RINGKASAN

Kerutan dalam penempaan logam terutama disebabkan oleh tegasan mampatan gelung di kawasan flens apabila diameter lekapan dikurangkan kepada diameter cawan. Apabila bahan tidak dapat dimampatkan ke dalam dirinya sendiri, ia melengkung.

Kaedah pencegahan yang paling berkesan adalah dengan mengenakan tekanan penjepit yang betul Daya Pemegang Blank (BHF) untuk mengehadkan aliran bahan tanpa menyebabkan koyak. Bagi keluli, tekanan sekitar 2.5 N/mm² adalah piawaian asas. Kawalan sekunder termasuk menggunakan biji Tarikan penegar untuk mengekang aliran secara mekanikal di kawasan kompleks dan memastikan jejari Acuan dilakukan pengoptimuman (tidak terlalu besar) untuk mengekalkan ketegangan. Pengendali perlu memberi keutamaan kepada keseimbangan rintangan aliran berbanding Nisbah Lukisan Maksimum (LDR) bahan.

Fizik Kerutan: Mengapa Logam Melengkung

Untuk mencegah kedutan secara berkesan, jurutera mesti terlebih dahulu memahami mekanisme ketidakstabilan mampatan . Semasa penarikan dalam, satu lekapan rata ditukarkan kepada bentuk tiga dimensi. Apabila bahan mengalir dari tepi luar lekapan ke arah rongga acuan, lilitannya berkurang. Pengurangan ini memaksa bahan untuk mampat secara tangen (tegasan gelung). Jika tekanan mampatan ini melebihi tegasan lengkukan kritikal bahan, logam akan bergelombang atau berlipat, menyebabkan kedutan.

Fenomena ini dikawal oleh Nisbah lukisan terhad (LDR) —perkaitan antara diameter lekapan dan diameter penumbuk. Apabila lekapan terlalu besar berbanding penumbuk, jumlah bahan yang "berkumpul" di bahagian flens menjadi sukar dikawal, menyebabkan penebalan teruk. Jika ruang antara permukaan acuan dan pemegang lekapan tidak dikawal dengan ketat untuk menampung penebalan ini (biasanya hanya membenarkan kelegaan 10-20% di atas ketebalan nominal), bahan tersebut akan melengkung ke dalam ruang kosong.

Kerutan muncul dalam dua bentuk utama: Kerutan Flens (Tertib Pertama), yang berlaku di kawasan bawah pengapit, dan Kerutan Dinding (Tertib Kedua), yang berlaku di kawasan tanpa sokongan antara jejari acuan dan jejari penumbuk. Mengenal pasti di mana kerutan bermula adalah langkah pertama dalam diagnosis: kerutan flens menunjukkan tekanan pengapit yang tidak mencukupi, manakala kerutan dinding sering kali menunjukkan jejari acuan yang terlalu besar atau ketidaksesuaian bahan yang buruk.

Penyelesaian Utama: Mengoptimumkan Daya Pemegang Blangk (BHF)

The Pemegang kosong (atau pengapit) adalah pemboleh ubah kawalan utama untuk mencegah kerutan. Fungsinya adalah untuk mengenakan tekanan yang mencukupi pada flens untuk menekan lengkungan sambil membenarkan bahan mengalir masuk ke dalam acuan. Jika tekanan terlalu rendah, kerutan akan terbentuk; jika terlalu tinggi, bahan akan koyak (retak) kerana tidak dapat mengalir.

Menurut piawaian industri, tekanan spesifik yang diperlukan berbeza-beza secara ketara mengikut jenis bahan. Peraturan amalan praktikal untuk persediaan awal adalah:

• Keluli: ~2.5 N/mm²
• Kebanyakan Logam Kuprum: 2.0 – 2.4 N/mm²
• Aloi Aluminium: 1.2 – 1.5 N/mm²

Jurutera hendaklah mengira daya yang diperlukan berdasarkan keluasan unjuran flens di bawah pengikat. Adalah digalakkan untuk menambah faktor keselamatan sekitar 30% kepada pengiraan ini semasa fasa rekabentuk, kerana lebih mudah untuk mengurangkan tekanan pada mesin penekan daripada menjana lebih daya daripada yang dibenarkan oleh rekabentuk.

