ҚЫСҚАША

Серпімді оралу — бұл формалаудан кейінгі жұқа металлдың серпімді деформацияға ұшырауы, бұл дайындаманың өлшемдік дәлсіздігіне әкелуі мүмкін. Оны болдырмау үшін көптеген тәсілдер қолданылады. Негізгі стратегияларға мақсатты бұрыштан асып кетіп бүгу (overbending), жоғары қысымды бүктеуге түсіру (coining) және бөгет тәрізді элементтерді пайдаланып созу (post-stretching) арқылы кернеу туғызып, бөлшекті тұрақтандыру сияқты механикалық компенсация әдістері жатады. Алдыңғы қатарлы әдістерге құрал-жабдықтарды оптимизациялау, матрица дизайны үшін Шекті Элементтер Әдісін (FEA) қолдану және материалдың бастапқы пішініне қайту tendency-ін азайту үшін материалды ұқыпты таңдау жатады.

Серпімді оралудың негізгі себептерін түсіну

Парақтық металды штамптау кезінде серпімді оралу - бұл пішін беру кезіндегі қысым жойылғаннан кейін бөлшектің геометриясы өзгеруі. Бұл құбылыстың негізінде металдың негізгі қасиеттері жатыр. Парақ иілгенде, ол тұрақты (пластикалық) және уақытша (серпімді) деформацияны бастан кешіреді. Созылу кернеуі әсерінен сыртқы бет созылады, ал ішкі бет сығылады. Құрал-жабдық жойылғаннан кейін жиналған серпімді энергия босап шығады, материал бастапқы пішініне жартылай қайтады. Дәл осы кері қайту - серпімді оралу болып табылады және бұл дизайн спецификацияларынан айтарлықтай ауытқуға әкелуі мүмкін.

Бірнеше негізгі факторлар серпімді оралудың ауырлық дәрежесіне тікелей әсер етеді. Материал қасиеттері ең маңыздысы; Юнг модуліне қатынасы жоғары болатын, мысалы, Жоғары беріктікке ие болат (AHSS) секілді металдар серпімді энергияны көбірек жинайды және сондықтан серпімді оралу көрінісі айқынырақ болады. « ETA, Inc. , бұл заманауи жеңілдету материалдарының өндірісте күрделілік тудыруының негізгі себебі болып табылады. Материалдың қалыңдығы да рөл атқарады, өйткені жұқа парақтарға қарағанда қалың парақтарда пластикалық деформацияға ұшырайтын көлем үлкен болғандықтан серпімді оралу әлдеқайда аз болады.

Бөлшектің геометриясы да маңызды фактор болып табылады. Үлкен иілу радиусына, күрделі қисықтарға немесе сүйір бұрыштарға ие компоненттер серпімді оралуға бейімірек. Соңында, штамптау қысымы, матрица сипаттамалары мен майлау сияқты процестік параметрлер соңғы пішінге ықпал етеді. Дұрыс жобаланбаған матрица немесе жеткіліксіз қысым материалды толық орнатпауға әкеліп, серпімді қалпына келуінің артуына әкеп соғуы мүмкін. Осы себептерді түсіну тиімді алдын алу және компенсация стратегияларын енгізудің алғашқы қадамы болып табылады.

Негізгі компенсация әдістері: артықтай иілу, коининг және пост-созу

Серпімді қалпына келуді болдырмау үшін инженерлер бірнеше жақсы белгілі механикалық әдістерді қолданады. Бұл әдістер күтілетін өлшемдік өзгерісті компенсациялау немесе серпімді қалпына келуді азайту үшін материалдағы кернеу күйін өзгерту арқылы жұмыс істейді. Әрбір әдістің нақты қолданылуы мен компромистік шарттары бар.

Артықтай иілу ең түсінікті тәсіл болып табылады. Бұл бөлшекті қажеттісінен әлдеқайда сүйір бұрышқа иіру арқылы оның серпіліп қайтарылатын соңғы өлшемге ие болуын күтуді білдіреді. Қарапайым тұжырымдама болса да, оны жетілдіру үшін көбінесе көп мөлшерде сынама-қате қажет болады. Коининг , сонымен қатар түбіне иілу немесе бекіту деп те аталады, иілу радиусында өте жоғары қысу күшін қолдануды білдіреді. Бұл қатты қысым материал құрылымының түйіршіктерін пластикалық түрде деформациялайды, иілуді тұрақты түрде бекітеді және серпімді қалпына келуді әлдеқайда азайтады. Дегенмен, монеталы иілу материалдың жұқаруына әкеліп соғуы мүмкін және қысу күшінің жоғарырақ деңгейін талап етеді.

