Ko īsti nozīmē dziļās vilkšanas matricas dizains precizitātes ražošanā

Kad jums ir uzdevums izgatavot bezšuvju cilindriskas kausiņus, skābekļa bumbkas vai automašīnu komponentus ar īpaši lielu dziļuma un diametra attiecību, dziļās vilkšanas matricas dizains kļūst par svarīgāko panākumu faktoru. Atšķirībā no parastas štancēšanas, kur metāls tiek griezts vai liekts, dziļās vilkšanas process pārveido plakanu metāla loksni došos trīsdimensiju formas, izmantojot kontrolētu plastisko plūsmu. Jūsu norādītā matricas ģeometrija nosaka, vai materiāls viegli saspiežas formā vai saplīst pārmērīga sprieguma dēļ.

Dziļās vilkšanas matricas dizaina definēšana mūsdienu ražošanā

Kas īsti ir dziļā vilkšana? Tā ir metāla formēšanas operācija, kurā puņķis iegrūž plakanu заготовку caur matricas dobumu, radot dziļumu, kas pārsniedz detaļas diametru. Saskaņā ar Ražotājs , viena no lielākajām aizspriedumu ir tāda, ka metāls izstiepjas formā. Patiesībā pareizi veikti dziļās vilkšanas procesi ietver minimālu izstiepšanu. Metāls faktiski sabiezē caur plastisko plūsmu, jo saspiešanas spēki virza materiālu iekšup pretī vāciņam.

Šis atšķirības nozīme ir svarīga jūsu matricas dizaina pieejai. Jūs izstrādājat instrumentus, kas kontrolē saspiešanu un plūsmu, nevis izstiepšanu. Katrs rādiuss, sprauga un virsmas apstrādes specifikācija ietekmē to, cik efektīvi metāls pārej no plakanas заготовки uz vēlamo ģeometriju.

Kāpēc matricas dizains nosaka daļas kvalitāti

Jūsu matricas ģeometrija tieši nosaka trīs būtiskus rezultātus:

• Materiāla plūsmas modeļi - Vāciņa un matricas rādiusi nosaka, kur metāls saspiežas vai izstiepjas
• Detaļas ģeometrijas precizitāte - Spraugas un slīpuma leņķi nosaka dimensiju stabilitāti
• Ražošanas efektivitāte - Pareizs dizains minimizē vilkšanas posmus un novērš dārgas pārstrādes darbības

Īpaši svarīga ir attiecība starp jūsu puņča pozīciju un заготовки malu. Metāls spiediena zonā pretojas plūsmai. Ja jūsu dziļrakšanas puņčs atrodas pārāk tālu no заготовки malas, saspiešanas zona kļūst pārāk liela, plūsmas pretestība pārsniedz stiepes izturību un notiek plaisāšana tuvu puņča galam.

Dziļrakšanas attiecība — attiecība starp заготовki diametru un puņča diametru — ir pamatprincips, kas nosaka dziļrakšanas panākumus. Ja pārsniedzat materiāla maksimālo dziļrakšanas attiecību, tad nekāds smērvielu daudzums vai preses spēka regulēšana nespēs novērst izdevības.

Šis tehniskais references nodrožo specifiskus parametrus, formulas un problēmu novēršanas pieejas veiksmīgai veidņu konstruēšanai. Vai nu jūs izpētīt dziļās veltnēšanas idejas jaunu produktu izstrādei, vai optimizēt esošus rīkus, jūs atradnet konkrētas norādes, kas balstītas uz pierādītiem inženierijas principiem. Turpmākās sadaļas aptver veltnēšanas attiecības ierobežojumus pēc materiāla, загltes izmēru aprēķinus, rādiusu specifikācijas, daudzposmu plānošanu un defektu risināšanas stratēģijas, kas pārvērž jūsu projektus no teorētiskiem konceptiem par ražošanai gatavām veidnēm.

Veltnēšanas Attiecības Ierobežojumi un Redukēšanas Procenti Pēc Materiāla

Jūs jau zināt, ka veltnēšanas attiecība nosaka panākumu dziļās veltnēšanas operācijās. Bet kādi konkrēti ierobežojumi piemērojami tērauda dziļajai veltnēšanai salīdzāt ar alumīnija vai nerūsējošā tērauda dziļo veltnēšanu? Bez precīziem skaitliskiem parametriem jūs paliekat minēt. Šī sadaļa nodrožo tieši tos vērtības, kas nepieciešamas posmu nepieciešamības aprēķināšanai un materiāla bojājuma novēršanai.

Maksimālie izvelkšanas koeficienti pēc materiāla tipa

Ierobežojošā izvelkšanas attiecības (LDR) formula ir vienkārša:

LDR = D / d, kur D ir загluda diametrs un d ir punch diametrs (krūzes iekšējais diametrs)

Šī attiecība norāda, cik lielu загludu var veiksmīgi izveidot ar konkrēta izmēra punch. Saskaņā ar Toledo Metal Spinning , šī formula kalpo par sākumpunktu, nosakot nepieciešamo izvelkšanas skaitu. Tomēr būtiskākais aspekts ir tas, ka LDR vērtības ievērojami atšķiras atkarībā no materiāla.

Kad plāksnes metāla spiedizstrādājumu process pārsniedz šos ierobežojumus, apkārtējais spiedes spriegums pārsniedz materiāla izturību. Kā skaidro Macrodyne Press , ja dziļās izvelkšanas laikā materiāla samazinājums pārsniedz materiāla robežu, загluds izstiepsies vai saplīsīs tuvu punch galam. Plūstspēka pretestība vienkārši pārsniedz stiepes izturību.

Šeit ir informācija, ko jums vajadzētu zināt par materiāla specifiskajiem parametriem:

Materiāla tips	Pirmās izvelkšanas attiecības limits	Nākamās izvelkšanas samazinājums %	Ieteicamais atkausēšanas slieksnis
Zemoglekļa tērauds (dziļai velkama tērauda lapa)	2.0 - 2.2	25% - 30%	Pēc 40% kumulatīva samazinājuma
Nerūsējošais tērauds (304/316)	1.8 - 2.0	20% - 25%	Pēc 30% kumulatīva samazinājuma
Alumīnija sakausējumi (1100, 3003)	1,9 - 2,1	20% - 25%	Pēc 35% kumulatīva samazinājuma
Vara sakausējumi (C11000, C26000)	2,0 - 2,3	25% - 30%	Pēc 45% kumulatīva samazinājuma

Jāievēro, ka nerūsējošā tērauda dziļrakstniecība rada vislielākās grūtības. Tā cietēšanas raksturlielumi nozīmē zemākas pirmās izvelkšanas attiecības un agrāku nepieciešamību pēc atkausēšanas salīdzinājumā ar oglekļa tēraudu vai varu.

Redukcijas procentu aprēķināšana vairāgu posmu operācijām

Kad kopējais nepieciešamais redukcijas apjoms pārsniedz to, ko var sasniegt vienā izvelkšanā, būs nepieciešami vairāki posmi. Aprēķinu process ievēro sistēmisku pieeju, kuru The Fabricator uzskata par būtisku, lai izvairītos no plaisām, rievām un virsmas defektiem.

Šeit ir, kā noteikt savu samazinājuma procentu:

Samazinājums % = (1 - Dc/Db) × 100

Kur Dc ir kausa diametrs un Db ir загluda diametrs.

Iedomājiet, ka jūs ražojat kausu ar 4 collu diametru no 10,58 collu загluda. Aprēķins parāda, ka nepieciešams aptuveni 62 % kopējais samazinājums. Tā kā pirmās veltnes ierobežojumi parasti maksimāli sasniedz 50 % lielāko daļu materiālu, jums būs vajadzīgas vairākas stadijas.

Apskatiet šo praktisko piemēru no Macrodyne Press :

1. Pirmā veltnes - Piemērot 50 % samazinājumu (LDR 2,0), samazinot 10,58 collu загludu uz 5,29 collu starpposma diametru
2. Otrā veltnes - Piemērot līdz 30 % samazinājumam (LDR 1,5), sasniedzot 3,70 collu diametru
3. Trešā veltnes - Ja nepieciešams, pielietojiet 20% samazinājumu (LDR 1,25) gala izmēriem

Tā kā mērķa 4 collu diametrs atrodas starp otrās velkšanas spējas un заглушки izmēru, divi posmi veiksmīgi pabeidz detaļu.

Kā materiāla biezums ietekmē šos attiecības skaitļus

Biezāki materiāli parasti ļauj nedaudz augstākas velkšanas attiecības, jo tie labāk pretojas savirpošanai. Tomēr tiem ir nepieciešama lielāka заглусku turētāja spēks un izturīgāka instrumentu aparatūra. Plānā dziļās velkšanas tērauda loksne var sasniegt LDR vērtības tikai publicētā diapazona apakšējā galā.

Galvenais princips, ko jāatceras: visa virsmas platība, kas nepieciešama gala detaļai, jābūt pieejamai pirmajā velkšanā. Kā uzsver The Fabricator, pēc sākotnējās velkšanas stacijas virsmas platība paliek nemainīga. Jūs pārdalāt esošo materiālu, nevis radāt jaunu materiālu nākamajās operācijās.

Ieviešot šos velkšanas attiecības ierobežojumus, jums nākamajā solī būs nepieciešamas precīzas заглусku izmēru aprēķini, lai nodrošinātu pietiekamu materiālu jūsu mērķa ģeometrijai.

Blanks izmēra aprēķināšanas metodes un formulas

Jūs zināt savas iestiepšanas attiecības ierobežojumus. Jūs saprotat samazinājuma procentus. Bet kā noteikt precīzu заготовки diametru, kas nepieciešams, lai ražotu vēlamo kausu vai čaulu? Ja заготовки izmērs ir par mazu, materiāla trūks. Ja tas ir pārāk liels, tad izšķiedat materiālu un radāt lieko malu, kas sarežģina apgriešanu. Dziļās veltnēšanas process prasa precizitāti jau no pirmā soļa.

Pamatprincips, kas nosaka заготовkes izmēra aprēķinu, ir tilpuma nemainīgums. Kā skaidro SMLease Design , заготовkes virsmas laukumam jābūt vienādam ar gatavā izstrādājuma virsmas laukumu. Metāls neizzūd un neparādās veidošanas laikā. Tas vienkārši pārdalās no plakana diska uz jūsu trīsdimensiju formu.

Virsmas laukuma metode заготовkes izveidei

Cilindriskām kausiem, kas ir visbiežāk sastopamie dziļražojuma metāllapas komponenti, matemātiskais pieeja ir eleganta. Būtībā jūs pielīdzināt divas virsmas: plakanu apaļu заготовку un veidoto kausu ar tā apakšu un sānu sienām.

Apskatīsim vienkāršu cilindrisku kausu ar rādiusu Rf un augstumu Hf. Zagļa rādiusu Rb var aprēķināt, izmantojot šo pamatvienādojumu:

Rb = √[Rf × (Rf + 2Hf)]

Šī formula tiek iegūta tieši no vienādojuma, kurā zagļa laukums (πRb²) ir vienāds ar kauss laukumu (πRf² + 2πRfHf). Kad risina attiecību pēc Rb, iegūst iepriekš parādīto sakarību.

