Ką iš tikrųjų reiškia gilusis ištraukimo formos projektavimas tiksliajai gamybai

Kai jūsų užduotis – gaminti vientisas cilindrines kaušelio formos talpas, deguonies balionus ar automobilių detales su išskirtinai dideliu gylio ir skersmens santykiu, giliojo ištraukimo formos projektavimas tampa svarbiausiu sėkmės veiksniu. Skirtingai nei įprastas pjaustymas ar lenkimas, gilusis ištraukimas plokščią metalo lakštą perkelia į tuščiavidures, trimačias formas kontroliuojamu plastiniu tekėjimu. Formos geometrija, kurią nurodote, lemia, ar medžiaga tolygiai susidės į formą, ar plyš po pernelyg dideliu įtempimu.

Giliosios ištraukimo formos projektavimo apibrėžimas šiuolaikinėje gamyboje

Kas tai yra gilusis ištraukimas? Tai metalo formavimo operacija, kurioje stūmoklis įstumia plokščią заготовку per formos ertmę, sukurdamas gylį, viršijantį detalės skersmenį. Pagal Gaminantis įmonė , vienas didžiausių mitų yra tai, kad metalas ištemptas formuojamas. Iš tikrųjų tinkamai atliktos gilios traukos operacijos apima minimalų ištempimą. Metalas iš tikrųjų sutankėja dėl plastinio tekėjimo, kai suspaudimo jėgos stumia medžiagą link įspaudos.

Šis skirtumas svarbus jūsų įrankių konstrukcijos požiūriu. Jūs projektuojate įrangą, kuri kontroliuoja suspaudimą ir tekėjimą, o ne ištempimą. Kiekvienas spindulys, tarpas ir paviršiaus apdorojimo specifikacija lemia, kaip efektyviai metalas pereina iš plokščios заготовкės į reikiamą geometriją.

Kodėl Įrankių Konstrukcija Nulemia Detalės Kokybę

Jūsų įrankių geometrija tiesiogiai kontroliuoja tris kritinius rezultatus:

• Medžiagos tekėjimo modeliai - Įspaudos ir įrankių spinduliai nustato, kur metalas suspaudžiamas ar ištempiamas
• Detalės geometrijos tikslumas - Tarpai ir posvyrio kampai nustato matmenų nuoseklumą
• Gamybos efektyvumas - Teisinga konstrukcija sumažina traukimo etapus ir pašalina brangią perdarinėjimo būtinybę

Ypač svarbus yra jūsų įspaudimo padėties ir заготовės krašto santykis. Metalas suspaudimo būsenoje pasipriešina tekėjimui. Jei jūsų ištraukimo įspaudas yra per toli nuo заготовės krašto, suspaustoji zona tampa per didelė, tekėjimo pasipriešinimas viršija tempimo stiprumą ir plyšimas atsiranda arti įspaudo nosies.

Ištraukimo santykis – tai заготовės skersmens ir įspaudimo skersmens santykis – yra pagrindinis giliojo ištraukimo sėkmės principas. Viršykite savo medžiagos ribinį ištraukimo santykį, ir jokia tepimo priemonė ar preso jėgos reguliavimo priemonė negalės užkirsti kelio gedimui.

Šis techninis atskaitos dokumentas pateikia specifinius parametrus, formules ir gedimų šalinimo metodus, kurių reikia sėkmingam išstūmimo formos projektavimui. Ar jūs tyrinėjate gilųjį išstūmimą naujų produktų kūrimui, ar optimizuojate esamus įrankius, rasite pritaikomas gaires, paremtas patvirtintais inžinerijos principais. Toliau pateikiamose dalyse aptariami išstūmimo santykio ribiniai dydžiai pagal medžiagą, заготовės matmenų skaičiavimai, spindulio specifikacijos, daugiapakopio planavimo ir defektų šalinimo strategijos, kurios paverčia jūsų projektus iš teorinių idėjų į gamybai pasiruošusius įrankius.

Išstūmimo santykio ribos ir redukcijos procentai pagal medžiagą

Jūs jau žinote, kad išstūmimo santykis lemia sėkmę giliajam išstūmimui. Tačiau kokios konkrečios ribos taikomos plieno giliajam išstūmimui, lyginant su aliuminio ar nerūdijančio plieno giliaju išstūmimu? Neturint tikslaus skaitmeninio parametro, tenka spėlioti. Šiame skyriuje pateikiami tikslūs duomenys, kurių reikia etapų reikalavimams apskaičiuoti ir medžiagos gedimams išvengti.

Maksimalaus žargonio koeficientas pagal materiale tipą

Limitežiame žargonio koeficiento (LDR) formula yra straight-forward:

LDR = D / d, kur D yra заготовės diametras ir d yra punch diametras (cup internal diametras)

Šis koeficientas pokaziva, koks veliky заготовės diametras galima uspeškai formaviti su konkrečio punch diametru. Soglasu Toledo Metal Spinning , ši formula yra startinis punktas, kiek reikia žargonio etapų. Tačiau kritičnyi momentas yra, kad LDR vrednosti išsignificantly skirta pagal materiale tipą.

Kai štampavimo procesas sheet metal vượt quá šios limites, circumferential compressive stress vượt quá toleranciją materiale. Kā Macrodyne Press paaiškina, jei redukcija deep draw procese vượt quá materiale limitą, заготовė stretch or tear near punch nose. Flow resistance simply overwhelms tensile strength.

Štai ką reikia znati apie materiale specifinės parametres:

Medžiagos tipas	Pirmosios ištraukimo normos limitas	Kasdavinio ištraukimo sumažinimas %	Rekomenduojamas atleidimo požymis
Mažakraujis plienas (giliai formuojamas plieno lakštas)	2.0 - 2.2	25% - 30%	Po 40% kaupiamojo sumažinimo
Nerūdijantis plienas (304/316)	1.8 - 2.0	20% - 25%	Po 30 % kaupiamojo mažinimo
Aliuminio lydiniai (1100, 3003)	1,9 – 2,1	20% - 25%	Po 35 % kaupiamojo mažinimo
Vario lydiniai (C11000, C26000)	2,0 – 2,3	25% - 30%	Po 45 % kaupiamojo mažinimo

Atkreipkite dėmesį, kad nerūdijančio plieno gilus ištraukimas yra sudėtingiausias – jo darbinio sukietėjimo savybės reiškia žemesnius pirmojo ištraukimo santykius ir anksčiau reikalingą atvirkinimą, palyginti su angliniu plienu ar variu.

Daugiaetapėms operacijoms taikomų mažinimo procentų skaičiavimas

Kai bendras reikiamas mažinimas viršija vieno ištraukimo galimybes, reikės kelių etapų. Skaičiavimo procesas vykdomas sistemingai, kaip apibūdina The Fabricator, kad būtų išvengta plyšių, raukšlių ir paviršiaus defektų.

Štai kaip nustatyti redukcijos procentą:

Redukcija % = (1 - Dc/Db) × 100

Kur Dc reiškia puodelio skersmenį, o Db – заготовės skersmenį.

Įsivaizduokite, kad gaminate puodelį, kurio skersmuo 4 coliai, iš 10,58 colio заготовės. Jūsų skaičiavimai parodo, kad reikia maždaug 62 % bendros redukcijos. Kadangi pirmosios formavimo eigos ribos dažniausiai pasiekia maksimumą 50 % daugumai medžiagų, jums prireiks kelių etapų.

Apsvarstykite šį praktinį pavyzdį iš Macrodyne Press :

1. Pirmoji trauka - Taikyti 50 % redukciją (LDR 2,0), sumažinant 10,58 colio заготовę iki tarpinio 5,29 colio skersmens
2. Antroji trauka - Taikyti iki 30 % redukcijos (LDR 1,5), pasiekiant 3,70 colio skersmenį
3. Trečioji trauka - Jei reikia, taikykite 20 % sumažinimą (LDR 1,25) galutiniams matmenims

Kadangi tikslo dydžio 4 colių skersmuo patenka tarp antrojo ištraukimo galimybių ir žaliavinio gabalo dydžio, dvi pakopos sėkmingai užbaigia detalę.

Kaip medžiagos storis veikia šiuos santykius

Storesnės medžiagos paprastai leidžia šiek tiek didesnius ištraukimo santykius, nes jos geriau pasipriešina sulankstymui. Tačiau jos taip pat reikalauja didesnės žaliavinio laikiklio jėgos ir patvaresnio įrankio. Plonasienė giliam ištraukimui skirta plieno lakštinė medžiaga gali pasiekti LDR reikšmes tik žemesniame viešinamo diapazono krašte.

Svarbiausias principas, kurį reikia prisiminti: visi paviršiaus plotai, reikalingi galutinei detalei, turi būti jau pirmajame ištraukime. Kaip pabrėžia The Fabricator, po pradinės ištraukimo stoties paviršiaus plotas lieka pastovus. Jūs perskirstote esamą medžiagą, o ne sukuriate naujos medžiagos tolimesnėmis operacijomis.

Nustačius šiuos ištraukimo santykių apribojimus, toliau reikės tiksliai apskaičiuoti žaliavinio gabalo dydį, kad būtų užtikrinta pakankama medžiaga numatytai geometrijai.

Blanko dydžio apskaičiavimo metodai ir formulės

Jūs žinote savo ištempimo santykio ribas. Suprantate mažinimo procentus. Tačiau kaip nustatyti tikslų blanko skersmenį, reikalingą norint pagaminti pageidaujamą puodelį ar kriaušę? Jei padarysite blanką per mažą, trūks medžiagos. Jei per didelį – švaistysite medžiagą ir kils perteklinis flanšas, kuris apsunkins pjovimą. Giliam formavimui būtinas tikslumas nuo pat pirmo žingsnio.

Pagrindinis principas, reguluojantis blanko dydžio apskaičiavimą, yra tūrio pastovumas. Kaip paaiškina SMLease Design , blanko paviršiaus plotas turi būti lygus galutinio gaminio paviršiaus plotui. Formuojant metalas neišnyksta ir nesirodo – jis tiesiog persiskirsto iš plokščio disko į jūsų trimatę geometriją.

Paviršiaus ploto metodas blanko formavimui

Cilindriniams puodeliams, labiausiai paplitusiems giliuoju ištraukimu gaminamiems lakštinio metalo komponentams, matematinis požiūris yra elegantiškas. Iš esmės lyginamos dvi paviršiaus plotų reikšmės: plokščios apvalios заготовkės ir suformuoto puodelio su dugnu ir šonine siena.

Panagrinkime paprastą cilindrinį puodelį, kurio spindulys Rf ir aukštis Hf. Pradinės заготовkės spindulys Rb gali būti apskaičiuotas naudojant šią pagrindinę lygtį:

Rb = √[Rf × (Rf + 2Hf)]

Ši formulė tiesiogiai išvedama iš sąlygos, kad заготовkės plotas (πRb²) lygus puodelio paviršiaus plotui (πRf² + 2πRfHf). Išsprendus Rb atžvilgiu, gaunama aukščiau pateikta tarpusavio priklausomybė.

