Perhitungan Punch dan Die Clearance berdasarkan Bahan dan Ketebalan

Jarak bebas pukulan dan mati biasanya dihitung dari ketebalan lembaran dan rasio jarak bebas yang bergantung pada material:

• Izin per sisi: c = t × r
• Total izin: C = 2c

Di sini, t adalah ketebalan lembaran dan r adalah rasio clearance yang dinyatakan sebagai desimal. Rasio 10% per sisi menjadi 0.10 dalam rumus.

Perhitungan juga harus memperhitungkan operasi. Dalam tindik, pukulan biasanya mengontrol ukuran lubang jadi. Dalam blanking, bukaan die biasanya mengontrol ukuran kosong jadi. Panduan ini hanya berfokus pada perhitungan itu dan validasi praktisnya. Untuk informasi yang lebih luas tentang jenis die, bahan, toleransi, dan sumber, lihat Panduan Cetakan Meninju (Disimpulkan).

Hasil yang dihitung adalah nilai awal, bukan pengaturan produksi universal. Kelas material, kekuatan tarik, variasi ketebalan, keausan perkakas, penyelarasan, defleksi tekan, dan kondisi cut-edge yang diperlukan semuanya dapat membenarkan penyesuaian.

Kalkulator Punch dan Die Clearance

Gunakan input berikut:

Masukan	Apa yang harus dimasukkan
Ketebalan lembaran, t	Ketebalan aktual atau nominal dalam mm atau inci
Bahan	Aluminium, tembaga, kuningan, baja, baja tahan karat, atau kelas yang didokumentasikan
Rasio izin, r	Sebuah label yang jelas per sisi persentase
Operasi	Tindik atau blanking
Dimensi target	Ukuran lubang jadi untuk menusuk atau ukuran kosong jadi untuk blanking

Urutan kalkulator adalah:

1. Ubah persentase yang dipilih menjadi desimal.
2. Kalikan ketebalan dengan rasio untuk mendapatkan jarak bebas per sisi.
3. Kalikan hasil per sisi dengan dua untuk mendapatkan jarak bebas total.
4. Terapkan jarak bebas total sesuai dengan apakah operasinya menusuk atau mengosongkan.

Izin per sisi:
c = t × r

Total izin:
C = 2 × c

Pembukaan cetakan tindik:
Ddie = Dpunch + C

Ukuran pukulan blanking:
Dpunch = Dblank − C

Jalankan seluruh perhitungan dalam satu sistem unit. Jika ketebalan dimasukkan dalam milimeter, semua dimensi pukulan dan cetakan yang dihasilkan akan menjadi milimeter. Konversi nilai akhir menjadi inci hanya jika diperlukan.

Masukkan Bahan, Ketebalan, Operasi, dan Ukuran Target

Gunakan ketebalan material yang sebenarnya saat tersedia. Nilai pengukur nominal dapat berbeda dari stok yang diukur, dan perbedaan itu ditransfer langsung ke izin yang dihitung.

Keluarga material memberikan rasio awal, tetapi tidak menggantikan nilai yang tepat. "Baja", misalnya, dapat merujuk pada bahan dengan kekuatan tarik dan perilaku pemotongan yang sangat berbeda. Untuk baja berkekuatan tinggi, stok yang dikeraskan, atau paduan yang tidak terdaftar, gunakan data khusus kelas atau minta tinjauan teknik daripada memilih bahan generik terdekat.

Pilih operasi dengan hati-hati:

• Tindik: Fitur yang diperlukan adalah lubang yang tersisa di lembaran.
• Mengosopi: Bagian yang dilepas adalah bagian jadi yang diperlukan.

Memasukkan dimensi target yang sama untuk operasi yang salah menghasilkan pukulan atau ukuran cetakan yang salah.

Baca hasilnya: Dimensi per sisi, total, pukulan, dan cetakan

Hasil yang berguna harus menunjukkan lebih dari satu angka. Itu harus mengidentifikasi:

• kategori bahan;
• rasio yang dipilih;
• apakah rasio itu per sisi atau total;
• jarak bebas per sisi;
• izin total;
• dimensi yang dikendalikan oleh operasi;
• ukuran pukulan yang dihitung;
• pembukaan cetakan yang dihitung;
• setara metrik dan imperial;
• batasan apa pun yang melekat pada materi yang dipilih.

Hindari pembulatan terlalu dini. Pertahankan nilai perhitungan penuh melalui aritmatika, lalu bulatkan dimensi perkakas akhir sesuai dengan toleransi gambar dan resolusi manufaktur praktis.