Aplūkosim praktisku piemēru. Iedomājieties, ka jums jāizgatavo kaus ar 50 mm diametru un 60 mm dziļumu. Sekojot dziļražojuma stipanēšanas aprēķinu procesam:

• Kauss rādiuss (Rf) = 25 mm
• Kauss augstums (Hf) = 60 mm
• Zagļa rādiuss = √[25 × (25 + 120)] = √[25 × 145] = √3625 = 60,2 mm
• Tukšināta diametrs = 60,2 × 2 = 120,4 mm

Šis aprēķins dod teorētiski minimālo tukšināta izmēru. Praksē papildus būs nepieciešams materiāls apmalēšanai un plānināšanas efektu kompensēšanai.

Ņemot vērā apmales pieļaujamo novirzi un materiāla plānināšanos

Reālā dziļražošanas ražošanas procesa prasības pārsniedz teorētiski minimālos ierobežojumus. Jums nepieciešams inženiertehniskais atkritums tīrai apgriešanai, kā arī kompensācija sienas biezuma izmaiņām veidošanas laikā.

Lai iegūtu gatavu produkcijas tukšināta izmērus, sekot šādiem secīgiem soļiem:

1. Aprēķiniet gatavā izstrādājuma virsmas laukumu - Izmantojiet ģeometrijas formulas konkrētajai formai. Cilindriem: πd²/4 + πdh. Sloksnes ar sarežģītām ģeometrijām precīzus virsmas laukumus nodrošina CAD programmatūra.
2. Pievienot apmales pieļaujamo novirzi - Nozares prakse ieteic pievienot divas reizes metāla biezumu kausa augstumam pirms aprēķināšanas. Materiālam ar biezumu 0,010 collas un 4 collu augstu kausu aprēķinos izmantojiet augstumu 4,020 collas.
3. Ņemiet vērā materiāla uzplānēšanos - Kausa sienās parasti notiek 10–15 % uzplānēšanās. Daži speciālisti kā kompensācijas faktoru uzplānēšanai pievieno 3–5 % aprēķinātajam заготовки laukumam.
4. Nosakiet galīgo заготовки diametru - Izmantojiet virsmas laukuma formulu ar pielāgotajiem izmēriem, pēc tam noapaļojiet līdz praktiski griešanai piemērotam vērtībai.

Pēc Ražotājs , pievienojot divas reizes metāla biezumu kā papildus materiālu apstrādei, ir labs paņēmiens, lai nodrošinātu tīrus gala izmērus pēc formēšanas.

Kad vienkāršotās formulas nav pietiekamas

Iepriekš minētās vienādojumu formas lieliski darbojas vienkāršiem cilindriskiem kausiem. Bet kā ir ar pakāpeniskiem diametriem, flančiem vai neregulāras formas šķērsgriezumiem? Sloksnes ģeometrijām nepieciešami citi pieejas veidi.

Jums būs jāpāriet uz CAD balstītiem virsmas laukuma aprēķiniem, kad:

• Jūsu daļa ietver vairākas diametra izmaiņas vai koniskas sekcijas
• Stūra rādiusi ievērojami ietekmē virsmas laukumu (vienkāršā formula ignorē puncēšanas dega rādusu)
• Nebūtiski simetriskām formām nepieciešamas izstrādātas загotņu formas, nevis apļveida загotnes
• Šauras pieļaujamās novirzes prasa precizitāti, kas pārsniedz empīrisku pielāgošanu

Taisnstūrveida vai neregulāras dziļās veltnes daļām, загotnes forma pati par sevi var nebūt apļveida. Šādas izstrādātas загotnes prasa CAD analīzi vai galīgo elementu simulāciju, lai noteiktu optimālo sākotnējo ģeometriju. Materiāla anizotropija no veltnēšanas virziens arī ietekmē загotnes formas optimizāciju nenoapaļām daļām.

Kad jūsu загotnes izmērs ir aprēķināts un materiāls izvēlēts, nākamais kritiskais dizaina parametrs ietver puncēšanas un veidņu rādusu specifikācijas, kas regulē, cik gludi metāls plūst veidošanās laikā.

Puncēšanas un veidņu rādusu specifikācijas optimālai materiāla plūsmai

Jūs esat aprēķinājuši savu заготовку izmēru un zināt savas ievilcējsattiecības. Tagad pienāk parametrs, kas var padarīt vai sabojāt jūsu dziļās ievilcējas metāla formēšanas procesu: instrumenta rādiusi. Punktņa degungala rādiuss un matricas ieejas rādiuss nosaka, cik intensīvi metāls liecas, pārejot no flanča uz sienas daļu. Ja šie parametri ir nepareizi, jūs saskarsieties ar pārrāvumiem, kas rodas pārmērīgas sprieguma koncentrācijas dēļ, vai rievām, kas rodas nepietiekamas materiāla kontroles dēļ.

Šeit ir pamatprincips: metāls, kas plūst pāri asiem stūriem, piedzīvo lokalizētu deformāciju, kas pārsniedz elastības robežu. Savukārt pārāk lieli rādiusi nespēj pareizi vadīt materiālu, ļaujot veidoties spiedes ieliekumam. Jūsu uzdevums ir atrast optimālo līdzsvaru katram materiāla un biezuma kombinācijai.

Punktņa degungala rādiusa norādījumi dažādiem materiāliem

Punktņa stūra rādiuss nosaka sprieguma sadalījumu visvājinātākajā vietā ievilktajā detaļā. Saskaņā ar Wikipedia DFM analīzi dziļajai ievilcei , izstiepšanas stūrim jābūt 4–10 reizes lielākam par loksnes biezumu. Maksimālais biezuma samazinājums notiek tuvu izstiepšanas stūrim, jo šajā zonā metāla plūsma ievērojami samazinās. Pārāk asa stūra gadījumā izveidojas plaisas tuvu izstiepšanas pamatnei.

Kāpēc šis novietojums ir tik svarīgs? Veidņošanas laikā materiāls izstiepjas pāri izstiepšanas degnam, vienlaikus tiksot saspiests apjomā. Šis divvirzienu sprieguma stāvoklis koncentrējas pārejas rādiusā. Nepietiekams rādiuss rada sprieguma koncentrāciju, kas izraisa plīsumu pirms veidņošanas pabeigšanas.

Apsveriet, kas notiek ar dažādām rādiusa vērtībām:

• Pārāk mazs (zem 4t) - Smaga deformāciju lokalizācija izraisa plīsumus pie izstiepšanas degna, īpaši materiālos ar atsegtu cietību, piemēram, nerūsējošajā tēraudā
• Optimālais diapazons (4–10t) - Spriegums sadalās plašākā zonā, ļaujot kontrolētu uzdilšanu bez bojājumiem
• Pārāk liels (virs 10t) - Nepietiekama ierobežošana ļauj apakšai izveidot kupolu vai radīt vilnījumus, un sānu sienu definīcija kļūst sliktāka

Attiecībā uz dziļspieduma metāla lietojumiem, kas ietver augstas izturības materiālus, vajadzētu izvēlēties šī diapazona lielāko galu. Mīkstāki materiāli, piemēram, alumīnijs un varš, var panest rādiusus tuvāk 4t.

Ieplūdes atveres rādiusa specifikācijas un to ietekme

Matričas stūra rādiuss regulē to, kā metāls pārejas no horizontālā flanša reģiona vertikālajā matričas dobumā. Šeit spiedes flanša spriegumi pārvēršas par stiepes sienas spriegumiem. Kā norāda Vikipēdijas atsauce par dziļspiedumu , matričas stūra rādiuss parasti būtu 5–10 reizes lielāks nekā loksnes biezums. Ja šis rādiuss ir pārāk mazs, tuvu flanša reģionam pastiprinās rievainība un veidojas plaisas, jo metāla plūsmai notiek strauja virziena maiņa.

Matričas rādiuss rada citādu izaicinājumu salīdzinājumā ar spraudņa rādiusu. Šeit metāls liecas ap ārējo stūri, vienlaikus būdams saspiests ar загlžu turētāja spiedienu. Nepietiekams rādiuss izraisa:

• Pārmērīgu berzi un siltuma rašanos
• Virsmas skrāpējumus un noplūšanu
• Lokālu plīsumu pie rādiusa pārejas
• Palielinātas prasības zīmēšanas spēkam

Tomēr pārmērīgs veidņu rādiuss samazina efektīvo загlajuma turētāja kontaktplatumu un ļauj materiālam pāragri atbrīvoties no flanča zonas, veicinot rievu veidošanos.

Rādiusu specifikācijas pēc materiāla biezuma

Šī tabula sniedz konkrētas ieteiksmes dziļai izformēšanai parastajos materiālu biezuma diapazonos:

Materiāla biezuma diapazons	Ieteicams punches rādiuss	Ieteicams veidnes rādiuss	Regulēšanas piezīmes
0.010" - 0.030" (0.25-0.76 mm)	6–10 × biezums	8–10 × biezums	Plānākiem mēriem nepieciešami lielāki rādiusu reizinātāji, lai novērstu pārrāvumu
0,030" - 0,060" (0,76-1,52 mm)	5-8 × biezums	6–10 × biezums	Standarta diapazons vairumam pielietojumu
0,060" - 0,125" (1,52-3,18 mm)	4-6 × biezums	5-8 × biezums	Biezāki materiāli iztur mazākus reizinātājus
0,125" - 0,250" (3,18-6,35 mm)	4-5 × biezums	5-6 × biezums	Liels kalibrs; dziļiem izstrādājumiem apsveriet vairākas velkšanas operācijas

Ietekmi uz šīm specifikācijām atkarībā no materiāla tipa. Nerūsējošajam tēraudam parasti nepieciešamas lielākas rādiusa vērtības katra diapazona augšgalā, ņemot vērā tā cietēšanu deformēšanas laikā. Mīknam alumīnijam un varam var izmantot mazākas vērtības diapazona apakšgalā.

Matricas sprauga un materiāla biezuma attiecība

Papildus rādiusiem, arī sprauga starp puņci un matricu ir svarīga materiāla plūsmas kontrolei. Saskaņā ar Vikipēdijas DFM norādēm, spraugai jābūt lielākai par metāla biezumu, lai izvairītos no metāla koncentrēšanās veidņu dobuma augšpusē. Tomēr sprauga nedrīkst būt pārāk liela, jo tas var izraisīt neierobežotu metāla plūsmu un sienu vilnainību.

Praktiska vadlīnija velkšanas veidošanas spraugai:

Spraugs = Materiāla biezums + (10% līdz 20% no materiāla biezuma)

0,040 collu biezam materiālam sprauga būtu no 0,044 collām līdz 0,048 collām. Tas nodrošina pietiekami daudz vietas sienām, kas dabiski sabiezē, vienlaikus saglabājot pietiekamu ierobežojumu, lai novērstu sienas izlocīšanos.

Dažas operācijas apzināti samazina atstarpi, lai "izgludinātu" sānu sienu, radot vienmērīgāku biezumu un labāku virsmas pabeigumu. Kā paskaidro Hudson Technologies, instrumentus var izstrādāt tā, lai apzināti uzstieptu vai izgludinātu sānu sienas vairāk nekā tas notiek dabiski, pievienojot izmēru stabilitāti un radot estētiski patīkamāku korpusu.

