TRUMPAI

Gličios deformacijos štampavimo štampuose yra stipri adhezinio dilimo forma, kai didelis slėgis ir trintis sukelia štampos ir ruošinio paviršių suvirinimąsi, dėl ko perkeliamos medžiagos, atsiranda pažeidimai ir technologinio proceso gedimai. Efektyvus gličiosios deformacijos sprendimas reikalauja sisteminio požiūrio, pradedant pagrindiniu įrankio konstravimu ir priežiūra. Pagrindiniai sprendimai apima tinkamą stambiausko ir štampos tarpelį, paviršių poliravimą siekiant sumažinti trintį, tinkamų įrankių medžiagų ir pažangių anti-gličiųjų dangų parinkimą bei tinkamą tepimą kartu kontroliuojant įrenginio greitį.

Kas yra gličios deformacijos ir kodėl jos atsiranda štampavimo štampuose?

Gallings yra stiprus sukibimo susidėvėjimas, kuris atsiranda tada, kai du metaliniai paviršiai slysdami kontaktuoja patiria didelį slėgį ir trintį. Spaudimo operacijose šis reiškinys gali greitai paaštrėti nuo nedidelės problemos iki rimtos prastovų ir įrankių gedimų priežasties. Skirtingai nei palaipsniui vykstantis abrazyvinis susidėvėjimas, gallings yra greitas procesas, kai mikroskopinės aukščiausios vietos arba nelygumai ant formos ir ruošinio paviršių sulimpa. Šis procesas dažnai vadinamas „šaltuoju suvirinimu“. Tęsiant judėjimą, šis ryšys nutrūksta, medžiaga atplėšiama ir perkeliamas iš vieno paviršiaus į kitą, sukuriant būdingą iškilusią sąaugą, žinomą kaip gall.

Pagrindinė gallingo priežastis yra trinties ir sukibimo derinys mikroskopiniu lygiu. Kaip paaiškinta straipsnyje, parašytame Fractory , netgi atrodydamos lygios metalo paviršiaus savybės turi netobulybių. Po didžiuliu spaudo preso slėgiu šios nelygumos liečiasi, sukuria šilumą ir pažeidžia apsauginius oksidinius sluoksnius. Kai atsiranda žalias, reaktyvus metalas, paviršiai gali sudaryti stiprius metalinius ryšius. Šis sukibimas sukelia medžiagos nuplėšimą nuo silpnesnio paviršiaus ir nusėdama ant stipresnio, inicijuojant vis didesnio pažeidimo ciklą. Naujai susidaręs įbrėžimas sukelia dar didesnį trintį, pagreitindamas dėvėjimąsi visame įrankio paviršiuje.

Keletas veiksnių gali inicijuoti arba pabloginti įbrėžimą spaudo formose. Šių priežasčių supratimas yra pirmas žingsnis efektyviai prevencijai. Medžiagos, turinčios didelę plastiškumą ir linkusios sudaryti pasyvinius oksidinius sluoksnius, tokios kaip nerūdijantis plienas ir aliuminis, ypač jautrios. Kai šis sluoksnis pažeidžiamas, pagrindinis metalas yra labai reaktyvus ir linkęs kibti. Pagrindinės priežastys yra:

• Bloga tepimas: Nepakankama ar neteisinga tepimas neužtikrina veiksmingo barjero tarp slystančių paviršių, leidžiant tiesioginį metalo su metale kontaktą.
• Didelis kontaktinis slėgis: Per didelė jėga, dažnai dėl netinkamo įrankio tarpelio ar detalės konstrukcijos, padidina trintį ir nelygumų susijungimo tikimybę.
• Panašios ar minkštos medžiagos: Naudojant panašius metatus tiek įrankiui, tiek ruošiniui, padidėja atominio ryšio tikimybė. Minkštesnės medžiagos labiau deformuojasi, skatindamos sukibimą.
• Šiukšlės ir užterštumas: Maži metaliniai indelėliai ar kiti teršalai, įstrigę tarp paviršių, gali veikti kaip abrazyvai, nušveisdami apsaugines dangas ir inicijuodami prilipimą.
• Per didelis karštis: Dideli darbiniai greičiai gali generuoti reikšmingą šilumą, kuri suminkština medžiagas ir padidina jų sukibimo linkį.

Proaktyvūs sprendimai: įrankių konstrukcija, tarpeliai ir techninė priežiūra

Prieš imantis brangių dengimų ar specialių tepalų, veiksmingiausi ir tvarūs sprendimai galinėjimui slypi pagrindiniame miros dizaine ir kruopščioje priežiūroje. Kaip pastebėjo ekspertai MetalForming Magazine , esminiai mechaniniai priežastys yra svarbiausios. Jei mirties dizainas yra netinkamas, kiti sprendimai dažnai tiesiog „dengia problemą“, nespręsdami jos iki galo. Proaktyvus požiūris, sutelktas į mechaniką, užtikrina patikimą pagrindą be galinėjimo bespaudžiamam procesui.

