Recherchez une presse à monnaie hydraulique et il y a presque toujours un travail très spécifique derrière elle. Il faut que quelqu'un reproduise un fin relief sur du métal, une pièce de monnaie, une médaille, un badge, un contact électrique, un composant fritté, et il faut que l'impression soit identique sur la première pièce et sur la dix millième.
Chez Ningbo Delidong Machinery Technology, nous construisons des presses hydrauliques pour gagner notre vie. Nous passons donc la plupart de notre temps sur les questions qui se posent sous ce travail : la répartition uniforme de la charge sur le plateau, la précision avec laquelle la pression se répète, la lenteur avec laquelle le vérin doit serrer et combien de temps la presse doit tenir avant de lâcher prise. Ces quatre éléments décident si un travail de frappe est net ou doux.
Ce qui suit n’est pas un argumentaire de vente. Considérez-la comme une liste de contrôle que vous pouvez apporter à n'importe quel constructeur de machines, y compris nous.
Ce que fait réellement une presse à monnaie hydraulique
Une presse à monnaie hydraulique est une presse hydraulique configurée pour le monnayage, qui est une opération de formage à froid en filière fermée. Une ébauche préparée est pressée entre une matrice et un poinçon jusqu'à ce que le métal s'écoule plastiquement dans les moindres détails de la face de la matrice. Il en résulte une pièce avec un relief surélevé, des arêtes vives et une surface qui suit la matrice presque point par point.
Le mot important est « tenu ». Une presse à frappe mécanique délivre son énergie dans une impulsion très courte, ce qui est excellent pour les pièces de monnaie à grand tirage et pour les matrices difficiles. Une presse hydraulique génère plutôt une force à partir de la pression de l'huile, de sorte qu'elle atteint son plein tonnage à pratiquement n'importe quel moment de la course et peut ensuite y rester aussi longtemps que le matériau en a besoin. C'est cette rétention qui permet au métal de s'infiltrer dans les derniers microns du relief, et c'est la principale raison pour laquelle les grandes médailles, les pièces d'épreuve, les pièces de taillage et de précision en relief sont encore fabriquées sur des machines hydrauliques.
Ce qui différencie une presse à monnaie d'une presse à usage général
- Rigidité du cadre. Un cadre à quatre colonnes est le choix habituel, car la charge doit rester uniformément répartie sur toute la face de la matrice.
- Parallélisme. La planéité du traversin et du plateau à pleine charge compte bien plus qu'une grande table.
- Contrôle de la pression. Tonnage reproductible à environ un pour cent près, pas simplement un « tonnage élevé ».
- Une pression lente et contrôlée. La vitesse du bélier au contact est mesurée en millimètres par seconde et non en mètres par seconde.
- Une zone de dés construite pour les jeux de dés. Supports durcis, mouvement minimal et aucune flexion visible sous charge.
Si vous réussissez ces cinq étapes, le processus est remarquablement stable. Si vous vous trompez, aucun tonnage supplémentaire ne sauvera la pièce.
Comment se déroule un cycle de frappe, étape par étape
De l'extérieur de la garde, un cycle de frappe ressemble à un bélier qui descend et remonte. À l’intérieur, c’est une séquence de décisions, et la précipitation de chacune d’entre elles se reflète sur la pièce finie.
Préparation à blanc
Le flan ou planchet est recuit, nettoyé, dégraissé et vérifié pour son poids, son diamètre et son épaisseur. Les flans écrouis ne rempliront pas les reliefs profonds, peu importe ce que fait la presse. Si le poids du flan dérive, l’épaisseur finie dérive avec lui.
Chargement et alignement des matrices
Le jeu de matrices est placé dans son support et le parallélisme est vérifié à l'aide de comparateurs à cadran. Un désalignement de quelques centièmes de millimètre se manifeste par un relief déséquilibré et une usure inégale de la matrice bien avant d'apparaître comme une pièce mise au rebut.
Réglage de la hauteur et de la course de fermeture
La position inférieure est réglée sur un flan à prise souple, fermée lentement, puis inspectée. Le poinçon ne doit jamais toucher le fond métal contre métal ; la profondeur d'impression, et non une butée dure, définit la pièce finie.
