Raukšlių prevencija metalo štampavime: inžinerijos vadovas

TRUMPAI
Plienų štampavimo puckerimės įvijos primarinesi priežastis yra squežiamės įvijos spriegymai flanšo zonėje, kai заготовки diamantas sumaižinamas į kausės diamantą. Kai materialas nesquežiamas į saie, jis puckerė.
Efektivėskaitsia priešių metode yra taikynė prava Žiedo laikiklio jėgą (BHF) ograničiti materiala plūdė bez paderdyma. Tēkla, spiedims aptiks 2,5 N/mm² yra standartins bāzė. Anres kontroles ietveria ištraukos briaunos mekhaninės plūdes ierobežošanu sarežėtās zonosas un nodrošināt įrankių spinduliai ir optimizēti (ne pārāk lieli), lai uzturētu spriegumu. Operators should prioritize balancing flow resistance against the material's Limiting Draw Ratio (LDR).
The Physics of Wrinkling: Why Metal Buckles
Norint veiksmingai užkirsti kelią raukšlėjimui, inžinieriai pirmiausia turi suprasti spaudimo nestabilumo mechanizmą. Giliam formavime plokščias ruošinys virsta trimatėmis forma. Kai medžiaga juda nuo ruošinio išorinio krašto link įformos ertmę, apskritimas mažėja. Šis sumažėjimas verčia medžiagą suspausti tangentinėje kryptyje (žiedinis įtempis). Jei šis spaudimo įtempis viršija medžiagos kritinį lenkimo įtampą, metalas banguoja arba sulankstomas, suformuodamas raukšles.
Šį reiškinį nusako Ribinis formavimo santykis (LDR) —santykis tarp ruošinio skersmens ir stūmoklio skersmens. Kai ruošinys yra per didelis lyginant su stūmokliu, medžiagos kiekis, „kaupiamasis“ flanše, tampa nevaldomas, dėl ko atsiranda rimtas storėjimas. Jei tarpas tarp įformos paviršiaus ir laikiklio nėra griežtai kontroliuojamas, kad būtų kompensuotas šis storėjimas (paprastai leidžiama tik 10–20 % žadinio virš nominalaus storio), medžiaga sulinks į tuščią erdvę.
Raukšlės pasireiškia dviem pagrindiniais būdais: Flanšo raukšlės (Pirmos eilės), kurios atsiranda srityje po spaustuvu, ir Sienelės raukšlės (Antros eilės), kurios atsiranda nepalaikomoje zonoje tarp išspaudimo spindulio ir įspaudimo spindulio. Nustatyti, kur prasideda raukšlė, yra pirmasis diagnostikos žingsnis: flanšo raukšlės rodo nepakankamą spaustuvo slėgį, o sienelės raukšlės dažnai nurodo per didelius išspaudimo spindulius arba netinkamą medžiagos prigludimą.

Pagrindinis sprendimas: blanko laikiklio jėgos (BHF) optimizavimas
The Žinčas (arba spaustuvo) yra pagrindinis kintamasis dydis, naudojamas raukšlių prevencijai. Jo funkcija – taikyti pakankamą slėgį flanšui, kad būtų sutrukdyta lenkimuisi, tuo pačiu leidžiant medžiagai tekėti į išspaudimą. Jei slėgis per mažas, susidaro raukšlės; jei per didelis – medžiaga plyšta (skyla), nes negali tekėti.
Remiantis pramonės standartais, reikalingas specifinis slėgis žymiai skiriasi priklausomai nuo medžiagos tipo. Praktiška orientacinė taisyklė pradiniam nustatymui yra:
- Sis: ~2,5 N/mm²
- Varinių lydinių: 2,0 – 2,4 N/mm²
- Aliuminio lydiniai: 1,2 – 1,5 N/mm²
Inžinieriai turėtų apskaičiuoti reikiamą jėgą pagal flanšo projekcinį plotą po spaustuvu. Projektavimo etape būtina pridėti apie 30 % saugos koeficientą prie šios apskaičiuotos jėgos, nes presu sumažinti slėgį lengviau nei sugeneruoti didesnę jėgą, negu leidžia projektas.