Svarbiausias veiksnys, užtikrinantis, kad nebūtų suardytas paviršius, yra tinkamo skardos išspaudimo įveržimo nustatymas. Nors projektuotojai paprastai atsižvelgia į medžiagos storį, kartais jie pamiršta, kad lakštinė skarda storėja, veikiant jai plokštumos suspaudimui, ypač giliai išspaudžiamuose kampuose. Šis storėjimas gali pašalinti numatytą tarpą, dėl ko įveržimas gali suspausti medžiagą, žymiai padidinant trintį ir slėgį. Tam pašalinti, reikia papildomo tarpelio, kuris būtų išfrezuotas į išspaudimo kampų vertikalias sienas, kad būtų galima prisitaikyti prie medžiagos tekėjimo. Gamytojams, kurie siekia didelės tikslumo, labai svarbu naudoti pažangias CAE imitacijas ir išplėtotą projekto valdymo patirtį. Pavyzdžiui, tokie individualių įrankių specialistai kaip Shaoyi (Ningbo) Metal Technology Co., Ltd. nuo pat pradžių integruoja šiuos projektavimo principus į savo automobilių štampavimo įveržimus, kad užtikrintų efektyvumą ir detalių kokybę OEM ir Tier 1 tiekėjams.

Be tolydumo, didelę reikšmę turi formos dalių paviršiaus apdorojimas. Formos sekcijų poliravimas ir šlifavimas sumažina mikroskopinius iškilumus, kurie sukelia prikibimą. Geriausia praktika – poliruoti paviršius lygiagrečiai su smailinimo judėjimu, kad būtų palengvintas ruošinio medžiagos judėjimas. Šio poliravimo kokybė turėtų būti tokia aukšta, lyg komponentas būtų ruošiamas brangiam paviršiaus dengimui. Daugeliu atvejų našumo gerėjimas, priskiriamas dengimui, iš tikrųjų yra rezultatas geresnio paviršiaus paruošimo, būtino dengimui taikyti. Todėl nuoseklus poliravimo režimas yra ekonomiškai efektyvi prevencinė priemonė.

Ilgalaikiam prevencijai būtina visapusi priežiūros strategija. Tai apima kartojamas procedūras, užtikrinančias, kad forma išliktų optimaliomis sąlygomis. Pagrindiniai priežiūros veiksmai apima:

1. Patikrinkite ir sureguliuokite tarpą: Reguliariai matuokite įspaudos ir iškirpimo tarpą, ypatingą dėmesį skirdami dėvėjimuisi kritinėse vietose, pvz., traukos kampuose. Kaip bendrą patarimą Rolleri siūlo šiek tiek padidinti iškirpimo tarpą (pvz., 0,1 mm), kad kartais būtų galima sumažinti įbrėžimų problemas.
2. Palaikykite paviršiaus apdorojimą: Įgyvendinkite nuolatinį diegimo paviršių trynimo ir poliravimo grafiką ten, kur pastebimi trinties ar medžiagos prilipimo požymiai.
3. Užtikrinkite įrankių aštrumą: Nublankę įspaudai ir iškirpimo kraštai padidina reikiamą jėgą pjaunant ir formuojant, dėl to atsiranda daugiau šilumos ir slėgio. Įrankių aštrumo palaikymas yra pagrindinis žingsnis, siekiant sumažinti įbrėžimus.

Pažangios sprendimai: medžiagų parinkimas, kietinimas ir paviršiniai dangalai

Kai yra taikomos tinkamos formų konstrukcijos ir priežiūros praktikos, medžiagų mokslas siūlo kitą apsaugos nuo užstrigimo sluoksnį. Rūpestingai parinkdami, sukietindami ir dengdami įrankių medžiagas, galite sukurti paviršius, kurie iš prigimties atsparūs lipniosioms jėgoms, sukeliančioms užstrigimą. Šie pažangūs sprendimai ypač veiksmingi, kai formuojamos sudėtingos medžiagos, pvz., nerūdijantis plienas ar aliuminis.

Viena iš veiksmingiausių strategijų – naudoti skirtingas metalines medžiagas komponentams, turintiems slydimo kontaktą. Kaip detaliai aprašyta 3ERP , mažiau tikėtina, kad medžiagos su skirtinga atominėmis struktūromis ir kietumo lygiais susidarys mikroskopinius suvirinimus, kurie sukelia užstrigimą. Pavyzdžiui, naudojant bronzinį ar varinį įvorę kartu su plieniniu smeigtuvu, galima žymiai sumažinti trintį ir sukibimą. Parinkdami įrankių plienus, pasirinkite rūšį, turinčią didesnį kietumą ir nusidėvėjimo atsparumą, tai užtikrins geresnę apsaugą nuo pradinio medžiagos prisikimšimo etapo.

