TL;DR

Plīsumu novēršana dziļās vilkšanas štampēšanā prasa precīzu līdzsvaru starp materiālu plūsma un elastiskums . Plīsumi parasti rodas tad, kad rādiālie stiepes spriegumi kausa sienā pārsniedz materiāla maksimālo stiepes izturību, bieži izraisot pārmērīgu plūsmas pretestību. Lai novērstu šo defektu, inženieriem jāoptimizē trīs kritiski mainīgie lielumi: uzturēt Ierobežojošais velmējuma attiecība (LDR) zem 2,0, kalibrēt Atloka turētāja spēks (BHF) , lai novērstu vāciņveida deformācijas, nebloķējot metālu, un nodrošināt, ka matriču ieejas rādiusi ir pietiekami lieli (parasti 4–8 reizes materiāla biezums), lai samazinātu berzi. Panākumi ir atkarīgi no procesa uztveres kā sistēmas, kurā eļļošana, rīku ģeometrija un materiāla īpašības (n-vērtība/r-vērtība) darbojas vienlaikus.

Plīsuma fizika: spriegums, deformācija un materiāla plūsma

Dziļrīvēšana ir cīņa starp divām pretējām spēkām: radiālais stiepes spriegums un apvilces spiedes spriegums . Šīs fizikas izpratne ir pirmais solis, lai novērstu plīsumus dziļrīvēšanas kalšanā. Kad punches triec pret заготовку, tas ievilina metālu matricas dobumā. Materiāls flanžas zonā rada pretestību, jo tam jāsamazinās apjomā, lai ietilptu mazākā matricas diametrā. Ja šī plūsmas pretestība kļūst pārāk augsta, punches turpina kustēties, izstiepjot trauka sienu, līdz tā kļūst tievāka un beigās pārtrūkst.

Šis bojājumu veids atšķiras no rievu veidošanās. Rievas veidojas tad, kad metāls plūst pārāk brīvi (zems spiedes spriegums), izraisot materiāla izlocīšanos. Plīsumi, gluži otrādi, rodas tad, kad metāls nevar plūst pietiekami brīvi. Materiāls sasniedz savu stiepes izturības robežu pirms tam, kā to var ievilkt matricā. Saskaņā ar Ražotājs , veiksmīgas operācijas to panāk, regulējot materiāla „ātrumu“, kas iekļūst matricā. Veltnīši un fiksētāja spiediens darbojas kā bremzes; pārāk liels bremzēšanas spēks liek materiālam plīst, nevis plūst.

Konstruktieriem ir jāidentificē arī plīsuma atrašanās vieta , lai diagnosticētu pamata cēloni. Plaisa apakšējā trauka rādiusā (tur, kur punches saskaras ar metālu) parasti norāda uz pārmērīgu dūriena spēku attiecībā pret sienas izturību. Vertikāls plaisojums sānu sienā, savukārt, bieži norāda, ka materiāls ir zaudējis savu cietēšanas spēju vai ka LDR ir pārāk agresīvs vienai stacijai.

Kritiskie konstrukcijas parametri: Rādiusi, sprauga un LDR

Ģeometrija nosaka metāla formēšanas robežas. Visbiežākais iemesls plīšanai ir agresīvs Ierobežojošais velmējuma attiecība (LDR) . LDR tiek definēts kā attiecība starp заготовки diametru ($D$) un punch diametru ($d$).

• Formula: $LDR = D / d$
• Noteikums: Lielākajai daļai cilindrisku ievilcējdarbību no tērauda, LDR $\le 2.0$ ir drošs augšējais limits pirmajai ievilcējdarbībai. Tas atbilst aptuveni 50% samazinājumam.

Ja jūsu aprēķins pārsniedz 2.0, materiāls, visticamāk, plīsīs, jo spēks, kas nepieciešams lielās flanša ievilkšanai, pārsniedz krūzes sienas izturību. Šādos gadījumos ir nepieciešama daudzposmu ievilkšana (atkārtota ievilkšana). Macrodyne ieteicams pakāpeniski samazināt ievilkšanas apjomu: 50% pirmajai ievilkšanai, 30% otrajai un 20% trešajai.

