ҚЫСҚАША

Жоғары беріктік болатын тегістеу үш негізгі инженерлік кедергілерге әкеледі: жоғары аққыштық шегіне байланысты айтарлықтай серпімді қалпына келу өте жоғары контактілік қысымдар салдарынан тез құрал тозуының пресс ішкі бөліктеріне зақым келтіруі мүмкін қауіпті кері тоннажды (снэп-тhrough) (снэп-тhrough) пресс ішкі бөліктеріне зақым келтіруі мүмкін. Бұл қиындықтарды жеңу үшін дәстүрлі жұмсақ болат практикасынан стрессті модельдеуді компенсациялау, арнайы қаптамасы бар Ұнтақтық металлургия (PM) құрал-жабдық болаттарын қолдану және энергияны төмен жылдамдықпен басқару үшін серво престік технология сияқты алдыңғы қатарлы шараларға көшу қажет. Сапалы өндіріс өлшемдік дәлдікті сақтау мақсатында қалып дизайннан бастап майлауға дейінгі бүкіл процесті оптимизациялауға байланысты, сонымен қатар жабдық қызмет ету мерзімін қысқартпау керек.

Қиындық 1: Серпімді оралу және өлшемдік бақылау

Жоғары беріктік болатты (AHSS) және жоғары беріктік балқымалы емес болатты (HSLA) штамптаудағы ең кең тараған мәселе — пішін беру кезінде пайда болатын серпімді қалпына келу, яғни жүктеме алынғаннан кейінгі металлдың серпімді қалпына оралуы. Төменгі көміртегілі болаттан айырмашылығы, салыстырмалы түрде пішінін сақтайтын болса, AHSS-ның айтарлықтай жоғары ағу шегі бар, ол «кері секіруге» әкеп соғады. Бұл геометриялық ауытқу тек сызықтық қайтару емес; жиі жақ бүйірдің иілуі мен бұрылу түрінде көрінеді, дәлме-дәл компоненттер үшін өлшемдік бақылауды өте қиындатады.

AHSS үшін дәстүрлі сынап-қате әдістері тиімсіз. Оның орнына, инженерлер жай ғана деформацияға негізделген критерийлерге емес, кернеуге негізделген болжау модельдерін қолданатын соңғы элементтер әдісі (FEA) жоғары деңгейлі симуляцияға сүйенуі керек. Симуляция матрица конструкторларына геометриялық компенсацияны қолдануға мүмкіндік береді — деталь кері серпілгенде дұрыс пішінді қабылдайтындай мақсатты түрде матрица бетін асыра иілу немесе бұрмалау. Дегенмен, механикалық әсерсіз симуляция ғана жиі жеткіліксіз болып табылады.

Тәжірибеде үрдістің тиімді түзетулерін енгізу де соншалықты маңызды. Мысалы айналмалы иілу және блоктау баспалдақтары немесе «койн бөренкелері» қолдану материалда кернеуді блоктауға көмектеседі. По Шеберхана , шайбалы престің түбінде «тоқтау» режимін бағдарламалау үшін сервопресс технологиясын қолдану материалды жүктеме астында демалдыруға мүмкіндік береді, осылайша серпімді қалпына келуді әлдеқайда төмендетеді. Бұл «пішінді орнату» тәсілі жай ғана авариялық пішіндеуге қарағанда әлдеқайда тиімді, ол үлкен тоннажды талап етеді және құрал-жабдықтың тозуын жылдамдатады.

Қиындық 2: Құрал-жабдықтың тозуы мен матрицаның істен шығуы

Жоғары беріктік шегі бар болат (AHSS) материалдарының — жиі 600 МПа немесе тіпті 1000 МПа асатын — әсері шаю құралдарына үлкен контактік қысым түсіреді. Бұл орта галлиялану, жарылу және құралдың ірі масштабты істен шығу қаупін туғызады. Жұмсақ болат үшін жеткілікті жақсы жұмыс істейтін стандартты құрал болаттары, мысалы D2 немесе M2, материалдың абразивті табиғаты мен оны пішіндеу үшін қажетті үлкен энергияға байланысты AHSS өңдеу кезінде жиі уақытынан бұрын істен шығады.