Untuk komponen yang kompleks, tekanan seragam seringkali tidak mencukupi. Susunan lanjutan menggunakan sistem tekanan pembolehubah (bantal hidraulik atau nitrogen) yang boleh melaraskan daya sepanjang rentetan—menggunakan tekanan tinggi pada mulanya untuk menetapkan flens dan mengurangkannya apabila kedalaman komponen meningkat bagi mengelakkan koyakan. Penggunaan penyangga aTAU blok perata (blok henti) adalah penting untuk mengekalkan jurang yang tepat sedikit lebih tebal daripada bahan, memastikan pengikat tidak meremukkan lembaran logam tetapi sebaliknya mengawalnya.

Kawalan Rekabentuk Peralatan: Kedutan Lukisan dan Jejari

Apabila tekanan sahaja tidak dapat mengawal aliran bahan—situasi biasa bagi komponen automotif yang tidak simetri— biji Tarikan adalah penyelesaian kejuruteraan yang diperlukan. Bebibir tarik adalah rusuk timbul pada pengapit yang memaksa bahan untuk membengkok dan melurus sebelum memasuki rongga acuan. Tindakan mekanikal ini mencipta daya penahan yang bersifat bebas daripada geseran, membolehkan kawalan aliran setempat yang tepat.

Geometri bagi jejari acuan terlalu besar mengurangkan kawasan sentuhan dan ketegangan berkesan pada flens, mendorong bahan mengalir terlalu bebas dan berkedut. Jejari yang terlalu kecil menghadkan aliran dan menyebabkan pecah, tetapi jejari yang terlalu Besar mesti dipoles dengan sempurna dan tepat dari segi geometri untuk mengekalkan "titik optimum" ketegangan.

Selain itu, kekukuhan alat itu sendiri adalah penting. Jika alat tersebut acuan kasut tidak cukup tebal, ia boleh melentur di bawah tekanan ton, menyebabkan taburan tekanan yang tidak sekata. Pin penunjuk mesti cukup kukuh untuk menghalang sebarang pergerakan melintang pada perkakas atas dan bawah, yang boleh menyebabkan jurang yang tidak konsisten dan kedutan setempat.

Pemboleh Ubah Proses: Pelinciran dan Pemilihan Bahan

Geseran adalah pedang bermata dua dalam proses penarikan dalam. Walaupun pelinciran penting untuk mengelakkan kelekatan dan koyakan, terlalu banyak pelinciran (terlalu licin) sebenarnya boleh memburukkan kedutan jika BHF tidak ditingkatkan untuk mengimbanginya. Bahan mengalir begitu mudah sehingga pengikat tidak dapat menjana geseran yang mencukupi untuk menahan daya kebengkokan. Pastikan pelincir dikenakan secara konsisten dan muncungnya ditetapkan pada kedudukan.

Ciri-ciri bahan juga menentukan julat proses. Untuk aplikasi keluli tahan karat, menggantikan standard 304dengan 304L boleh meningkatkan kemampuan pembentukan secara ketara. 304L mempunyai kekuatan alah yang lebih rendah (anggaran 35 KSI berbanding 42 KSI untuk 304), bermaksud ia kurang rintangan terhadap aliran dan mengeras kerja dengan lebih perlahan, mengurangkan daya yang diperlukan untuk mengekalkannya rata. Sentiasa sahkan bahawa bahan mentah dinyatakan sebagai "Kualiti Lukis Dalam" (DDQ) untuk meminimumkan anisotropi.

Walaupun reka bentuk sempurna, keupayaan fizikal rakan kongsi pengeluaran anda merupakan faktor pembatas. Untuk komponen automotif berkelantangan tinggi seperti lengan kawalan atau subframe, ketepatan adalah perkara mesti dipenuhi. Pengilang seperti Shaoyi Metal Technology menggunakan penekan dengan kapasiti sehingga 600 tan dan pensijilan IATF 16949 untuk menjembatani jurang dari prototaip pantas ke pengeluaran besar-besaran. Bekerjasama dengan pakar memastikan pengiraan BHF teori sepadan dengan keupayaan peralatan sebenar, mencegah kecacatan sebelum sampai ke talian pemasangan.