Созғаннан кейін бұл әсіресе AHSS-тен жасалған күрделі бөлшектерде бұрыштық өзгерісті және жақ бүйірінің иілуін бақылаудың өте тиімді әдісі. Осы әдістің мәні мынада: негізгі пішіндеу операциясынан кейін бөлшекке жазықтықтағы созылу қолданылады. AHSS Guidelines бұл әдіс әдетте матрицадағы stake beads деп аталатын элементтер арқылы жүзеге асырылады, олар фланецті блоктайды және бөлшектің бүйір қабырғасын кем дегенде 2% созады. Бұл әрекет керілу мен сығылу күштерінің араласуынан тұратын кернеу таралуын таза керілу күйіне айналдырады, бұл резонанстың алдын алу үшін әсер ететін механикалық күштерді едәуір азайтады. Нәтижесінде бөлшек өлшемдік тұрақтылыққа ие болады.

Негізгі резонансты компенсациялау әдістерін салыстыру

Күрделі стратегиялар: Құрал-жабдық дизайндалуы және технологиялық процесті оптимизациялау

Тікелей компенсация әдістерінен тыс, ақылды құрал-жабдық пен процестік дизайн арқылы алдын ала сақтану AHSS сияқты қиын материалдармен жұмыс істеу кезінде серпінді қайтаруды басқарудың маңызды факторы болып табылады. Матрицаның өзінің дизайны – бұл күшті құрал. Мысалы, матрица саңылауы, пуансон радиусы және созылымдық жолақтарды пайдалану сияқты параметрлерді ұқыпты түрде оптимизациялау керек. Мысалы, матрицаның тығыз саңылаулары қосымша иілуді және жазылуын шектеуге мүмкіндік береді, бұл серпінді қайтаруды азайтуға көмектеседі. Алайда, тым сүйір пуансон радиустары жоғары беріктік материалдарда жылан кесудің пайда болу қаупін арттырады.

Қазіргі заманғы өндіріс бүгілудің кері ықпалын (спрингбэк) алдын ала шешу үшін барлауға барынша сүйенеді. Шектік элементтердің талдауы (FEA) негізінде жасалатын матрица дизайнының коррекциялауы — бұл бүктеу процесінің барлығын бейнелеу арқылы соңғы бөлшектің кері ықпалын дәл болжауға мүмкіндік беретін күрделі әдіс. Осы деректер матрицаның геометриясын өзгерту үшін қолданылады, нәтижесінде коррекцияланған құрал беті пайда болады. Матрица мақсатты түрде «дұрыс емес» пішінді жасайды, бірақ ол кейін дәл қажетті геометрияға кері қайтады. Бұл бейнелеуге негізделген стратегия физикалық сынақ кезеңінің қымбатқа түсуі мен уақытты көп алуын әлдеқайда азайтады. Тапсырыс бойынша арнайы құралдар жасаудың алдыңғы қатарлы өндірушілері, мысалы Shaoyi (Ningbo) Metal Technology Co., Ltd. автомобиль саласындағы жоғары дәлдікті матрицаларды дайындау үшін материалдардың күрделі әрекеттерін басынан ескеретін дамытылған CAE-бейнелеуді қолданады.

Тағы бір алдыңғы қатарлы стратегия — үдерісті оптимизациялау. Қызу арқылы белгілеу, немесе престе қатайту — серпімді оралу құбылысын жобалау кезінде жоюға мүмкіндік беретін түрлендіруші үдеріс. Бұл әдісте болаттан жасалған үлгі 900°C-ге дейін қыздырылады, пішінделеді де, кейін матрицада тез суытылады. Бұл үдеріс толық қатайған мартенситтік микрокристалдық құрылымды қалыптастырады және шамамен серпімді оралусыз өте жоғары беріктіктегі бөлшекті алуға мүмкіндік береді. Әлбетте, қызу арқылы белгілеу әдісі ерекше жабдықтарды талап етеді және суық белгілеуге қарағанда цикл уақыты ұзынырақ болады. Активті байлайтын күшті реттеу сияқты басқа да үдеріс түзетулері престің жүрісі кезінде айнымалы қысым қолдануға мүмкіндік беріп, физикалық штифтік төбелерді қолданбай-ақ бөлшекті тұрақтандыру үшін пост-созылу әсерін туғызады.

