Esminiai dizaino principai be defektų ištraukimo formoms

TRUMPAI

Ištraukimo forma yra specializuotas įrankis, kuris plokščią lakštinį metalą formuoja į vientisą, trimačę tuščiavidurę detalę. Ji veikia taip, kad įformė stumdamas medžiagą į formos ertmę ištempia metalą, o ruošinio laikiklis kontroliuoja medžiagos judėjimą. Sėkmingas projektavimas priklauso nuo tikslaus metalo srauto valdymo, optimizuojant tokias svarbias aplinkybes kaip medžiagos savybės, ištraukimo santykis, tepimas, laikiklio slėgis ir formos spinduliai, kad būtų išvengta defektų, tokių kaip raukšlėjimas, plyšimai ar lūžimai.

Giliaprovės pagrindų supratimas

Piešimo formos pagrindinis principas yra lakštinio metalo valdomas deformavimas. Skirtingai nei pjovimas ar lenkimas, piešimo procesas keičia plokščios metalinės заготовкės formą, ištempdamas ir suspausdamas ją į be siūlių tuščiavidurę formą. Šis metodas yra pagrindinis gaminant milžinišką produktų asortimentą – nuo automobilių karoserijos detalių ir virtuvės kriauklių iki puodų ir pramoninių komponentų. Procesas priklauso nuo derinamos įrankių rinkinio, kuris veikia didžiuliu slėgiu, siekiant pasiekti pageidaujamą geometriją.

Operacija prasideda tada, kai plokščias metalo lakštas, vadinamas заготовка, dedamas ant formos paviršiaus. Detalė, vadinama заготовkos laikikliu arba spaustuku, nuleidžiama ir priveržia заготовkos kraštus. Šis spaudimo jėga yra svarbus medžiagos įtempimui formoje kontroliuoti. Toliau įtaisas, vadinamas stempiklis, kurio forma atitinka detalės vidinę ertmę, juda žemyn, stumdamas metalą į formos ertmę. Nusileidžiant stempikliui, jis verčia metalą ištempti ir tekėti per formos įėjimo spindulį, paverčiant plokščią lakštą 3D detale. Tikslas – pasiekti šią transformaciją nepažeidžiant medžiagos vientisumo.

Keletas pagrindinių komponentų yra būtini, kad šis procesas veiktų tinkamai. Ekspertų iš Alsette nuomone, čia įeina stempiklis, formos ertmė ir заготовkos laikiklis. Šauksliukas stempiklis suformuoja detalės vidinę formą, Matricos ertmė formos ertmė nusako jos išorinę geometriją, o Žinčas taiko kontroliuojamą slėgį заготовkos perimetru, reguliuodamas metalo tekėjimą. Sudėtingesnėse konstrukcijose Ištraukos briaunos —maži briauneliai ant matricos arba laikiklio paviršiaus—naudojami trinties padidinimui ir srauto tiksliniam reguliavimui konkrečiose vietose, kad būtų išvengta defektų.

Svarbiausi veiksniai sėkmingam metalo tekėjimui

Bet kurios giluminio formavimo operacijos sėkmę lemia gebėjimas kontroliuoti metalo tekėjimą. Jei metalas teka per greitai, jis gali susiraukti; jei per daug ribojamas, ištempta siena tampa per plona ir plyšta. Šio balanso pasiekimas reikalauja gilio supratimo apie daugybę tarpusavyje susijusių kintamųjų. Kiekvienas veiksnys turi būti atidžiai įvertintas darant matricą, siekiant užtikrinti stabilų ir pakartojamą gamybos procesą.

Šių veiksnių išsami apžvalga yra būtina bet kuriam konstruktoriui. Kaip detalizuota straipsnyje, parašytame Gaminantis įmonė , pagrindiniai metalo tekėjimą veikiantys elementai apima:

• Medžiagos savybės: Metalo tipas, storis ir rūšis yra pagrindiniai veiksniai. storesnės medžiagos yra standesnės ir gali ištempti toliau, o tokios savybės kaip darbo sukietėjimo rodiklis (N-reikšmė) ir plastinio deformavimo santykis (R-reikšmė) nustato medžiagos gebėjimą tempti ir traukti.
• Blanko dydis ir forma: Per didelis blankas gali apriboti metalo tekėjimą, tuo tarpu optimizuota forma gali sumažinti atliekas ir užkirsti kelią defektams.
• Atitraukimo santykis: Tai santykis tarp blanko skersmens ir stūmoklio skersmens. Jei santykis per didelis, medžiaga gali per daug išsitęsti ir įtrūkti.
• Formos spindulys: Formos įėjimo taško spindulys yra labai svarbus. Per mažas spindulys gali sukelti plyšimus, o per didelis – sukelti raukšles, nes sumažėja kontrolė virš medžiagos.
• Fiksuoto slėgio jėga (blanko laikiklio jėga): Nepakankamas slėgis leidžia susidaryti raukšlėms, o pernelyg didelis slėgis apriboja medžiagos tekėjimą ir sukelia plyšimus. Atstumai, dažnai nustatomi 110 % nuo medžiagos storio, gali būti naudojami tiksliai tarpui palaikyti ir leisti medžiagai storiui padidėti.
• Riebalavimas: Tinkamas tepimas sumažina trintį tarp įrankio detalių ir ruošinio, neleidžia atsirasti brūkšniams ir palengvina sklandų medžiagos tekėjimą.
• Preso greitis: Preso ėriko greitis turi būti pakankamai lėtas, kad medžiaga turėtų pakankamai laiko tekėti, nesuskeldėjus.

Šių veiksnių tarpusavio ryšys yra sudėtingas. Pavyzdžiui, idealus įtempimo angos spindulys priklauso nuo medžiagos storio ir tipo. Apvaliuose ištraukimuose aukštos kokybės plienui mažas spindulys gali sukelti skilimą, o per didelis – raukšles, ypač naudojant ploną lakštą. Panašiai, reikalingas laikiklio slėgis keičiasi priklausomai nuo medžiagos; aukštos stiprybės plienams gali reikėti iki trijų kartų didesnio slėgio nei mažangrūdžiam plienui.

Įrankio detalių projektavimas: stūmoklis, įrėmis ir ruošinio laikiklis

Piešinio formos fiziniai komponentai – stūmiklis, forma ir заготовkės laikiklis – yra vietos, kuriose taikomos projektavimo principų praktika. Kiekvieno komponento geometrija, matmenys ir paviršiaus apdorojimas tiesiogiai veikia galutinio gaminio kokybę. Tikslios skaičiavimų atlikimo ir geriausių praktikų laikymasis yra būtinas norint sukurti tiek efektyvius, tiek ilgaamžius įrankius.

The šauksliukas ir matricos ertmė veikia kartu, kad apibrėžtų detalės galutinę formą. Šių dviejų komponentų tarpas yra kritiškai svarbus matmuo. Pagal HARSLE Press , šis tarpas paprastai nustatomas šiek tiek didesnis už medžiagos storį, kad būtų kompensuojamas storėjimas, vykstantis traukimo metu. Per mažas tarpas padidina traukimo jėgą ir gali sukelti pernelyg didelį storio sumažėjimą arba plyšimus, tuo tarpu per didelis tarpas gali sukelti raukšles bei nepakankamą matmenų tikslumą. Taip pat būtina atidžiai parinkti filės spindulį tiek stūmiklyje (rp), tiek formoje (rd). Mažas stūmiklio spindulys koncentruoja įtampą ir gali sukelti lūžius detalės apačioje.

The žinčas tikriausiai yra svarbiausia detalė, kontroliuojanti metalo tekėjimą. Jos pagrindinė funkcija – taikyti nuolatinį, iš anksto nustatytą slėgį ant žinčo atplaišos. Tai neleidžia susidaryti raukšlėms, kai medžiaga apskritai suspaudžiama įtempiant į formą. Žinčo paviršius turi būti visiškai lygiagretus su formos paviršiumi, kad užtikrintų tolygų slėgio pasiskirstymą. Sudėtingoms detalėms, ypač automobilių pramonėje, traukos grioveliai integruojami į žinčą arba formą, kad sukurtų papildomus laikymo jėgų zonas konkrečiose vietose, leidžiančias geriau valdyti formavimo procesą.

Šių sudėtingų konstrukcijų vykdymui reikalingos didelės žinios tiek inžinerijoje, tiek gamyboje. Įmonės, specializuojančiossi aukštos tikslumo įrankių gamyboje, tokios kaip Shaoyi (Ningbo) Metal Technology Co., Ltd. , naudoja pažangias CAE simuliacijas ir metų patirtį, kad sukurtų individualius automobilių štampavimo įrankius OEM gamintojams ir Tier 1 tiekėjams. Jų darbas, kuriant įrankius nuo konstrukcinių detalių iki sudėtingų kūno plokščių, pabrėžia šių projektavimo principų valdymo svarbą siekiant efektyvumo ir kokybės masinėje gamyboje.