Pereikime prie praktinio pavyzdžio. Įsivaizduokite, kad reikia pagaminti puodelį, kurio skersmuo 50 mm ir gylis 60 mm. Sekant ištraukimo štampavimo skaičiavimo procedūrą:

• Puodelio spindulys (Rf) = 25 mm
• Puodelio aukštis (Hf) = 60 mm
• Pradinės заготовkės spindulys = √[25 × (25 + 120)] = √[25 × 145] = √3625 = 60,2 mm
• Blanko skersmuo = 60,2 × 2 = 120,4 mm

Šis skaičiavimas nurodo teorinį minimalų blanko dydį. Praktikoje reikės papildomo medžiagos kiekio apkarpymui ir sienelių storio mažėjimo kompensavimui.

Apskaičiuojant apkarpymo atliekų normą ir medžiagos storio mažėjimą

Realios giliam formavimui keliamos gamybos reikalavimai yra platesni už teorinį minimumą. Reikia inžinerinių atliekų švariam apkarpymui, taip pat kompensacijos sienelių storio pokyčiams formuojant.

Laikykitės šių seka eiliškai nustatytų žingsnių, kad gautumėte gamybai tinkamus blanko matmenis:

1. Apskaičiuokite galutinio gaminio paviršiaus plotą - Naudokite geometrinius formules konkrečiai formai. Cilindrams: πd²/4 + πdh. Sudėtingoms geometrijoms tikslų paviršiaus ploto matavimą suteikia CAD programinė įranga.
2. Pridėkite apkarpymo atliuką - Pramonės praktika rekomenduoja prie puodelio aukščio pridėti du kartus metalo storį prieš atlikstant skaičiavimus. Formuojant 0,010 colio medžiagą ir 4 colių aukščio puodelį, jūsų skaičiavimo aukštis tampa 4,020 colio.
3. Įvertinkite medžiagos plonėjimą - Puodelio šoninės sienelės plonėjimas paprastai siekia 10–15 %. Kai kurie specialistai apskaičiuotai заготовkos plotui kaip plonėjimo kompensacijos faktoriui prideda 3–5 %.
4. Nustatykite galutinį заготовkos skersmenį - Taikykite paviršiaus ploto formulę su koreguotais matmenimis, tada suapvalinkite iki praktiško pjovimo dydžio.

Pagal Gaminantis įmonė , pridedant du kartus metalo storį kaip papildomą apkarpymo medžiagą, yra gera praktika, užtikrinanti švarius galutinius matmenis po formavimo.

Kai supaprastintos formulės nebegelbsti

Aukščiau pateiktos lygtys puikiai veikia paprastiems cilindro formos puodeliams. O kaip dėl žingsniškų skersmenų, flanšuotų detalių ar netaisyklingų skerspjūvių? Sudėtingos geometrijos reikalauja kitokių metodų.

Jums reikės pereiti prie CAD pagrįstų paviršiaus ploto skaičiavimų, kai:

• Jūsų detalėje yra kelios skersmens kaitos arba sutankėjusios dalys
• Kampų spinduliai žymiai veikia paviršiaus plotą (paprasta formulė nepaiso įspaudos nosies spindulio)
• Netiesiniai formos elementai reikalauja išvystytų заготовки šablonų, o ne apvalių заготовki
• Tikslūs toleransai reikalauja tikslumo, viršijančio empirinius pataisymus

Stačiakampiams ar netaisyklingiems giliai formuotiems elementams заготовkės forma gali nebūti apvali. Šios išvystytos заготовkės reikalauja „CAD“ analizės arba baigtinių elementų modeliavimo siekiant nustatyti optimalią pradinę geometriją. Medžiagos anizotropija dėl valcavimo krypties taip pat veikia заготовkių formos optimizavimą nestatmenoms detalėms.

Apskaičiavę заготовkės dydį ir parinkę medžiagą, kitas svarbus konstravimo parametras – įspaudos ir matricos spindulio charakteristikos, kurios reguliuoja metalo tekėjimą formavimo metu.

Įspaudos ir matricos spindulio charakteristikos optimaliam medžiagų srautui

Jūs jau apračiuote заготовки размерą ir zinote savo žemėjimo koeficientą. Dabar priėjo parametras, kuris gali padaryti ili sukristi jūsų глубокого вытяmима metala operaciją: инструmago радиусai. Puška nosės radiuss ir matricės ieejas radiuss diktuoja, koks agresivis metala ielek, kai jis pereina iz flanša i sienas. Jei šios specifikacijos bus neteisingas, jūs susidės su ripu, kurią caused ekstremalios stresio koncentracijos, ili savėrka, kurią caused nepakankamas materiialo kontroli.

Štai pagrindinis principas: metalas, plūdėntis virš sharp corners, patiria lokalizą deformaciją, kuri exceeds ductility limits. Conversely, radii, kurią prea didėli, fail to guide material properly, allowing compressive buckling. Your job is finding the sweet spot for each material and thickness combination.

Punch Nose Radius Guidelines for Different Materials

The punch corner radius determines stress distribution at the most vulnerable location in your drawn part. According to Wikipedia's DFM analysis for deep drawing , išspaudimo kampas turėtų būti 4–10 kartų didesnis už lakšto storį. Didžiausias storio sumažėjimas vyksta arti išspaudimo kampo, nes šiame regione metalo srautas žymiai sumažėja. Per aštrus kampas sukelia įtrūkimus šalia išspaudimo pagrindo.

Kodėl ši vieta yra tokia svarbi? Gaubiant medžiaga tempiama per išspaudimo nosį, tuo pačiu patiriant apskritiminį suspaudimą. Šis dvikryptis įtempimo būvis koncentruojasi spindulio pereinamojoje zonoje. Nepakankamas spindulys sukuria įtempimo koncentraciją, dėl kurios atsiranda plyšiai dar nepasiekus pilno gaubimo.

Apsvarstykite, kas vyksta esant skirtingoms spindulio reikšmėms:

• Per mažas (mažiau nei 4t) - Stiprus deformacijos lokalizavimas sukelia plyšimus išspaudimo nosyje, ypač darbui sunkiai kietėjančiose medžiagose, tokiomis kaip nerūdijantis plienas
• Optimalus diapazonas (4–10t) - Įtempiams pasiskirstant platesnėje zonoje, leidžiama kontroliuojamai plonėti be gedimų
• Per didelis (daugiau nei 10t) - Nepakankamas apribojimas leidžia dugnui išsipūsti ar susiraukti, o šoninių sienelių apibrėžtis tampa prasta

Naudojant stiprius medžiagų tipus giliam formavimui, rekomenduojama pasirinkti didesnį šio diapazono kraštą. Minkštesnės medžiagos, tokios kaip aliuminis ir varis, gali išlaikyti spindulius artimesnius 4t.

Išspaudimo įėjimo spindulio specifikacijos ir jų poveikis

Išspaudimo kampinis spindulys kontroliuoja, kaip metalas pereina iš horizontalios flanšo srities į vertikalią išspaudimo ertmę. Būtent čia suspaudimo jėgos flanše virsta tempiamosiomis sienelių jėgomis. Kaip nurodyta Wikipedia deep drawing nuorodoje išspaudimo kampinis spindulys paprastai turėtų būti 5–10 kartų didesnis už lakšto storį. Jei šis spindulys per mažas, flanšo srityje labiau ryškėja raukšlėjimas, o dėl aštrių metalo tekėjimo krypčių pokyčių atsiranda įtrūkimų.

Išspaudimo spindulys sukelia kitokį iššūkį nei spyruoklio spindulys. Štai kur metalas lenkiamas aplink išorinį kampą, tuo pačiu patirdamas suspaudimą iš laikiklio slėgio. Nepakankamas spindulys sukelia:

• Per didelį trinties ir šilumos generavimą
• Paviršiaus brūkšnijimus ir sukibimą
• Vietinį plyšimą ties spindulio perėjimu
• Padidėjęs traukos jėgos reikalavimas

Tačiau per didelis įrankio spindulys sumažina efektyvią ruošinio laikiklio kontaktinę plotą ir leidžia pernelyg ankstyvą medžiagos išsilaisvinimą iš flaneco zonos, skatindamas raukšlėjimąsi.

Spindulio specifikacijos pagal medžiagos storį

Toliau pateikta lentelė suteikia konkrečias rekomendacijas giliam formavimui atlikti esant įprastoms medžiagos storio riboms:

Medžiagos storio diapazonas	Rekomenduojamas stūmoklio spindulys	Rekomenduojamas įrankio spindulys	Koregavimo pastabos
0,010" - 0,030" (0,25-0,76 mm)	6–10 × storis	8–10 × storis	Tanksniams plokščiams metalams, aby preventi plyšimą, reikia didesnių radijus daugybos
0.030" - 0.060" (0.76-1.52 mm)	5-8 × thickness	6–10 × storis	Standartinių diapazonas daugumai aplikacijų
0.060" - 0.125" (1.52-3.18 mm)	4-6 × thickness	5-8 × thickness	Tolstesni materialai toleruoja mažesnių daugybos
0.125" - 0.250" (3.18-6.35 mm)	4-5 × thickness	5-6 × thickness	Storasis kalibras; giliai esančioms detalėms apsvarstyti kelis traukimo etapus

Medžiagos tipas taip pat veikia šiuos specifikacijų parametrus. Dėl darbo sukietėjimo elgsenos nerūdijantis plienas paprastai reikalauja spindulių viršutiniame kiekvieno diapazono krašte. Minkštas aliuminis ir varis gali naudoti reikšmes, artimesnes apatiniam diapazonui

Išspaudimo tarpelio ir medžiagos storio santykis

Be spindulių, tarpelis tarp stempio ir formos labai svarbus medžiagos tekėjimui. Pagal „Wikipedia“ DFM gaires, tarpelis turi būti didesnis už metalo storį, kad būtų išvengta metalo koncentracijos formos ertmės viršuje. Tačiau tarpelis neturėtų būti toks didelis, kad metalo tekėjimas taptų neribojamas, dėl ko atsirastų sienelių raukšlėjimas

Praktinė gairė traukimo formavimui skirtam tarpeliui:

Tarpelis = Medžiagos storis + (10 % iki 20 % medžiagos storio)

0,040" medžiagai jūsų tarpelis turėtų būti nuo 0,044" iki 0,048". Tai suteikia pakankamai vietos natūraliai storesnei šoninei sienai, kartu užtikrinant pakankamą apribojimą, kad būtų išvengta lenkimo

Kai kurios operacijos tyčia sumažina tarpą, kad „išlygintų“ šoninę sienelę, taip užtikrindamos vientonesnį storį ir geresnį paviršiaus apdorojimą. Kaip paaiškina Hudson Technologies, įrankiai gali būti suprojektuoti tyčia ploninti ar išlyginti šonines sienas virš natūralios jų linkmės, pridedant matmeninės stabilumo ir sukurdami estetiškai patrauklesnį korpusą.

Kampų spindulio apibrėžimo niuansai neturiniams detalėms

Stačiakampės ir kvadratinės giliai formuojamos detalės sukelia papildomą sudėtingumą. Vidiniai kampų spinduliai tampa svarbiausiu konstrukcinio projekto parametru. Pagal Hudson Technologies , bendras taisyklė yra tokia: medžiagos storis, padaugintas iš dviejų, lygus mažiausiam pasiekiamam kampų spinduliui. Pageidautina didesni kampų spinduliai, kurie gali sumažinti reikalingą ištraukimų skaičių.