Өнімнің дизайны мен материалдарды таңдаудың рөлі

Серпімді деформацияға қарсы күрес шаблон жасалмас бұрын-ақ басталады — бұл өнімнің құрылымы мен материал таңдаумен басталады. Бөлшектің өзінің геометриясы серпімді кернеудің босауына қарсы болатындай етіп жасалуы мүмкін. EMD Stamping түсіндіргендей, пішіннің күрт өзгеруінен қашу серпімділіктің пайда болу ықтималдығын азайтады. Сонымен қатар, бүрлер, тік білезіктер немесе сатылы фланецтер сияқты қатайтқыш элементтерді қосу серпімді деформацияны бөлшекке механикалық түрде «құлыптауға» мүмкіндік береді және пішін беруден кейін оның пішінінің бұрмалануын болдырмақа көмектеседі. Мұндай элементтер қаттылық қосады және қажет пішінді сақтауға көмектеседі.

Мысалы, U-тәрізді бөлшектің қабырғаларына вертикальды шымдар қосу бұрыштық өзгерісті және орамды құрылымды нығайту арқылы едәуір төмендетуі мүмкін. AHSS Басшылықтары B-бағаналар мен алдыңғы рельстің нығайтқыштары сияқты автомобиль компоненттеріне қолданылатын мысалдар келтіреді. Дегенмен, конструкторлар өзара әрекеттестіктің салдарын білуі керек. Бұл элементтер серпімді деформацияны блоктағанымен, бөлшек ішінде қалдық кернеулерді де туғызады. Бұл кернеулер кесу немесе пісіру сияқты кейінгі операциялар кезінде босап, жаңа бұрмалануларға әкеп соғуы мүмкін. Сондықтан, бұл салдарларды болжау үшін бүкіл өндірістік процесті модельдеу маңызды.

Материалды таңдау — бұл негізгі бастапқы кезең. Серпімділігі төмен немесе пішіндеуге жеңіл материалды таңдау шығырылымның кері иілу проблемасын табиғи түрде азайтуға мүмкіндік береді. Жеңілдету бағыты жоғары беріктіктегі болаттарды қолдануды қажет етсе де, әртүрлі маркалардың қасиеттерін түсіну маңызды. Материал тұтынушыларымен ынтымақтастық және пішіндеу деректерін қолдану инженерлерге беріктік талаптары мен өндіру мүмкіндігін теңестіретін материалды таңдауға көмектеседі және осылайша штамптеу процесін болжанатын және бақыланатын етеді.

Жиі қойылатын сұрақтар

1. Жаппа металда кері иілу эффектісін қалай болдырмауға болады?

Серпімді оралу әсерінен арықсу үшін бірнеше әдістерді қолдануға болады. Монетизациялау немесе түбіне шөгу арқылы иілу радиусына үлкен сығылымдық кернеу түсіру материалды пластикалық деформацияға ұшыратып, серпімді қалпына келуді минималдайды. Басқа әдістерге иілудің асыра иілуі, пост-формалық кернеу (соңынан созу) беру, дұрыс саңылаулар мен радиустары бар матрица конструкциясын оптимизациялау және кейбір жағдайларда пішіндеу процесі кезінде жылу қолдану жатады.

2. Серпімді оралу қалай азайтылуы мүмкін?

Серпімді оралу төмен шектік беріктігі бар материалдарды таңдау, қаттылық қосатын элементтер (мысалы, жолақтар немесе фланецтер) бар бөлшектерді құрастыру және штамповка процесін оптимизациялау арқылы азайтылуы мүмкін. Негізгі технологиялық түзетулерге асыра иілу, монетизациялау әдістерін қолдану және бөлшектің толықтай пішінделгеніне көз жеткізу жатады. Активті байлам күшін басқару мен компенсацияланған құрал-жабдық жасау үшін симуляцияны қолдану сияқты алдыңғы қатарлы әдістер де өте тиімді.

3. Серпімді оралудың себебі неде?

Пружинденуі – бұйымдау операциясынан кейін материалдың серпімді қалпына келуінен туындайды. Металл иілгенде ол пластикалық (тұрақты) және серпімді (уақытша) деформациядан өтеді. Бұйымдау кезінде пайда болатын ішкі кернеулер – сыртқы бетте созылу және ішкі бетте сығылу толығымен жойылмайды. Бұйымдау құралы алынып тасталғаннан кейін бұл қалдық серпімді кернеулер материалдың бастапқы пішініне жартылай қайтуына әкеледі.

4. Жаппа металл үшін 4T ережесі деген не?

4T ережесі – иілу аймағындағы деформациялар мен сынуды болдырмау үшін қолданылатын конструкторлық нұсқау болып табылады. Ол кез-келген элемент, мысалы тесік немесе саңылау, иілу сызығынан материалдың қалыңдығының кемінде төрт есе (4T) қашықтықта орналасуы керек дегенді білдіреді. Бұл иілу операциясының кернеулерінен элементтің айналасындағы материалдың әлсіремеуі немесе бұрмаланбауын қамтамасыз етеді.