Proces obaranja u automobilskoj štampari: način neuspjeha i rad

KRATKO

U automobilskoj štampariji, izraz "necking" odnosi se na dva različita, ali kritična koncepta: proces i materijal način otkazivanja - Što? Kao proces (često se naziva smanjivanjem), obaranje je namjerno smanjenje promjera cijevi ili posude, obično se koristi za komponente izduvnih plinova i spremnike. Kao način neuspjeha, obaranje je lokalizirana nestabilnost tanka u ploči koja prethodi frakturi, označavajući apsolutnu granicu oblikljivosti materijala.

Za inženjere procesa, savladavanje rušenja zahtijeva dvostruki pristup: optimizacija alata za obavljanje operacija pokretanja bez savijanja, istodobno dizajnirajući stampirane ploče kako bi se izbjeglo nezaustavljivost vrata analizom raspodjele napetosti i stope tvrđanja rada. Ovaj vodič razlaže fiziku, parametre i strategije kontrole za oba scenarija.

Operacija za obaranje vrata: Smanjenje promjera u cijevastih dijelova

U kontekstu proizvodnje dijelova, izduvanje je operacija oblikovanja koja se koristi za smanjenje promjera cilindrične ljuske ili cijevi na otvorenom kraju. Za razliku od crtanja, koje pomjera materijal kako bi stvorilo dubinu, crtanje se oslanja na pritiskaće sile kako bi se smanjio obim. Ova tehnika je sveprisutna u automobilskoj proizvodnji za komponente poput ljuski katalizatora, cijevi amortizera i vrata za punjenje goriva.

Mehanička metoda prilikom pranja vrata

Operacija primorava kocku preko kraja cijevnog praznog mjesta. Kako se matrica pomjera, materijal je podvrgnut pritisku, zbog čega se ulijeva prema unutra i blago se zgušnjava. Uspjeh procesa ovisi o sposobnosti materijala da plastično teče u kompresiji bez kolapsiranja.

Postoje dvije primarne metode za postizanje ovog smanjenja:

• Umrijet će. Svaka vrsta materijala mora biti u skladu s zahtjevima iz točke 3. To je brže, ali ograničeno trenjem i rizikom od skretanja ako je omjer smanjenja previše agresivan.
• S masenim udjelom od 0,15 mm ili više, ali ne većim od 0,15 mm Dijel ili alat se okreće, primjenjujući lokalni pritisak kako bi se promjer postupno smanjio. Ova metoda, koja se često koristi za limenke za piće i precizne dijelove automobila, smanjuje trenje i omogućuje veće smanjenje promjera bez mana.

Česti nedostaci u operacijama čvrstine

Zbog materijala se komprimira, primarni način neuspjeha tijekom proces pokretanja ne dijeli se, ali skretanje ili bore. Ako je dužina cijevi koja se ne podupire preduga, ili ako je debljina zida nedovoljna u odnosu na prečnik, metal će se više savijati nego teći. Inženjeri često koriste unutarnje rukave ili razrađene redukcije (više prolaza) kako bi podržali materijal i održali geometrijski integritet.

Za proizvođače koji se bave složenim geometrijama ili proizvodnjom velikih količina gdje je preciznost kritična, partnerstvo s specijaliziranim uslugama pečatiranja kao što su Shaoyi Metal Technology može smanjiti jaz između brze prototipiranja i masovne proizvodnje. Njihova stručnost u IATF 16949 certificiranom preciznom žigosanju osigurava da čak i teški postupci oblikovanja poput dubokog vrata ispunjavaju globalne standarde OEM-a.

Necking kao način neuspjeha: granica oblikovanja

U širem kontekstu Body-in-White (BIW) žigosanja, grlo je neprijatelj. Ona definiše početak nestabilnosti materijala gdje se deformacija lokalizira u uskom pojasu, što neizbježno dovodi do prijeloma. Kada se jednom formira lokalni vrat, materijal u tom području brzo se razređuje, dok okolni materijal potpuno prestaje deformirati.

Difuzna vs. lokalna obručavanje

Razumijevanje progresije izljevanja od ključne je važnosti za predviđanje kvara u naprednim čelikovima visoke čvrstoće (AHSS):

• Difuzno vratno: To je početna faza u kojoj se širina ploče počinje nejednako skupljati. Ona se širi na veću površinu i ne vodi odmah do neuspjeha. U testiranju na vještačku snagu, to se događa u točki krajnje snage na vještačku snagu (UTS).
• Lokalni krpelji: Ovo je granica kritičnog neuspjeha. Deformacija se koncentrira u uski pojas (približno debljine ploče). U ovom stanju, materijal se katastrofalno razrjeđuje bez daljnjeg proširenja u okolnim područjima. U simulaciji i dizajnu pečatanja početak lokalnog oštrenja smatra se funkcionalnom točkom neuspjeha dijela.

Fizika nestabilnosti

Necking se javlja kada materijal je stopa tvrđenja ne može više nadoknaditi smanjenje površine presjeka. Prema kriteriju Considerea, stabilnost se održava dokle god se materijal jača (tvrdi) brže nego što se tanji. Kada se brzina zatvrdnjevanja rada smanji ispod prave razine stresa, nastaje nestabilnost.

Zato je visoka. n-vrednost (izraz učestalosti tvrđenja na tanakost) materijali su poželjni za složena istampiranja; oni zadržavaju svoju sposobnost da duže raspoređuju tanakost na većoj površini, odgađajući početak vrata.