Medžiagos kietinimo apdorojimai dar labiau padidina įrankio atsparumą. Šie procesai keičia plieno paviršių, sukuriant labai kietą išorinį sluoksnį, išlaikant branduolio tvirtumą. Paplitę apdorojimai, veiksmingi prieš prilipimą, apima azoto difuziją (nitridavimą), cementaciją ir visišką kietinimą šilumine apdorojimu. Pavyzdžiui, nitridavimas praleidžia azotą į plieno paviršių, sudarydamas kietus nitridus, kurie žymiai padidina paviršiaus kietumą ir slystamumą, dėl ko darbinės detalės medžiagai sunku prilipti.

Labiausiai reikalaujamoms aplikacijoms prieš prilipimą skirtos dangos suteikia galutinę, patikimą apsaugą. Šios specializuotos paviršiaus apdailos sukurtos siekiant sumažinti trintį ir užkirsti kelią prilipimui. Svarbu pasirinkti dangą, tinkančią konkretiems tikslams, nes kiekviena turi skirtingas savybes ir privalumus.

Nors šios medžiagų pagrindu sukurtos sprendimai yra labai veiksmingos, jas reikėtų svarstyti tik išsprendus mechaninius klausimus, tokius kaip tarpai ir paviršiaus apdorojimas. Tai reikšmingas investicijų įdėjimas, kuris duoda geriausius rezultatus taikant pagrįstą ir tvirtą įrankio konstrukciją.

Veiklos sprendimai: tepimas ir mašinos reguliavimas

Nors konstrukcija ir medžiagos sudaro pagrindą galinio susidėvėjimo prevencijai, per žymėjimo operaciją atliekami pataisymai suteikia svarbią realaus laiko kontrolės priemonę. Veiksmingas tepimas ir tinkamos mašinos nuostatos gali kontroliuoti tuos akivaizdžius veiksnius – trintį, šilumą ir slėgį, kurie sukelia galinį susidėvėjimą. Šie veiklos sprendimai yra pirmoji apsaugos linija preso operatoriui gamybos patalpoje.

Tepimas beveik tikrai yra svarbiausias veikimo veiksnys. Aukštos kokybės tepalas sukuria apsauginę plėvelę, kuri neleidžia tiesioginiam metalo kontaktui, sumažina trintį ir padeda sklaidyti šilumą. Svarbiausia – naudoti tepalą, kuris ypač sukurtas žymėjimo procesui ir susijusiesiems medžiagoms. Prieš užstrigimą skirti junginiai, kuriuose dažnai yra kietųjų dalelių, tokių kaip grafitas ar varis, ypač veiksmingai prevencijuoja prilipimą esant dideliam slėgiui. Tačiau svarbu prisiminti, kad tepimas gali būti trumpalaikis sprendimas, jei jis tik kompensuoja pagrindinę problemą, pvz., netinkamą įspaudos tarpą. Apipylus sritį tepalu, problema laikinai gali būti išspręsta, tačiau tai gali sukelti tvarkymo sunkumus ir padidinti išlaidas, nes neištaisomas esminis mechaninis trūkumas.

Mašinos nustatymai taip pat turi didelės įtakos. Preso smūgių dažnio sumažinimas yra paprastas, bet veiksmingas būdas kovoti su prikibinėjimu. Lėtesni greičiai sukuria mažiau šilumos, suteikdami tepimui daugiau laiko funkcionuoti ir sumažindami medžiagos linkį minkštėti bei kibti. Tai ypač svarbu dirbant su tokios medžiagomis kaip nerūdijantis plienas, kurios deformuojantis greitai sukietėja ir formuojant išsiskiria didelis kiekis šilumos.

Galiausiai būtina palaikyti švarią darbo aplinką. Praktiškas kontrolinis sąrašas preso operatoriams, kurį reikia atlikti aptikus prikibinėjimą, gali padėti greitai nustatyti ir išspręsti problemą:

• Patikrinkite tepimą: Ar teptukas taikomas tinkamu kiekiu ir tinkamoje vietoje?
• Sumažinkite mašinos greitį: Sumažinkite smūgių dažnį, kad būtų žemesnė darbinė temperatūra.
• Išvalykite įrankius ir ruošinį: Įsitikinkite, kad ant mirų paviršių ar tiekiamos medžiagos nebūtų šiukšlių, skiedrų ar kitų teršalų.
• Patikrinkite įrankių būklę: Patikrinkite, ar kaltiniai ir formos neturi blunt briaunų, nes jos padidina formavimo slėgį ir trintį.
• Įrankių sekos reguliavimas: Kai kuriems procesams, pvz., pjaustymui, operacijų sekos keitimas į „tilto“ seką gali užkirsti kelią medžiagos kaupimuisi ir įbrėžimams.