Stūra rādiusa apsvērumi nedaudz cilindriskām detaļām

Taisnstūrveida un kvadrātveida dziļās vilkšanas detaļas ievieš papildu sarežģītību. Iekšējie stūra rādiusi kļūst par svarīgāko dizaina parametru. Saskaņā ar Hudson Technologies , vispārējais noteikums ir materiāla biezums, kas reizināts ar divi, kas vienāds ar mazāko iegūstamo stūra rādiusu. Ir vēlams lielāks stūra rādiuss, kas var samazināt nepieciešamo vilkšanas darbību skaitu.

Izņēmumi var tikt pieļauti ar papildu vilkšanas operācijām, lai vēl vairāk samazinātu stūra rādiusu, taču jārīkojas uzmanīgi. Palielināta materiāla uzstiepšana un blakus esošās sānu sienas izliekums var rasties, kad tiek pārsniegti stūra rādiusa ierobežojumi.

Necirkulārām detaļām ņemiet vērā šos norādījumus:

• Minimālais iekšējā stūra rādiuss = 2 × materiāla biezums (absolūtais minimums)
• Ieteicamais iekšējā stūra rādiuss = 3–4 × materiāla biezums (samazina velmēšanas fāzes)
• Apakšējā stūra rādiuss = Sekot virnes rādiusa ieteikumiem (4–10 × biezums)

Rādiusa modifikācijas turpmākām velmēšanas operācijām

Ja jūsu detaļa prasa vairākas velmēšanas fāzes, rādiusa specifikācijas mainās starp operācijām. Pirmās velmēšanas rīkojumos parasti tiek izmantoti lielāki rādiusi, lai samazinātu materiāla cietēšanu un nodrošinātu veiksmīgu materiāla plūsmu. Turpmākās pārvelmēšanas operācijās var izmantot pakāpeniski mazākus rādiusus, kad detaļa tuvojas galīgajiem izmēriem.

Parasta progresīva secība:

• Pirmā veltnes - Matrices rādiuss 8–10 × biezums; virnes rādiuss 6–8 × biezums
• Otrā veltnes - Matricas rādiuss 6-8 × biezums; punches rādiuss 5-6 × biezums
• Pēdējais dziļumizspiešanas posms - Matricas rādiuss 5-6 × biezums; punches rādiuss 4-5 × biezums

Ja starp izspiešanas posmiem tiek veikta atkausēšana, var atgriezties pie agresīvākiem rādiusiem, jo materiāla cietēšana ir novērsta. Bez starpnieku atkausēšanas katra nākamā izspiešana notiek uz arvien cietāka materiāla, tādēļ, lai novērstu plaisāšanu, nepieciešami piesardzīgāki rādiusi.

Kad ir noteikti jūsu instrumentu rādiusi un spraugas, nākamais svarīgais aspekts ir plānot, cik daudz dziļumizspiešanas posmu faktiski nepieciešams jūsu detaļai un kā secīgi sadalīt materiāla samazinājuma procentus šajās operācijās.

Vairāgu dziļumizspiešanas operāciju un samazinājumu secību plānošana

Jūs esat noteicis savas izstiepšanas attiecības, aprēķinājis заглушки izmērus un norādījis instrumenta rādiusus. Tagad rodas jautājums, kas atdala veiksmīgus dziļās vilkšanas žakardus no dārgiem neveiksmēm: cik daudz izvilkšanas posmu patiesībā nepieciešams jūsu detaļai? Novērtējot par zemu, materiāls plīsīs. Novērtējot par augstu, tiek izšķiests rīku ieguldījums un cikla laiks.

Atbilde slēpjas sistēmiskā samazinājuma plānošanā. Kā The Library of Manufacturing skaidro, ja procentuālais samazinājums pārsniedz 50%, tad jāplāno pārvilkšanas operācijas. Taču tas ir tikai sākumpunkts. Materiāla īpašības, detaļas ģeometrija un ražošanas prasības ietekmē visus jūsu posmu plānošanas lēmumus.

Nepieciešamo izvilkšanas posmu aprēķināšana

Jūsu dziļuma un diametra attiecība nodrošina pirmo rādītāju par posmu sarežģītību. Vietējas detaļas ar attiecību zem 0,5 parasti veidojas vienā vilkšanā. Bet kas notiek, ja jūs ražojat dziļas cilindriskas čaulas, bateriju korpusus vai spiedkatlus ar dziļuma un diametra attiecību, kas pārsniedz 2,0?

Izmantojiet šo sistēmisko pieeju, lai noteiktu savas stadijas prasības:

1. Noteikt kopējo nepieciešamo samazinājumu - Aprēķiniet procentuālo samazinājumu no izgriezuma diametra līdz gala daļas diametram, izmantojot formulu: Samazinājums % = (1 - Dp/Db) × 100. Piemēram, 10 collu izgriezums, veidojot 4 collu diametra kausu, prasa 60% kopējo samazinājumu.
2. Lietot materiāla specifiskos samazinājuma ierobežojumus katrā posmā - Atsaukties uz Jūsu materiāla pirmās vilkšanas ierobežojumu (parasti 45–50% tēraudam, 40–45% nerūsējošajam tēraudam). Sekojošās vilkšanas atļauj pakāpeniski mazākus samazinājumus: 25–30% otrajām vilkšanām, 15–20% trešajām vilkšanām.
3. Plānot starpposma termoapstrādi, ja nepieciešams - Ja kumulatīvais samazinājums pārsniedz Jūsu materiāla cietēšanas slieksni (30–45%, atkarībā no sakausējuma), jāplāno sprieguma novēršanas termoapstrāde starp posmiem, lai atjaunotu plastiskumu.
4. Projektēt progresīvās štancēšanas stacijas - Katru samazinājuma posmu attēlot kā konkrētu štancēšanas staciju, ņemot vērā materiāla apstrādi, smērvielas prasības un kvalitātes pārbaudes punktus.

Apsveriet praktisku dziļās vilkšanas operāciju piemēru: jums nepieciešama 3 collu diametra tase, kas ir 6 collas gara, no 0,040 collu zemoglekļa tērauda. Jūsu dziļuma un diametra attiecība ir 2,0, kas ievērojami pārsniedz vienas vilkšanas iespējas. Atkāpjoties no gala izmēriem, jūs varētu plānot trīs posmus ar attiecīgi 48%, 28% un 18% samazinājumu.

Samazinājumu plānošana progresīvās operācijās

Kad esat noteicis posmu skaitu, pareiza secība samazinājumiem kļūst par būtisku faktoru. Pirmā vilkšana veic galveno slodzi, savukārt turpmākās vilkšanas operācijas precizē ģeometriju un sasniedz galīgos izmērus.

Šeit ir tas, ko veiksmīgas dziļās vilkšanas ražošanas operācijas ņem vērā katrā posmā:

• Pirmā veltnes - Nodrošina visu virsmas laukumu, kas nepieciešams pabeigtai detaļai. Šeit notiek maksimālais samazinājums (parasti 45–50%). Instrumentu rādiusi ir vislielākie, lai minimizētu materiāla cietēšanu.
• Otrā vilkšana (atkārtota vilkšana) - Samazina diametru par 25–30 %, vienlaikus palielinot dziļumu. Materiāls ir noķēpots pēc pirmās operācijas, tāpēc spēki palielinās, neskatoties uz mazākiem samazinājuma procentiem.
• Trešais un turpmākie izstiepšanas posmi - Turpmāki diametra samazinājumi par 15–20 % katrā stadijā. Novērtējiet, vai nepieciešama atkausēšana, balstoties uz kumulatīvo deformāciju.

Pēc The Library of Manufacturing , projektējot starpposma formas, jānodrošina, ka izgatavojamās detaļas, starpposma daļu un gala izstiepuma virsmas laukumi ir vienādi. Šis tilpuma nemainīguma princips nodrošina esoša materiāla pārdalīšanu, nevis jauna virsmas laukuma veidošanu.

Kad tiek ieviesta izgludināšana

Dažreiz dziļās vilkšanas ražošanas prasības paredz sieniņu biezumu, kas ir plānāks par to, ko rada standarta vilkšana. Šajā gadījumā tiek izmantota izgludināšana. Standarta dziļās vilkšanas laikā sienas dabiski nedaudz sabiezē, jo materiāls saspiežas iekšup. Izgludināšana šo procesu apgriež, speciāli samazinot spraugu starp puņku un matricu, lai padarītu sienas plānākas.

Ieverojiet izgludināšanas pielietošanu, kad:

• Sienas biezuma vienmērīgums ir kritiski svarīgs jūsu pielietojumam
• Jums nepieciešamas tievākas sienas nekā oriģinālā заготовки biezums
• Virsmas apstrādes prasības prasa tīrīšanas efektu, ko nodrošina izgludināšana
• Dimensiju konsekvence visā ražošanas ciklā ir vispirmās nozīmes

Izgludināšana parasti notiek pēdējā dziļrakšanas stadijā vai kā atsevišķa operācija pēc dziļrakšanas. Šis process pievieno dimensiju stabilitāti un rada estētiski pievilcīgāku virsmu, taču prasa papildu rīkojumu ieguldījumus un rūpīgas spēka aprēķināšanas.

Progresīvā matriča pret pārnešanas matriču konfigurācijām

Jūsu stadiju plāns ir jāsaskaņo ar jūsu prešformas konfigurāciju. Esošas divas galvenās iespējas daudzposmu dziļrakšanas štancēšanai: progresīvās matričas un pārnešanas matričas. Katrai ir raksturīgas priekšrocības atkarībā no jūsu detaļas ģeometrijas un ražošanas apjoma.

Saskaņā ar Die-Matic, progresīvā matricu stempēšana izmanto nepārtrauktu metāla lenti, kas tiek padota caur vairākām stacijām, kur operācijas notiek vienlaikus. Šis paņēmiens ir īpaši piemērots liela apjoma ražošanai ar vienkāršākām ģeometrijām. Lente automātiski saglabā daļu pozicionējumu, samazinot manipulāciju sarežģītību.

Salīdzinoši, pārnesei paredzētā matricu stempēšana pārvieto atsevišķas заготовки starp stacijām, izmantojot mehāniskas vai hidrauliskas pārnesei paredzētas sistēmas. Kā paskaidro Die-Matic, šis paņēmiens ir vispiemērotākais sarežģītām detaļām, kurām nepieciešamas vairākas formēšanas operācijas vai dziļa vilkšana. Apturēšanās un kustības raksturs katrā stacijā ļauj precīzi kontrolēt materiāla plūsmu.

Konfigurācija	Pareizākais risinājums	Ierobežojumi	Tipiskas lietošanas metodes
Progresīvs matražs	Lielā apjoma ražošana, vienkāršākas ģeometrijas, tievie materiāli	Ierobežota vilkšanas dziļuma, lentes platuma ierobežojumi	Elektroniskās sastāvdaļas, mazi korpusi, sekli trauki
Pārnešanas veidne	Sarežģītas detaļas, dziļa vilkšana, šauras pieļaujamās novirzes	Lēnāki cikla laiki, augstāka rīku sarežģītība	Automobiļu paneļi, spiedkatli, dziļas cilindriskas čaulas

Ilgākiem ievilkumiem ar dziļuma un diametra attiecību, kas pārsniedz 1,0, parasti labākus rezultātus nodrošina pārnešanas veidņu konfigurācijas. Iespēja precīzi pārvietot заготовки katrā stacijā ļauj kontrolētu materiāla plūsmu, kas ir būtiska daudzposmu operācijās. Progresīvās veidnes darbojas labi tad, ja pirmais ievilkums sasniedz lielāko daļu nepieciešamā dziļuma, bet turpmākās stacijas veic griešanu, urbumus vai nelielas formēšanas operācijas.