Approche
Le vérin descend rapidement pendant la majeure partie de sa course, puis passe à une approche lente juste avant le contact. Ce toucher doux protège le bord de la matrice des chocs, ce qui est l'un des tueurs silencieux de l'outillage de frappe.
Presser
Le tonnage complet est appliqué progressivement. Le métal commence à couler sous les points les plus élevés de la matrice, puis s'étend vers l'extérieur jusqu'à ce que les détails se remplissent, en partant du centre de l'impression vers le bord.
Habiter
La pression est maintenue, généralement d'une à cinq secondes et parfois plus sur les grosses médailles. C'est là que le dernier détail se remplit et que la récupération élastique peut agir contre la matrice plutôt que contre la pièce finie.
Décompression et éjection
La pression est relâchée progressivement, le vérin se rétracte et la pièce est éjectée. Un démoulage lent protège le die, évite le collage et évite de déchirer le relief qui vient d'être formé.
Frappe, estampage et gaufrage : trois tâches, trois courbes de force
Les gens utilisent ces mots de manière interchangeable, puis se demandent pourquoi une presse achetée pour un travail a du mal avec un autre. La différence n'est pas le numéro de tonnage sur la plaque signalétique. C'est la forme de la courbe de force et ce qui se passe au bas du trait.
| Facteur | Presse à monnaie hydraulique | Presse à gâche mécanique | Presse à gaufrer hydraulique |
|---|---|---|---|
| Forcer la livraison | Pression lente, pression maintenue au fond | Impulsion brusque provenant d'une manivelle ou d'une articulation | Pressage lent, souvent contre un support souple |
| Tonnage par course | Tonnage complet à presque tout moment | Force maximale uniquement près du bas | Tonnage complet, réglable par étapes |
| Vitesse de cycle | Secondes par partie | Plusieurs parties par seconde possibles | Secondes par partie |
| Habiter capability | 1 à 5 secondes ou plus | Essentiellement aucun | 1 à 10 secondes |
| Effet sur les matrices | Chargement doux et progressif | Charge de choc élevée, usure plus rapide de la matrice | Choc doux et faible |
| Le mieux adapté à | Grosses monnaies, médailles, pièces d'épreuves, matriçage, contacts, dimensionnement de pièces frittées | Monnaie de circulation à grand volume | Badges, panneaux décoratifs, feuille texturée |
| Caractère de sortie | Volume faible à moyen, détails élevés | Volume élevé, détails modérés | Faible volume, détail décoratif |
Tonnage et pression : les chiffres qui décident du travail
Le tonnage est une question d'arithmétique, pas d'intuition. Une estimation utile du premier passage est la suivante : la force requise est égale à la pression unitaire multipliée par la surface projetée de l'empreinte. La pression unitaire dépend du métal, de la profondeur du relief et du degré de travail de l'ébauche.
Pressions unitaires indicatives pour les estimations de premier passage uniquement. Un relief profond, des flans minces, un matériau durci et des rayons serrés poussent la figure vers le haut.
Deux habitudes permettent d'économiser de l'argent réel ici. Le premier est la marge : ajoutez 20 à 30 pour cent au-dessus du chiffre calculé, car une presse fonctionnant au plafond n'a plus de place pour un lot de flans plus durs ou une matrice légèrement plus profonde. La seconde est le respect de l’outillage. La pression pour laquelle la matrice n'a jamais été conçue ne s'annonce pas poliment, elle use la matrice tôt ou la fissure complètement, et une matrice de frappe est rarement bon marché à remplacer.
Il est également utile de se rappeler que le numéro sur la plaque signalétique décrit la presse et non le travail. Une presse rigide de 300 tonnes avec un bon parallélisme surpassera souvent une machine fatiguée de 500 tonnes, car la force atteint en réalité la face de la matrice au lieu de plier d'abord le châssis.
Vitesse du RAM, maintien et décompression : les paramètres sur lesquels personne ne discute jusqu'à ce qu'une pièce tombe en panne
Trois réglages effectuent la majeure partie du travail invisible dans un cycle de frappe. Ce sont aussi les trois plus souvent laissés en défaut.