Senarai Semak Penyelesaian Masalah: Protokol Langkah Demi Langkah

Apabila kedutan muncul pada talian pengeluaran, ikuti alur kerja diagnostik sistematik ini untuk mengenal pasti punca utama:

1. Periksa Tekanan: Semak adakah gibs haus atau ram tidak selari. Jika ram tidak turun dengan rata, taburan tekanan akan menjadi tidak sekata.
2. Sahkan Spesifikasi Bahan: Adakah ketebalan bahan konsisten? Ukur tepi gegelung; variasi sekecil 0.003 inci boleh mempengaruhi ruang pengapit.
3. Periksa Penghad: Adakah blok henti menetapkan ruang yang betul? Jika ia haus atau longgar, pengapit mungkin 'terduduk sepenuhnya' sebelum mengenakan daya pada lembaran.
4. Laras BHF Secara Beransur-ansur: Tingkatkan tekanan pengapit dalam langkah kecil. Jika kedutan berterusan tetapi pecah bermula, anda telah mengurangkan tingkap proses terlalu banyak—perlu pertimbangkan perubahan pada manik tarik atau pelinciran.
5. Audit Pelinciran: Semak sama ada campuran pelincir terlalu pekat atau dikenakan terlalu banyak pada kawasan flens.
6. Periksa Permukaan Peralatan: Perhatikan adanya kelekatan pada butir tarik atau jejari yang mungkin menyebabkan daya seret tidak sekata.

Menguasai Aliran

Mencegah kewujudan kedutan bukan tentang menghapuskan daya, tetapi menguruskannya dengan tepat. Ia memerlukan pendekatan holistik yang menyeimbangkan fizik tekanan gelung terhadap kawalan kejuruteraan seperti daya pemegang blank, geometri peralatan, dan pemilihan bahan. Dengan menganggap proses penampaan sebagai sistem pembolehubah yang saling berinteraksi dan bukannya langkah-langkah terasing, pengilang boleh mencapai bahagian ditarik dalam bentuk dalam yang konsisten dan bebas daripada kecacatan.

Kejayaan terletak pada butiran: pengiraan tepat tekanan dalam N/mm², penempatan strategik butir tarik, dan disiplin dalam mengekalkan keadaan mesin tekan dan peralatan. Dengan kawalan ini dipasang, walaupun geometri yang paling kompleks boleh dibentuk dengan boleh dipercayai.

Soalan Lazim

1. Bagaimanakah saya mengira daya pemegang blank yang betul?

Pengiraan asas melibatkan pendaraban keluasan flens (di bawah pengapit) dengan tekanan tentu yang diperlukan untuk bahan tersebut. Untuk keluli lembut, gunakan kira-kira 2.5 N/mm² (MPa). Sentiasa tambah margin keselamatan (contohnya, +30%) kepada keperluan kapasiti acuan anda untuk membenarkan pelarasan semasa percubaan.

2. Adakah terlalu banyak pelincir boleh menyebabkan keredaan?

Ya. Pelincir mengurangkan geseran, yang merupakan salah satu daya yang membantu mengekang aliran bahan. Jika geseran menurun secara ketara tanpa peningkatan sepadan dalam Daya Pengapit Blangkis, bahan mungkin mengalir terlalu bebas ke dalam rongga acuan, menyebabkan lengkungan dan keredaan.

3. Apakah perbezaan antara keredaan dan koyak?

Keredaan dan koyak adalah mod kegagalan yang bertentangan. Keredaan disebabkan oleh mampatan berlebihan dan sekatan aliran yang tidak mencukupi (bahan longgar). Koyak (robek) disebabkan oleh ketegangan berlebihan dan terlalu banyak sekatan aliran (bahan ketat). Matlamat pencetak adalah untuk mencari "julat proses" di antara dua kecacatan ini.