Inženjerski parametri i ponašanje materijala

Povezivanje procesa i načina neuspjeha zahtijeva duboko ronjenje u znanost o materijalima. U slučaju da se ne može utvrditi da je čelično stanje u stanju da se ne može izravno izravno izravno izravno izravno izravno izravno izravno izravno izravno izravno izravno izravno izravno izravno izravno izravno izravno izravno iz

Uloga n-vrijednosti

U slučaju da se ne primjenjuje presjek, za svaki presjek se primjenjuje sljedeći presjek:

• Za sprečavanje neuspjeha: U slučaju da se ne primjenjuje primjena ovog standarda, ispitna metoda može se upotrijebiti za utvrđivanje vrijednosti. To omogućuje materijalu da se produži prije nego što počne lokalizirano okretanje vrata, što je ključno za duboko povučene panele tijela.
• Za operacije čvrstog čvrstog čvrstog čvrstog čvrstog čvrstog čvrstog čvrstog čvrstog čvrstog čvrstog čvrstog čvrstog čvrstog čvrstog čvrstog čvrstog čvrstog čvrst Ironično, vrlo visoka vrijednost n ponekad može biti izazov za operacije kompresijskog vratljenja ako se materijal previše brzo zatvrdi, što zahtijeva veće sile i povećava rizik od savijanja.

Uređivanje graničnih krivina (FLC)

Kako bi se predvidjela nestabilnost u proizvodnji, inženjeri se oslanjaju na krivulju ograničenja formiranja (FLC). FLC prikazuje glavne i manje značajne sojeve kod kojih se javlja lokalno krčenje. Svaka točka na pečatu koja se nalazi iznad ove krive očekuje se da će propasti.

Moderne metode detekcije, kao što je Digital Image Correlation (DIC), omogućuju inženjerima da u realnom vremenu vizualiziraju nakupljanje napetosti. Prateći uzorak površine, DIC može identificirati "glavnu traku" prije nego što postane vidljiva golim okom, omogućavajući proaktivno podešavanje crteža.

Prevencija nedostataka i kontrola procesa

Bez obzira na to obavljate li operaciju ili pokušavate spriječiti neuspjeh, kontrola trenja i protoka materijala je od najveće važnosti.

U slučaju da se ne primjenjuje, ispitni postupci se provode u skladu s člankom 6. stavkom 2.

• Strategija podmazivanja: Visoko trenje ograničava protok materijala, uzrokujući lokalizirano istezanje. Poboljšanje podmazivanja u kritičnim područjima omogućuje materijalu da se povuče iz susjednih zona, distribuirajući napetost.
• Sklopna površina: Ako je sila praznog držala prevelika, materijal ne može protjecati u matrice, što dovodi do prekomjernog istezanja i zatvaranja. Smanjenje ove sile omogućuje veći povlačenje.
• Polumjer kalupa: Oštar poluprečnik koncentrira stres. Povećanje radijusa ulaza u čeliku može smanjiti vrhunsko opterećenje i spriječiti pojavu lokalnog vrata.

U slučaju da se radi o izloženosti, potrebno je provesti testiranje na temelju sljedećih kriterija:

• Uređaj za upravljanje: Za zaštitu od skretanja tijekom kompresijskog čvrstanja, koristite vanjske ili unutarnje vodnike za podupiranje zidova cijevi.
• Smanjenje u fazama: Ne pokušavajte smanjiti prečnik za 50% na jedan udarac. U slučaju da se ne provodi primjena, sustav će se moći koristiti za upravljanje pritiskom.
• Kaljenje: Za agresivne redukcije može biti potrebno srednje izgaranje kako bi se obnovila fleksibilnost i smanjila stanje tvrdoće materijala.

Zaključak

U automobila je stampiranje dualnost koju svaki inženjer procesa mora preći. To je i vrijedna tehnika oblikovanja za cijevasti sastavni dijelovi i određivanje granice oblikljivosti ploče. Razlikovanjem između mehaničke kompresije proces pokretanja i nestabilnost u vezi sa povlačenjem neuspjeh u vezi s vratom u skladu s tim, proizvođači mogu optimizirati svoje projekte alata i izbor materijala. Uspjeh se postiže ravnotežom tih sila, korišćenjem plastične deformacije za oblikovanje metala, uz poštovanje fizičkih granica gdje stabilnost završava i počinje kvar.

Često postavljana pitanja

1. za Koja je razlika između trčanja i crtanja?

Crtanje je proces tezanja u kojem se prazan dio povuče u crtež kako bi se stvorio dubina, često smanjujući debljinu zida. U slučaju da je cijev u stanju da se ugasi, ona se može ugasiti i na drugi način. U crtanju, materijal teče iz flange; u vratiranju, materijal se prisiljava unutra na otvaranju.

2. - Što? Kako n-vrednost utječe na nestabilnost vrata?

N-vrijednost (eksponenat tvrđenja radom) ukazuje na sposobnost materijala da se tvrdi dok se deformiše. Viša n-vrijednost znači da materijal efikasnije odupire lokaliziranom tanjenju, raspoređujući napetost na veću površinu. To izravno odgađa početak nestabilnosti vrata, omogućavajući dublje i složenije stampiranje.

3. Slijedi sljedeće: Može li se otkrivati da je vrat prepolomljen?

-Da, to je dobro. Iako je teško vidjeti golim okom dok ne bude ozbiljna, lokalizirano krčenje može se otkriti pomoću sustava digitalne korelacije slika (DIC) tijekom testiranja. U proizvodnji vidljiva "žlijezda" ili linija tanjenja na površini ploče jasan je znak da je proces na ivici razdvajanja i zahtijeva hitnu prilagodbu.