Approche and contact
Une descente rapide suivie d’une approche lente n’est pas un gadget. Il raccourcit le cycle sans laisser le poinçon toucher le flan à grande vitesse. Le choc au contact déforme légèrement le bord de la matrice, et un bord de matrice qui se déforme légèrement répète cette erreur sur chaque pièce qui suit.
Presser speed
Généralement 1 à 20 mm/s. Des métaux plus durs, un relief plus profond et des diamètres plus grands plaident en faveur d'une extrémité plus lente. Une compression plus rapide peut piéger le métal avant qu’il n’ait le temps de s’écouler dans les petits rayons.
Habiter
Une à cinq secondes est courante, plus longue pour les très grosses médailles. Dwell laisse le matériau s'infiltrer dans les derniers microns de détail et permet la récupération élastique pendant que la pièce est encore sous charge.
Décompression
Le relâchement progressif de la pression empêche la pièce de se détacher de la face de la matrice et protège la matrice d'une charge inverse soudaine. C’est particulièrement important sur les pièces fines et larges.
Répétabilité
Une presse qui produit 180 tonnes le lundi et 200 tonnes le vendredi n'est pas une presse à pièces. Les recettes stockées avec pression, position, vitesse et maintien donnent à l'opérateur un point de départ reproductible à chaque quart de travail.
Configuration des matrices : là où naissent la plupart des problèmes de frappe
Lorsqu'un travail de frappe ne fonctionne pas proprement, la presse est généralement le dernier suspect et la configuration de la matrice est généralement la première. Six chèques en couvrent la majeure partie.
Parallélisme
Vérifiez la matrice posée contre la traverse avec des indicateurs, puis corrigez avec des cales. Une hauteur inégale signifie un relief inégal et une matrice qui s'use d'un côté.
Hauteur de fermeture
Placez-le sur un support à prise douce et inspectez l'empreinte. Ne réglez jamais la hauteur de fermeture en laissant le poinçon et la matrice se toucher.
Serrage
Le porte-matrice doit maintenir le jeu de matrices de manière rigide. Tout mouvement dans le support se transforme en flash, bavures et profondeur de relief incohérente.
Lubrification
Un film lubrifiant léger et homogène aide le métal à s'écouler et à se libérer. Trop et la matrice ne peut pas adhérer à la surface ; trop peu et la partie des galles.
Contrôle du collier et du flan
Lorsqu'un collier est utilisé, il contrôle le bord du flan et empêche le rebord de s'écarter. La tolérance du diamètre du flan compte autant que la qualité de la matrice.
État de la matrice
Une matrice polie imprime proprement. Une seule bavure ou éclat sur la face de la matrice est reproduite fidèlement sur chaque pièce jusqu'à ce que quelqu'un regarde la matrice au lieu de la presse.
Matériaux : ce qui coule, ce qui riposte
Chaque métal est monétaire différemment, et les différences sont plus pratiques qu’académiques. Ils décident de votre tonnage, de votre séjour, de la fréquence de recuit et du soin avec lequel vous polissez la matrice.
Or and silver
Doux, fluide à merveille et monnayable bien à tonnage modéré. Le défi réside dans la qualité de la surface et le grippage. C'est pourquoi le travail d'épreuve dépend d'une matrice hautement polie et d'une lubrification disciplinée plutôt que de la force brute.
Cuivre, laiton and bronze
Travaillez rapidement. Ils peuvent nécessiter une étape de recuit entre les opérations et les pressions unitaires sont sensiblement plus élevées que pour les métaux précieux de même taille.
Aluminium et ses alliages
Faciles à monnayer et indulgents en termes de tonnage, ce qui les rend populaires pour les jetons, les médailles et les pièces promotionnelles. Des détails nets sont obtenus sans pousser trop fort la presse.
Nickel et cupronickel
Plus rigide que le cuivre et plus dur sur les matrices. La profondeur du dégagement doit être planifiée de manière prudente et les intervalles d'entretien des matrices doivent être raccourcis.
Acier, inoxydable et titane
Pressions unitaires élevées et vitesses de compression lentes. Lorsque les pièces sont grandes ou que l'alliage est tenace, le matriçage à chaud ou à chaud avec des plateaux chauffés devient la voie la plus judicieuse.