Cara Kerja Perhitungan Izin

Jarak bebas pukulan untuk mati adalah celah antara ujung tombak pukulan dan ujung tombak cetakan yang sesuai. MISUMI mendefinisikan persentase yang direkomendasikan sebagai izin per sisi, yang berarti persentase berlaku secara independen untuk setiap ujung tombak.

Perbedaan itu penting karena referensi lain menggunakan "dieclearance" untuk berarti perbedaan penuh antara dimensi punch dan die. CONIC, misalnya, mendefinisikan jarak bebas sebagai perbedaan antara dimensi pukulan dan dimensi dadu, sedangkan referensi gaya Roper Whitney juga dapat menggambarkan nilai total die-clearance. Persentase tidak dapat ditransfer dengan aman dari satu rumus ke rumus lain sampai konvensinya dikonfirmasi.

Jarak bebas per sisi versus jarak bebas total

Asumsikan pukulan bulat memiliki diameter 10.00 mm dan bukaan cetakan 10.20 mm.

Perbedaan dimensinya adalah:

10.20 − 10.00 = 0.20 mm

Itu 0.20 mm adalah jarak bebas total atau diametral. Jarak bebas di setiap ujung tombak adalah:

0.20 ÷ 2 = 0.10 mm per side

Konvensi	Arti	Nilai dalam contoh ini
Jarak bebas per sisi atau radial	Celah pada satu ujung tombak	0.10 milimeter
Jarak bebas total atau diametral	Perbedaan penuh antara ukuran pukulan dan cetakan	0.20 milimeter

Jika diagram merekomendasikan 10% per sisi, hitung t × 0.10 dan kemudian menggandakan hasilnya untuk perbedaan dimensi pukulan hingga mati penuh.

Jika diagram merekomendasikan 20% Izin total, hitung t × 0.20 sekali. Jangan menggandakannya lagi.

Rumus Dasar

Untuk sumber yang menentukan rasio per sisi:

c = t × r

Dimana:

• c = jarak bebas per sisi;
• t = ketebalan lembaran;
• r = rasio jarak bebas per sisi sebagai desimal.

Kemudian:

C = 2c

Dimana:

• C = jarak bebas total antara dimensi pukulan dan cetakan.

Untuk lembaran 1.0 mm dengan jarak bebas 8% per sisi:

c = 1.0 × 0.08 = 0.08 mm

C = 2 × 0.08 = 0.16 mm

Persentase mewakili proporsi ketebalan. Oleh karena itu, lembaran yang lebih tebal menghasilkan jarak dimensi yang lebih besar bahkan ketika rasio yang dipilih tetap tidak berubah.

Menusuk dan mengosongkan menggunakan jarak bebas secara berbeda

Jarak bebas per sisi yang sama dapat digunakan dalam kedua operasi, tetapi diterapkan pada dimensi perkakas yang berbeda.

Operasi	Barang jadi	Dimensi yang biasanya dipegang ke target	Dimensi kawin
Tindik	Lubang di lembaran	Ukuran pukulan	Pembukaan die lebih besar
Mengosongkan	Potongan dikeluarkan dari lembaran	Pembukaan	Pukulan lebih kecil

Panduan perkakas Mate menyatakan bahwa, selama pengosongan, ukuran cetakan adalah ukuran kosong dan dimensi pukulan dihitung dari dimensi cetakan.

Perhitungan Tindik

Dalam tindik, pukulan biasanya menentukan dimensi lubang jadi.

Untuk diameter lubang yang diperlukan Dh:

Dpunch = Dh

Ddie = Dh + C

Jika lubang target adalah 12.00 mm dan jarak bebas total adalah 0.24 mm:

• Ukuran pukulan: 12.00 mm
• Pembukaan: 12.24 mm

Siput yang dihilangkan adalah bekas. Dimensi dan penampilan tepinya mungkin masih memberikan bukti yang berguna saat memeriksa apakah jarak bebas berfungsi dengan benar.

Perhitungan Pengosongan

Dalam blanking, bagian yang dilepas adalah bagian yang diperlukan, sehingga bukaan die biasanya menentukan dimensi luarnya.

Untuk dimensi kosong yang diperlukan dari Db:

Ddie = Db

Dpunch = Db − C

Jika blanko yang diperlukan adalah 30.00 mm dan jarak bebas total adalah 0.24 mm:

• Pembukaan: 30.00 mm
• Ukuran pukulan: 29.76 mm

Pengosongan mungkin memerlukan penyesuaian tambahan ketika dinding lurus, lancip yang berkurang, atau kedalaman burnish tertentu sangat penting. Mate merekomendasikan untuk mengidentifikasi dimensi kosong kritis dan memperlakukan perkakas blanking secara berbeda dari tindik biasa.

