Alapvető tervezési elvek hibátlan húzószerszámokhoz

TL;DR

A húzó sablon egy speciális szerszám, amely lapos lemezből zökkenőmentes, háromdimenziós üreges alkatrészt készít. Működése során egy bélyeg segítségével nyújtja a fémlemezt egy sablonüregbe, miközben egy tárcsafogó szabályozza az anyag mozgását. A sikeres tervezés kulcsa a fémáramlás pontos szabályozása, valamint a kritikus tényezők – például az anyagjellemzők, húzási arány, kenés, tárcsafogó nyomás és sablonlekerekítések – optimalizálása, hogy elkerülhető legyen a redőzés, szakadás vagy törés.

A mélyhúzás alapjainak megértése

Egy mélyhúzó sablon alapelve a lemezanyag irányított alakítása. A vágással vagy hajlítással ellentétben a mélyhúzás folyamata során egy sík fémtárcsát nyújtással és összenyomással alakítanak át varrat nélküli üreges formává. Ez a módszer alapvető fontosságú széles körű termékek gyártásához, például autókarosszériák, konyhai mosogatók, edények és ipari alkatrészek előállításához. A folyamat egymással összehangolt szerszámok csoportjának működésén alapul, amelyek óriási nyomás mellett dolgoznak a kívánt geometria eléréséért.

A művelet akkor kezdődik, amikor egy fémlapot, amelyet alapanyagnak (kiinduló darabnak) neveznek, a sablon felületére helyeznek. Egy „alapanyag-tartó” vagy „befogó” néven ismert alkatrész lefelé mozogva rögzíti az alapanyag széleit. Ez a befogóerő kritikus fontosságú ahhoz, hogy szabályozni lehessen, hogyan húzódik be az anyag a sablonba. Ezután a bélyegző, amely a rész belső üregének alakját veszi fel, lefelé haladva bepréseli a fémlemezt a sablon üregébe. Ahogy a bélyegző lefelé mozog, kényszeríti a fémlemezt, hogy megnyúljon és átformálódjon a sablon belépési rádiuszán, ezzel sík lemezből 3D-s alkatrészt hozva létre. A cél az, hogy ezt az átalakulást úgy érjék el, hogy közben ne sérüljön az anyag integritása.

Több kulcsfontosságú alkatrész szükséges ahhoz, hogy ez a folyamat megfelelően működjön. Az ALSETTE szakértői szerint ezek közé tartozik a bélyegző, a sablonüreg és az alapanyag-tartó. A Lökhöz kialakítja az alkatrész belső formáját, a Szerszámedény határozza meg a külső geometriáját, és az Sajtógyűrű szabályozott nyomást alkalmaz az alapanyag peremén annak érdekében, hogy szabályozza a fémáramlást. Összetettebb tervezésnél Húzóhorok —a kis bordák a sablon vagy rögzítő felületén—növelik a súrlódást, és tovább finomítják az anyagáramlást meghatározott területeken, megelőzve így a hibákat.

A sikeres fémáramlás kulcsfontosságú tervezési tényezői

Bármely mélyhúzásos művelet sikerét az anyagáramlás szabályozásának képessége határozza meg. Ha a fém túl gyorsan áramlik, redők keletkezhetnek; ha túlságosan korlátozott az áramlása, akkor elvékonyodik és elszakadhat. Ezen egyensúly eléréséhez számos összefüggő változó alapos ismerete szükséges. Minden tényezőt gondosan figyelembe kell venni a sablontervezés fázisában, hogy stabil és ismételhető gyártási folyamatot lehessen biztosítani.

Ezeknek a tényezőknek egy átfogó listája elengedhetetlen minden tervező számára. Ahogy egy cikk részletesen kifejti A gyártó , az anyagáramlást befolyásoló főbb elemek a következők:

• Anyagjellemzők: Az anyag típusa, vastagsága és minősége alapvető fontosságú. A vastagabb anyagok merevebbek és nagyobb mértékig húzhatók meg, míg az anyag tulajdonságai, mint például a keményedési exponens (N-érték) és a plasztikus alakváltozási arány (R-érték), meghatározzák az anyag nyújthatóságát és alakíthatóságát.
• Kiszedett darab mérete és alakja: A túl nagy kiszedett darab korlátozhatja a fémáramlást, míg egy optimalizált forma csökkentheti a hulladékot és megelőzheti a hibákat.
• Húzási arány: Ez az összefüggés a kiszedett darab átmérője és az ütőszeg átmérője között áll fenn. Ha az arány túl nagy, az anyag túlságosan elvékonyodhat és eltörhet.
• Szerszámsarok sugara: A szerszám belépési pontjának sugara kritikus jelentőségű. Túl kicsi sugár szakadást okozhat, míg túl nagy sugár redőzést eredményezhet, mivel csökkenti az anyag feletti uralmat.
• Bilincselő nyomás (kiszedett darab-tartó erő): A hiányos nyomás ráncok kialakulását teszi lehetővé, míg a túl magas nyomás korlátozza az anyagáramlást, és szakadást okoz. Az állványokat, amelyeket gyakran a anyagvastagság 110%-ánál állítanak be, arra használják, hogy pontos rés maradjon meg, és helyet engedjen az anyag vastagodásának.
• Kenés: A megfelelő kenés csökkenti a súrlódást a bélyegző alkatrészek és a munkadarab között, megelőzve ezzel a karcolódást, és lehetővé teszi a zavartalan anyagáramlást.
• Sajtósebesség: A sajtoló ütődugattyú sebességének elég lassúnak kell lennie ahhoz, hogy az anyagnak elegendő ideje legyen az áramlásra repedés nélkül.

Ezen tényezők közötti kölcsönhatás összetett. Például az ideális bélyegző élkerekítés függ az anyag vastagságától és típusától. Minőségi acélnál kerek húzásnál egy kis élkerekítés repedést okozhat, míg egy nagyobb ráncolódáshoz vezethet, különösen vékony lemeznél. Hasonlóképpen a szükséges présbetét nyomása is változik az anyag függvényében; nagy szilárdságú acélok akár háromszor annyi nyomást is igényelhetnek, mint az alacsony szén tartalmú acélok.

Bélyegző alkatrészek tervezése: Dörzs, bélyegző és alaplemez-tartó

A húzószerszám fizikai alkatrészei – az ütő, a szerszámtest és a lemezbehajtó – azok a helyek, ahol a tervezési elveket gyakorlatba ültetik. Mindegyik alkatrész geometriája, méretei és felületminősége közvetlenül befolyásolják a végső alkatrész minőségét. Pontos számítások és a legjobb gyakorlatok betartása elengedhetetlen hatékony és tartós szerszámok készítéséhez.

A lökhöz és szerszámedény együttműködnek a részleges végső forma kialakításában. A két alkatrész közötti hézag kritikus méret. A HARSLE Press szerint ezt a rést általában enyhén nagyobbra állítják be, mint a anyagvastagság, hogy helyet biztosítsanak a húzás során bekövetkező vastagodásnak. Túl kicsi hézag növeli a húzóerőt, és túlzott elvékonyodáshoz vagy szakadáshoz vezethet, míg túl nagy hézag ráncokat és pontatlan méreteket eredményezhet. Az ütő (rp) és a szerszámtest (rd) lekerekítési sugara is gondosan megválasztandó. A kis ütő sugár feszültséget koncentrál, és a darab alján töréseket okozhat.

A sajtógyűrű a fémáramlás szabályozása szempontjából vitathatatlanul a legfontosabb alkatrész. Fő feladata, hogy állandó, előre meghatározott nyomást gyakoroljon a lemez perem területére. Ez megakadályozza a redők kialakulását, miközben az anyagot hengerkör mentén összenyomva a bélyegbe húzzák. A sajtógyűrű felületének tökéletesen párhuzamosnak kell lennie a bélyeg felületével, hogy biztosítsa az egyenletes nyomáseloszlást. Összetett alkatrészeknél, különösen az autóiparban, húzóhorony rendszereket építenek be a sajtógyűrűbe vagy a bélyegbe, hogy meghatározott területeken további visszatartó erőt hozzanak létre, így nagyobb uralmat biztosítva a kialakítási folyamat felett.

Ezeknek az összetett terveknek a megvalósításához jelentős szakértelemre van szükség a mérnöki és gyártási területeken egyaránt. Olyan vállalatok, amelyek nagy pontosságú szerszámkészítésre specializálódtak, mint például Shaoyi (Ningbo) Metal Technology Co., Ltd. , korszerű CAE szimulációkra és évekig tartó tapasztalatra építve egyedi autóipari sajtolóformákat gyártanak OEM-eknek és első szintű beszállítóknak. Munkájuk, amely szerkezeti alkatrészektől a bonyolult karosszériaelemekig terjed, kiemeli ezen tervezési elvek elsajátításának fontosságát a tömeggyártás hatékonyságának és minőségének eléréséhez.