Préformes en métal fritté et en poudre
Le monnayage est utilisé pour dimensionner et densifier les pièces frittées jusqu'à la tolérance finale, améliorant ainsi l'état de surface et la cohérence dimensionnelle en un seul passage.
Le formage à froid sans chaleur est la colonne vertébrale de tout cela, et c'est une technologie avec laquelle nous travaillons chaque jour dans un coin différent de l'atelier. La même logique de formage à froid se retrouve dans les équipements que nous construisons pour d'autres industries, par exemple nos machines de formage par presse à froid, qui mettent en forme les préformes en matériau de friction à température ambiante :
Machine de formage par presse à froid pour préformes de plaquettes de frein La presse hydraulique à froid pré-consolide le matériau de friction lâche à une température proche de la température ambiante avant le durcissement par presse à chaud, contribuant ainsi à une densité uniforme et à une pression contrôlée. Voir le produit → Matériau différent, mêmes questions d'ingénierie concernant le parallélisme, la répétabilité de la pression et la douceur avec laquelle la charge arrive.
Où les presses à monnaie hydrauliques gagnent leur vie
La frappe hydraulique ne concurrence pas toutes les chaînes de frappe du monde. Il gagne dans un ensemble spécifique d’emplois, et il les gagne clairement.
Grandes pièces et épreuves commémoratives
Là où le relief est profond et le diamètre généreux, la compression lente et le maintien font ce qu'une frappe pointue ne peut pas faire : remplir les détails jusqu'au bord sans fissurer la matrice.
Médailles, récompenses et pièces de présentation
Portraits et lettrages fins sont exactement le genre de détails qu'une presse hydraulique reproduit le plus fidèlement, partie après partie, sans retouche.
Le taillage
Un moyeu durci est pressé lentement dans une ébauche de matrice à un tonnage très élevé avec une longue durée de vie, enfonçant l'empreinte dans l'acier. Il s’agit de l’une des applications de frappe hydraulique les plus anciennes et les plus exigeantes.
Contacts électriques et pièces gaufrées de précision
Les rivets de contact, les bandes et les petits composants gaufrés bénéficient d'un tonnage reproductible et d'une position basse contrôlée, plus facile à maintenir sur une presse hydraulique que sur une presse mécanique.
Dimensionnement des pièces frittées
Les composants en poudre métallique sont frappés jusqu'à l'épaisseur et la finition finales, fermant ainsi les fenêtres de tolérance que le frittage seul ne peut atteindre.
Bijoux, objets creux, badges et pièces d'horlogerie
Petits, détaillés et souvent à faible volume, ces travaux récompensent une presse capable de stocker une recette et de la répéter exactement le mois suivant au retour de la commande.
Entraînement hydraulique ou électrique ? Deux points de vue honnêtes
C’est l’argument qui revient à chaque réunion d’approvisionnement, et les deux parties ont de vrais arguments.
Le cas de l’hydraulique
Tonnage complet à tout moment de la course, véritable maintien sous pression, protection naturelle contre les surcharges et courbe de force respectueuse des matrices de frappe. Le tonnage est réglable depuis le panneau de commande sans modifier aucun matériel, et le coût par tonne de force est toujours difficile à battre à des capacités élevées. Pour les reliefs profonds, les grands diamètres et le taillage, cela reste la réponse pratique.
Les arguments contre cela
Des cycles plus lents, de l'huile hydraulique à entretenir, plus de chaleur à gérer et plus d'énergie utilisée par pièce qu'un entraînement servo-électrique bien réglé. Le contre-argument est que les pompes variables modernes, les unités servo-hydrauliques et les systèmes d'accumulateurs comblent une grande partie de cet écart, et que lors d'un travail de frappe, le facteur limitant est généralement la qualité de la pièce plutôt que la durée du cycle. Si vos volumes se mesurent en coups par seconde, une presse mécanique est le bon outil et personne ne devrait prétendre le contraire.
La réponse honnête est que le choix du lecteur doit suivre la pièce et non la brochure. C'est le même compromis que nous affrontons avec les clients de nos plates-formes de presse sœurs, et nous l'avons décrit dans une comparaison pratique des entraînements de presse hydrauliques et électriques pour quiconque pèse les deux.