Galimi išimtys, naudojant papildomas ištraukimo operacijas, siekiant dar labiau sumažinti kampų spindulius, tačiau reikia elgtis atsargiai. Perteklinis medžiagos plonėjimas ir gretimos šoninės sienelės išlinkimas gali atsirasti, siekiant minimalių kampų spindulio verčių.

Neturiniams detalėms verta atsižvelgti į šiuos nurodymus:

• Minimalis interne kampų radijus = 2 × materialo thicknes (absolutinis minimumas)
• Preferowany interne kampų radijus = 3–4 × materialo thicknes (redukuoja štampavimo etapas)
• Apatinis kampų radijus = Sekti punch radijus guidelines (4–10 × thicknes)

Radijus modifikacijos nesėk subsequent štampavimo operacijos

Kai your part requires multiple štampavimo etapas, radijus specifications change between operations. First-draw tooling typically uses more generous radii to minimize work hardening and ensure successful material flow. Subsequent redraws can employ progressively tighter radii as the part approaches final dimensions.

A common progression:

• Pirmoji trauka - Die radijus at 8–10 × thicknes; punch radijus at 6–8 × thicknes
• Antroji trauka - Įformos spindulys 6–8 × storis; skvarbos spindulys 5–6 × storis
• Galutinis ištraukimas - Įformos spindulys 5–6 × storis; skvarbos spindulys 4–5 × storis

Jei tarp ištraukimų atliekamas atleidimas, galima grįžti prie agresyvesnių spindulių, nes medžiagos sukietėjimas buvo pašalintas. Be tarpinio atleidimo kiekvienas tolesnis ištraukimas vyksta vis labiau sukietėjusioje medžiagoje, todėl reikia taikyti atsargesnius spindulius, kad nebūtų suskaldu.

Nurodžius įrankių spindulius ir tarpus, kitas svarstomas klausimas – kiek ištraukimo etapų iš tikrųjų reikia jūsų detalei ir kaip suplanuoti redukcijos procentus šiems procesams.

Kelių etapų ištraukimo operacijų ir redukcijos sekų planavimas

Jūs nustatėte ištempimo santykius, apskaičiavote заготовкės dydžius ir nurodėte įrankių spindulius. Dabar kyla klausimas, kuris atskiria sėkmingus giliąjį štampavimą nuo brangių nesėkmių: kiek ištraukimo etapų iš tikrųjų reikia jūsų detalei? Nepakankamai įvertinkite – ir medžiaga plyš. Per daug įvertinkite – ir švaistysite įrankių investicijas bei ciklo laiką.

Atsakymas slypi sistemiškame mažinimo planavime. Kaip Gaminių gamybos biblioteka aiškina, jei procentinis sumažėjimas viršija 50 %, reikia planuoti perkėlimo operacijas. Tačiau tai tik pradžia. Medžiagos savybės, detalės geometrija ir gamybos reikalavimai visi turi įtakos jūsų etapų skaičiavimo sprendimams.

Reikiamų ištraukimo etapų apskaičiavimas

Jūsų gylio ir skersmens santykis pateikia pirmąją žymą apie etapų sudėtingumą. Paviršutiniškos detalės, kurių santykis žemesnis nei 0,5, paprastai formuojamos vienu traukimu. Bet kas vyksta, kai gaminami gilūs cilindriniai kevalai, baterijų korpusai ar slėgio indai, kurių gylio ir skersmens santykis viršija 2,0?

Sekite šį sistemingą požiūrį, norėdami nustatyti savo etapavimo reikalavimus:

1. Nustatykite bendrą reikalingą sumažinimą - Apskaičiuokite procentinį sumažinimą nuo iškirpto skersmens iki galutinio detalės skersmens naudodami formulę: Sumažinimas % = (1 - Dp/Db) × 100. Pavyzdžiui, 10 colių iškirptas ruošinys, formuojantis 4 colių skersmens puodelį, reikalauja 60 % bendro sumažinimo.
2. Taikykite medžiagai būdingus vieno etapo sumažinimo ribotus dydžius - Remkitės savo medžiagos pirmojo ištraukimo riba (paprastai 45–50 % plienui, 40–45 % nerūdijančiajam plienui). Kiekvienas tolesnis ištraukimas leidžia vis mažesnį sumažinimą: 25–30 % antrajam ištraukimui, 15–20 % trečiajam ištraukimui.
3. Suplanuokite tarpinį atkaitymą, jei reikia - Kai kaupiamasis deformacijos lygis viršija jūsų medžiagos grėsmę trapumui dėl kietinimo (30–45 %, priklausomai nuo lydinio), tarp etapų suplanuokite įtempimo mažinimo atkaitymą, kad būtų atkurta plastinumas.
4. Suprojektuokite palaipsniui veikiančias mirgės stotis - Kiekvieną redukcijos etapą priskirkite konkrečiai mirgės stočiai, atsižvelgdami į medžiagos tvarkymą, tepimo reikalavimus ir kokybės tikrinimo taškus.

Apsvarstykime praktinį giliąjį ištraukimą: jums reikia 3 colių skersmens puodelio, kurio gylis 6 coliai, iš 0,040 colių plieno su mažu anglies kiekiu. Jūsų gylio ir skersmens santykis yra 2,0, kas gerokai viršija vieno ištraukimo galimybes. Judant atbuline tvarka nuo galutinių matmenų, galima suplanuoti tris etapus, kuriuose atitinkamai būtų taikomos 48 %, 28 % ir 18 % medžiagos susitraukimo normos.

Susitraukimo planavimas progresyviuose procesuose

Nustačius etapų skaičių, svarbu tinkamai sekuoti susitraukimus. Pirmasis ištraukimas atlieka pagrindinį darbą, o vėlesni ištraukimai tikslina geometriją ir pasiekia galutinius matmenis.

Štai ką sėkmingi giliojo ištraukimo gamybos procesai įvertina kiekviename etape:

• Pirmoji trauka - Sukuria visą paviršiaus plotą, reikalingą gaminiam detalei. Šiame etape vyksta didžiausias susitraukimas (paprastai 45–50 %). Formos kampų spinduliai yra didžiausi, kad būtų sumažintas medžiagos grūdėjimas.
• Antrasis ištraukimas (pakartotinis ištraukimas) - Sumažina skersmenį 25–30 %, tuo pačiu padidindamas gylį. Medžiaga jau buvo apdirbta pirmoje operacijoje, todėl jėgos didėja, nepaisant mažesnio redukcijos procento.
• Trečiasis ir tolimesni ištempimai - Kiekvienoje stadijoje tolesnis skersmens sumažinimas 15–20 %. Įvertinkite, ar būtinas atkaitinimas, remdamiesi kaupiamu deformavimu.

Pagal Gaminių gamybos biblioteka , projektuojant tarpines formas, turėtumėte nustatyti, kad žaliavinio, tarpinių detalių ir galutinio ištraukimo paviršiaus plotai būtų lygūs. Šis tūrio pastovumo principas užtikrina, kad perkelsite esamą medžiagą, o ne bandysite sukurti naują paviršiaus plotą.

Kai atsiranda glodinimas

Kartais jūsų giluminio ištempimo gamybos reikalavimai reikalauja sienelių storio, kuris yra storesnis nei standartinio ištempimo metu gaunamas. Tokiu atveju naudojamas glodinimas. Standartiniu giluminiu ištempimu šoninės sienelės natūraliai šiek tiek pasigeria, kai medžiaga suspaudžiama į vidų. Glodinimas tai atvirkščiai – tyčia sumažinant ėriko ir formos tarpą, sienelės padaromos plonesnės.

Apsvarstykite glodinimo taikymą, kai:

• Sienelių storio vientisumas yra kritiškai svarbus jūsų taikymui
• Jums reikia plonesnių sienelių nei pradinės заготовкės storis
• Paviršiaus apdorojimo reikalavimai reikalauja blizginimo poveikio, kurį suteikia ištempimas
• Matmenų nuoseklumas per visą gamybos ciklą turi būti aukščiausias

Ištempimas paprastai atliekamas paskutinėje ištraukimo stadijoje arba kaip atskira po ištraukimo operacija. Ši procedūra padidina matmeninę stabilumą ir sukuria estetiškai patrauklesnį paviršių, tačiau reikalauja papildomų įrankių investicijų bei atsargių jėgos skaičiavimų.

Progresyvinės formos prieš perkėlimo formos konfigūracijas

Jūsų etapų planas turi atitikti jūsų preso konfigūraciją. Dviejų tipų daugiapakopėse giliuosiuose brėžimuose egzistuoja dvi pagrindinės parinktys: progresyvinės formos ir perkėlimo formos. Kiekviena iš jų turi aiškius pranašumus, priklausomai nuo jūsų detalės geometrijos ir gamybos apimties.

Kaip teigia Die-Matic, progresyvioji išspaudimo štampavimo technologija naudoja nepertraukiamą metalo juostą, kuri paduodama per kelias stotis, kuriose operacijos atliekamos vienu metu. Šis metodas puikiai tinka didelės apimties gamybai su paprastesnėmis geometrijomis. Juosta automatiškai išlaiko detalių padėtį, todėl sumažinamas apdorojimo sudėtingumas.

Priešingai, perdavimo štampavimo būdu atskiri заготовки perkeliama tarp stotelių naudojant mechanines arba hidraulines pervežimo sistemas. Kaip paaiškina Die-Matic, šis metodas geriausiai tinka sudėtingoms detalėms, reikalaujančioms kelių formavimo operacijų ar gilių ištempimų. Stop-and-go pobūdis leidžia tiksliai kontroliuoti medžiagos srautą kiekvienoje stotyje.

Konfigūracija	Tinkamiausias	Ribotumai	Tipinės taikymo sritys
Progresyvinis šablonas	Didelė apimtis, paprastesnės geometrijos, plonos medžiagos	Apribotas ištempimo gylis, juostos pločio apribojimai	Elektroniniai komponentai, maži korpusai, negilios puodeliai
Perdavimo įrenginys	Sudėtingos detalės, gilūs ištempimai, siauri toleransai	Lėtesni ciklo laikai, sudėtingesni įrankiai	Automobilių skydos, slėgio induose, gilūs cilindriniai kevalai

Giliai traukiant, kai gylio ir skersmens santykis viršija 1,0, perkeliamosios štampų konfigūracijos paprastai suteikia geresnius rezultatus. Galimybė tiksliai perkelti заготовkes kiekviename etape leidžia kontroliuoti medžiagos tekėjimą, kuris būtinas daugiapakopėse operacijose. Progresyvinės štampos veikia gerai tada, kai pirmoji trauka pasiekia didžiąją reikiamo gylio dalį, o vėlesni etapai atlieka apkarpymo, gręžimo ar nedidelius formavimo darbus.

Nustačius stadijų planą ir štampo konfigūraciją, kitas svarbus veiksnys – tai blanko laikiklio jėgų skaičiavimas, kuris prevencijuojamas raukšlėjimąsi, išvengiant pernelyg didelio trinties, sukeliančios plyšimus.