Geriausios praktikos defektų prevencijai ir jų pašalinimui

Net su atsargiu projektavimu giliam formavimui būdingi defektai gali atsirasti. Suprantant pagrindines dažnų nesėkmių, tokių kaip raukšlėjimas, plyšimas ir trūkinėjimas, priežastis, yra svarbu ieškant sprendimų ir apsisaugant. Dauguma defektų gali būti susieti su jėgų, kontroliuojančių metalo tekėjimą, disbalansu. Laikantis nustatytų geriausių praktikų, inžinieriai gali sumažinti atliekų kiekį ir pagerinti gamybos stabilumą.

Viena iš pagrindinių geriausių praktikų, kaip pastebėjo Dramco Tool , yra vengti aštrių kampų detalės konstrukcijoje. Aštrūs spinduliai koncentruoja įtampą, sukuriant silpnas vietas, kuriose medžiaga gali plyšti arba sulūžti. Pakankami, sklandūs spinduliai tiek detales, tiek įrankių formose leidžia metalui lengviau tekėti ir paskirstyti įtampą didesniame plote. Be to, svarbu suprasti detalės projektavimo tikslą. Žinios apie tai, kaip bus naudojama detalė, padeda priimti sprendimus dėl tolerancijų ir svarbių savybių, neleidžia pernelyg sudėtingo projektavimo ir sumažina gamybos sudėtingumą.

Sistemingas problemų šalinimo požiūris gali sutaupyti daug laiko ir išteklių. Toliau pateikta lentelė apibūdina dažniausius defektus, jų galimas konstrukcinių kilmės priežastis ir rekomenduojamus sprendimus, pagrįstus aptartais principais.

Dažniausiai užduodami klausimai apie tempiamojo mirgalio projektavimą

1. Kokie yra mirgalio principai?

Tempiamojo mirgalio pagrindiniai principai susiję su lakštinio metalo srauto valdymu, siekiant sukurti 3D formą be defektų. Tai apima tokius veiksnius kaip medžiagos temptis, tinkamas spaustuvo slėgis raukšlių prevencijai, tinkamų spindulių naudojimas plyšimui išvengti ir tinkamas tepimas trinties mažinimui. Galutinis tikslas – subalansuoti suspaudimo ir tempimo jėgas medžiagoje viso formavimo proceso metu.

2. Kas yra mirgalio projektavimo taisyklė?

Svarbiausias kritinio formavimo projektavimo principas – užtikrinti, kad įrankių geometrija palengvintų sklandų ir kontroliuojamą medžiagos tekėjimą. Tai apima įrankio ir matricos tarpelio nustatymą maždaug 110 % nuo medžiagos storio, matricos įėjimo spindulio projektavimą 4–8 kartus didesnį už medžiagos storį ir ištempimo santykio apskaičiavimą taip, kad jis būtų medžiagos ribose. Kitas svarbus principas – projektuoti atsižvelgiant į medžiagos savybes, įskaitant jos storį, stiprumą ir formuojamumą.

3. Kokie yra įrankių ir matricų principai?

Įrankių ir matricų projektavimo principai siekia sukurti ilgaamžius, tiksliai veikiančius ir efektyvius gamybos įrankius. Tai apima tinkamo įrankio medžiagos parinkimą (dažnai kalbama apie sukietintą įrankinį plieną), tarpelių skaičiavimą, kad būtų pasiekiamos reikiamos detalių tolerancijos, bei komponentų projektavimą taip, kad jie išlaikytų didelius gamybos apkrovimus. Projektavime taip pat būtina atsižvelgti į įrankio dėvėjimąsi ir techninę priežiūrą, kad būtų užtikrinta nuolatinė, aukštos kokybės detalių gamyba per visą įrankio naudojimo laikotarpį.

4. Koks yra braižymo pagrindinis principas?

Braižymo pagrindinis principas yra plokščios lakštinės metalo заготовки transformavimas į tuščiavidurį indą, temptant medžiagą į formos ertmę su stūmokliu. Šis procesas apibrėžiamas kontroliuojamu medžiagos srautu iš заготовkės flanšo į vidų, kurį reguliuoja заготовkės laikiklio slėgis. Toks kontroliuojamas srautas neleidžia atsirasti defektams ir užtikrina, kad detalė būtų suformuota reikiama giluma ir forma, nesutrūkinėjant.