Pour un aperçu plus approfondi du comportement des deux systèmes d'entraînement dans un atelier de production réel, consultez cette répartition de entraînements de presse hydrauliques et électriques , qui couvre les mêmes questions de courbe de force provenant d'une application différente.
Spécification d'une presse à monnaie : une liste de contrôle en dix points
Apportez ces dix réponses à n'importe quel fournisseur et la conversation deviendra plus courte et beaucoup plus utile.
- La pièce elle-même. Le diamètre, l'épaisseur, le matériau, la profondeur du relief et la tolérance qui compte réellement.
- Zone projetée de l'impression. Pas la zone vide, la zone sous charge.
- Pression unitaire et tonnage total. Calculez-le, puis ajoutez 20 à 30 pour cent de marge.
- Type de cadre et rigidité. Quatre colonnes pour la plupart des travaux de frappe, avec une limite de déflexion indiquée à pleine charge.
- Taille de la table, lumière du jour et course. Dimensionné en fonction du jeu de matrices et de la manipulation que vous prévoyez d'ajouter plus tard.
- Contrôle de la vitesse du bélier. Confirmez que les vitesses d'approche, de compression et de retour sont réglables séparément.
- Habiter capability. La presse doit maintenir la pleine pression, pas simplement l'atteindre.
- Répétabilité de la pression et recettes. Demandez comment le tonnage est mesuré et avec quelle régularité il se répète d'une équipe à l'autre.
- Éjection et automatisation. Force d'éjection, retrait des pièces et si vous souhaitez un transfert ou un chargement automatique des matrices.
- Sécurité, service et pièces de rechange. Des protections et des verrouillages conformes aux normes que vous devez respecter, ainsi qu'une réponse réaliste sur les pièces de rechange et le support.
Un fournisseur qui ne peut pas répondre aux points trois et huit avec des chiffres vous dit quelque chose d'utile.
Garder une presse à monnaie précise
La précision du monnayage est principalement une question de maintenance, effectuée silencieusement et dans les délais.
Contrôles de routine
- Indicateurs de niveau d'huile, de couleur d'huile et de filtre
- Température de l'huile maintenue dans une plage de travail stable, environ 30 à 55 °C
- Propreté de l'huile, au code ISO précisé par le constructeur
- Fuites visibles autour du cylindre, des vannes et des raccords
- Bruit ou vibration inhabituel du groupe de pompes
- Propreté des traversins et des plateaux avant chaque changement de matrice
- Test de fonctionnement des protections, des verrouillages et des commandes bimanuelles
Quand la pièce tourne mal
- Détail qui ne remplit pas : vérifier le tonnage, le maintien, la dureté du flan et la lubrification avant de blâmer la matrice
- Bavures ou bavures : hauteur de fermeture, parallélisme et état du collier
- Tonnage dérivé entre les équipes : température de l'huile, usure des soupapes, étalonnage du capteur de pression
- Collage des pièces : agent de démoulage, réglage de décompression, polissage des matrices
- Relief irrégulier d'un côté à l'autre : revérifier le parallélisme et le calage
- Perte progressive de netteté : usure de la matrice et non de la presse, dans la plupart des cas
La plupart de ces symptômes ressemblent à des défauts de presse et s’avèrent être des défauts de processus ou d’outillage. Nous constatons également le même schéma sur d'autres types de presse et avons rassemblé les plus courants dans ce guide pour Problèmes liés aux machines de formage par pression à froid et comment les éviter .
La vue d'un constructeur de presse
Nous ne sommes pas un spécialiste du matériel neuf. Nous construisons des presses hydrauliques à quatre colonnes avec pression, température et durée programmables, utilisées pour la vulcanisation du caoutchouc, l'injection de silicone et la formation de matériaux de friction. Ce travail nous a appris quelques choses qui s’appliquent directement au monnayage.
Tout commence par la répartition uniforme de la charge sur le plateau. Une presse qui dévie sous charge ne fournit pas le tonnage suggéré par la jauge, et aucun algorithme de contrôle ne fixe un cadre qui fléchit. Deuxièmement, la répétabilité : un opérateur doit pouvoir stocker une recette et obtenir le même résultat le mois prochain. Troisièmement, il y a le contrôle de l'ensemble du cycle, et pas seulement du pic, ce qui signifie une approche, une compression, un maintien et un relâchement réglables séparément.