Kad jūsu stadiju plāns un veidņu konfigurācija ir noteikta, nākamais kritiskais faktors ir aprēķināt заготовku turētāja spēkus, kas novērš rievu veidošanos, vienlaikus izvairoties no pārmērīgas berzes, kas izraisa plīsumus.

Заготовku turētāja spēka prasības un spiediena regulēšana

Jūs esat izplānojis savas izvilkšanas fāzes un izvēlējies matricas konfigurāciju. Tagad pienāk parametrs, kas prasa precīzu kalibrēšanu: blanksaturētāja spēks. Piemērojiet pārāk mazu spiedienu, un kompresijas spriegumi izraisīs flanģa savilkšanos rievās. Piemērojiet pārāk lielu spiedienu, un berze kavēs materiāla plūsmu, plēšot detaļu tuvu puņķa galam. Līdzsvara atrašana prasa gan fizikas procesu, gan kontrolējamu mainīgo lielumu izpratni.

Blanksaturētājs pilda vienu galveno funkciju: tā satur flanģa zonu, ļaujot kontrolētam materiāla plūsmas iekļūt matricas dobumā. Saskaņā ar FACTON dziļās vilkšanas izmaksu modeli , blanksaturētāja laukums apzīmē materiālu, kas jāattur dzīlās vilkšanas laikā, lai izvairītos no rievām. Šajā laukumā pielietotais spiediens, kombinācijā ar berzi, rada pretestību, kas regulē metāla padevi veidošanas procesā.

Blanksaturētāja spiediena formulas un mainīgie lielumi

Atbilstošas blanķa turētājspēka aprēķināšana nav minēšana. Spiediena, materiāla īpašību un ģeometrijas attiecības pakļaujas noteiktiem principiem. Šeit ir pamatpieeja:

Blanķa turētājspēks = Blanķa turētājplatība × Blanķa turētājspiediens

Izklausās vienkārši? Sarežģītība slēpjas pareizā spiediena vērtības noteikšanā. Vairāki faktori ietekmē nepieciešamo blanķa turētājspiedienu:

• Materiāla stipruma - Materiāliem ar augstāku izturību pret vilkšanu nepieciešams lielāks turētājspēks, lai kontrolētu materiāla plūsmu. Kā norāda FACTON, izturība pret vilkšanu tieši ietekmē blanķa turētājspiediena aprēķinus.
• Tukšināta diametrs - Lielāki blanķi rada lielākas spiedes spēkus flanča zonā, kas prasa proporcionāli augstāku ierobežojumu.
• Velmes dziļums - Dziļāki velkot nepieciešams ilgstošs spiediens visā garākā gaitā, kas ietekmē gan spēka lielumu, gan sistēmas konstrukciju.
• Saskriešanas koeficients - Lubrikācijas kvalitāte tieši ietekmē to, cik daudz spēka pārvēršas par materiāla ierobežojumu, salīdzinājumā ar siltuma rašanos.
• Vilkšanas attiecība - Augstāki attiecības koncentrē vairāk spiedes sprieguma flanģē, kas prasa palielinātu turēšanas spiedienu.

Parasta sākuma formula materiāla turētāja spiedienam svārstās no 0,5 līdz 1,5 MPa mīkstajam tēraudam, pielāgojot to atbilstoši konkrētajam materiālam un ģeometrijai. Nerūsējošajam tēraudam parasti nepieciešams augstāks spiediens tā attīstības dēļ. Alumīnija un vara sakausējumi bieži darbojas labi zemākā spiedienā.

Materiāla turētāja laukuma aprēķins pats par sevi ir atkarīgs no materiāla izmēra un veidņu ģeometrijas. Jūs faktiski aprēķināt gredzenveida laukumu starp veidņu atveri un materiāla malu. Kad dziļumizstiepe turpinās, šis laukums samazinās, kas izskaidro, kāpēc mainīgs spiediens ir priekšrocība dziļām izstiepēm.

Līkumu novēršanas līdzsvarošana ar plīsuma risku

Saskaņā ar pētījumu, kas publicēts CIRP Annals , dziļajā velmēšanā dominējošie bojājumu veidi ir rievu veidošanās un lūzums, un daudzos gadījumos šos defektus var novērst, piemēroti regulējot загlāža turētāja spēku. Šis atklājums uzsvērt, kāpēc BHF kalibrēšana ir tik svarīgs dizaina parametrs.

Šeit ir fizikas principi, kas darbojas: dziļajā metāla žakšanas laikā aplocē attīstās apkārtējie spiedes spriegumi, jo materiāls plūst radiāli iekšup. Bez pietiekamas ierobežošanas šie spriegumi izraisa aploces izliekšanos uz augšu, radot rievas. Tomēr pārmērīga ierobežošana pilnībā novērš materiāla plūšanu, un stiepes spriegumi tuvu punch pārsniedz materiāla izturību, izraisot plaisas.

Pētījums norāda, ka sienas rievu veidošanās ir īpaši sarežģīta, jo šajā zonā loksne nav atbalstīta ar rīku. Sienas rievu novēršana, regulējot загрузочного spiediena plāksni, ir grūtāk nekā flanča rievu novēršana. Tas nozīmē, ka jūsu spiediena iestatījumiem jāņem vērā vietas, kur visdrīzāk var parādīties defekti.

Kā saprast, ka jūsu загрузочного spiediena plāksnes spiediens ir nepareizs? Vērojiet šos diagnostikas rādītājus:

• Rievošanās modeļi - Apliska raksta izliekumi flanča zonā liecina par nepietiekamu spiedienu; sienas rievas norāda uz sarežģītākām materiāla plūsmas kontroles problēmām
• Malu plēšanās - Plaisas, kas sākas no загрузочного malas, liecina par pārmērīgu berzi dēļ pārāk augsta spiediena
• Nevienāda sienas biezums - Asimetriski izslīdzēšanas modeļi atklāj nesabalansētu spiediena sadalījumu pa загрузочного spiediena plāksnes virsmu
• Virsmas skrāpējumi - Berzes pēdas uz flanča liecina par pārmērīgu spiedienu, kas kombinēts ar nepietiekamu eļļošanu
• Punch deguna pārrāvums - Lūzumi tuvu kausa pamatnei norāda, ka materiāls nevar brīvi pietiekami plūst, lai novērstu stiepes spriegumu

Ja redzat rievas, jūsu instinkts varētu būt strauji palielināt spiedienu. Pretojieties šai tieksmei. Pakāpeniskas korekcijas par 10–15 % ļauj sasniegt optimālo spiedienu, nepārsniedzot to līdz plēsumus izraisošam līmenim.

Mainīga izejblanksa turētājspiediena sistēmas

Sarežģītiem dziļās vilkšanas metāla detaļām pastāvīgs spiediens visā gaitā bieži izrādās nepietiekams. Kā skaidro The Fabricator, elektroniskās kalibrēšanas sistēmas nodrošina lielāko elastību izejblanksa un metāla plūsmas vadībā dziļās vilkšanas operācijām. Šīs sistēmas ļauj pielāgot izejblanksa turētājspiedienu jebkurā ievilktā formas perimetra daļā jebkurā preses gaitas brīdī.

Kāpēc mainīgs spiediens ir svarīgs? Apsveriet, kas notiek vilkšanas laikā:

• Gaitas sākumā visa izejblanksa platība prasa ierobežojumu pret rievu veidošanos
• Kad materiāls ievilkts matricā, flanča platība pakāpeniski samazinās
• Pastāvīgas spēka uzturēšana mazinājās laukumā nozīmē, ka efektīvais spiediens palielinās
• Šis augošais spiediens var novērst materiāla plūsmu kritiskajā velkšanas procesa beigu daļā

Mainīgā spiediena sistēmas to risina, samazinot spēku tālākoties velkšanai, uzturopt optimālu spiedienu, nevis optimālu spēku. Saskaņā ar The Fabricator, šīs sistēmas var kompensēt arī metāla biezuma izmaiņas, kas notiek velkšanas procesā, novēršot nepieciešamību pēc skavas uz lemeša turētāja.

Mastes spilvena prasības un slāpekļa atspere alternatīvas

Jūsu lemeša turētāja spēkam ir jārodas no kaut kurienes. Pastāv trīs galvenās iespējas, katrai no tām raksturīgas atšķirīgas īpašības dziļās ievilcējas metāla stiprināšanas lietojumprogrammās.

Preses spilveni attēlo tradicionālo pieeju. Kā norāda The Fabricator, hidrauliskie spilventiņi var radīt milzīgas materiāla turētāja spēka iedarbību, kas nepieciešama izstiepšanas velkšanai, piemēram, automašīnu pārsegiem un ārējām durvju panelēm. Šie sistēmas nodrošina spēku caur gaisa vai spilventiņu stienīšiem, kas vienmērīgi pārnes spiedienu visā materiāla turētāja virsmā.

Tomēr prešu spilventiņi prasa rūpīgu uzturēšanu. The Fabricator brīdina, ka, ja gaisa stienīši ir bojāti, saliekti vai neregulāri, var notikt ligzdas novirze, kas izraisa sliktu piegriezuma atbilstību starp formas virsmu un materiāla turētāju, kā rezultātā var zaudēt metāla kontroli. Līdzīgi arī iedobes vai netīras spilventiņu virsmas kompromitē spiediena vienmērīgumu neatkarīgi no stienīšu precizitātes.

Slāpekļa atsperes piedāvā autonomu alternatīvu, kas tiek montēta tieši matricā. Šie ar gāzi uzlādētie cilindri nodrošina vienmērīgu spēku visā gaitas garumā un nepieprasa ārēju spiediena padevi. Metāla veidošanai, kalšanai un līdzīgām precīzām operācijām slāpekļa atsperes nodrošina atkārtojamību, kuru gaisa sistēmas dažreiz nespēj sasniegt.

Slāpekļa atspereļu priekšrocības ietver:

• Kompakts uzstādījums matricas struktūrā
• Nemainīgs izlaists spēks neatkarīgi no preses balsta stāvokļa
• Ļoti vienkārša aizstāšana un uzturēšana
• Prognozējama darbība ražošanas sērijās

Kompromiss? Slāpekļa atsperes nodrošina fiksētas spēka raksturlielības. Jūs nevarat regulēt spiedienu gaitas laikā, ne mainot atsperes specifikāciju. Detaļām, kurām nepieciešamas mainīgas izejmas turētājspēka profili, preses balsta sistēmas ar programmējamu vadību nodrošina lielāku elastību.

Krājuma celtņa cilindri ir vēl viena iespēja, īpaši progresīvo matricu lietojumprogrammām. Saskaņā ar The Fabricator, šie gatavie uzstādīšanai domātie gāzes atsperes var absorbēt lielāku sānu spiedienu un izturēt lielāku slodzi salīdzinājumā ar parastajiem cilindriem. Tie ir aprīkoti ar iepriekš uzgrieztām caurumām montāžas rāmju piestiprināšanai, kas vienkāršo matricu konstruēšanu.