Sudėtingoms detalėms vienodas slėgis dažnai būna nepakankamas. Pažangūs sprendimai naudoja kintamo slėgio sistemas (hidraulines arba azoto pagalvėles), kurios gali keisti jėgą per visą ėjimą – pradžioje taikant aukštą slėgį, kad pritvirtintų flanšą, o vėliau jį mažinant, kai detalė tampa gilesnė, kad būtų išvengta plyšimo. Yra labai svarbu naudoti atstumo rikai arba lyginimo blokus (atraminius blokus), kad išlaikytų tikslų tarpą, kuris šiek tiek storesnis už medžiagą, užtikrinant, kad spaustuvas tiesiog nesutraiškytų lakšto, o tik kontroliuotų jį.
Įrankių konstrukcijos valdymas: ištempimo juostelės ir spinduliai
Kai vien tik slėgis negali kontroliuoti medžiagos srauto – dažnai taip būna su nesimetriškais automobilių detalėmis – ištraukos briaunos reikalingas inžinerinis sprendimas. Traukos grioveliai yra iškilę rėbiniai ant laikiklio, kurie verčia medžiagą lenktis ir išsitiesti prieš patenka į formos ertmę. Šis mechaninis veiksmas sukuria ribojančią jėgą, nepriklausomą nuo trinties, leidžiant tiksliai valdyti vietinį srautą.
Geometrija formos spindulys per mažas apriboja srautą ir sukelia plyšius, tačiau per didelis spindulys per didelis sumažina kontaktinį plotą ir efektyvią temptį flanše, skatindamas medžiagą per laisvai tekėti ir susidaryti raukšles. Formos spindulys turi būti idealiai poliruotas ir geometriškai tikslus, kad išlaikytų „idealią“ tempties zoną.
Be to, svarbus ir pačios įrangos standumas. įspaudymo forma nėra pakankamai storas, jis gali lenktis veikiant tonazažui, sukeliant nelygią slėgio pasiskirstymą. Orientavimo kaiščiai turi būti pakankamai patvarūs, kad užkirstų kelią bet kokiam viršutinės ir apatinės įrangos šoniniam judėjimui, kuris sukeltų nenuoseklų tarpą ir vietinį raukšlėjimą.
Proceso kintamieji: tepimas ir medžiagos atranka
Tarkščioji jėga yra dvipusis kalavijas giliam formavimui. Nors smėliojimas būtina apsaugoti nuo įbrėžimų ir plyšimų, pernelyg didelis slydumas (per daug slydimo) iš tikrųjų gali pabloginti raukšlėjimą jei BHF nepridedama kompensuoti. Medžiaga tiek lengvai tekėja, kad spaustukas negali sukurti pakankamai trinties, kad sulaikytų sulenkimo jėgas. Užtikrinkite, kad tepiklis būtų taikomas tolygiai ir purkštuvai būtų fiksuotoje pozicijoje.
Medžiagos savybės taip pat nulemia proceso langą. Norint dirbti su nerūdijančiu plienu, pakeitus standartinę 304su 304L kardinaliai improventi formabilitą. 304L turi nižesnį pagrindinį tiks (aprox. 35 KSI vs. 42 KSI 304), kas omenau, kad jis mažiau resistuoja flow ir work-hardens lassiau, reducing the force required to keep it flat. Semper verifikuj, kad raw materialas yra specified kaip „Deep Draw Quality“ (DDQ) lai minimizuo anizotropiją.
Even with perfect design, the physical capability of your manufacturing partner is a limiting factor. For high-volume automotive components like control arms or subframes, precision is non-negotiable. Manufacturers like Shaoyi Metal Technology leverage presses with capacities up to 600 tons and IATF 16949 certification to bridge the gap from rapid prototyping to mass production. Partnering with a specialist ensures that the theoretical BHF calculations are matched by actual equipment capability, preventing defects before they reach the assembly line.