Осының алдын алу үшін өндірушілердің жағдайын жақсарту керек Ұнтақтық металлургия (PM) құралдық болаттары жоғары көлемдегі жұмыстар үшін PM-M4 сияқты маркалар тозуға төзімділікті жақсартса, PM-3V соққылық қолданыста сынуға қарсы төзімділік қамтамасыз етеді. Материалды таңдаудың шеңберінен тыс, бетін дайындау маңызды рөл атқарады. Уилсон Тул пуансонында цилиндрлік әріптеуден түзу сызықты әріптеуге ауысуды ұсынады. Бұл бойлық мәтін шығару кезінде үйкелісті азайтады және шығару фазасында желінің пайда болу қаупін азайтады.

Беттік қаптамалар соңғы қорғаныс сызығы болып табылады. Титан карбонитрид (TiCN) немесе ванадий карбиді (VC) сияқты Пайдаланылатын Физикалық Будырылу (PVD) және Жылулық Диффузия (TD) қаптамалары қапталмаған құралдармен салыстырғанда құралдың қызмет ету мерзімін 700% дейін ұзарта алады. Бұл қаптамалар жоғары беріктіктегі болат деформация энергиясының туғызған экстремалды жылуды шыдай алатын қатты, майлағыш кедергі құрады.

3-ші шақырым: Престің сыйымдылығы мен серпімді жүктемелер

Жоғары беріктік болатты тегістеудегі жасырын қауіп — бұл престің өзіне, нақтылау керек болса энергия сыйымдылығы және кері тоннажды (снэп-тhrough) (сәтті өту). Механикалық престер шайбалардың төменгі жағына жақын тоннаж бойынша бағаланады, бірақ АНБС-ті пішіндеу шайбаның басында әлдеқайда жоғары энергияны талап етеді. Сонымен қатар, материал сынған кезде (бұзылған кезде), жиналған потенциалдық энергияның сәттен шығуы престің конструкциясы арқылы кері үгіт таратады. Бұл «сәтті өту» жүктемесі подшипниктерді, шатундарды және құрал-жабдықтың кері тоннаждық қуатынан (әдетте алдыңғы қуаттың тек 10-20%) асса, престің рамасын да жоя алады.

Бұл күштердің әсерін азайту үшін жабдықты мұқият таңдау және матрицаны инженерлік тұрғыдан дұрыс есептеу қажет. Тесу элементтерінің ұзындығын басқатай орналастыру және кесу жиектеріне көлбеу бұрыштар қолдану арқылы өту жүктемесін уақыт бойы таратуға және шыңдық соққыны азайтуға болады. Дегенмен, ауыр-жүк типті құрылымдық компоненттер үшін престің өзінің мүмкіндігі жиі тар орын болып табылады. Мұндай жүктемелерді қауіпсіз тасымалдау үшін арнайы өндірушімен серіктестік жиі қажет болады. Мысалы, Shaoyi Metal Technology-тің кешенді штамптау шешімдері 600 тоннаға дейінгі престік мүмкіндіктерді қамтиды, ол кішірек стандартты престердің күші жетпейтін бақылау иінтіректері мен рамалар сияқты ауыр калибрлі автомобиль компоненттерін тұрақты өндіруге мүмкіндік береді.

Энергияны басқару – тағы бір маңызды фактор. Ұңғымалы жүктемелерді азайту үшін дәстүрлі механикалық престі баяулату ұшып кету энергиясының (жылдамдықтың квадратына пропорционал) төмендеуіне әкеледі, бұл тоқтауға әкеледі. Серво-престер жылдамдық төмен болған кезде де толық энергия қолжетімділігін сақтайды, ол қалып пен престің жетегін қорғай отырып, баяу, бақыланатын өтуге мүмкіндік береді.