Izvēloties spiediena sistēmu, sakļaujiet tās sarežģītību ar prasībām. Neieguldiet dārgās elektroniskās regulēšanas sistēmās, ja pietiek ar vienkāršām slāpekļa atsperēm. Savukārt nevajadzētu gaidīt veiksmīgu sarežģītu ģeometriju velkšanu ar pamata urētāna spiediena sistēmām, kurām trūkst nepieciešamās spēka jaudas un precīzās kontroles prasīgām lietojumprogrammām.

Kad blanksaturētāja spēks ir pareizi kalibrēts, jūs esat pozicionēti, lai ražotu stabili kvalitatīvas detaļas. Bet kas notiek, ja defekti joprojām parādās? Nākamajā sadaļā sniegti sistēmiski problēmu novēršanas paņēmieni, lai diagnosticētu un novērstu rievu, plīsumu un virsmas kvalitātes problēmas, ar ko saskaras pat labi izstrādāta veidņu aparatūra.

Dziļās vilkšanas defektu novēršana un pamatcēloņu analīze

Jūs ir kalibrējuši savu загlajuma turētāja spēku, noteikti rīka rādiusus un plānojusi materiāla samazinājuma secību. Tomēr uz detaļām vēl joprojām rodas defekti. Kas ir nepareizi? Atbilde slēpjas sistēmiskā diagnostikā. Katrs rieva, plīsuma un virsmas nepilnāvērtība stāsta par jūsu procesa kvalitāti. Mācīties lasīt šos bojājuma modeļus pārvērš neapmierinošu būru par rīcības informāciju veidņu dizaina uzlabošanai.

Dziļās vilkšanas štampēšanas defekti iekrīt paredzamās kategorijās, no katra ar raksturīgām vizuālajām pazīmēm un pamatcēloņiem. Saskaņa ar Metal Stamping O , lielākā daļa dziļās vilkšanas štampēšanas problēmu rodas no rīkojuma un dizaina problēmu kombinācijas. Pētot gatavo produktu, apmācīts skats var skaidri pastāstīt par procesa kvalitāti. Jūsu uzdevums ir attīstīt šo apmācīto skatu.

Diagnozējam rievošanos un plīsumu bojājumus

Rievotas un plīsumi pārstāv pretējus galus materiāla plūsmas spektram. Rievojums norāda nekontrolētu saspiešanu. Plīsumi liecina par pārmērīgu spriegumu. Saprotot, kur katrs defekts parādās jūsu detaļā, tieši norāda uz cēloņa veidojošo matricas dizaina parametru.

Rievotības diagnostika: Kur rodas rievas jūsu detaļā? Flanša rievas, kas parādās blanks malā, parasti norāda uz nepietiekamu blanks turētāja spiedienu. Kā paskaidro Metal Stamping O, ja turētājs ir nelīdzsvarots, pārāk ciešs vai ja blankā ir nolauzums turēšanas malā, tad metāls neplūst pareizi, veidojot raksturīgas rievas augšējā malā. Sienas rievas, kas rodas neatbalstītajā zonā starp blanks turētāju un punches, norāda uz pārmērīgu spraugu vai nepietiekamu matricas rādiusu.

Risinājumi rievojuma defektiem:

• Palieliniet blanks turētāja spiedienu pakāpeniski (10–15% korekcijas)
• Pārbaudiet blanks turētāja paralēlumu un novērtējiet jebkādu nobīdi
• Pārbaudiet blanks malas attiecībā uz nolauzumiem, kas traucē pareizai nostiprināšanai
• Samaziniet matricas spraugu, lai nodrošinātu labāku sienas atbalstu
• Pārbaudiet vienmērīgu spiediena sadalījumu visā izegriešanas turētāja virsmā
• Apsveriet velkamiežus, lai palielinātu materiāla ierobežojumu problēmas rajonos

Plīsuma diagnostika: Plīsuma atrašanās vieta norāda uz sprieguma koncentrācijas avotu. Plaisas tuvu punches degunam norāda, ka materiāls nevar brīvi pietiekami plūst, lai samazinātu stiepes spriegumu. Saskaņā ar Breaking AC analīzi par loksnes metāla defektiem , pārmērīgas metāla veidošanas spēki caur punčiem izraisa pārmērīgu deformāciju, plīsumus un plaisas iespiestajās detaļās.

Malas plīsumi, kas rodas no izegriešanas perifērijas, norāda uz citādām problēmām. Metal Stamping O norāda, ka apakšējās plaisas galvenokārt saistītas ar izegriešanas un izegriešanas turētāja stāvokli. Materiāla virsmas skrambas vai saplēsējumi var samazināt materiāla plūsmu iekļūšanu matricā, rezultātā veidojoties plaisām krūzes apakšā.

Risinājumi plīsuma defektiem:

• Samaziniet izegriešanas turētāja spiedienu, lai ļautu brīvākai materiāla plūsmai
• Palieliniet puļķa deguna rādiusu, lai sadalītu slodzi lielākā laukumā
• Palieliniet matricas ieejas rādiusu, lai samazinātu berzi materiāla pārejas laikā
• Pārbaudiet, vai puļķa un matricas atstarpe nav pārāk maza jūsu materiāla biezumam
• Uzlabojiet eļļošanu, lai samazinātu berzes izraisīto stiepes spriegumu
• Apsveriet termiskās apstrādes (annealing) pielietošanu, ja iepriekšējo operāciju dēļ notikusi materiāla cietēšana un samazinājusies plastiskums
• Samaziniet dziļumizstiepšanas attiecību, pievienojot papildu izstiepšanas posmus

Ejaru un virsmas kvalitātes problēmu risināšana

Ne visas kļūdas ietver katastrofālas sadalīšanās. Ejas izraisa nenovienmērīgu krūzes augstumu, kas prasa pārmērīgu apgriešanu. Virsmas defekti pasliktina izskatu un var ietekmēt detaļas funkcionalitāti. Abi gadījumi saistīti ar kontrolējamām procesa mainīgajām vērtībām.

Ejaru skaidrojums: Kad aplūkojat izstieptu krūzi un pamanāt, ka malas augstums ir atšķirīgs apkārt perimetram, jūs redzat ejas. Kā skaidro Breaking AC, eju defekts attiecas uz nenovienmērīgu augstumu ap izstieptās detaļas malu. Galvenais iemesls ir darba un veidņu materiālu nesaderības neievērošana.

Tomēr materiāla anizotropija ir primāra loma. No valcēšanas operācijām iegūts loksnes metāls ir virziena īpašības. Kristāli izstiepjas valcēšanas virzienā, radot atšķirīgas mehāniskās īpašības 0°, 45° un 90° leņķī attiecībā pret šo virzienu. Metāla dziļravēšanas laikā materiāls plūst vieglāk noteiktos virzienos nekā citos, veidojot raksturīgus "ausu" veidojumus prognozējamās leņķiskajās pozīcijās.

Strategijas ausu veidošanās mazināšanai:

• Izvēlēties materiālus ar zemām plakano virsmu anizotropijas vērtībām (r-vērtība tuvu 1,0 visos virzienos)
• Izmantot izstrādātas заготовки formas, kas kompensē virziena plūsmas atšķirības
• Palielināt apgriezuma pieļaujamību, lai ņemtu vērā paredzamo ausu augstuma svārstību
• Apsvērt krustvalcētus materiālus kritiskām lietojumprogrammām
• Regulēt заготовки turētāja spiedienu, lai ietekmētu plūsmas vienmērīgumu

Virsmas kvalitātes problēmas: Scrāpējumi, guldīšanās, oranžu miza un matricas līnijas norāda uz konkrētām procesa problēmām. Guldīšanās rodas tad, ja nepietiekama eļļošana ļauj tiešu metāla saskari starp заготовку un instrumentu. Oranžu mizas struktūra norāda uz pārmērīgu graudu izaugsmi no pārmērīgas termoapstrādes vai materiāla ar nepiemērotu graudu struktūru jūsu velkšanas dziļumam.

Risinājumi virsmas defektiem:

• Uzlabot eļļošanas kvalitāti un segumu, īpaši augsta berzes zonās
• Polēt matricas un punches virsmas, lai samazinātu berzi un novērstu materiāla pielipšanu
• Izvēlēties piemērotu rīka tēraudu un virsmas apstrādi atbilstoši jūsu materiālu kombinācijai
• Pārbaudīt, vai materiāla graudu izmērs ir piemērots jūsu velkšanas smagumam
• Pārbaudīt, vai nav atkritumu vai piesārņojuma uz заготовку turētāja un matricas virsmām
• Apsveriet aizsargplēves izmantošanu detaļām, kurām nepieciešams bezvainīgs virsmas pārklājums

Detalizēta defektu atsauces tabula

Šī tabula apkopo defektu diagnostiku ātri pieejamā formātā dziļās vilkšanas tēraudam, nerūsējošajam tēraudam un citiem bieži lietotiem materiāliem:

Defekta veids	Vizuali indikatori	Pamat cēloņi	Korekcijas pasākumi
Flanša rāpojums	Apgriezuma sprādzēs tukšā malā; viļņota flanža virsma	Nepietiekams заглушка держателя spiediens; žņaugu nesakritība; uzmetumi uz tukšā malas	Palieliniet BHF; pārbaudiet žņaugu paralēlumu; noņemiet uzmetumus no заглушка; pievienojiet velmēšanas krellītes
Sienas rāpojums	Sprādzēs krūzes sānu sienā starp flanžu un punch degunu	Pārmērīga matricas atstarpe; nepietiekams matricas rādiuss; plāns materiāls	Samaziniet atstarpi; palieliniet matricas rādiusu; apsveriet izgludināšanas operāciju
Punch deguna pārrāvums	Plaisas, kas veidojas krūzes apakšējā rādiusā	Punch rādiuss pārāk mazs; pārsniegts vilkšanas attiecības limits; pārmērīgs BHF; nepietiekama eļļošana	Palieliniet punch rādiusu; pievienojiet vilkšanas pakāpi; samaziniet BHF; uzlabojiet eļļošanu
Malu plēšanās	Plaisas, kas veidojas no заготовки perifērijas	Pārmērīgs BHF; uzmetumi uz заготовки malas; aizķeršanās uz заготовки turētāja	Samazināt BHF; noņemt uzmetumus no заготовkēm; pulēt заготовki turētāju; uzlabot eļļošanu
Apmali	Nevienāds tases apakšmalas augstums; raksturīgi pikai ik pēc 45°	Materiāla plaknes anizotropija; nevienmērīgs заготовki turētāja spiediens	Izvēlēties izotropisku materiālu; izmantot attīstītas заготовkes; palielināt nolieci
Nevienāda sienas biezums	Vietēji tievi plankumi; asimetriska biezuma sadalījums	Punch-die nobīde; nevienmērīgs BHF; materiāla svārstības	Pārkārtot apstrādes rīkus; pārbaudīt BHF vienmērīgumu; pārbaudīt materiāla konsekvenci
Gruntēšana/scrāpējumi	Lineāras svītras; materiāla uzkrāšanās uz rīkiem	Nepietiekama eļļošana; neaderīgs rīka materiāls; pārāk liels spiediens	Uzlabot eļļošanu; uzklāt virsmas pārklājumus; samazināt kontaktspiedienu
Apelsīnu miza	Rupja, tekstilēta virsma, kas atgādina citrusaugu ādu	Pārāk liels grauda lielums; pārmērīga žāvēšana; smags deformācija	Norādīt smalkāku graudu materiālu; kontrolēt žāvēšanas parametrus
Atsperošana	Detaļas izmēri atšķiras no veidņu ģeometrijas; sienas izliecas ārpus	Elastīga atgriešanās pēc formas veidošanas; augstas izturības materiāli	Pārliekt rīkošanu kompensācijai; palielināt turēšanas laiku stroke beigās

Sistēmiska diagnostikas pieeja

Kad dziļajā velmēšanā parādās defekti tēraudā vai citos materiālos, atturies no vairāku vienlaicīgu korekciju veikšanas. Ievēro metodiču procesu:

1. Precīzi pārbaudi defekta atrašanās vietu - Dokumentē tieši, kur uz detaļas atrodas defekts. Fotografē bojājuma rakstu atsauces nolūkos.
2. Analizē bojājuma rakstu - Vai tas ir simetrisks vai lokalizēts? Vai tas atkārtojas noteiktos leņķiskajos stāvokļos? Vai tas parādās vienā un tajā pašā gaitas pozīcijā?
3. Identificē sakarību ar matricas dizaina parametru - Izmanto augstāk esošo defektu tabulu, lai identificētu iespējamās pamata cēloņus, balstoties uz defekta tipu un atrašanās vietu.
4. Veic viena mainīgā korekcijas - Maini vienu parametru vienlaicīgi, lai izolētu tā ietekmi. Dokumentē katru korekciju un rezultātu.
5. Pārbaudiet korekcijas stabilitāti - Palaidiet pietiekamu detaļu skaitu, lai apstiprinātu, ka problēmas novēršana darbojas stabilā veidā ražošanā, ne tikai dažos paraugos.

