Analisi del processo di progettazione degli stampi da coniazione, Da Conservare!

Parte Prima: Introduzione a CAE

 Applicazione di CAE nella Coniazione:

In confronto ai componenti stampati in generale, le parti del corpo della vettura sono caratterizzate da materiali sottili, forme complesse, dimensioni grandi e superfici multi - curve. L'approccio tradizionale "taglia-e-prova" ritarderebbe lo sviluppo di nuovi prodotti a causa dei ripetuti tentativi e delle riparazioni degli stampi, mettendo le aziende in una posizione competitiva svantaggiata.

Negli ultimi anni, l'applicazione dei computer e del metodo degli elementi finiti ha stimolato lo sviluppo del CAE per la formatura dei laminati nel settore automobilistico. Gli ingegneri possono prevedere il flusso del metallo, lo sforzo-deformazione, la distribuzione della temperatura, lo stress dello stampo e i potenziali difetti di formatura come grinze e crepe. Possono determinare il processo di stampaggio e i parametri, e ottimizzare i disegni degli stampi. Ogni simulazione è simile a un processo di prova, riducendo il numero di prove. Una tecnologia di simulazione matura può raggiungere progetti di stampo e processo qualificati al primo tentativo, evitando riparazioni agli stampi, accorciando i cicli di sviluppo del prodotto, migliorando la qualità del prodotto e aumentando la competitività.

 Panoramica del software CAE per la formazione di lamiera:

Le principali aziende automobilistiche a livello globale enfatizzano la simulazione di stampaggio di lamiera. Quasi tutti i processi di sviluppo delle parti del corpo dell'auto includono analisi di simulazione. I principali software di simulazione della formazione di lamiera includono DYNAFORM, AUTOFORM e PAM - STAMP.

Obiettivi della Simulazione CAE:

1. Migliorare la deformabilità e garantire la stabilità durante il collaudo degli stampi e la produzione.

2. Ottimizzare il design con materiali e processi diversificati.

3. Accorciare il ciclo di progettazione del processo.

4. Ridurre i tempi di prova dei modelli e il carico di lavoro di fresatura.

5. Utilizzare macchine per la stampa a bassa tonnellata e lastre più piccole.

6. Ridurre i costi dei modelli.

Obiettivo: Completare lo sviluppo e il debug dei modelli con alta qualità e nei tempi previsti, entro un range di costi controllabile!

Parte Seconda: Introduzione ai Processi di Timbratura e Matrici per Automobili

1. Timbratura Fredda

La timbratura fredda si riferisce al processo di applicare pressione sui materiali attraverso matrici installate su una macchina stampatrice a temperatura ambiente. Ciò provoca la separazione dei materiali o la deformazione plastica, ottenendo le parti desiderate. È un processo di lavorazione dei metalli.

2. Caratteristiche della Timbratura Fredda:

La dimensione del prodotto è stabile, con alta precisione, peso leggero, buona rigidezza ed eccellente interscambiabilità. Inoltre, la timbratura fredda è altamente efficiente, ha basso consumo di energia ed è facile da operare. Può anche essere automatizzata con relativa facilità.

Fattori che influiscono sui pezzi stampati

Classificazione di base del processo di stampaggio:

Lo stampaggio a freddo può essere diviso in due categorie principali: processo di taglio e processo di formatura.

1. Il processo di taglio separa il foglio metallico lungo una determinata linea di contorno per ottenere un pezzo stampato con una forma, dimensione e qualità di sezione specifiche.

2. Il processo di formatura causa una deformazione plastica del disco senza lacerazioni per ottenere un pezzo stampato con una determinata forma e dimensione.

Classificazione del processo di separazione

Differenze tra stampaggio e formatura:

1. Quando la profondità di formatura della parte supera i 10MM, è meglio utilizzare il metodo di stampaggio per evitare il fenomeno di flusso del metallo. Se è inferiore a 10MM, si può considerare la formatura. Nello stesso tempo, per evitare sovrapposizioni di materiale durante il processo di formatura, vengono solitamente aggiunti difetti di processo.

2. Il stampaggio richiede superfici di compensazione e superfici di pressaggio complete, formando una geometria chiusa. La formatura richiede solo un'azione locale e non deve essere completamente chiusa.

3. Per la stessa parte e lo stesso livello di materiale, i prodotti ottenuti con processi di stampaggio sono più rigidi di quelli ottenuti con processi di formatura.

il tracciato è adatto per parti quasi chiuse, mentre la formatura è migliore per parti aperte.

LA SCelta TRA FORMATURA E TRACCIATO!

Punti chiave per il tracciato

1. Assicurarsi che il punzone possa entrare in contatto completo con la parte che deve essere allungata, cioè, non ci sono angoli negativi.

2. All'inizio dell'allungamento, lo stato di contatto tra il punzone e la lamiera deve essere buono.

1. L'area di contatto dovrebbe essere il più grande possibile e vicina al centro: (come mostrato nella Figura 1-2)

2. I punti sulla superficie del punzone che entrano in contatto con la lamiera nello stesso momento dovrebbero essere il più numerosi possibile e distribuiti in modo uniforme; (come mostrato nella Figura 1-2)

3. La dimensione dell'angolo di inclusione su entrambi i lati del punzone dovrebbe essere il più simile possibile: 8 (come mostrato nella Figura 1-3)

4. La profondità di allungamento di ogni parte dovrebbe essere il più uniforme possibile. (come mostrato nella Figura 1-4)

Come mostrato nella Figura 1-3, la differenza tra gli angoli α e β è grande, causando un flusso irregolare del materiale in varie aree.

Angolo di avvolgimento (o angolo di trazione): Angoli impropri possono causare i seguenti svantaggi:

• Se troppo ampio, porterà a una deformazione plastica insufficiente della parte, rendendo la parte più incline al rimpallo e alla distorsione, con un basso utilizzo del materiale.
• Se troppo stretto, causerà difficoltá nel dosaggio del materiale, aumentando il rischio di frattura e risultando in una deformazione plastica insufficiente nella parte centrale del componente.

3. Trattamento di formazione di caratteristiche concavo-convesse superficiali poco profonde. Vedi Figura 1-3. 1

Per caratteristiche con un'altezza inferiore a 0,5 mm sulla superficie della parte, è necessario approfondirle di 0,2 mm durante il trattamento di trazione o formazione, e i processi successivi verranno eseguiti secondo le dimensioni originali della matrice.

Sezione dell'Addendum di Processo

Per soddisfare i requisiti del processo di disegno, è solitamente necessario sviluppare il flangio sulla parte in lamiera e poi aggiungere alcuni materiali necessari per formare una parte adatta al tracciamento e alla formazione. Le parti aggiunte a causa delle esigenze del processo (cioè, il materiale al di fuori della linea di taglio) vengono collettivamente definite come addendum di processo.

Determinazione della direzione di stampaggio per la formatura a trazione:

1. Assicurarsi che il morsetto convesso possa approfondire le parti del pezzo da approfondire in un completamento di tracciamento profondo, non dovrebbe esserci alcuna zona morta di contatto con il morsetto convesso (cioè, forma a "gancio rovesciato").

2. L'area di contatto tra il morsetto convesso e la piastra all'inizio del tracciamento dovrebbe essere il più grande possibile.

3. Quando il stampo convesso inizia a stendersi, il punto di contatto con la piastra è il più vicino possibile al centro.

4. Quando lo stampo convesso inizia a stendersi, i punti di contatto con la piastra dovrebbero essere numerosi e dispersi.

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