4-ші шақырым: Пішінделушілік шектері мен жиек трещинкалары

Болат беріктігі артқан сайын пластикалық қабілеті төмендейді. Бұл ауысу былай көрінеді шетінің трещинага толуы , әсіресе фланец немесе тесік кеңейту операциялары кезінде. AHSS-тің беріктігін беретін микрояпылар (мысалы, мартенсит) материал кесілген кезде трещинкалардың пайда болу орындары болып табылуы мүмкін. Жұмсақ болат үшін жиі қолданылатын материал қалыңдығының 10% қиық арақашықтығы тегіс жиектің нашар сапасына және әрі қарай пішіндеу кезінде істен шығуға әкеледі.

Қалып арақашықтығын оптимизациялау – негізгі қарсы шара. Төмендегіге сәйкес MetalForming Magazine аустениттік болат маркалары материалдың қалыңдығының 35-40% дейінгі саңылауды қажет етуі мүмкін, ал ферриттік және екі фазалы болаттар жұмыспен қатайған аймақты азайту үшін әдетте 10-15% немесе оптимизацияланған «инженерлік саңылауларды» қажет етеді. Прототиптеу үшін лазерлік кесу альтернатива болып табылады, бірақ массалық өндіріс үшін инженерлер жиі соңғы пішіндеу сатысынан бұрын жұмыспен қатайған шеттік материалды алып тастайтын қосымша кесу — шеттің пластинкалығын қалпына келтіру және сынуды болдырмау үшін тримминг операциясын қолданады.

Қорытынды

Жоғары беріктік болатын штампылау тек күшті артық қолдану туралы емес; ол өндіріс процесін негізінен қайта жобалауды талап етеді. Материалдың серпімді қалпына келуіне симуляциялық түзетулер енгізуден бастап, PM құрал-жабдық болаттарын және жоғары өнімді сервожүйелерді пайдалануға дейін өндірушілерге AHSS-ті жеке материал класы ретінде қарау қажет. Серпімді қалпына келу, тозу және сынба механикасы физикасын алдын ала шешу арқылы штамптаушылар материалдардың қалдық мөлшерін немесе жабдық зақымын қабылдамай-ақ жеңілірек және берік бөлшектерді шығара алады.

Жиі қойылатын сұрақтар

жоғары беріктік болатын штампылаудың ең үлкен қиындығы қандай?

Ең маңызды қиындық әдетте серпімді қалпына келу , онда материал формалау күшін алып тастағаннан кейін серпімді түрде өз пішініне қайтады. Бұл қатаң өлшемдік дәлдікті қамтамасыз етуге қиындатады және түзету үшін алдыңғы симуляция мен матрица түзету стратегияларын талап етеді.

aHSS штампылау кезінде құрал-жабдықтың тозуын қалай азайтуға болады?

Құрал-жабдықтың тозуын азайту үшін ұстамдылығы мен тозуға қарсы төзімділігі жоғары болатын Порошоктық металлургия (PM) құралдық болаттары (мысалы, PM-M4 немесе PM-3V) қолданылады. Сонымен қатар, PVD немесе TD (Жылулық Диффузия) сияқты алдыңғы қаптамаларды пайдалану және матрицаның жону бағытын (бойлық немесе цилиндрлік) оңтайландыру құрал-жабдықтың қызмет ету мерзімін ұзарту үшін маңызды шаралар болып табылады.

3. Неліктен матрицалау престері үшін кері тоннаждың қауіпті екені?

Кері тоннаж (снэп-трогызылу) материал сынған кезде престің рамасында жиналған энергия бірден босап шығуын білдіреді. Бұл соққы толқыны бекіту нүктелеріне қарама-қарсы бағытталған күш тудырады. Егер бұл күш престің рұқсат етілген мәнінен (әдетте алға қарайғы өткізу қабілетінің 10-20%) асса, ол подшипниктерге, иінді білікке және престің құрылымына қиратушы зақым келтіруі мүмкін.