Blanko laikiklio jėgos reikalavimai ir slėgio valdymas

Jūs suplanavote ištempimo etapus ir pasirinkote įrankio konfigūraciją. Dabar atėjo parametras, kuriam reikalinga tiksliai sureguliuoti: заготовės laikiklio jėga. Taikykite per mažai slėgio, ir suspaudžiamosios apkrovos suformuos raukšles flanže. Taikykite per daug, ir trintis sutrukdys medžiagos tekėjimui, todėl detalė plyš arčiau įspaudimo nosies. Rasti pusiausvyrą reikalauja suprasti tiek fizikinius procesus, tiek kintamuosius, kuriuos galite kontroliuoti.

Tusčiavidurio laikiklis atlieka vieną pagrindinę funkciją: riboti flanžo sritį, leidžiant kontroliuojamą medžiagos srautą į įvoros ertmę. Pagal FACTON giliam trašymui skirtą sąnaudų modelį , tusčiavidurio laikiklio plotas atitinka medžiagą, kuri turi būti prilaikoma giliame trašyme, kad nebūtų susidarytų raukšlių. Šioje srityje taikomas slėgis, derinamas su trinčia, sukuria pasipriešinimą, kuris kontroliuoja, kaip metalas patenka į formavimo operaciją.

Tusčiavidurio laikiklio slėgio formulės ir kintamieji

Tarpinės laikiklio jėgos apskaičiavimas nėra spėjimas. Slėgio, medžiagos savybių ir geometrijos santykis atitinka nustatytus principus. Štai pagrindinis požiūris:

Tarpinės laikiklio jėga = Tarpinės laikiklio plotas × Tarpinės laikiklio slėgis

Skamba paprastai? Sudėtingumas slypi teisingo slėgio reikšmės nustatyme. Kelios aplinkybės įtakoja reikiamą tarpinės laikiklio slėgį:

• Medžiagos stipris - Medžiagos su didesniu tempimo stipriu reikalauja didesnės laikymo jėgos, kad būtų galima kontroliuoti medžiagos tekėjimą. Kaip nurodo FACTON, tempimo stipris tiesiogiai įeina į tarpinės laikiklio slėgio skaičiavimus.
• Blanko skersmuo - Didelės tarpinės sukuria didesnes gniuždymo jėgas flanšo zonoje, todėl reikalinga proporcingai didesnė varža.
• Įtempimo gylis - Gilesni ištraukimai reikalauja ilgesnį laikotarpį palaikyti slėgį, kas veikia tiek jėgos dydį, tiek sistemos konstrukciją.
• Trinties koeficientas - Lubrikanto kokybė tiesiogiai veikia, kiek jėgos virsta į medžiagos varžą, o kiek – į šilumos generavimą.
• Ištraukimo santykis - Didžesni santykiai koncentruoja didesnį gniuždymo įtempį flanše, todėl reikia padidinti laikymo slėgį.

Dažnai naudojama pradinė formulė ruošinio laikiklio slėgiui yra nuo 0,5 iki 1,5 MPa minkštam plienui, koreguojant pagal konkretų medžiagą ir geometriją. Dėl darbo sukietėjimo savybių nerūdijantis plienas dažniausiai reikalauja aukštesnio slėgio. Aliuminio ir vario lydiniai dažnai gerai formuojasi esant žemesniam slėgiui.

Pačios ruošinio laikiklio zonos skaičiavimas priklauso nuo ruošinio dydžio ir įformės geometrijos. Iš esmės skaičiuojamas žiedinis tarpas tarp įformės angos ir ruošinio krašto. Kol vyksta ištraukimas, šis plotas mažėja, todėl kintamo slėgio sistemos yra naudingesnės giliems ištraukimams.

Raukšlių prevencijos ir plyšimo rizikos subalansavimas

Remiantis tyrimais, paskelbtais CIRP Annals , giliam lyjime vyraujantys gedimų būdai yra raukšlėjimas ir lūžis, o daugeliu atvejų šie defektai gali būti pašalinti tinkamai reguliuojant ruošinio laikymo jėgą. Šis radinys pabrėžia, kodėl BHF kalibravimas yra toks svarbus konstrukcinis parametras.

Štai kokia čia veikia fizika: giliuoju lyjimu metalo štampavimo metu apskritiminiai suspaudimo įtempiai atsiranda flanže, kai medžiaga juda radialiai į vidų. Be tinkamo varžymo, šie įtempiai sukelia flanžės išlinkimą aukštyn, suformuodami raukšles. Tačiau pernelyg didelis varžymas visiškai neleidžia medžiagai tekėti, o tempiamieji įtempiai šalia skysto viršija medžiagos stiprumą, sukeliant plyšius.

Tyrimas atkreipia dėmesį, kad sienelių raukšlėjimas yra ypač sudėtingas, nes šiame regione lakštas nėra remiamas įrankio. Sienelių raukšlių slopinimas per skydelio laikiklio jėgos reguliavimą yra sunkiau nei flanšo raukšlių prevencija. Tai reiškia, kad jūsų slėgio parametrai turi atsižvelgti į tai, kur defektai labiausiai tikėtini.

Kaip žinoti, kad jūsų skydelio laikiklio slėgis neteisingas? Stebėkite šiuos diagnostikos rodiklius:

• Raukšlėjimo modeliai - Apskritiminiai banguojimai flanšo zonoje rodo nepakankamą slėgį; sienelių raukšlės rodo sudėtingesnius medžiagos tekėjimo valdymo klausimus
• Briaunos plyšimas - Įtrūkimai, prasidedantys nuo skydelio krašto, signalizuoja per didelį trinties koeficientą dėl per aukšto slėgio
• Nelygus sienelių storis - Asimetriški storio sumažėjimo modeliai atskleidžia nevienodą slėgio pasiskirstymą per visą skydelio laikiklio paviršių
• Paviršiaus bruožai - Brūkšniai ant flanšo rodo per didelį slėgį, derinant su nepakankama tepimo sistema
• Smeigtuko nosies plyšimas - Įtrūkimai šalia puodelio apačios rodo, kad medžiaga negali laisvai tekėti, kad būtų sumažintas temptinis įtempimas

Jei pastebite raukšles, jūsų pirmoji mintis gali būti žymiai padidinti slėgį. Susivaldykite. Palaipsniui keisdami slėgį 10–15 % leidžia pasiekti optimalų slėgį, neperžengiant ribos, kuri sukeltų plyšimus.

Kintamo laikiklio slėgio sistemos

Sudėtingoms giliavilčio metalo detalėms pastovus slėgis visoje eigose dažnai pasirodo nepakankamas. Kaip paaiškina The Fabricator, elektroninės pakabinimo sistemos suteikia didžiausią lankstumą заготовки ir metalo tekėjimo valdyme giliajam vilčiui. Šios sistemos leidžia reguliuoti blanko laikiklio slėgį bet kur perimetre formuojamo paviršiaus ir bet kuriuo presavimo eigos momentu.

Kodėl svarbus kintamas slėgis? Apsvarstykime, kas vyksta vilčio metu:

• Pradedant eiga, visas заготовки plotas reikalauja apribojimo, kad būtų išvengta raukšlių
• Kai medžiaga įsiveržia į įrankį, flanšo plotas palaipsniui mažėja
• Pastovi jėga mažėjančiame plote reiškia, kad efektyvus slėgis didėja
• Šis augantis давление может предотвратить материал от течения во время критической конечной части вытяжки

Переменные давления системы решают эту проблему, уменьшая силу по мере продвижения вытяжки, поддерживая оптимальное давление вместо оптимальной силы. По данным The Fabricator, эти системы также могут компенсировать изменения в толщине металла, происходящие в процессе вытяжки, устраняя необходимость наличия бегущего пятна на держателе заготовки.

Умирают требования подушек и азотные весенние альтернативы

Ваша сила держателя заготовки должна исходить откуда-то. Существует три основные варианты, каждый из которых имеет отдельные характеристики для глубокой вытяжки металлической штамповки.

Прессы подушки reprezentuoja tradicinį požiūrį. Kaip nurodo The Fabricator, hidrauliniai amortizatoriai gali sukurti didžiules laikiklio jėgas, reikalingas tempti detalėms, tokioms kaip automobilių dangčiai ir išoriniai durelių skydai. Šios sistemos tiekia jėgą per orą arba amortizacijos strypus, kurie vienodai paskirsto slėgį visoje laikiklio paviršiuje.

Tačiau presų amortizatoriai reikalauja nuolatinės priežiūros. The Fabricator įspėja, kad jei oriniai strypai pažeisti, sulankstyti arba nelygūs, gali atsirasti įspaudimo defleksija, dėl ko die paviršius ir laikiklis nebus tinkamai pritaikyti, kas gali sukelti metalo valdymo praradimą. Panašiai įdentavę ar nešvarūs amortizatorių paviršiai pažeidžia slėgio vientisumą nepaisant strypų tikslumo.

Azoto spyruoklės siūlo autonominį sprendimą, kuris montuojamas tiesiogiai į formą. Šie dujomis užpildyti cilindrai suteikia nuoseklią jėgą per visą savo eigą ir nereikalauja išorinio slėgio šaltinio. Metalo formavimui, žymėjimui ir panašioms tiksliai operacijoms azoto spyruoklės užtikrina pakartojamumą, kurio kartais oras negali pasiekti.

Azoto spyruoklių privalumai apima:

• Kompaktišką montavimą formos viduje
• Nuoseklią jėgos išvestį, nepriklausomai nuo preso pagalvėlės būklės
• Paprasta keitimo ir priežiūros procedūra
• Numatytą našumą per visus gamybos ciklus

Kompromisas? Azoto spyruoklės suteikia fiksuotas jėgos charakteristikas. Negalite keisti slėgio per eigą be spyruoklės specifikacijų keitimo. Detalėms, reikalaujančioms kintamo laikiklio jėgos profilio, preso pagalvėlės sistemos su programuojamu valdymu siūlo didesnį lankstumą.

Atsargos kėlimo cilindrai yra dar viena parinktis, ypač progresyviems iškrovimo taikymams. Pagal The Fabricator, šios paruoštos montuoti dujinės spyruoklės gali sugerti didesnę šoninę jėgą ir atlaikyti didesnį apkrovimą nei įprastiniai cilindrai. Jos tiekiamos su iš anksto įpjautomis skylėmis montavimo bėgeliams, todėl supaprastinamas įrankio statyba.

Pasirinkdami slėgio sistemą, suderinkite jos sudėtingumą su reikalavimais. Nereikia investuoti į brangias elektronines reguliavimo sistemas, jei pakanka paprastų azoto spyruoklių. Atvirkščiai, nereikėtų tikėtis sėkmingai ištempti sudėtingas geometrijas naudojant paprastas uretano slėgio sistemas, kurių trūksta jėgos talpos ir valdymo tikslumo reikiamam sunkioms aplikacijoms.

Tinkamai sukalibruotam blanke laikiklio jėgai, esate pasirengę gaminti nuosekliai tolygius detalių. Tačiau kas nutinka, kai vis tiek pasirodo defektai? Kita skyriuje pateikiami sistemiški trikdžių šalinimo metodai raukšlėjimo, plyšimo ir paviršiaus kokybės problemų diagnozavimui ir taisymui, net ir gerai suprojektuotam įrankiui.