Mirstošā ieeja un spraudņa rādiusi

Rādiuss, pa kuru plūst metāls, darbojas kā atbalsta punkts. A ieejas rādiuss matricā kas ir pārāk mazs, rada asu stūri, kas ierobežo plūsmu un koncentrē spriegumu, neizbēgami izraisot lūzumu. Vispārpieņemtais noteikums ir tas, ka matricas rādiusam jābūt 4 līdz 8 reizes lielākam par materiāla biezumu. Savukārt, a spraudņa deguna rādiuss kas ir pārāk asens, var griezt materiālu kā nazis. Šo rādiusu pulēšana ir obligāta; pat nelielas rīka pēdas var palielināt berzi pietiekami, lai izraisītu plīsumus.

Veidnes sprauga

Atstatums ir sprauga starp puņču un matrici. Atšķirībā no griešanas operācijām, kur tiek vēlams mazs atstatums, dziļrakstam nepieciešama vieta metāla plūsmai. Ideālā gadījumā atstatums būtu jābūt 107% līdz 115% no materiāla biezuma . Ja atstatums ir tieši vienāds ar materiāla biezumu vai mazāks, instruments darbojas kā izgludināšanas matrica, uztriepj sienas un ievērojami palielina plaisāšanas risku kursa augšpusē.

Procesa vadība: Blanksaturētāja spēks un eļļošana

Kad instrumenti ir izgatavoti, Atloka turētāja spēks (BHF) kļūst par galveno mainīgo lielumu preses operatoram. Blanksaturētājs (vai fiksators) darbojas kā regulators. Tā uzdevums ir piemērot pietiekamu spiedienu, lai novērstu rievu veidošanos, bet ne tik lielu, ka tajā notur flanģi un bloķē tā iekšējo plūsmu.

Ir šaura "procesa josla" BHF:

• Pārāk zems: Flanģī veidojas rievas. Šīs rievas pēc tam tiek ievilktas matricas spraugā, darbojoties kā klinšis, kas sablokē detaļu un izraisa plaisu.
• Pārāk augsts: Berze neļauj flanģei pārvietoties. Pēc tam, kad punches izurbj krūzes apakšdaļu, metāls saplīst (saspiešanas rezultātā, kas pazīstams kā "bottom out" bojājums).

Nozares dati liecina, ka BHF parasti ir 30% līdz 40% no maksimālā spiediena spēka. Die-Matic ieteic izmantot distancierus, kas iestatīti aptuveni 110% no materiāla biezuma, lai novērstu pārmērīgu saspiešanu. Sloksnes ar sarežģītām ģeometrijām hidrauliskie spilventiņi vai servospiedes nodrošina mainīgas BHF profila iespējas, kas var mainīt spiedienu cikla laikā, optimizējot materiāla plūsmu kritiskos brīžos.

Smērēšana ir tikpat svarīga. Augsta spiediena smērvielas atdala rīku no заготовки, samazinot berzes koeficientu. Dziļajā velmēšanā dažādām zonām var būt nepieciešamas dažādas smērēšanas stratēģijas: flangei nepieciešama smērēšana, lai tā varētu slīdēt, taču puncha degtam bieži ir labāk mazāk bez smērēšanas (augsta berze), lai noturētu materiālu un novērstu to izretināšanos apakšējā rādiusā.

Sasniegt šo procesa kontroles līmeni — no BHF regulējuma līdz precīzai matriču uzturēšanai — bieži prasa specializētus partnerus. Ražotājiem, kuri mērogujās no prototipa līdz masveida ražošanai, uzņēmumi kā Shaoyi Metal Technology nodrošina kompleksas stampēšanas risinājumus, izmantojot IATF 16949 sertificētu precizitāti un preses spēku līdz 600 tonnām, lai aizvērtu plaisu starp inženierijas teoriju un ražošanas realitāti.