Les deux plateformes ci-dessous illustrent comment cette réflexion est appliquée dans la pratique. Le premier a été conçu spécifiquement autour d’une répartition uniforme de la pression sur toute la face de la matrice :
Presse à plaquettes de frein à pression égale Presse personnalisée avec rapport de pression optimisé et cylindre d'huile flottant pour une pression de cavité constante dans la production de plaquettes de frein en grand volume. Voir le produit → La seconde est une presse à plateau chauffé dans laquelle la pression, la température et le temps sont tous maintenus dans une recette stockée, ce qui correspond à la même discipline dont un cycle de frappe a besoin lorsqu'un formage à chaud est impliqué :
Presse de vulcanisation de plaques personnalisées pour produits en caoutchouc Presse de vulcanisation automatisée à plateau chauffant pour articles en caoutchouc, avec pression réglable et température contrôlée de 100 à 250°C pour soutenir une production efficace. Voir le produit → Si vous spécifiez une presse à monnaie, telles sont les questions qui méritent d'être posées à tout constructeur, y compris nous.
Foire aux questions
Quelle est la différence entre frapper et frapper ?
Les deux sont des opérations de formage à froid en filière fermée, la métallurgie est donc similaire. La différence est la courbe de force. La frappe utilise une impulsion mécanique vive, rapide et dure pour les matrices. La frappe sur une presse hydraulique utilise une compression lente suivie d'un séjour sous pression, qui remplit les reliefs fins plus doucement et de manière plus cohérente.
De quel tonnage une presse à monnaie hydraulique a-t-elle besoin ?
Estimez la pression unitaire multipliée par la surface projetée de l’impression, puis ajoutez une marge de 20 à 30 pour cent. Une petite médaille d'argent peut nécessiter seulement 100 à 200 tonnes, une grande médaille commémorative en bronze peut nécessiter 800 tonnes ou plus, et le matriçage peut atteindre des milliers de tonnes.
Une presse à monnaie hydraulique peut-elle produire des pièces de circulation à grande vitesse ?
Il peut les produire, mais pas à la vitesse de l’or. Les pièces de monnaie à grand tirage sont généralement frappées sur des presses mécaniques exécutant plusieurs frappes par seconde. Les presses hydrauliques conviennent aux pièces commémoratives, aux épreuves, aux médailles, aux pièces de taillage et de gaufrage de précision, où les détails et la répétabilité comptent plus que le temps de cycle.
Pourquoi le temps de séjour est-il si important en matière de frappe ?
Le métal continue de s'insinuer dans les moindres détails tant que la pression est maintenue. Sans retard, les détails extérieurs de l'impression peuvent paraître mous, en particulier sur les grandes pièces. Dwell permet également une récupération élastique alors que la pièce est encore sous charge, de sorte que la matrice contrôle les dimensions finales.
Une presse hydraulique peut-elle être utilisée pour le taillage ?
Oui, et c'est l'une des applications classiques. Un moyeu durci est pressé lentement dans une ébauche de matrice à un tonnage très élevé avec une longue durée de vie, de sorte que l'empreinte s'enfonce progressivement dans l'acier plutôt que d'y être martelée.
Un cadre à quatre colonnes est-il vraiment nécessaire ?
Pour la plupart des travaux de frappe, c'est le choix le plus sûr, car quatre colonnes répartissent la charge uniformément et maintiennent les plateaux parallèles sous pression. Les presses à châssis en C peuvent fonctionner pour de petits travaux de faible tonnage, mais le parallélisme devient plus difficile à maintenir à mesure que le tonnage augmente.
À quelle fréquence faut-il changer l’huile hydraulique ?
Suivez l’analyse de l’huile plutôt qu’un calendrier fixe. La plupart des ateliers changent l'huile chaque année ou selon le calendrier du constructeur, remplacent les filtres plus souvent et maintiennent la température de l'huile dans une plage stable d'environ 30 à 55 °C. Une huile propre et stable est l’un des moyens les moins coûteux de protéger la répétabilité de la pression.