Giliai tempiamų detalių defektų paieška ir šakninių priežasčių analizė

Jūs sureguliavote загlęs laikymo jėgą, nustatėte įrankių spindulius ir suplanavote medžiagos mažinimo seką. Tačiau defektai vis dar atsiranda ant jūsų detalių. Kas vyksta ne taip? Atsakymas slypi sistemiškoje diagnostikoje. Kiekvienas raukšlis, plyšys ir paviršiaus netobulumas pasakoja istoriją apie jūsų procesą. Mokantis skaityti šiuos gedimų modelius, frustruojantis brokas virsta veiksmingu intelektu formos konstrukcijos tobulinimui.

Giliai tempiami štampavimo defektai krenta į numatomas kategorijas, kurių kiekviena turi skirtingus vizualinius požymius ir šaknines priežastis. Pagal Metal Stamping O , dauguma giliojo tempimo štampavimo problemų kyla dėl įrankių ir konstrukcijos problemų kombinacijos. Tiriant gaminį, patyręs žmogus gali aiškiai papasakoti apie proceso kokybę. Jūsų užduotis – išlavinti tokį patyrusį žvilgsnį.

Raukšlių ir plyšimų gedimų diagnostika

Raukšlėjimas ir plyšimai atitinka priešingus medžiagos tekėjimo spektro galus. Raukšlės rodo nestabilų suspaudimą. Plyšimai signalizuoja pernelyg didelį tempimą. Suprasdami, kur kiekvienas defektas pasirodo jūsų dalyje, tiesiogiai nustatote priežastinį formos dizaino parametrą.

Raukšlėjimo diagnostika: Kur raukšlės susidaro jūsų dalyje? Flanšo raukšlės, atsirandančios ant ruošinio krašto, paprastai rodo nepakankamą laikiklio slėgį. Kaip paaiškina Metal Stamping O, jei laikiklis yra subalansuotas, per stipriai užveržtas arba jei ruošinyje yra griovelis laikymo krašte, tada metalas neteisingai tekės, suformuodamas būdingas raukšles viršutiniame krašte. Sienos raukšlės, atsirandančios nepalaikomoje zonoje tarp laikiklio ir įspaudimo, rodo per didelį tarpą ar nepakankamą įspaudimo spindulį.

Sprendimai raukšlėjimo defektams šalinti:

• Palaipsniui didinkite ruošinio laikiklio slėgį (10–15 % pakopomis)
• Patikrinkite ruošinio laikiklio lygiagretumą ir panaikinkite bet kokį posvyrį
• Apžiūrėkite ruošinio kraštus, kad aptiktumėte griovelius, trukdančius tinkamam prispaudimui
• Sumažinkite įspaudos tarpą, kad sienelė būtų geriau paremta
• Patikrinkite, ar slėgis tolygiai pasiskirstęs visoje ruošinio laikiklio paviršiuje
• Apsvarstykite traukos bumbulus, kad padidėtų medžiagos varžymas problemose vietose

Plyšimo diagnostika: Plyšio vieta parodo įtempimo koncentracijos šaltinį. Įtrūkimai netoli įspaudos nosies rodo, kad medžiaga negali pakankamai laisvai tekėti, kad būtų sumažintas tempiamasis įtempimas. Pagal Breaking AC plonosios metalo lakštinės defektų analizę , pernelyg didelės įspaudų formavimo jėgos sukelia pernokimą, plyšimus ir įtrūkimus išspaudžiamose detalėse.

Įplyšimai, prasidedantys nuo ruošinio kraštų, rodo kitas problemas. Metal Stamping O pastebi, kad apatinių įtrūkimų priežastis daugiausia yra ruošinio ir ruošinio laikiklio būklė. Paviršiaus brūkšneliai arba įgilėjimai gali sumažinti medžiagos tekėjimą į įspaudą, dėl ko atsiranda įtrūkimai puodelio apačioje.

Sprendimai dėl plyšimo defektų:

• Sumažinkite ruošinio laikiklio slėgį, kad medžiaga galėtų laisviau tekėti
• Padidinkite skardos plokštės nosies spindulį, kad įtempį paskirstytumėte didesniame plote
• Padidinkite įformos įėjimo spindulį, kad sumažintumėte trintį per medžiagos deformavimą
• Patikrinkite, ar skardos plokštės ir įformos tarpas nėra per mažas jūsų medžiagos storio atžvilgiu
• Pagerinkite tepimą, kad sumažintumėte trinties sukeltą temptį
• Apsvarstykite atkaitymą, jei ankstesnių operacijų sukelta darbo kietinimo būklė sumažino tamprumą
• Sumažinkite ištraukimo santykį pridedant papildomas ištraukimo stadijas

Ištaisomi auselių susidarymo ir paviršiaus kokybės problemos

Ne visi defektai apima katastrofišką sugedimą. Auselės sukelia nelygų puodelio aukštį, kuriam reikia perteklinio apdailinimo. Paviršiaus defektai pablogina išvaizdą ir gali paveikti detalės funkciją. Abu atvejai kyla dėl kontroliuojamų proceso kintamųjų.

Auselių susidarymas paaiškinta: Kai tiriate ištrauktą puodelį ir pastebite, kad krašto aukštis kinta pagal apskritimą, matote auselių susidarymą. Kaip aiškina Breaking AC, auselių defektas reiškia nelygų aukštį aplink ištrauktos detalės kraštą. Pagrindinė priežastis – nepaisoma suderinamumo tarp darbinės medžiagos ir formos medžiagos.

Temat, materių anizotropija įgima primą rolę. Plocų metalas iš valcios operacijų turi direkcinės īpašybės. Kristų elongacijos valcios direkciją, sukuriant kitokį mechaninį īpašybę 0°, 45° ir 90° šiai direkcijai. Metalų įdubinio metu, materių plūdė lengviau kai kurią direkciją negu kitą, sukuriant charakteristiku „ausis“ prognoziamą kampinę pozciją.

Strategijos „ausų“ mitigacijai:

• Vyti materių zoną nizkų planarų anizotropijų vertę (r-vertė blizu 1,0 viso direkcijų)
• Vyti blankų formas, kuri kompensuoja direkcinio plūdės kitimą
• Pataisyti blankų atžymėjimą, lai pritaikyti prognoziamą „ausų“ augstis kitimą
• Apsvaitinė valcios materių kritiniam aplikacijam
• Reguliuoti blankų turėjimo spaudę, lai influencijoti plūdės uniformitą

Paviršiaus kokybės problemos: Brūkšniai, įbrėžimai, apelsinų lukšto tekstūra ir formos linijos rodo specifines proceso problemas. Įbrėžimai atsiranda dėl nepakankamos tepimo, kai tarp заготовкės ir įrankio vyksta metalo-metalo kontaktas. Apelsinų lukšto tekstūra rodo pernelyg didelį grūdelių augimą dėl per didelio atlinkimo arba medžiagos, kurios grūdelių struktūra netinka jūsų ištraukimo gyliui.

Paviršiaus defektų sprendimai:

• Pagerinkite tepimo kokybę ir padengimo plotą, ypač aukštos trinties zonose
• Išpoliruokite formos ir plunžerio paviršius, kad sumažintumėte trintį ir užkirstumėte kelią medžiagai kibti
• Pasirinkite tinkamą įrankinį plieną ir paviršiaus apdorojimus savo medžiagų deriniui
• Patikrinkite, ar medžiagos grūdelių dydis tinkamas jūsų ištraukimo stiprumui
• Patikrinkite, ar nėra šiukšlių ar užterštumo ant заготовкės laikiklio ir formos paviršių
• Apsvarstykite apsaugines plėveles detalėms, reikalaujančioms bepriekaiščio paviršiaus

Visapusiška defektų nuorodų lentelė

Toliau pateikta lentelė sujungia defektų diagnostiką į greitosios nuorodos formatą giliam ištraukiamam plienui, nerūdijančiajam plienui ir kitoms dažnoms medžiagoms:

Defekto tipas	Vizualiniai indikatoriai	Pagrindinės priežastys	Ištaisymo veiksmai
Flanšo raukšlės	Apvalkalo krašto raiščiai tuščioje vietoje; banguotas flanšo paviršius	Neužtenka laikiklio slėgio; laikiklio nelygiagretumas; šiurkštūs galai ant tuščiosios detalės krašto	Padidinkite BHF; patikrinkite laikiklio lygiagretumą; nuimkite šiurkštumus nuo tuščiųjų detalių; pridėkite ištraukimo juostas
Sienelės raukšlės	Raiščiai tarp flanšo ir smeigtuko nosies puodelio šoninėje sienelėje	Per didelis įvorės tarpas; nepakankamas įvorės spindulys; plonas medžiaga	Sumažinkite tarpą; padidinkite įvorės spindulį; apsvarstykite glodinimo operaciją
Smeigtuko nosies plyšimas	Įtrūkimai, atsirandantys puodelio dugno spindulyje	Smeigtuko spindulys per mažas; viršytas ištempimo santykis; per didelis BHF; nepakankama tepimo sistema	Padidinkite smeigtuko spindulį; pridėkite ištempimo etapą; sumažinkite BHF; pagerinkite tepimą
Briaunos plyšimas	Įtrūkimai, prasidedantys nuo заготовkės kraštų	Per didelis BHF; užlaidos ant заготовkės krašto; įbrėžimai ant заготовkės laikiklio	Sumažinti BHF; nušalinti užlaidas nuo заготовkių; išpoliruoti заготовkės laikiklį; pagerinti tepimą
Apvyniojimas	Nelygus puodelio viršaus aukštis; banguotumas kas 45° yra tipiškas	Medžiagos plokščioji anizotropija; nevienodas заготовkės laikiklio slėgis	Pasirinkti izotropinę medžiagą; naudoti išplėstas заготовkes; padidinti apkarpymo atsargą
Nelygus sienelių storis	Vietiniai plonėjimo plotai; asimetriška storio pasiskirstymas	Skirtumas tarp išspaudimo ir formos; nevienodas BHF; medžiagos kaita	Perdėlioti įrankius; patikrinti BHF vientisumą; patikrinti medžiagos vientisumą
Įbrėžimai/įdrėskimai	Tiesiniai brūkšniai; medžiagos prilipimas prie įrankių	Nepakankama tepimo sistema; nesuderinamas įrankio medžiaga; per didelis slėgis	Pagerinti tepimą; taikyti paviršiaus denginius; sumažinti kontaktinį slėgį
Apelsino žievė	Šiurkštus, tekstūruotas paviršius, primenantis citrinų odą	Per dideli grūdeliai; pernelyg ilgas atlinkinimas; stiprus deformavimas	Nurodyti smulkesnio grūdelio medžiagą; kontroliuoti atlinkinimo parametrus
Grįžtis	Detalės matmenys skiriasi nuo formos geometrijos; sienelės išlinksta lauk	Elastinis atsitraukimas po formavimo; aukštos stiprybės medžiagos	Perlenkti įrankius kompensacijai; padidinti laikymo laiką stalo žemiausioje padėtyje

Sisteminis diagnostikos požiūris

Kai atsiranda defektų jūsų plieno ar kitų medžiagų giliam formavime, pasistenkite nepaisyti noro vienu metu atlikti keletą pakeitimų. Vietoj to sekite sisteminga procedūra:

1. Tiksliai apžiūrėkite defekto vietą - Išsamiai užfiksuokite, kur būtent detalės paviršiuje atsiranda defektas. Nufotografuokite defekto schemą atskaitai.
2. Analizuokite defekto schemą - Ar ji simetriška ar lokalizuota? Ar defektas pasikartoja pastoviose kampinėse pozicijose? Ar jis atsiranda toje pačioje ėmimo pozicijoje?
3. Nustatykite kalimo formos dizaino parametrą - Pasinaudokite aukščiau pateikta defektų lentele, kad nustatytumėte galimas šaknines priežastis pagal defekto tipą ir vietą.
4. Atlikite vienkartinio kintamojo pataisas - Keiskite tik vieną parametrą vienu metu, kad galėtumėte izoliuoti jo poveikį. Kiekvieną pataisą ir rezultatą užfiksuokite.
5. Patvirtinkite taisymo stabilumą - Paleiskite pakankamai detalių, kad patvirtintumėte, jog pataisa nuosekliai veikia visoje gamyboje, o ne tik keliuose pavyzdžiuose.