Daugiasluoksnis požiūris į įbrėžimų šalinimą

Efektyvus įbrėžimų kovojimas štampavimo formose nėra vieno stebuklingo sprendimo paieška, o daugiau sluoksnių turinčios, sistemingos strategijos įgyvendinimas. Sėkmingiausi štampavimo procesai supranta, kad ilgalaikiai sprendimai prasideda nuo patikimos formos konstrukcijos ir priežiūros. Teisingo kaltinio ir formos tarpelio prioritizavimas, ypač sudėtinguose ištraukimo kampuose, bei kruopščiai poliruoto paviršiaus priežiūra visada duos didžiausią grąžą, nes problema sprendžiama jos mechaniniame šaknyje. Tik kai šie pagrindai bus tobulybė pasiekta, dėmesys turėtų nukreipti į pažangiau medžiagų mokslą grindžiamus sprendimus.

Pasirinkus skirtingus medžiagų tipus, taikant kietinimo apdorojimus, tokius kaip azoto difuzinis kietinimas, arba investuojant į pažangias dangas, pvz., DLC, galima užtikrinti reikiamą paviršiaus vientisumą sunkioms aplikacijoms. Tai galingi įrankiai, tačiau jie labiausiai veiksmingi tik tuomet, kai patobulina gerai suprojektuotą įrankį, o ne kompensuoja jo trūkumus. Galiausiai, nuoseklios eksploatacijos praktikos – tokios kaip aukštos kokybės tepalų tinkamas naudojimas ir mašinų greičių reguliavimas šilumai valdyti – užtikrina realaus laiko kontrolę, būtiną įbrėžimams išvengti. Taikant šias strategijas, gamintojai gali pereiti nuo reaktyvaus gedimų taisymo prie proaktyvaus stabilaus ir efektyvaus presavimo proceso projektavimo.

Dažniausiai užduodami klausimai

1. Kaip sumažinti įbrėžimus?

Reikia kompleksinio požiūrio, kad būtų sumažintas įtempimo raižymas. Pradėkite užtikrindami tinkamą išspaudimo ir formos tarpą bei apdirbdami formos paviršius, kad būtų sumažintas trinties koeficientas. Pasirinkite kietesnes ar skirtingas įrankių medžiagas ir apsvarstykite pažangias paviršiaus apdorojimo technologijas arba denginius, tokius kaip TiCN arba DLC. Operatyviai taikykite tinkamą priešsukibimą užtikrinantį tepalą, sumažinkite mašinos smūgių dažnį, kad būtų mažesnė temperatūra, taip pat užtikrinkite, kad forma ir ruošinys būtų švarūs ir be šiukšlių.

2. Ar priešsukibimo priemonės prevencijuoja įtempimo raižymą?

Taip, priešsukibimo junginiai yra labai veiksmingi prevencijuojant įtempimo raižymą. Jie veikia kaip stipri trintis atsparus tepalas, sukuriant ilgalaikę barjerinę plėvelę tarp slystančių metalinių paviršių. Ši plėvelė atlaiko didelį slėgį ir temperatūrą, neleidžia tiesioginio metalo prie metalo kontakto, kuris sukelia mikroskopinį suvirinimą ir medžiagos perkėlimą, būdingą įtempimo raižymui.

3. Kas sukelia įtempimo raižymą?

Pagrindinė kibirkščiavimo priežastis yra trinties, didelio kontaktinio slėgio ir sukibimo tarp slystančių metalinių paviršių derinys. Mikroskopiniu lygiu aukščiausi taškai (nelygumai) paviršiuose susiliečia, pralaužia apsauginius oksidinius sluoksnius ir suvirina. Kai paviršiai toliau juda, šis ryšys yra nutraukiamas, perkeliant medžiagą iš vieno paviršiaus į kitą ir sukeliant vis didesnes pažaidas.

4. Kaip sustabdyti sriegio kibirkščiavimą ant nerūdijančiųjų tvirtinimo detalių?

Nors šis straipsnis susitelkia į žymėjimo įrankius, principai, kaip užkirsti kelią sriegio kibirkščiavimui, yra panašūs. Veiksmingiausi metodai – prieš surinkimą ant sriegių užtepti prieškibirkščiavimo tepalą ir sulėtinti veržimo greitį. Naudojant elektrinius įrankius dideliu greičiu, generuojama didelė šiluma, kuri yra viena pagrindinių kibirkščiavimo priežasčių nerūdijančiojo plieno tvirtinimo detalėse. Rankinių įrankių arba valdomo greičio elektrinių įrankių naudojimas žymiai sumažina riziką.