Troubleshooting Checklist: A Step-by-Step Protocol
Kai gamybos eigoje atsiranda raukšlės, sekite šią sistemingą diagnostikos procedūrą, kad nustatytumėte pagrindinę priežastį:
- Patikrinkite presą: Ieškokite nusidėvėjusių įvorės detalių arba slankiklio nelygiagretumo. Jei slankiklis nepakankamai lygus, spaudimo pasiskirstymas bus nelygus.
- Patikrinkite medžiagos charakteristikas: Ar medžiagos storis yra tolygus? Išmatuokite ritės kraštą; net 0,003 colio skirtumai gali paveikti laikiklio tarpą.
- Patikrinkite atstumo laikiklius: Ar sustojimo blokai nustato teisingą tarpą? Jei jie nusidėvėję arba laisvi, laikiklis gali „nusėsti“ anksčiau, nei bus pritaikyta jėga lakštui.
- Palaipsniui reguliuokite BHF: Didinkite laikiklio slėgį mažais žingsniais. Jei raukšlės išlieka, bet pradeda atsirasti plyšiai, tai reiškia, kad technologinis langas per daug susiaurėjo – turėtumėte patikrinti ištraukimo juostas arba tepimo pokyčius.
- Atlikite tepimo auditą: Patikrinkite, ar tepimo mišinys per tirštas arba per stipriai taikomas flanšo zonoje.
- Ištirkite įrankių paviršių: Ieškokite traukimo juostelių arba spindulių nusidėvėjimo, kuris gali sukelti nevienodą temptį.

Srauto valdymas
Vangų prevencija – tai ne apie jėgos pašalinimą, o apie tikslų jos valdymą. Reikia visapusiško požiūrio, kuris sulygina žiedo įtempimo fiziką su išankstinio laikiklio jėgos, įrankių geometrijos ir medžiagos parinkimo inžineriniais valdymais. Laikant formavimo procesą kaip tarpusavyje susijusių kintamųjų sistemą, o ne atskirus veiksmus, gamintojai gali pasiekti nuosekliai be defektų giliam formavimui skirtus detalių.
Sėkmė slypi detales: tikslus N/mm² slėgio apskaičiavimas, strateginė traukimo juostelių išdėstymas bei drausmė palaikyti preso ir įrankių būklę. Su šiais valdymais net sudėtingiausios geometrijos gali būti patikimai formuojamos.
Dažniausiai užduodami klausimai
1. Kaip apskaičiuoti tinkamą išankstinio laikiklio jėgą?
Pagrindinio skaičiavimo metu briaunos plotas (po spaustuku) dauginamas iš medžiagai reikalingo specifinio slėgio. Minkštam plienui naudokite apie 2,5 N/mm² (MPa). Visada pridėkite saugos margą (pvz., +30 %) prie jūsų preso talpos reikalavimų, kad būtų galima atlikti reguliavimus bandymo metu.
2. Ar per daug tepalo gali sukelti raukšles?
Taip. Tepalas sumažina trintį, kuri yra viena iš jėgų, ribojančių medžiagos tekėjimą. Jei trintis ženkliai sumažėja be atitinkamo ruošinio laikiklio jėgos padidėjimo, medžiaga gali per laisvai įtekėti į formos ertmę, dėl ko atsiranda lenkimasis ir raukšlės.
3. Kuo skiriasi raukšlėjimas ir plyšimas?
Raukšlėjimas ir plyšimas yra priešingi gedimų tipai. Raukšlėjimą sukelia per didelis suspaudimas ir nepakankamas tekėjimo apribojimas (per laisva medžiaga). Plyšimas (skilimas) sukeliamas per didelio tempimo ir per didelio tekėjimo apribojimo (per įtempta medžiaga). Litavimo tikslas – rasti „proceso langą“ tarp šių dviejų defektų.
Maži serijos dydžiai, aukšti standartai. Mūsų greito prototipavimo paslauga leidžia patvirtinti rezultatus greičiau ir lengviau —