Izin awal berdasarkan bahan dan ketebalan

Tabel berikut menggunakan nilai satu sisi kelas standar Diterbitkan di Referensi pemilihan izin MISUMI. Persentase ini adalah referensi awal, bukan pengaturan universal. Label kondisi material adalah kategori sumber dan harus diperiksa terhadap nilai aktual, kekuatan tarik, paduan, atau temper.

Kategori bahan	Kondisi	Jarak awal per sisi
Paduan aluminium	Lembut	6% ketebalan
Paduan aluminium	Sedang	8% ketebalan
Paduan aluminium	Keras	10% ketebalan
Tembaga pitch yang tangguh	Lembut	8% ketebalan
Tembaga pitch yang tangguh	Keras	10% ketebalan
Kuningan	Lembut	8% ketebalan
Kuningan	Keras	10% ketebalan
Baja	Ekstra lembut	10% ketebalan
Baja	Lembut	12% ketebalan
Baja	Keras	15% ketebalan
Baja tahan karat	Lembut	12% ketebalan
Baja tahan karat	Keras	15% ketebalan

Misalnya, aluminium sedang dengan ketebalan 1,5 mm menggunakan rasio 8% per sisi memberikan:

c = 1.5 × 0.08 = 0.12 mm per side

C = 0.24 mm total clearance

Cara Memilih Rasio Awal

Gunakan urutan ini:

1. Identifikasi kelas material, paduan, atau temperamen yang tepat.
2. Konfirmasikan ketebalan yang diukur atau dikontrol toleransi.
3. Pilih kategori materi yang diterbitkan yang benar-benar cocok dengan saham.
4. Konfirmasikan apakah persentase sumber per sisi atau total.
5. Hitung jarak bebas dimensi.
6. Periksa apakah mesin cetak, sistem perkakas, dan kondisi tepi yang diperlukan memberlakukan rekomendasi yang berbeda.
7. Validasi hasilnya dengan pemotongan percobaan sebelum produksi akhir.

Jangan memilih persentase terkecil yang tersedia hanya untuk mendapatkan zona burnish yang lebih besar. Jarak bebas yang lebih ketat meningkatkan sensitivitas terhadap penyelarasan dan dapat mempercepat keausan.

Kapan kekuatan tarik harus mengesampingkan menu material

Untuk baja berkekuatan tinggi, pilihan "baja" yang luas tidak cukup. Itu Pedoman Aplikasi AHSS Nyatakan bahwa jarak bebas umumnya meningkat seiring dengan meningkatnya kekuatan tarik, sementara juga memperingatkan bahwa jarak bebas yang terlalu lebar pada kekuatan tertinggi dapat meningkatkan tegangan lentur tepi pukulan dan risiko terkelupas. Oleh karena itu, nilai yang disarankan adalah fungsi kelas, ketebalan, kekuatan tarik, dan kinerja tepi hilir yang diperlukan.

Panduan yang sama melaporkan bahwa nilai baja ringan historis sering turun sekitar 5-10% dari ketebalan per sisi, sementara rekomendasi untuk nilai yang lebih kuat bisa jauh lebih tinggi. Ini juga menunjukkan bahwa satu persentase tidak menghasilkan hasil terbaik untuk setiap nilai AHSS.

Gunakan data khusus kelas atau uji coba meninju terkontrol saat bekerja dengan:

• AHSS atau baja berkekuatan ultra-tinggi;
• nilai martensit;
• lembaran yang mengeras;
• bahan dengan kekuatan tarik yang tidak pasti;
• stok dimaksudkan untuk peregangan atau pembentukan tepi nanti;
• bagian dengan persyaratan kelelahan atau patah tulang yang ketat.

Mengapa Bagan Izin yang Diterbitkan Tidak Setuju

Dua bagan yang secara teknis kredibel dapat menunjukkan nilai yang berbeda karena dapat menggunakan:

• konvensi per sisi versus izin total;
• kondisi material yang berbeda atau kekuatan tarik;
• sistem pers dan perkakas yang berbeda;
• target kelas presisi versus tingkat standar;
• persyaratan yang berbeda untuk duri, rollover, burnish, atau masa pakai alat;
• asumsi perkakas berpemilik;
• rentang ketebalan yang berbeda.

Sebagai contoh, Kalkulator UniPunch menerbitkan faktor 15% untuk aluminium, 20% untuk baja ringan, dan 25% untuk baja tahan karat sebagai "izin cetakan diperlukan", tetapi halaman tersebut tidak secara eksplisit memberi label pada faktor-faktor tersebut sebagai nilai per sisi. Mereka tidak boleh dimasukkan ke dalam rumus per sisi tanpa mengkonfirmasi konvensi yang dimaksudkan.