A hibák megelőzésének és javításának legjobb gyakorlatai

Akár a legnagyobb gondossággal is tervezve, hibák előfordulhatnak a mélyhúzás során. A gyakori meghibásodások, például redőzés, szakadás és repedés gyökérokaiba való betekintés kulcsfontosságú a hibaelhárításhoz és megelőzéshez. A hibák többsége a fémáramlást szabályozó erők egyensúlyhiányára vezethető vissza. A megalapozott legjobb gyakorlatok betartásával az mérnökök csökkenthetik a selejtarányt, és javíthatják a termelés stabilitását.

Az egyik legalapvetőbb legjobb gyakorlat, ahogyan azt a Dramco Tool , az alkatrész tervezésénél kerülni kell az éles sarkokat. Az éles rádiuszok feszültséget koncentrálnak, gyenge pontokat hozva létre, ahol az anyag valószínűleg elszakadhat vagy eltörik. A bőven méretezett, sima rádiuszok az alkatrészen és az állvány szerszámain is lehetővé teszik a könnyebb félfolyást, és a terhelést nagyobb területen osztják el. Ezen felül alapvető fontosságú megérteni az alkatrész tervezési célját. Tudni, hogy egy alkatrészt hogyan fognak használni, segít a tűrések és kritikus jellemzők tekintetében döntéseket hozni, megelőzve a túlméretezést és csökkentve a gyártási összetettséget.

A problémák rendszerszerű megközelítése jelentős időt és erőforrást takaríthat meg. Az alábbi táblázat áttekinti a gyakori hibákat, azok valószínű, tervezéssel kapcsolatos okait, valamint a tárgyalt elveken alapuló ajánlott megoldásokat.

Gyakran feltett kérdések a festési festményről

1. A Mik a kockák alapelvei?

A rajzoló matricák alapja a lemez áramlásának ellenőrzése, hogy hibátlan 3D alakot alakítson ki. Ez magában foglalja az olyan tényezők kezelését, mint például az anyag nyújtóképessége, a ráncok megelőzése érdekében a megfelelő kötőnyomás alkalmazása, a szakadás elkerülése érdekében a megfelelő sugárzás használata és a súrlódás csökkentése érdekében a megfelelő kenés biztosítása. A végső cél az, hogy az anyagban a formázási folyamat során kiegyensúlyozzák a tömörítési és feszültségerőket.

2. A székhely. Mi az a "deszka" szabálya?

A fő mérési szabály az, hogy a szerszám geometria lehetővé tegye a sima, szabályozott anyagáramlást. Ez magában foglalja a szúrás-mérséklet-nyugtatás távolságának a anyag vastagságának körülbelül 110%-ára történő beállítását, a mérőmű bejárati sugárzatának a anyag vastagságának 4-8-szeresére történő tervezését, valamint a húzó aránynak a anyag határain belül való kiszám Egy másik fontos szabály az, hogy a anyag tulajdonságait figyelembe véve tervezzük meg, figyelembe véve a vastagságát, szilárdságát és formálhatóságát.

3. A szülői család. Mik a szerszám és a tálcák alapelvei?

Az eszköz- és öltözködési tervezés elvei hangsúlyozzák a tartós, pontos és hatékony szerszámgyártást. Ez magában foglalja a megfelelő anyagválasztást a szerszám számára (gyakran keményített szerszámcél), a megfelelő távolságok kiszámítását a részmegengedések elérése érdekében, valamint a gyártás nagy erőinek ellenálló alkatrészek tervezését. A tervezésnek figyelembe kell vennie a szerszám kopását és karbantartását is, hogy a szerszám élettartama alatt következetes, magas színvonalú alkatrészgyártást biztosítson.

4. A székhely Mi a rajz alapja?

A rajz alapja az, hogy egy lapos fémlapot üreges edénysé alakítanak, egy ütéssel egy vágóüregbe húzva. A folyamatot a fémtakaró fláncából származó, kontrollált anyagáramlás határozza meg, amelyet egy fémtakaró tartójából származó nyomás szabályoz. Ez a szabályozott áramlás megakadályozza a hibákat, és biztosítja, hogy a alkatrész a kívánt mélységre és alakzatra kerüljön, törés nélkül.