Materiāla izvēle: n-vērtības un r-vērtības nozīme

Ne visi metāli ir vienlīdzīgi. Ja instrumenti un procesa parametri ir pareizi, bet plīsums turpinās, materiāla klase var būt ierobežojums. Divas īpašības ir ļoti svarīgas dziļai veltnēšanai:

1. n-vērtība (Darba cietības eksponents): Šis rādītājs mēra materiāla spēju sadalīt deformāciju. Augsta n-vērtība nozīmē, ka materiāls kļūst stiprāks, kad tiek izstiepts, tādējādi deformāciju virzot uz blakus zonām, nevis lokalizējot to kaklā un pārtrūkstot. Nerūsējošie tēraudi parasti ir ar augstām n-vērtībām, kas padara tos ļoti piemērotus dziļai veltnēšanai, pat ja tie ir stipri.
2. r-vērtība (Plastiskās deformācijas attiecība): Tas mēra materiāla pretestību pret sabiezēšanu. Augsta r-vērtība (anizotropija) norāda, ka metāls labāk plūst no platuma un garuma virzieniem, nevis sabiezē biezuma virzienā. Saskaņā ar Wedge Products , izvēloties dziļajam velmēšanai piemērotus (DDQ) vai intersticiāli bezoglekļa (IF) tēraudes ar augstu r-vērtību, var novērst plaisāšanas problēmas, ar kurām standarta komerciālie pakāpnes nespēj tikt galā.

Problēmu novēršanas pārbaudes saraksts: sistēmiska pieeja

Kad plaisāšana aptur līniju, izmantojiet šo diagnostikas darbplūsmu, lai sistēmiski noteiktu pamatcēloni. Izvairieties vienlaicīgi mainīt vairākas mainīgās vērtības.

Lai veiktu papildu diagnostiku konkrētiem defektiem, Precīzs veidošana izrakstīts, kā tādas problēmas kā apmetumi uz заготовки malas vai nepareiza izvietojums var imitēt plēsšanas problēmas, nepareizi ierobežojot materiāla plūsmu.

Izprast dziļo velkšanu

Plēsumu novēršana dziļajā štancēšanā reti ir saistīta ar viena mainīgā labošanu; tas ir saistīts ar visu triboloģisko sistēmu līdzsvarošanu. Ievērojot metāla plūsmas fizikas principus, uzturējot maksimālo velkšanas attiecību un stingri kontrolējot заготовки turētāja spēku, ražotāji var sasniegt stabili bezdefektus izstrādājumus. Vai nu jūs regulējat esošo matricu, vai projektējat jaunu progresiju, fokuss vienmēr jāturpina uz plūsmas veicināšanu, vienlaikus pārvalot deformāciju.

Bieži uzdotie jautājumi

1. Kāda ir atšķirība starp plēsumu un rievu veidošanos dziļajā velkšanā?

Plēsums un rievas ir pretējas bojājumu formas. Viegošana notiek tad, kad spiedes spriegumi flanča zonā izraisa materiāla izlocīšanos, parasti dēļ nepietiekama заготовки turētāja spēka (BHF). Plīšana notiek tad, kad sienā esošie stiepšanas spriegumi pārsniedz materiāla izturību, bieži to izraisot pārmērīgam BHF, parak šauriem rādiusiem vai nepietiekamai eļļošanai, kas ierobežo materiāla plūsmu.

2. Kā aprēķināt ierobežojošo izstiepšanas attiecību (LDR)?

Ierobežojošā izstiepšanas attiecība tiek aprēķināta kā заготовки diametrs, dalīts ar punches diametru ($LDR = D / d$). Lielākajai daļai materiālu droša LDR vienreizēgai izstiepšanai ir 2,0 vai mazāka, kas nozīmē, ka заготовки diametrs nedrīkst pārsniegt divas reizes punches diametru.

3. Vai eļļas maiņa var novērst plaisāšanu?

Jā, eļļošana ir ļoti svarīga. Ja berze pie ieejas veidnē vai zem заготовки turētāja ir pārāk augsta, materiāls nevar iekļūt veidnē, kas noved pie plaisāšanas. Pārslēdzoties uz augsta spiediena, izturīgu eļļu, kas paredzēta dziļai velmēšanai, var samazināt berzi un ļaut metālam brīvi plūst, novēršot lūzumus.