Pagal Metal Stamping O , gilusis ištraukimas, taip pat supratimas, kaip tikrinti pagamintą detalę, yra būtinas sprendimų priėmimo procese. Šios diagnostikos galimybės yra nepakainojamos tiek pradinio formos kūrimo, tiek einamosios gamybos trikčių šalinimo metu.

Prisiminkite, kad kai kurios defektai sąveikauja. Norėdami pašalinti raukšles, padidinus laikiklio jėgą, gali tekti artėti link plyšimo. Tikslas – rasti darbinį langą, kuriame išvengiama abiejų gedimų tipų. Sudėtingoms geometrijoms šis langas gali būti siauras, todėl reikalingos tikslės valdymo sistemos ir nuoseklios medžiagos savybės.

Užtikrinus pagrindinius gedimų šalinimo principus, šiuolaikinė mirkės konstrukcija vis labiau priklauso nuo modeliavimo įrankių, kurie leidžia numatyti ir išvengti defektų dar prieš pradedant apdirbti plieną. Kitame skyriuje aptariama, kaip CAE analizė patvirtina jūsų konstrukcinius sprendimus ir greičiau pasiekti gamybai tinkamus įrankius.

CAE modeliavimo integracija šiuolaikinei mirkės konstrukcijos patikrai

Jūs puikiai išmanote ištempimo santykius, nustatėte įrankių apvalinimus ir įgijote gedimų šalinimo patirtį. Bet įsivaizduokite, kad galite numatyti kiekvieną defektą dar prieš prapjauti vienintelį įrankio plieno gabalą. Būtent tai suteikia CAE modeliavimas. Šiuolaikinė lakštinio metalo formavimo konstrukcija jau seniai atsirado už bandymų ir klaidų metodo ribų. Baigtinio elemento analizė dabar virtualiai patvirtina jūsų konstrukcinius sprendimus, nustatydama raukšlėjimą, plyšimą ir storio mažėjimą tuo metu, kai jūsų mirkė egzistuoja tik kaip skaitmeninė geometrija.

Kodėl tai svarbu jūsų giliam ištempimui skirtiems projektams? Pagal tyrimus, paskelbtus žurnale Tarptautinis inžinerijos tyrimų ir technologijų žurnalas , bandymų skaičiaus sumažinimas tiesiogiai paveiktų ciklo trukmę kuriant produktą. Trumpesnė ciklo trukmė gali būti suplanuota tinkamai panaudojant programinę įrangą, kuri numatytų bandomųjų rezultatus nereikalinga juos faktiškai atlikti. Simuliacija, taikoma štampavimo procese, suteikia svarbias žinias apie reikalingus keitimų mirgę ir detalių projektavime.

Simuliacijos integravimas į formos projekto patvirtinimą

Baigtinių elementų analizė paverčia jūsų metalo štampavimo formų projekto darbo eigą iš reaguojančios į prognozuojančią. Vietoj to, kad kurtumėte įrankius, vykdytumėte bandymus, aptiktumėte defektus, keistumėte plieną ir kartotumėte procesą, jūs skaitmeniškai kartojate, kol simuliacija patvirtina sėkmę. Tik tada pradedate fizinių įrankių gamybą.

Kalnų formavimo dizaino modeliavimo fizika apima jūsų заготовės skaidymą į tūkstančius elementų, kuriuose stebimi įtempimai, deformacijos ir poslinkiai, kol virtualus smaigas juda į priekį. Programinė įranga taiko jūsų medžiagos mechanines savybes, trinties koeficientus ir ribotąsias sąlygas, kad apskaičiuotų, kaip kiekvienas elementas deformuojasi per visą ėjimą.

Ką gali numatyti modeliavimas prieš ką nors gaminant?

• Medžiagos tekėjimo modeliai - Iliustruoti, kaip tiksliai metalas juda iš flanšo į formos ertmę, nustatant pernelyg didelio suspaudimo ar tempties zonas
• Plonėjimo pasiskirstymas - Atvaizduoti storio pokyčius per visą detalę, nustatant potencialias gedimų vietas dar prieš atsirandant brokui
• Vyniojimosi linkmė - Aptikti spaudžiamąją banguotumą flanšuose ir nepalaikomose sienelių srityse, kurios reikalautų įrankių modifikavimo
• Atsitraukimo prognozavimas - Apskaičiuoti tamprųjį atsigaunimą po formavimo, kad galima būtų suprojektuoti kompensaciją į die geometriją
• Blanko laikiklio jėgos optimizavimas - Nustatykite optimalius slėgio profilius, kurie išvengtų tiek raukšlėjimo, tiek plyšimų
• Ištraukos efektyvumas - Išbandykite laikymo konfigūracijas virtualiai prieš įgyvendinant įrankių pakeitimus

Tyrimas patvirtina, kad šis metodas veikia. Kaip nurodo IJERT tyrimas, formos virtualus patvirtinimas naudojant simuliacijos programinę įrangą turėtų spręsti nustatytas problemas dar projektavimo etape. Kol forma gaminama, bandomasis eksploatavimas ir bandymai užtikrina patvirtinimą, kai fizinis įrankis išbandomas tikrinant detalių kokybę.

Formavimo ribų diagramų supratimas

Tarp simuliacijos rezultatų formavimo ribų diagrama yra jūsų galingiausias defektų prognozavimo įrankis. Pagal Lakštinio lydinio modeliavimas , bet kurios formavimo simuliacijos pagrindinis tikslas yra patikrinti, kaip elgiasi medžiaga prieš gaminant presavimo įrankį. Iš pradžių 1965 m. magistro tyrime buvo siekiama nustatyti, kas sukelia lokalizuotą siaurėjimą ir plyšimą lakštinio metalo formavimo metu bei ar galima plyšimą numatyti iš anksto.

Štai kaip funguje FLD analizė: simuliacija kiekviename šablonėlyje aprašyti deformaciją du kryptimi (pagrindinė ir sekundinė osi) deformacijos. Šios deformacijų paryškiai yra punktai grafike. Forming Limit Curve, unikali jūsų konkreščiam materiale ir thicknes, dala safe teritoriją ir failure zoną.

Ką FLD pasako jums apie jūsų deep draw presses setup?

• Punkty niu kurve - Bezpieczne warunki formowania z wystarczającą rezerwą
• Punkty zbliżające się do krzywej - Strefa ryzyka wymagająca uwagi projektowej
• Punkty powyżej krzywej - Awaria jest pewna; rozszczepienie wystąpi w tych lokalizacjach
• Punkty w strefie kompresji - Tendencja do fałdowania, która może wymagać zwiększenia ciśnienia uchwytu blachy

Kaip paaiškinta štampavimo modeliavimo nuorodoje, formavimo ribų kreivė daugiausia nustatoma pagal tam tikro medžiagą apibūdinantį n-reikšmę ir storį. Rezultatai iliustruoja apskaičiuotas medžiagos plastiškojo deformavimosi zonas, perteklinio storio kiekį bei suspaudimo zonas, kuriose gali susidaryti raukšlės ir klostės. Turint šią informaciją, galima imtis priemonių diegimo paviršiaus konstrukcijos tobulinimui dar prieš pradedant apdirbti plieną.

Nuo CAE analizės iki gamybai paruoštos įrangos

Modeliavimas nepakeičia fizinio patvirtinimo. Jis greitina sėkmingo fizinio patvirtinimo pasiekimą. Darbo eiga vyksta kartojamai optimizuojant procesą:

1. Sukurti pradinį įrankio dizainą - Sukurti geometriją, remiantis apskaičiuotais ištraukimo santykiais, spindulio specifikacijomis ir заготовкės dydžiu
2. Paleisti formavimo modeliavimą - Taikyti medžiagos savybes, trinties reikšmes ir proceso parametrus
3. Analizuoti rezultatus - Peržiūrėti FLD diagramas, storio pasiskirstymo žemėlapius ir raukšlėjimo rodiklius
4. Nustatyti problemų zonas - Nustatyti elementus, viršijančius saugaus ribas ar artėjančius prie gedimo slenksčių
5. Keisti konstrukcijos parametrus - Reguliuoti spindulius, tarpus, laikiklio slėgį arba ištraukimo juostos konfigūraciją
6. Pakartoti simuliaciją - Patikrinti, ar pakeitimai pašalino problemas, nesukurdami naujų
7. Kartoti, kol bus pasiekta priimtina būsena - Tęsti optimizavimą, kol visi elementai atsidurs saugiose formavimo ribose
8. Leisti įrankių gamybai - Pradėti fizinio išspaudimo formos statybą su pasitikėjimu

Pagal IJERT tyrimą, forma būtų laikoma patvirtinta tikrinant fizinės bandomosios partijos komponentus dėl defektų buvimo ir jų dydžio. Mažas pasitaikymas ir pageidautinų savybių nuoseklumas būtų pagrindas patvirtinimui. Simuliacija ženkliai sumažina kartojimų skaičių, reikalingą pasiekti šį patvirtinimo etapą.

Pagrindiniai modeliavimo tikrinimo punktai jūsų projektavimo procese

Ne kiekvienas projektavimo sprendimas reikalauja pilno modeliavimo analizės. Tačiau tam tikri tikrinimo punktai labai naudingi dėl virtualinės patvirtinimo procedūros:

• Blanko plėtojimo patvirtinimas - Patvirtinkite, kad apskaičiuotas blanko dydis užtikrina pakankamą medžiagą be pernelyg didelių atliekų
• Pirmojo ištraukimo įgyvendinamumas - Patikrinkite, ar jūsų pradinis redukcijos dydis yra ribose, leidžiamose medžiagos savybėmis
• Daugiapakopio pereinamojo proceso analizė - Patikrinkite, ar tarp ištraukimo etapų medžiagos būklė lieka formuojama
• Kampo spindulio vertinimas - Patikrinkite įtempimo koncentraciją siauruose spinduliuose ant nestandartinių cilindrinių detalių
• Atgalinio lenkimo kompensavimo projektavimas - Apskaičiuoti perteklinį lenkimą, reikalingą pasiekti tikslines dimensijas
• Blanko laikiklio jėgos optimizavimas - Nustatyti slėgio profilius, kurie maksimizuoja proceso langą
• Ištraukos žymės dėstymas - Išbandyti sulaikymo konfigūracijas sudėtingoms geometrijoms

Štampavimo simuliacijos ištekliuose nurodoma, kad virtualios apskritųjų tinklelių schemos gali būti palygintos su faktiniais apskritųjų tinklelių eksperimentais, siekiant nustatyti simuliacijos tikslumą. Šis koreliavimas tarp virtualių ir fizinės būklės rezultatų stiprina pasitikėjimą simuliacijomis grindžiamais sprendimais.