CONIC juga menerbitkan rasio yang berbeda untuk mesin mekanis dan mesin servo atau hidraulik dan menyarankan pengguna untuk mempertimbangkan kekuatan tarik, ketebalan, batasan alat berat, dan uji coba meninju yang sebenarnya.

Contoh Perhitungan yang Bekerja

Contoh Tindik

Persyaratan: Tembus lubang 10,00 mm pada aluminium sedang 1,20 mm.

Dari tabel referensi:

• Bahan: aluminium sedang
• Rasio per sisi: 8%
• Ketebalan: 1.20 mm

Hitung jarak bebas per sisi:

c = 1.20 × 0.08

c = 0.096 mm

Hitung total izin:

C = 2 × 0.096

C = 0.192 mm

Terapkan dimensi tindik:

• Ukuran pukulan: 10.000 mm
• Pembukaan: 10.000 + 0.192 = 10.192 mm

Pembukaan die yang dihitung dapat dinyatakan sebagai 10.19 mm jika pembulatan tersebut kompatibel dengan gambar, proses perkakas, dan toleransi. Jangan membulatkan nilai per-sisi perantara sebelum menghitung totalnya.

Contoh Pengosongan

Persyaratan: Menghasilkan blanko 25,00 mm dari kuningan lembut 1,50 mm.

Dari tabel referensi:

• Bahan: kuningan lembut
• Rasio per sisi: 8%
• Ketebalan: 1,50 mm

Hitung jarak bebas per sisi:

c = 1.50 × 0.08

c = 0.120 mm

Hitung total izin:

C = 2 × 0.120

C = 0.240 mm

Terapkan dimensi pengosongan:

• Pembukaan: 25.000 mm
• Ukuran pukulan: 25.000 − 0.240 = 24.760 mm

Dimensi ini adalah contoh perhitungan. Dimensi perkakas akhir masih bergantung pada bahan aktual, toleransi kosong, lancip tepi yang diharapkan, kondisi alat, dan uji coba produksi.

Periksa tepi potong dan siput sebelum menyelesaikan jarak bebas

Rumus tidak dapat menunjukkan apa yang terjadi di bawah beban tekan. Periksa potongan percobaan pertama dan, untuk menusuk, siput.

Tepi potong biasanya berisi empat wilayah yang dapat diamati:

1. Rollover: deformasi plastis awal di sisi masuk.
2. Zona burnish: bagian yang lebih halus dibuat saat pukulan menggunting ke dalam material.
3. Zona patah tulang: Daerah yang lebih kasar tercipta saat retakan merambat dari tepi pukulan dan cetakan.
4. Gerinda: Bahan tergeser yang tersisa di dekat sisi keluar.

Untuk AHSS, ketinggian duri saja dapat menyesatkan karena nilai yang kuat dapat retak dengan guling atau duri yang relatif sedikit. Transisi keseluruhan dari burnish ke rekatur, kelancaran zona rekahan, dan tidak adanya kerusakan geser atau tepi sekunder dapat memberikan bukti yang lebih baik.

Apa yang Harus Ditunjukkan oleh Tepi Potong Seimbang

Cari:

• tampilan tepi yang konsisten di sekitar fitur;
• zona burnish yang ditentukan;
• zona fraktur yang cukup halus;
• tidak ada geser sekunder yang jelas;
• duri dan rollover dalam persyaratan bagian;
• dimensi dalam toleransi;
• hasil serupa dibandingkan pukulan berulang.

Penampilan yang ideal bergantung pada aplikasi. Bagian yang dimaksudkan untuk peregangan tepi berikutnya mungkin memerlukan kondisi yang dioptimalkan yang berbeda dari lubang pembersihan sederhana.

Tanda-tanda izin berjalan tidak merata

Burnish, patah tulang, atau duri yang tidak merata di sekitar satu fitur sering menunjukkan jarak bebas berjalan yang tidak merata daripada persentase nominal yang salah.

Kemungkinan penyebabnya meliputi:

• ketidaksejajaran pukulan dan mati;
• tiang pemandu atau bushing yang aus;
• pemuatan samping pukulan;
• ujung tombak yang aus atau rusak;
• perkakas yang tidak diasah dengan benar;
• mati atau tekan defleksi di bawah beban;
• pers di luar level.

Pedoman AHSS memperingatkan bahwa beban pemotongan yang lebih tinggi dapat membelokkan cetakan atau menekan cukup untuk mengubah jarak bebas yang diukur dalam kondisi statis.

