung von Abschnitten oder Stempeln/Schnitt. Der bei Fans beliebte D-2-Werkzeugstahl für Walzen ist eine tolle Option, aber es gibt auch andere Materialien wie Hartmetall, die sich positiv auf Geschwindigkeiten und Oberflächenbeschaffenheit auswirken.
Einige CPM (pulverisierte Metalle) können für Zähigkeit und Verschleißfestigkeit verwendet werden. H-13-Material ist eine gute Wahl, wenn die Temperatur ein Problem darstellt, z. B. bei Schmiedewalzen oder Schweißwalzen. Variationen von Aluminiumbronze eignen sich hervorragend für Bereiche, die empfindlich auf Wisch- und Wirbelspuren reagieren. Walzwerkzeug- und Werkzeugingenieure haben außerdem intensiv an Beschichtungen und verschiedenen Anwendungen auf Grundmaterialien für spezifische Anforderungen gearbeitet. So wie Bohrer und Schaftfräser mit Titannitrid, Titankohlenstoffnitrid oder Titanaluminiumnitrid beschichtet werden können, können auch Walzen und Matrizenteile für eine bestimmte Leistung beschichtet werden.
Sprechen Sie mit Ihrem Designteam und fragen Sie nach Optionen. Auch wenn es sich um einen vorhandenen Werkzeugsatz handelt – manchmal gibt es eine Markierung auf einer bestimmten problematischen Rolle oder einen wackeligen Stempel, der mit nur einem Beschichtungsauftrag einwandfrei funktioniert.
Vorbeugende Wartung und Verschleiß
Alle Dinge nutzen sich mit der Zeit und dem Gebrauch ab. Ein Plan zur Bewertung des Verschleißes und ein weiterer Plan zur Behebung sind von entscheidender Bedeutung, um die größtmögliche Leistung und Langlebigkeit Ihrer Werkzeuge zu erzielen. Rollwerkzeuge sind so konzipiert, dass die Arbeitsbelastung von Durchgang zu Durchgang ausgeglichen wird, bis das Teil seine Endform hat. Das bedeutet auch, dass, wenn die Werkzeuge richtig eingerichtet sind und alle eingehenden Materialanforderungen angemessen sind, im Wesentlichen der gesamte Werkzeugsatz zu dem Zeitpunkt überholt werden muss, zu dem der Teilequerschnitt beginnt, Abweichungen über die genehmigten Maßtoleranzen hinaus aufzuweisen.
Wir alle wissen, dass geringfügige Anpassungen an der Werkzeugkonfiguration vorgenommen werden können, aber das sollte ein klarer Hinweis darauf sein, dass das Werkzeugset nicht mehr so funktioniert, wie es sollte. Wird eine kürzere Bandbreite gewünscht, sollte als erster Untersuchungspunkt eine Querschnittsbesichtigung mit Schwerpunkt auf den Eckradien erfolgen.
Bei scharfen, passenden Ecken ist eine bestimmte Bandbreite erforderlich, und diese Anforderung an die Bandbreite ändert sich, wenn die Ecken abgenutzt und abgerundet werden. Dies zeigt sich auch an der Abnutzung/Markierung der Matrize und an den Stempeln/Schnitten, da der Abschnitt nicht mehr wie ursprünglich in die Matrize passt. Eine Nacharbeit oder Aufbereitung kann relativ kostengünstig und schnell durchgeführt werden, wenn nur ein Minimum an Arbeit erforderlich ist, um das Gerät wieder in seinen ursprünglichen Glanz zu versetzen. Nachschleifen wird teuer, wenn der Verschleiß stark zunimmt, und es ist besser, Komponenten auszutauschen, was mit zusätzlichen Kosten und einer längeren Lieferzeit verbunden ist.
Die Maschinenwartung hat viel mit der Werkzeugwartung zu tun. Eine verbogene Welle oder eine falsch ausgerichtete Schulter bedeuten lediglich eine zusätzliche Arbeitsbelastung für einen weiteren Durchgang, was möglicherweise zu erhöhtem Verschleiß führen kann. Für konsistente Ergebnisse und eine profitable Produktion ist es von größter Bedeutung, dass die Maschine sauber und ordentlich bleibt.
Betriebskontrolle und Bedienerschulung
Obwohl wir es nie zugeben wollen, passieren Unfälle. Wir alle kennen eine Geschichte über einen Schraubenschlüssel, der gerollt wurde, oder einen doppelten Streifen, der in eine Matrize gesteckt wurde. Diese Vorkommnisse wirken sich verheerend auf das Endergebnis aus, was Produktivitätsverluste, Ausschuss, Schäden und natürlich den Stolz der Bediener betrifft. Es passiert; Lass deinen Kopf nicht hängen. Aber Wissen und Schulung gehen Hand in Hand, wenn es darum geht, komplexe Maschinen zu bedienen und eine maximale Amortisation zu erzielen.
Von der Beurteilung von Mühlenschäden oder -ausrichtung bis hin zur Werkzeugeinrichtung, Timing-Bedenken und/oder Materialproblemen spielen alle Überlegungen regelmäßig in einem kontinuierlichen Betrieb eine Rolle. Ausbildung führt zu Wissen und das führt zu Erfahrung. Ein gutes Motto, das Sie sich merken sollten, lautet: „Schütteln Sie der Mühle oft die Hand; Es ist Ihr bester Freund“, und die meisten Ingenieure und Betreiber werden dem zustimmen.
Obwohl Maschinen technisch gesehen seelenlos sind, haben sie doch Persönlichkeiten, und die Beachtung subtiler Hinweise ermöglicht es einem großartigen Bediener, den Überblick über die Änderungen zu behalten, die er im Laufe des Tages möglicherweise vornehmen muss. Ein sachkundiger, erfahrener Bediener ist Gold wert und weiß, wie wichtig Dokumentation und Aufzeichnungen sind. Setups sind Rezepte. Verschleißpunkte werden gemessen. Das Filmmaterial wird berechnet. Ein disziplinierter Bediener kann eine Maschine effizient und konsistent auf den letzten dokumentierten Betriebszustand einer Werkzeugeinrichtung oder Matrizenbaugruppe zurücksetzen oder zurücksetzen. Gewinne werden mit Effizienz allein durch die Reduzierung von Zeitaufwand, Ausschusskosten und Werkzeugschäden erzielt. Am Ende des Tages haben wir alle das gleiche Ziel, aber niemand hat mehr Einfluss auf dieses Ziel als der Betreiber.
Zusammenfassend ist dies nur eine kurze Liste – fast ein Einstiegsüberblick – einiger Feinheiten eines Rollformvorgangs im Hinblick auf Werkzeug- und Matrizenherausforderungen und betriebliche Einschränkungen. In der Praxis nimmt die Effizienz der Werkzeug- und Formenproduktion je nach Standpunkt des Betrachters unterschiedliche Formen an. Letztendlich kommt es jedoch auf Kommunikation und Klarheit sowohl bei der Designabsicht als auch bei der Produktbeschaffung, auf Prozessverbesserungen im täglichen Betrieb, bei der betrieblichen Wartung und auf Schulungen für alltägliche Produktionsentscheidungen an. RF
Formtek ist eine Gruppe von Unternehmen, die Maschinen zur Metallumformung herstellen. Mit zwei Dutzend Marken, die auf acht Standorte verteilt sind, und einem Netzwerk, das sich über sechs Kontinente erstreckt, ist das ausgedehnte Netzwerk von Formtek auf die Unterstützung der Metallumformungs- und Fertigungsausrüstungsbedürfnisse seiner Kunden spezialisiert.