Pēc Metal Stamping O , iegūstot izpratni par dziļās velkšanas metodi, kā arī saprotot, kā analizēt gatavu detaļu, ir būtiski lēmumu pieņemšanas procesā. Šī diagnostikas spēja ir neaizstājama gan sākotnējā matricu izstrādē, gan turpmākajā ražošanas problēmu novēršanā.

Atcerieties, ka dažas defekti mijiedarbojas. Palielinot заготовки turētāja spēku, lai novērstu rievas, process var tuvoties plīsumam. Mērķis ir atrast ekspluatācijas logu, kurā abas atteices tiek izvairītas. Uzdevumu sarežģītām ģeometrijām šis logs var būt šaurs, prasot precīzas vadības sistēmas un konsekventas materiāla īpašības.

Ar problēmu novēršanas pamatprincipiem noteikti, mūsdienu veidņu dizains palielināmi balstās uz simulācijas rīkiem, lai paredzēt un novērst kļūdas pirms tēsa tēraudu. Nākamajā sadaļā tiek izskatīts, kā CAE analīze apstiprina jūsu dizaina izvēles un paātrina ceļu uz ražošanai gatavām veidnēm.

CAE simulācijas integrācija mūsdienu veidņu dizaina validācijai

Jūs esat apguvis dziļās vilkšanas attiecības, noteikti instrumentu rādiusus un attīstījuši problēmu novēršanas ekspertīzi. Bet iedomājiet, ka jūs varat paredzēt katru kļūdu pirms griežat jebkuru veidņu tērauda gabalu. Tieši to nodrošina CAE simulācija. Mūsdienu metāllašu stempēšanas dizains ir attīstījies aiz metināšanas un kļūdīšanas metodes. Galīgo elementu analīze tagad virtuāli apstiprina jūsu dizaina izvēles, identificējot rievas, pārrāvumus un plākņu uzretināšanu, kamēr jūsu veidne eksistē tikai kā digitāla ģeometrija.

Kāpēc tas ir svarīgi jūsu dziļās vilkšanas projektos? Saskaņā ar pētījumu, kas publicēts žurnālā Starptautiskais inženierzinātnu pētījumu un tehnoloģiju žurnāls , mazāks izmēģinājumu skaits tieši ietekmētu attīstības cikla ilgumu. Īsāku cikla laiku var plānot, pienācīgi izmantojot programmatūras rīkus, kas paredzētu izmēģinājumu rezultātus, tos patiešām neveicot. Stampošanas procesā piedāvātā simulācija sniedz svarīgu ieskatu nepieciešamajās matricas un komponenta dizaina modifikācijās.

Simulācijas integrēšana matricu dizaina validācijā

Galveno elementu analīze pārveido jūsu metāla stempļu dizaina darba plūsmu no reaktīvas uz prognozējošu. Nevis veidojot aparatūru, palaist izmēģinājumus, atklāt defektus, modificēt tēraudu un atkārtot, jūs digitāli iterējat, līdz simulācija apstiprina panākumus. Tikai tad jūs pāriet fiziskai aparatūrai.

Fizikālās parādības, kas stāv aiz spiedforma modelēšanas simulācijas, ietver заготовки sadalīšanu tūkstošos elementos, kuros katrs seko līdz saspīlējumam, deformācijai un pārvietošanai, kamēr virtuālais puņķis virzās uz priekšu. Programmatūra pielieto jūsu materiāla mehāniskās īpašības, berzes koeficientus un robežnosacījumus, lai aprēķinātu, kā katrs elements deformējas visā gaitā.

Ko simulācija var paredzēt pirms jebkā tiek izgatavots?

• Materiāla plūsmas modeļi - Iztēloties precīzi, kā metāls pārvietojas no flanša dobumā, identificējot zonas ar pārmērīgu saspiešanu vai stiepi
• Plānināšanās sadalījums - Kartēt biezuma izmaiņas pa visu jūsu detaļu, lai atrastu potenciālas bojājumu zonas pirms tās izraisa atkritumus
• Rievu veidošanās tendence - Noteikt saspiešanas izlocīšanos flanšos un neatbalstītajās sienas daļās, kas prasītu rīka modificēšanu
• Atspirgšanas prognozēšana - Aprēķināt elastisko atgriešanos pēc formēšanas, lai dieģeometrijā iekļautu kompensāciju
• Blanksaturētāja spēka optimizācija - Noteikt ideālus spiediena profīlus, kas novērž gan rieviņu veidošanos, gan pārrāvumus
• Veltnes efektivitāte - Pārbaudīt ierobežošanas konfigurācijas virtuāli pirms veikšanas saglabāšanas izmaiņas

Pētījums apstiprina, ka šis pieejas darbojas. Kā norāda IJERT pētījums, veidņu virtuālā validācija, izmantojot simulācijas programmatiku, jārisina konkrētas problēmas jau dizaina posmā. Kad veidni izgatavo, izmēģinājumi un testēšana nodrošina validāciju, kad fizikālā rīks tiek pārbaudīts sastāvdaļas kvalitātes pārbaudē

Izprast veidošanas robežu diagrammas

Starp simulācijas rezultātiem, veidošanas robežu diagramma ir jūsu spēcīgākais defektu prognozēšanas rīks. Saskaņā ar Spiedformēšanas simulācija , jebkuras veidošanas simulācijas galvenais mērķis ir pārbaudīt, kā materiāls uzvedās pirms stipingu veidņu izgatavošanas. Sākotnēji 1965. gada absolventa pētījuma projekts, FLD mērķis bija noteikt, kas izraisa lokalizētu metāla loksnes sabiezējumu un pārrāvumu veidošanos, kā arī vai pārrāvumus var paredzēt iepriekš

Šeit ir, kā darbojas FLD analīze: simulācija aprēķina deformāciju divos virzienos (galvenajā un blakusassē) katram jūsu veidotās detaļas elementam. Šīs deformāciju pāris vērtības attēlo kā punktus grafikā. Formēšanas ierobežojuma līkne, kas ir unikāla konkrētajam materiālam un biezumam, atdala drošās zonas no bojājumu zonām.

Ko FLD jums saka par dziļās vilkšanas prešu iestatījumu?

• Punkti zem līknes - Droši formēšanas apstākļi ar pietiekamu rezervi
• Punkti tuvu līknei - Riska zona, kas prasa uzmanību dizaina veidošanā
• Punkti virs līknes - Bojājums ir neizbēgams; šajās vietās notiks plaisāšana
• Punkti kompresijas zonā - Rievošanās tendence, kas var prasīt lielāku matricas spiediena stiprinājumu

Kā paskaidrots iedziļinājuma simulācijas atsauces materiālos, formas ierobežošanas līkni galvenokārt nosaka konkrētas materiāla n-vērtība un biezums. Rezultāti ilustrē aprēķinātās zonas, kur materiāls deformējas, plānināšanās apmēru un kompresijas zonas, kur var veidoties krokas un locījumi. Ar šo informāciju var veikt pretvīrusa pasākumus matricas virsmas dizainā jau pirms tiek apstrādāts kāds tērauds.

No CAE analīzes līdz ražošanai gatavai instrumentu aparatūrai

Simulācija neaizstāj fizisku validāciju. Tā paātrina ceļu uz veiksmīgu fizisko validāciju. Darbplūsma seko iteratīvam optimizācijas ciklam:

1. Izveidot sākotnējo matricas dizainu - Izstrādāt ģeometriju, pamatojoties uz aprēķinātajiem izvelkšanas attiecībām, rādiusu specifikācijām un заготовки izmēru
2. Palaist formēšanas simulāciju - Lietot materiāla īpašības, berzes vērtības un procesa parametrus
3. Analizēt rezultātus - Pārskatīt FLD diagrammas, biezuma sadalījuma kartes un krāšņu indikatorus
4. Identificēt problēmas zonas - Atrast elementus, kas pārsniedz drošības ierobežojumus vai tuvojas atteices slieksnim
5. Mainīt dizaina parametrus - Regulēt rādiusus, atstarpes, matricas turētāja spiedienu vai izvelkamās lentes konfigurāciju
6. Palaist simulāciju atkārtoti - Pārbaudīt, vai modificējumi novērsuši problēmas, neizraisot jaunas
7. Atkārtot, līdz sasniegts pieņemams rezultāts - Turpināt optimizāciju, līdz visi elementi atrodas drošos veidošanās ierobežojumos
8. Atbrīvot darbarīku ražošanai - Droši pāriet uz fiziskās matricas būvēšanu

Saskaņā ar IJERT pētījumu, matricu uzskatītu par validētu, pēc fizisko mēģinājumu komponentu inspicēšanas attiecībā uz defektu klātbūtni un apjomu. Zems sastopamības biežums un pastāvīgums vēlamajās īpašībās būtu validācijas pamats. Simulācija dramatiski samazina iterāciju skaitu, kas nepieciešams, lai sasniegtu šo validācijas posmu.

Galvenie simulācijas pārbaudes punkti jūsu projektēšanas procesā

Ne katrs projektēšanas lēmums prasa pilnu simulācijas analīzi. Tomēr noteikti pārbaudes punkti ievērojami gūst labumu no virtuālās validācijas:

• Blanks izstrādes verifikācija - Apstipriniet, ka aprēķinātais blanka izmērs nodrošina pietiekamu materiālu, neizraisot pārmērīgas atliekas
• Pirmā velkšanas iespējamība - Pārliecinieties, ka jūsu sākotnējā samazinājuma vērtība atrodas materiāla robežās
• Daudzposmu pārejas analīze - Pārbaudiet, vai materiāla stāvoklis starp velkšanas posmiem paliek formējams
• Stūra rādiusa novērtējums - Pārbaudiet deformāciju koncentrāciju pie šaurajiem rādiusiem uz nestilindriskām detaļām
• Atgrieziena kompensācijas dizains - Aprēķināt pārlieci, kas nepieciešama mērķa izmēru sasniegšanai
• Blanksaturētāja spēka optimizācija - Noteikt spiediena profilus, kas maksimizē procesa logu
• Veltnīšu novietojums - Testēt fiksācijas konfigurācijas sarežģītām ģeometrijām

Iedziļinātās stiprināšanas simulācijas resursi norāda, ka virtuālos riņķa režģa attēlus var salīdzināt ar faktiskiem riņķa režģa eksperimentiem, lai noteiktu simulācijas precizitāti. Šī korelācija starp virtuāliem un fiziskiem rezultātiem veicina uzticību simulāciju vadītajiem dizaina lēmumiem.