Untuk detail lebih lanjut tentang elemen pemandu, pukulan, komponen cetakan, dan keausan terkait penyelarasan, lihat Panduan Komponen Die.

Terlalu Sedikit Versus Terlalu Banyak Jarak Bebas

Kondisi	Tanda-tanda khas	Memeriksa sebelum mengubah rasio
Jarak bebas terlalu kecil	Geser sekunder, putus ganda, kedalaman burnish yang lebih besar, beban meninju atau pengupasan yang lebih tinggi, abrasi, galling, keausan cepat, chipping	Konfirmasikan keselarasan, ketajaman alat, ketebalan aktual, kelas material, dan apakah nilai sumbernya per sisi
Jarak bebas di dekat jangkauan yang dapat digunakan	Rollover, burnish, fraktur, dan duri yang konsisten; dimensi stabil; beban perkakas yang dapat dikelola	Konfirmasikan hasil berulang di seluruh profil dan kecepatan produksi
Jarak bebas terlalu besar	Rollover yang lebih besar, pengurangan burnish, peningkatan zona fraktur, lancip, distorsi, duri yang lebih besar di beberapa material, kontrol dimensi yang lebih buruk	Konfirmasikan kekuatan material, defleksi tekan, ukuran pukulan, ukuran cetakan, dan apakah nilai total digandakan secara tidak sengaja

Perbandingan CONIC menunjukkan bahwa jarak bebas yang lebih lebar cenderung meningkatkan rollover, area patah, duri, dan lengkungan, sedangkan jarak bebas yang sempit meningkatkan bidang geser dan tonase meninju. Panduan AHSS menambahkan bahwa jarak bebas yang sangat ketat dapat menciptakan geser sekunder, sementara jarak bebas yang sangat lebar juga dapat menciptakan rongga, kerusakan terkait terguling, atau tegangan tepi pukulan pada material berkekuatan tinggi.

Jarak bebas hanyalah salah satu kemungkinan penyebab kerusakan alat. Geometri pukulan, penyelarasan, kekuatan material, kondisi pengupasan, keausan, dan perilaku tekan juga harus diperiksa. Untuk analisis kegagalan yang lebih luas, lihat kerusakan pukulan pada cetakan stamping.

Ketika kalkulator tidak cukup

Minta peninjauan alat atau proses alih-alih hanya mengandalkan perhitungan umum ketika aplikasi melibatkan:

• AHSS, baja martensit, lembaran yang dikeraskan, atau paduan yang tidak terdaftar;
• lubang yang sangat kecil atau bagian pukulan sempit;
• profil kompleks atau asimetris;
• pengosongan halus;
• kebutuhan duri kritis, lancip, kelelahan, atau peregangan tepi;
• dimensi kosong yang ketat;
• variasi ketebalan material yang besar;
• masalah siput, chipping, atau kerusakan berulang;
• jarak bebas yang terlihat tidak merata di sekitar fitur;
• kelas material yang tidak pasti atau kekuatan tarik;
• pembatasan izin minimum khusus pers.

Pengosongan halus tidak boleh menggunakan kalkulator umum ini tidak berubah. Ini menggunakan pengekangan khusus dan jarak bebas khusus proses yang jauh lebih kecil. Panduan teknis MISUMI mengidentifikasinya sebagai aplikasi terpisah dan intensif keausan yang membutuhkan perlakuan jarak bebas yang berbeda.

Informasi untuk disertakan dalam tinjauan gambar atau perkakas

Siapkan informasi berikut:

• kelas bahan, paduan, atau temperamen yang tepat;
• ketebalan nominal dan toleransi ketebalan;
• kekuatan atau kekerasan tarik, bila diketahui;
• operasi menusuk atau mengosongkan;
• target dimensi jadi;
• toleransi dimensi;
• duri atau kondisi tepi yang dapat diterima;
• profil pukulan dan mati;
• sistem press atau perkakas;
• konvensi izin saat ini;
• foto atau sampel tepi potong dan siput;
• gejala saat ini seperti duri yang tidak merata, geser sekunder, masalah siput, atau kerusakan pukulan.

Daftar SunshinePro meninju cetakan dan pin dan menyatakan bahwa ia memasok komponen standar serta suku cadang yang disesuaikan berdasarkan gambar.

Untuk bahan non-standar, toleransi kritis, atau masalah produksi yang belum terselesaikan, hubungi SunshinePro dengan spesifikasi material, ketebalan, operasi yang diperlukan, dimensi target, dan gambar atau sampel yang tersedia. Nilai yang dihitung kemudian dapat ditinjau terhadap aplikasi aktual daripada diperlakukan sebagai pengaturan universal.