Naudojantis profesionaliomis integruotomis simuliacijos paslaugomis

Nors simuliacinė programinė įranga tapo lengviau prieinama, maksimali nauda iš jos reikalauja ne tik žinių apie programinės įrangos galimybes, bet ir gilų supratimą apie gilaus ištraukimo proceso pagrindus. Gilaus ištraukimo štampavimo įmonės vis labiau skiriasi dėl savo gebėjimo atlikti simuliacijas.

Ką reikėtų ieškoti giliam lygiagrečiai metalo štampavimo gamintojams, siūlantiems su modeliavimu integruotas paslaugas? Pirmojo patvirtinimo rodikliai suteikia konkrečius matavimus. Kai formos dizaino partneris pasiekia 93 % pirmojo patvirtinimo rodiklį, jūs matote realų rezultatą – dizainą, patvirtintą naudojant modeliavimą. Šis procentas tiesiogiai reiškia sutrumpintą plėtojimo laiką, žemesnes formos modifikavimo sąnaudas ir greitesnį pramoninės gamybos paleidimą.

Lygiai taip pat svarbūs yra kokybės sertifikatai. IATF 16949 sertifikatas užtikrina, kad modeliavimo patvirtinimas būtų integruotas į platesnę kokybės valdymo sistemą su dokumentuotomis procedūromis ir nuosekliu vykdymu. Pačios modeliavimo procedūros vertė egzistuoja tik tuomet, kai jos atliekamos tinkamai ir naudojant realistiškus parametrus.

Automobilių pramonei ir kitiems sudėtingiems giliam lygiagrečiai projektams profesionalios formos projektavimo paslaugos, kurios prieš pjautant plieną taiko modeliavimą, suteikia strateginį pranašumą. Šaoyi automobilių kovinių įrankių sprendimai demonstruoti šį požiūrį, derinant pažangias CAE modeliavimo galimybes su greitu prototipavimu – jau per penkias dienas. Jų inžinerijos komanda pateikia modeliavimu patvirtintus įrankius, pritaikytus OEM standartams, sumažindama brangias kartojimo procedūras, kurios būdingos tradiciniam bandymų ir klaidų metodui.

IJERT tyrimas apibendrina, kad modeliavimas suteikia svarbių žinių apie reikalingus keitimus formoje ir komponentuose, siekiant supaprastinti ir padidinti formos našumą. Paprastai liejimo forma reikalauja tobulinamų konstrukcinių parametrų, kad būtų užtikrintas sklandus procesas bandymų etape. Modeliavimas suteikia tuos patobulintus parametrus dar prieš investuojant į fizinį įrankį.

Integruodami modeliavimo galimybes į savo formų projektavimo darbo eigą, jūs išspręsite didžiausią vystymosi vėlavimų ir sąnaudų šaltinį. Galvosūkio paskutinė dalis – tinkamų formų medžiagų ir paviršinių sluoksnių parinkimas, kuris užtikrina, kad jūsų patvirtintas dizainas atitiktų nuoseklų našumą visame gamybos apimtyje.

Medžiagos parinkimo ir paviršiaus apdorojimo gairės

Jūs patvirtinote savo įrankio projektavimą naudodami modeliavimą ir optimizavote kiekvieną formavimo parametrą. Dabar atėjo sprendimo metas, kuris nulems, ar jūsų įrankis duos nuoseklius rezultatus tūkstančiams detalių, ar suges per anksti: brėžinių įrankio medžiagos parinkimas. Jūsų nurodytos medžiagos – stūmoklio, įformės ir заготовės laikiklio – tiesiogiai veikia dėvėjimosi greitį, paviršiaus kokybę ir galiausiai vienos detalės sąnaudas visoje gamybos eigoje.

Pagal ASM metalurgijos vadovą dėl metalų apdirbimo , brėžinių įrankio medžiagos parinkimas siekiamas pagaminti pageidaujamą kokybę ir kiekį detalių su mažiausiomis galimomis įrankių sąnaudomis vienai daliai. Šis principas vadovaus kiekvienu jūsų priimamu medžiagos sprendimu. Labiausiai atspari dėvėjimuisi parinktis ne visada yra optimaliausia. Jūs balansuojate tarp pradinių sąnaudų, techninės priežiūros reikalavimų ir numatyto gamybos apimties.

Įrankinio plieno parinkimas giliam štampavimui skirtų įrankių komponentams

Giliai traukimo metalo štampavimo operacijos įrankius veikia labai sunkiomis sąlygomis. Atvirai laikantys kiekvieną kartą patiria abrazyvinį kontaktą. Skvarbikliai išlaiko suspaudimo apkrovą, išlaikydami tikslų geometriją. Formos turi nukreipti medžiagos srautą ir pasipriešinti užstrigimui, kuris atsiranda, kai panašūs metalai liečiasi slėgiu.

Kokie veiksniai turėtų lemiate jūsų įrankių plieno pasirinkimą? Apsvarstykite šiuos kintamuosius:

• Gaminių kiekis - Mažo apimties prototipų gamyba reikalauja kitokių medžiagų nei milijono detalių automobilių programos
• Apdirbamojo gaminio medžiaga - Gilus nerūdijančio plieno traukimas sukelia didesnį įrankių dėvėjimąsi nei minkštas plienas ar aliuminis
• Dalies sudėtingumas - Sudėtingos geometrijos koncentruoja įtempimus specifinėse vietose, todėl reikalingas padidintas atsparumas dėvėjimuisi
• Išorinio paviršiaus reikalavimai - Dekoratyvinėms detalėms reikalingi įrankiai, kurie visą gamybą išlaiko blizgesį
• Priežiūros galimybės - Kai kurioms medžiagoms remontui reikia specialios terminės apdorojimo ar šlifavimo įrangos

ASM vadovas apie spaustukų formavimo įrankius nagrinėja gamybos kintamuosius, kurie lemia pasirinkimą tarp geležinių, negeležinių ir net plastikinių įrankių medžiagų. Giliam metalo formavimui dažniausiai naudojami įrankių plienai, tačiau konkretus jų rūšis turi didžiulę reikšmę.

Die medžiaga	PROGRAMA	Kietumo diapazonas (HRC)	Atsparumas dilimui	Geriausi naudojimo atvejai
D2 įrankių plienas	Įformai, stūmokliai, ruošinių laikikliai	58-62	Puikus	Didelės apimties gamyba; abrazyvios medžiagos; plieno lakšto gilus formavimas
A2 Įrankių plienas	Stūmokliai, vidutinio dėvėjimosi įformai	57-62	Gera	Vidutinės apimties gamyba; tinkamas atsparumas smūginiam apkrovimui
M2 aukštos kokybės plienas	Stūmokliai, reikalaujantys karščio kietumo	60-65	Labai geras	Greito veikimo operacijos; aukštesnės temperatūros taikymas
Karbidas (Volframo karbidas)	Dėvėjimuisi atsparūs įdėklai, išlyginimo žiedai	75–80 (HRA ekvivalentas)	Nuostabus	Milijoniniai serijiniai gamybos ciklai; nerūdijančio plieno gilusis formavimas; tikslūs matmenys
O1 įrankių plienas	Prototipiniai įformai, mažos apimties kalnai	57-62	Vidutinis	Trumpi ciklai; lengvas apdirbimas; lankstūs metaliniai lakštai amatams ir panašioms mažos apimties aplikacijoms

Atkreipkite dėmesį, kaip gamybos apimtys veikia kiekvieną pasirinkimą. Prototipiniam įrankiui ar trumpiems ciklams, kuriuose naudojami lankstūs metaliniai lakštai amatams ar panašioms mažos apimties aplikacijoms, pakanka O1 ar net minkšto plieno su paviršiniu kietinimu. Automobilių pramonei, kur didelės gamybos apimtys, ekonomiškai pagrįsta naudoti D2 arba kietmases plokšteles, nepaisant aukštesnių pradinių sąnaudų.

Kalno ir įformo medžiagų poravimo aspektai

Atrinkti atskirus komponentus nepakanka. Smūgio ir matricos medžiagų sąveika lemia įbrėžimų atsparumą, dėvėjimosi modelius ir bendrą įrankio tarnavimo laiką. Pagal ASM Handbook, įbrėžimai yra tipiška giliam formavimui skirtų įrankių dėvėjimosi priežastis. Kai panašios medžiagos liečiasi esant spaudimui ir slydimo sąlygoms metalo štampavimo projektavime, atsiranda mikroskopiniai suvirinimo ir plyšimo reiškiniai.

Atsižvelkite į šiuos poravimo principus:

• Venkite identiško kietumo - Kai smūgis ir matrica turi tą patį kietumą, abu greitai dyla. Nustatykite 2–4 HRC skirtumą tarp komponentų.
• Kietesnis komponentas liečiasi su darbinio gaminio svarbiausia paviršiumi - Jei svarbiausias išorinis detalės išvaizda, padarykite matricą kietesnę. Jei svarbus vidinis paviršius, kietinkite smūgį.
• Nagrinėkite skirtingas medžiagas - Bronzos ar aliuminio bronzos ruošinių laikikliai, poruojami su įrankinio plieno matricomis, sumažina įbrėžimų linkį formuojant aliuminio lydinius.
• Derinkite išsiskyrimo koeficientus - Tiksliam giliam metalo štampavimui svarbu, kad įspaudas ir forma turėtų panašų šiluminį plėtimąsi, kad išlaikytų tarpus gamybos ciklo metu.
• Atsižvelkite į dengimo suderinamumą - Kai kurie paviršiaus apdorojimai geriau veikia su tam tikromis formos plieno pagrindo medžiagomis.

Paviršiaus apdorojimai ir dengimas ilgesniam formos tarnavimui

Net geriausias įrankių plienas naudingai pasinaudoja paviršiaus patobulinimais. Pagal ASM Handbook , galimos parinktys apima paviršiaus dengimą, tokį kaip chromavimas, ir paviršiaus apdorojimus, tokius kaip karburizacija arba anglies azoto difuzija mažos lyginės medžiagos plienui, arba azoto difuziją bei fizinio garinio nusodinimo dengimą įrankių plienui. Kiekvienas apdorojimas skirtas konkrečioms dėvėjimosi priežastims.