Izmantojot profesionālas simulācijā integrētas pakalpojumu sniegšanas iespējas

Kaut arī simulācijas programmatūra kļūst aizvien pieejamāka, maksimālās vērtības iegūšanai ir nepieciešamas zināšanas gan par programmatūras iespējām, gan dziļās stiprināšanas procesa pamatiem. Uzņēmumi, kas specializējas dziļās stiprināšanas iedziļināšanā, arvien biežāk atšķiras pēc savas simulācijas kompetences.

Ko vajadzētu meklēt dziļās vilkšanas metāla štampēšanas ražotājos, kas piedāvā simulāciju integrētas pakalpojumu? Pirmās pārbaudes apstiprinājuma līmenis ir konkrēts mērs. Kad veidņu dizaina partneris sasniedz 93% pirmās pārbaudes apstiprinājuma līmeni, jūs redzat taustāmu rezultātu no simulāciju apstiprināta dizaina. Šis procentuālais daudzums tieši nozīmē īsāku izstrādes laiku, zemākas veidņu modificēšanas izmaksas un ātrāku ražošanas uzsākšanu.

Vienlīdz svarīgas ir kvalitātes sertifikācijas. IATF 16949 sertifikācija nodrošina, ka simulāciju validācija tiek integrēta plašākā kvalitātes pārvaldības sistēmā ar dokumentētām procedūrām un konsekventu izpildi. Pati simulācija ir vērtīga tikai tad, ja tā tiek veikta pareizi, izmantojot reālistiskus parametrus.

Automobiļu pielietojumiem un citiem prasīgiem dziļās vilkšanas projektiem profesionālie veidņu dizaina pakalpojumi, kas izmanto simulācijas pirms tērauda griešanas, sniedz stratēģisku priekšrocību. Shaoyi automašīnu štampēšanas veidņu risinājumi demonstrēt šo pieeju, apvienojot progresīvas CAE simulācijas iespējas ar ātru prototipēšanu jau četrās dienās. Viņu inženieru komanda nodrošina simulācijām atbilstošu iekārtu ražošanu saskaņā ar OEM standartiem, samazinot dārgās iterācijas, kas raksturīgas tradicionālajai izmēģinājumu un kļūdu attīstībai.

Pētījums IJERT secina, ka simulācija sniedz svarīgu ievērojamību par nepieciešamajām modificēšanām veidnē un komponentē, lai panāktu vienkāršāku un produktīvāku veidni. Parasti formas veidne prasa precizētus konstrukcijas parametrus, lai nodrošinātu gludu pāreju caur izmēģinājumu fāzi. Simulācija nodrošina šos precizētos parametrus pirms investīcijām fiziskajās iekārtās.

Integrējot simulācijas iespējas savā veidņu konstruēšanas darba plūsmā, jūs esat novērsuši lielāko attīstības kavēšanās un izmaksu avotu. Puzles pēdējais gabaliņš ir piemērotu veidņu materiālu un virsmas apstrāžu izvēle, kas nodrošina, ka jūsu validētā konstrukcija nodrošina stabili augstu veiktspēju ražošanas apjomos.

Materiālu izvēles un virsmas apstrādes norādījumi

Jūs esat validējis savu matricas dizainu, izmantojot simulāciju, un optimizējis katru formēšanas parametru. Tagad pienācis lēmums, kas nosaka, vai jūsu instrumenti nodrošinās stabili rezultātu tūkstošiem daļu vai iziet no ierīces agrīnā stadijā: matricas materiāla izvēle. Materiāli, ko norācāt puņķim, matricai un заготовки fiksatoram, tieši ietekmē nolietojuma ātrumu, virsmas kvalitāti un galu galā izmaksas par katru daļu ražošanas ciklā.

Atkarībā no ASM metālapstrādes rokasgrāmatu , dziļās velmes matricas materiāla izvēle ir vērsta uz vajadzīgās kvalitātes un daudzuma sasniegšanu ar viszemākajām iespējamām izmaksām par katru rīku. Šis princips vadīs katru jūsu pieņemto lēmumu par materiālu izvēli. Visizturīgākais pret nolietošanos variants nav vienmēr optimāls. Jūs svārstat sākotnējās izmaksas, uzturēšanas prasības un paredzamo ražošanas apjomu.

Instrumenta tērauda izvēle dziļās velmes matricas komponentiem

Dziļās vilkšanas metāla štampēšanas operācijas pakļauj instrumentus ļoti smagiem apstākļiem. Ikvienā gaitā matricu turētāji saskaras ar abrazīvu berzi. Punces iztur spiedes slodzi, saglabājot precīzu ģeometriju. Matricām jāvada materiāla plūsma, vienlaikus pretojoties saplacināšanās procesam, kas rodas, kad līdzīgi metāli saskaras zem spiediena.

Kādi faktori jāņem vērā, izvēloties rīka tēraudu? Apsveriet šos mainīgos lielumus:

• Ražotāja apjoms - Neliela apjoma prototipu sērijām ir attaisnojami citi materiāli salīdzinājumā ar miljoniem detaļu ražošanai automašīnām
• Apstrādājamā materiāls - Nerūsējošā tērauda dziļā vilkšana rada lielāku nolietojumu instrumentos salīdzinājumā ar maigo tēraudu vai alumīniju
• Daļas sarežģītība - Sarežģītas ģeometrijas koncentrē stresi noteiktos punktos, kas prasa palielinātu nodilumizturību
• Virsmas apdare prasības - Dekoratīvajām detaļām nepieciešami instrumenti, kas saglabā pulējumu visā ražošanas procesā
• Apkopes iespējas - Dažiem materiāliem remontam nepieciešama speciāla termoapstrāde vai slīpēšanas aprīkojums

ASM rokasgrāmata par spiedformu veidņu izgatavošanu apskata ražošanas mainīgos faktorus, kas ietekmē izvēli starp dzelzs saturošiem, nedzelzs un pat plastmasas veidņu materiāliem. Metāla dziļravēšanas pielietojumiem dominē instrumenta tērauļi, taču konkrētais šķirnes veids ir ārkārtīgi svarīgs.

Mirstnes materiālu	PIEKTAIS	Cietības diapazons (HRC)	Izmantošanas varmi	Ļaunākās izmantošanas gadījumi
D2 rīksta tērauds	Veidņi, spiedni, atstarpes turētāji	58-62	Ērti	Lielapjoma ražošana; abrazīvi materiāli; tērauda loksnes dziļravēšana
A2 instrumentu tērauds	Spiedņi, veidņi ar vidēju nodilumu	57-62	Laba	Vidēja apjoma ražošana; laba izturība pret triecienu slogiem
M2 augstspēkstērums	Spiedņi, kam nepieciešama karstumcietība	60-65	Ļoti laba	Ātrgaitas darbības; augstās temperatūrās lietojumi
Karbīds (Volframa karbīds)	Augsta nodiluma iekļauj, izgludināšanas gredzeni	75-80 (HRA ekvivalents)	IZCILS	Miljona gabalu sērijas; nerūsējošā tērauda dziļā velkā; precīzi izmēri
O1 Instrumenta tēravs	Prototipu veidņi, zema apjoma puncis	57-62	Mērens	Īsas sērijas; viegli apstrādājams; liekami metāla loksni mākslinieciskiem pielietojumiem

Ievērojiet, kā ražošanas apjoms ietekmē katru izvēli. Prototipu rīkojumam vai īsām sērijām, kas ietver liekamus metāla loksnē mākslinieciskiem vai līdzīgiem zema apjoma pielietojumiem, var būt pietiekams O1 vai pat viegls tēravs ar virsmas ciešanu. Automašīnu ražošanas apjomos D2 vai karbida iekļavi kļūst ekonomiski attaisnīti, neskatoties uz augstākām sākotnējām izmaksām.

Puncis un veidņu materiālu pāra izvēles apsvēres

Atsevišķu komponentu izvēle nav pietiekama. Kā ietekmju un matricu materiāli mijiedarbojas, tas ietekmē uzlīpšanas pretestību, nolietojuma raksturu un kopējo rīka kalpošanas laiku. Saskaņā ar ASM rokasgrāmatu, uzlīpšana ir tipisks dziļajai velkšanai paredzēto rīku nolietošanās cēlonis. Kad līdzīgi materiāli saskaras metāla štancēšanas apstākļos ar lielu spiedienu un slīdi, notiek mikroskopiskas metināšanas un plīsumu parādīšanās.

Ņemiet vērā šos kombinēšanas principus:

• Izvairieties no vienādas cietības - Ja ietekmei un matricai ir vienāda cietība, abas ātri nolietojas. Norādiet 2–4 HRC atšķirību starp komponentiem.
• Cietāks komponents saskaras ar izstrādājuma kritisko virsmu - Ja svarīgākais ir izstrādājuma ārējais izskats, padariet matricu cietāku. Ja kritiska ir iekšējā virsma, cietiniet ietekmi.
• Apsveriet dažādus materiālus - Bronzas vai aluminija bronzas заглушки в сочетании со штамповой сталью уменьшают склонность к заеданию при вытяжке алюминиевых сплавов.
• Saskaņojiet termiskās izplešanās koeficientus - Precīzai dziļajai metāla iestampēšanai līdzīgs termiskais izplešanās koeficients starp punches un matrici nodrošina nepieciešamos spraugas lielumus ražošanas procesā.
• Ņemiet vērā pārklājuma savietojamību - Dažas virsmas apstrādes labāk darbojas pret konkrētām veidgabalu tērauda pamatnēm.

Virsmas apstrādes un pārklājumi ilgākai veidgabalu kalpošanas laikam

Pat vislabākais rīka tērauds gūst labumu no virsmas uzlabošanas. Saskaņā ar ASM Handbook , pieejamas virsmas pārklājumu iespējas, piemēram, hromēšana, kā arī virsmas apstrādes, piemēram, karburācija vai karbonitrēšana zemspieķa tēraudiem vai azotēšana un fiziskās tvaika nogulsnēšanas pārklājums rīka tēraudiem. Katra apstrāde risina konkrētas nodiluma mehānismus.

Nitridēšana iediffundē slāpekli tērauda virsmā, veidojot cietu virsmas kārtu bez izmēru izmaiņām. Kā skaidro AZoM, azotēšana palielina rīka virsmas nodilumizturību un cietību. Tā īpaši piemērota pielietojumiem ar abrazīviem materiāliem. Dziļajiem velmēšanas veidgabaliem azotēšana būtiski pagarina kalpošanas laiku, veidojot pārklātus tēraļus vai augststipruma sakausējumus.

Hroma pārklājums veido cietu, zemu berzi izturīgu virsmas kārtu. Saskaņā ar AZoM, cietais hroma pārklājums ievērojami palielina virsmas cietību, sasniedzot vērtības līdz 68 HRC. Tas ir īpaši noderīgs strukturālo tēraudu, vara, oglekļa tēraudu un misiņa formēšanā. Gludā hroma virsma arī uzlabo detaļu atdalīšanos un samazina smērvielu nepieciešamību.

Titāna nitrīds (TiN) pārklājumu uzklāj ar fizikālo tvaika nogulsnēšanas metodi, radot zeltainu keramikas kārtu. AZoM norāda, ka augsta cietība, kombinēta ar zemu berzi, garantē ievērojami ilgāku ekspluatācijas mūžu. TiN dramatiski samazina aizķeršanās tendenci, tādējādi tas ir vērtīgs nerūsējošā tērauda dziļajā velmēšanā, kur līmējošās dilšanas problēmas apgrūtina nepārklātu instrumentu izmantošanu.

Titāna karbonitrīds (TiCN) nodrošina cietāku un zemākas berzes alternatīvu salīdzinājumā ar TiN. Saskaņā ar AZoM, tam piemīt laba nodilumizturība, kombinēta ar izturību un cietību. Metāla dziļajai velmēšanai, kad nepieciešama gan abrazīva nodiluma izturība, gan triecienuizturība, TiCN nodrošina lielisku līdzsvaru.

Titāna alumīnija nitrīds (TiAlN) izceļas pieprasīgās ekspluatācijas apstākļos. AZoM to apraksta kā materiālu ar augstu oksidēšanās noturību un izturību, kas piemērots augstākiem ātrumiem, vienlaikus palielinot instrumenta kalpošanas laiku. Izmantojot lielā apjomā dziļražojumā metāla izstrādājumu ražošanai, kur siltuma rašanās ir ievērojama, TiAlN saglabā veiktspēju tur, kur citi pārklājumi degradējas.

Kad karbīda iemetņi attaisno savu augstāko cenu

Karbīda instrumenti maksā ievērojami vairāk nekā sakarsēts rīka tērauds. Kad šis ieguldījums attaisnojas? Dažās situācijās karbīds kļūst par ekonomiski labāku izvēli:

• Ražošanas apjomi, kas pārsniedz 500 000 gabalus - Karbīda ilgākais kalpošanas laiks sadala sākotnējo izmaksu pa pietiekamu daudzumu gabalu, samazinot rīka izmaksas uz vienu gabalu
• Tiešas izmēru tolerances - Karbīda nodilumizturība ilgāk saglabā kritiskos izmērus salīdzinājumā ar tēraudu, samazinot regulēšanas biežumu
• Abrazīvi materiāli заготовкам - Augstas izturības zemākāligētie tēraudi un nerūsējošie tēraudi dramatiski paātrina tērauda matricu nodilumu
• Izgludināšanas operācijas - Smagie slīdošie kontakti sienas izgludināšanas laikā ātri iznīcina tērauda instrumentus
• Pārtraukumu jutīgums - Kad ražošanas pārtraukumi maksā vairāk nekā instrumenti, karbīda uzticamība attaisno augstāko cenu

Tēraļa saistītie karbīdi piedāvā vidēju risinājumu. Saskaņā ar ASM rokasgrāmatu, tēraļa saistītie karbīdi nodrošina nolietojumizturību, kas tuvojas monolītajam karbīdam, saglabājot labāku izturību un apstrādājamību. Sloksnēm ar sarežģītu ģeometriju, kuras būtu nepamatoti dārgas no monolīta karbīda, tēraļa saistītie alternatīvie materiāli nodrošina lielisku veiktspēju.

Ražošanas apjoms un materiālu izvēles ekonomika

Jūsu paredzētais ražošanas daudzums pamatoti ietekmē materiālu izvēli. Apsveriet šādu progresiju:

Prototipa un zemā apjoma ražošana (līdz 1 000 gabaliem): Mīksti instrumentu materiāli, piemēram, mīksts tērauds vai alumīnijs, ir piemēroti sākotnējiem testiem. Pat necietināts O1 instrumentu tērauds var būt pietiekams. Mērķis ir apstiprināt izstrādājuma dizainu, nevis maksimizēt instrumenta kalpošanas laiku.

Vidēja apjoma ražošana (1 000–100 000 gabali): Standarta kļūst sakausēti A2 vai D2 instrumentu tēraudi. Virsmas apstrāde, piemēram, nitrēšana vai hromēšana, pagarinās kalpošanas laiku, nepieciešot palielināt sākotnējos ieguldījumus.

Lielā apjomā (100 000–1 000 000 gabali): Augstākās klases D2 ar PVD pārklājumiem vai karbīda iekļaujumiem vietās ar lielu nodilumu. Iekārtu modificēšanas izmaksas ražošanas laikā attaisno augstākas sākotnējās materiāla izmaksas.

Masveida ražošana (vairāk par 1 000 000 gabaliem): Karbīda iekļaujumi, vairāki rezerves matricu komplekti un plaša virsmas apstrādes programma. Iekārtas kļūst par kapitāla aktīvu, kas prasa dzīves cikla izmaksu analīzi.

Pārinieks visaptverošu matricu materiālu risinājumu veidošanai

Matricu materiāla izvēle neeksistē atsevišķi. Tā iekļaujas visos pārējos konstruēšanas lēmumos: rādiusu specifikācijās, заглубителя spēkā, virsmas pārvaldības prasībās un ražošanas grafikā. Ar pieredzi bagāti matricu konstruēšanas partneri materiāla izvēli uzskata par vispārēju rīku risinājumu daļu, līdzsvarojot sākotnējās izmaksas ar ražošanas veiktspēju.

Kas atšķir spējīgus partnerus? Meklējiet inženieru komandas, kuras materiālu izvēli risina jau projektēšanas attīstības stadijā, nevis kā papildinājumu. Ātrā prototipēšanas iespējas, kas nodrošina rezultātu jau četros dienās, liecina par ražošanas elastīgumu un praktiskām iespējām novērtēt dažādas materiālu opcijas. Izmaksu efektīva veidņu izgatavošana, kas pielāgota OEM standartiem, atspoguļo pieredzi, kas nepieciešama, lai saskaņotu materiālu ieguldījumus ar faktiskajām ražošanas prasībām.

Šaoyi plašās veidņu dizaina un izgatavošanas iespējas ilustrē šo integrēto pieeju. To IATF 16949 sertifikāts garantē, ka materiālu izvēles lēmumi tiek pieņemti, ievērojot dokumentētas kvalitātes procedūras. Vai nu jūsu pielietojumam nepieciešamas karbīda iestarpes miljonu gabalu nerūsējošā tērauda ražošanai vai ekonomisks sakalts tērauds prototipa validācijai, visaptverošas matricu dizaina pakalpojumu sniedz atbilstošus materiālu risinājumus, kas pielāgoti jūsu konkrētajām prasībām.

Izstrādājuma materiāla izvēle pabeidz jūsu dziļās vilkšanas matricas projektēšanas norādījumu komplektu. No vilkšanas attiecības aprēķiniem caur simulācijas validāciju līdz pat materiāla specifikācijai – jums ir tehniskais pamats rīku izstrādei, kas ražo bezvainīgus izstrādājumus stabili visā produkcijas apjomā.

Bieži uzdotie jautājumi par dziļās vilkšanas matricas projektēšanu

1. Kādam jābūt piemērotam atstatumam matricā dziļās vilkšanas operācijām?

Atstarpēm matricā jābūt par 10–20% lielākām nekā materiāla biezumam, lai novērstu metāla koncentrēšanos matricas augšdaļā, vienlaikus saglabājot sienas kontroli. Materiālam ar 0,040 collu biezumu norādiet atstarpi 0,044–0,048 collas. Maziņākas atstarpes tiek speciāli izmantotas, lai izgludinātu sānu sienas vienmērīgam biezumam, savukārt pārmērīgi lielas atstarpes izraisa sienas vītīšanos. Profesionāli matricu projektētāji, piemēram, Shaoyi, izmanto CAE simulāciju, lai optimizētu atstarpi konkrētiem materiāliem un ģeometrijām, sasniedzot 93% pirmās apstiprināšanas reizes piekrišanas likmi.

2. Kā aprēķināt заготовки izmēru dziļajai vilkšanai?

Aprēķiniet заготовки izmēru, izmantojot tilpuma nemainīguma principu: заготовки virsmas laukums ir vienāds ar gatavā izstrādājuma virsmas laukumu. Cilindriskām kausiem izmantojiet formulu Rb = √[Rf × (Rf + 2Hf)], kur Rb ir заготовkes rādiuss, Rf ir kausa rādiuss un Hf ir kausa augstums. Pielieciet 2× materiāla biezumu apmalēšanas pieļaujamai novirzei un 3–5% plānināšanās kompensācijai. Precīziem sarežģītu ģeometriju aprēķiniem izmantojiet CAD balstītus virsmas laukuma aprēķinus.

3. Kas izraisa vilnīšu veidošanos un pārrāvumus dziļajā velkšanā?

Vilnīšu veidošanās ir saistīta ar nepietiekamu заготовķu turētāja spiedienu, kas ļauj sabrukšanu berzēšanas zonā. Pārrāvumi rodas tad, ja pārmērīgs turētāja spiediens vai nepietiekoši rievu rādiusi traucē materiāla plūsmai, radot stiepes slogojumu, kas pārsniedz materiāla izturību tuvu punch galam. Risinājumi ietver заготовķu turētāja spēka pakāpenisku regulēšanu, punch/matricas rādiusu palielināšanu līdz 4–10× materiāla biezumam un lubrikācijas uzlabošanu. Defektu novēršanai pirms rīku izgatavošanas izmanto simulāciju apstiprinātas konstrukcijas.

4. Cik dziļrīšanas stadijas nepieciešamas dziļrīšanai?

Stadiju prasības ir atkarīgas no kopējā samazinājuma procentuālā daudzuma. Pirmajās rīšanās sasniedz 45–50% samazinājumu, turpmākajās – attiecīgi 25–30% un 15–20%. Aprēķiniet stadijas, nosakot nepieciešamo kopējo samazinājumu (blanksa diametrs līdz galīgajam diametram), pēc tam dalot ar materiāla atbilstošajiem ierobežojumiem katrā stadijā. Detaļām, kuru dziļuma un diametra attiecība pārsniedz 1,0, parasti nepieciešamas vairākas stadijas. Plānojiet starpposma termoapstrādi, ja kopējais samazinājums pārsniedz 30–45%, atkarībā no materiāla.

5. Kādas ir ieteicamās puņķa un matricas radiusa specifikācijas?

Perforācijas deguna rādiuss ir jābūt 4–10× materiāla biezumam, lai sadalītu spriegumu un novērstu plīsumus. Ieejas matricai rādiuss ir jābūt 5–10× biezumam, lai nodrošinātu gludu materiāla pāreju. Plānākiem kalibriem nepieciešami lielāki rādiusu reizinātāji. Materiālam ar biezumu 0,030"–0,060" norādiet perforācijas rādiusu 5–8× un matricas rādiusu 6–10× biezumam. Necilindriskām detaļām minimālajiem iekšējiem stūra rādiusiem jābūt 2× biezumam, bet vēlams – 3–4×, lai samazinātu velkšanas posmus.