Nitridavimas azotą skleidžia į plieno paviršių, sukurdamas kietą sluoksnį be matmenų pokyčio. Kaip aiškina AZoM, azoto difuzija padidina įrankio paviršiaus atsparumą dėvėjimuisi ir kietumą. Tai ypač tinka taikymams, susijusiems su abrazyvinėmis medžiagomis. Giliam tempiamoms formoms azoto difuzija žymiai pailgina jų tarnavimo laiką, formuojant dengtą plieną ar aukštos stiprybės lydinius.

Chromavimas sudaro kietą, mažo trinties paviršiaus sluoksnį. Pagal AZoM, kietasis chromavimas žymiai padidina paviršiaus kietumą, pasiekiant vertes iki 68 HRC. Jis ypač naudingas formuojant konstrukcinius plienus, varį, anglies plienus ir varį. Lygus chromuotas paviršius taip pat pagerina detalių išleidimą ir sumažina tepimo reikalavimus.

Titano nitridas (TiN) danga taikoma fizine garų nusodinimo metodu, sukuriant aukso spalvos keraminį sluoksnį. AZoM pastebi, kad didelė kietumas kartu su mažo trinties savybėmis užtikrina žymiai ilgesnį tarnavimo laiką. TiN drastiškai sumažina prikibimo linkį, todėl yra vertinga traukiant nerūdijantį plieną, kur sukibimo susidėvėjimas kelia sunkumų neapdorotam įrankiui.

Titano karbonitridas (TiCN) siūlo kietesnę, mažesnės trinties alternatyvą TiN. Pagal AZoM, ji turi gerą atsparumą dilimui kartu su atsparumu smūgiams ir kietumu. Giliam metalo trauginimui, kai reikalingas tiek atsparumas abrazyviam dilimui, tiek atsparumas smūgiams, TiCN siūlo puikų balansą.

Titanium Aluminum Nitride (TiAlN) puikiai veikia sudėtingomis sąlygomis. AZoM apibūdina jį kaip turintį didelę oksidacijos stabilumą ir atsparumą, tinkamą didesnėms greičių reikmėms, tuo pačiu pailginant įrankio tarnavimo laiką. Didesnės apimties giliam formavimui skirtai metalo gamybai, kur šilumos generavimas yra reikšmingas, TiAlN išlaiko savo savybes ten, kur kitos dengiančios medžiagos praranda savo efektyvumą.

Kai kietmargiai įterpikai atsipirko už savo aukštesnę kainą

Kietmargiai įrankiai kainuoja žymiai daugiau nei kietinti įrankių plienai. Kada ši investicija atsipirko? Kelios situacijos daro kietmargį ekonomiškai pranašesniu pasirinkimu:

• Gaminių tūris virš 500 000 vnt. - Kietmargio ilgesnis tarnavimo laikas leidžia išlyginti pradinę kainą per pakankamai detalių, sumažinant vieno gaminio įrankių sąnaudas
• Griežtomis matmenų tolerancijomis - Kietmargio atsparumas dilimui ilgiau išlaiko kritinius matmenis nei plienas, mažindamas reguliavimo dažnumą
• Abrazyvios apdirbamos medžiagos - Didelės stiprybės mažai legiruoti plienai ir nerūdijantys plienai labai greitai dyla formos iš įprasto plieno
• Išlyginimo operacijos - Sunkus slydimas sienelių išlyginimo metu labai greitai sugadina plieninius įrankius
• Downtime'ų jautrība - Kad produkcijas pārtraukumi maksā vairāk nekā rīki, karbida uzticamība attaisna augstāko cenu

Tēraļa saistītie karbidi piedāvā vidēju risinājumu. Saskaņā ar ASM rokasgrāmatu, tēraļa saistītie karbidi nodrošina nolietojumizturību, kas tuvojas cietajam karbidam, ar labāku izturību un apstrādājamību. Saliktām veidņu ģeometrijām, kas cietajam karbidam būtu pārāk dārgas, tēraļa saistītie alternatīvi nodrošina izcili veiktspēju.

Ražošanas apjoma un materiālu izvēles ekonomika

Jūsu paredzētais ražošanas daudzums pamatā ietekmē materiālu izvēles lēmumus. Apsveriet šo progresīvu:

Prototipa un zemā apjoma (līdz 1 000 gabaliem): Mīkstie rīku materiāli, piemēram, mīkstā tēraļis vai alumīnijs, darbojas sākotnējiem testiem. Pat necietināts O1 rīku tēraļis var būt pietiekams. Mērķis ir apstiprināt daļas dizainu, ne maksimizēt rīka kalpošanas laiku.

Vidēja apjoma (1 000–100 000 gabali): Standartiniai tampa sukietinti A2 arba D2 įrankių plienai. Paviršiaus apdorojimas, toks kaip azoto difuzija ar chromavimas, pailgina tarnavimo laiką be didelių pradinių investicijų.

Didelė apimtis (100 000–1 000 000 detalių): Aukštos kokybės D2 su PVD danga arba kietmetyje įterptais elementais ten, kur yra didžiausias dilimas. Įrankių modifikavimo sąnaudos gamybos metu pateisina didesnes pradines medžiagų išlaidas.

Masinė gamyba (daugiau nei 1 000 000 detalių): Kietmetį įterpti elementai, keli rezerviniai formos rinkiniai ir visapusi paviršiaus apdorojimo programa. Įrankiai tampa kapitalo turtais, reikalaujančiais gyvavimo ciklo sąnaudų analizės.

Kompleksinių formų medžiagų sprendimų partnerystė

Formos medžiagos parinkimas neegzistuoja izoliuotai. Jis integruotas su visais kitais konstrukciniais sprendimais: spindulio specifikacijomis, žiniarūšės laikiklio jėga, paviršiaus apdorojimo reikalavimais ir gamybos grafiku. Patyrę formų projektavimo partneriai vertina medžiagos parinkimą kaip visapuses įrankių sprendimo dalį, derindami pradines sąnaudas su gamybos našumu.

Kuo pasižymi pajėgūs partneriai? Atkreipkite dėmesį į inžinerijos komandas, kurios medžiagų atranką nagrinėja dar projektuojant, o ne kaip papildomą veiklą. Greito prototipavimo galimybės, trumpesnės nei per penkias dienas, rodo gamybos lankstumą praktiškai vertinant medžiagų parinktis. Kainomis efektyvus įrankių gaminimas, pritaikytas OEM standartams, atspindi patirtį derinti medžiagų investicijas su faktinėmis gamybos sąlygomis.

Šaoyi išsami formų projektavimo ir gamybos galimybė pavyzdžiu iliustruoja šį integruotą požiūrį. Jų IATF 16949 sertifikatas užtikrina, kad medžiagų atrankos sprendimai atitiktų dokumentuotas kokybės procedūras. Nepriklausomai nuo to, ar jūsų taikymui reikalingi kietieji įterpikliai milijonui nerūdijančio plieno detalių gaminti, ar ekonomiškas kietintas plienas prototipų patvirtinimui, išsami štampų projektavimo paslauga suteikia tinkamas medžiagų sprendimus, pritaikytus jūsų specifiniams reikalavimams.

Įrankio medžiagos parinkimas užbaigia jūsų giliam lygiavimui skirtų įrankių projektavimo gaires. Nuo ištempimo santykio skaičiavimų per simuliacijos patvirtinimą iki medžiagos specifikacijos – dabar turite techninį pagrindą kurstyti įrankius, kurie gamybos apimtyse nuosekliai gamina be defektų detales.

Dažniausiai užduodami klausimai apie giliojo lygiavimo įrankių projektavimą

1. Koks turi būti tinkamas įrankio tarpelis giliojo lygiavimo operacijoms?

Įrankio tarpelis turėtų būti 10–20 % didesnis už medžiagos storį, kad būtų išvengta metalo koncentracijos įrankio viršuje ir kartu išlaikytas sienelių valdymas. 0,040" medžiagai nustatykite 0,044"–0,048" tarpelį. Mažesni tarpeliai specialiai naudojami sienelių išlyginimui siekiant vienodo storio, o per dideli tarpeliai sukelia sienelių raukšlėjimą. Profesionalūs įrankių projektuotojai, tokie kaip Shaoyi, naudoja CAE simuliaciją, kad optimizuotų tarpelį konkrečioms medžiagoms ir geometrijoms, pasiekdami 93 % pirmojo patvirtinimo rodiklį.

2. Kaip apskaičiuoti заготовкės dydį giliojo lygiavimo procesui?

Apskaičiuokite заготовės dydį naudodami tūrio pastovumo principą: заготовės paviršiaus plotas lygus galutinio gaminio paviršiaus plotui. Cilindriniams puodeliams naudokite formulę Rb = √[Rf × (Rf + 2Hf)], kur Rb – заготовės spindulys, Rf – puodelio spindulys, o Hf – puodelio aukštis. Pridėkite 2× medžiagos storį išpjovos kompensavimui ir 3–5 % storio sumažėjimo kompensavimui. Sudėtingoms geometrijoms reikalingi tikslūs paviršiaus ploto skaičiavimai, atlikti naudojant CAD sistemą.

3. Kas sukelia banguotumą ir plyšimus giliai formuotuose detalių elementuose?

Banguotumas atsiranda dėl nepakankamo заготовės laikiklio slėgio, leidžiančio suspaudimo lenkimąsi flanšo zonoje. Plyšimai įvyksta, kai per didelis laikiklio slėgis ar nepakankami įrankių spinduliai trukdo medžiagai tekėti, dėl ko tempimo įtampa viršija medžiagos stiprumą šalia įspaudimo nosies. Sprendimai apima заготовės laikiklio jėgos palaipsniui reguliavimą, įspaudimo / matricos spindulių padidinimą iki 4–10× medžiagos storio ir tepimo gerinimą. Defektus prieš įrankių gamybą galima išvengti naudojant modeliavimu patvirtintus projektus.

4. Kiek ištempimo etapų reikia giliam ištempimui?

Etapų skaičius priklauso nuo bendro sumažinimo procento. Pirmieji ištempimai pasiekia 45–50 % sumažinimą, vėlesni – atitinkamai 25–30 % ir 15–20 %. Apskaičiuokite etapus nustatydami reikalingą bendrą sumažinimą (pradinis diskas iki galutinio skersmens), tada padalydami iš medžiagos specifinių ribų kiekviename etape. Detalės, kurių gylis viršija skersmenį daugiau nei 1,0, paprastai reikalauja kelių etapų. Planuokite tarpinį atleidimą, kai kaupiamasis sumažinimas viršija 30–45 %, priklausomai nuo medžiagos.

5. Kokie rekomenduojami įspaudos ir įformos spindulio dydžiai?

Smūginio įrankio nosies spindulys turėtų būti 4–10 kartų didesnis už medžiagos storį, kad būtų paskirstytas įtempis ir išvengta plyšimų. Išmirkykimo įėjimo spindulys reikalauja 5–10 kartų didesnio storio sklandžiam medžiagos pereinamumui. Plonesnėms medžiagoms reikia didesnių spindulio daugiklių. Medžiagai 0,030"–0,060" nurodykite smūginio įrankio spindulį 5–8 kartų, o išmirkykimo spindulį – 6–10 kartų didesnį už storį. Necilindrinėms detalėms reikalingas minimalus vidinis kampas ne mažesnis kaip 2 kartus didesnis už storį, pageidautina 3–4 kartus, kad būtų sumažintos traukimo stadijos.