Процесс выдавливания в автомобильной штамповке: режим отказа против операции

Краткое содержание

В автомобильной штамповке термин «обжим» относится к двум отдельным, но важным понятиям: определённому производственному процесс и материалу механизм разрушения в качестве процесса (часто называемого сужением), обжим представляет собой преднамеренное уменьшение диаметра трубы или сосуда, commonly used for exhaust components and canisters. В качестве режима разрушения, обжим — это локальная нестабильность утоньшения листового металла, предшествующая разрушению, и обозначающая абсолютный предел формообразуемости материала.

Для технологов, овладение обжимом требует двойного подхода: оптимизация оснастки для выполнения операции обжима без коробления, в то время как одновременно проектируются штампованные панели для предотвращения нестабильности обжима путём анализа распределения деформации и скорости упрочнения. В этом руководстве разъяснены физика, параметры и стратегии контроля для обоих сценариев.

Операция обжима: уменьшение диаметра трубчатых деталей

В контексте изготовления деталей, натягивание - это операция формирования, используемая для уменьшения диаметра цилиндрической оболочки или трубы на ее открытом конце. В отличие от рисунка, который перемещает материал для создания глубины, натягивание зависит от сжатия сил для уменьшения окружности. Эта техника повсеместно используется в автомобильном производстве для таких компонентов, как оболочки каталитических преобразователей, трубы для амортизаторов и горюче-смазочные горюче-смазочные горюче-смазочные горючи.

Механика процесса нанесения шейки

Операция заставляет заложить шнурку на конец трубчатого пустого. По мере того как материал перемещается, он подвергается давлению, и он течет внутрь и немного утолщается. Успех процесса зависит от способности материала пластично течь при сжатии без обрушения.

Для достижения этого сокращения существуют два основных метода:

• Смерть за шею: Статический штамп нажимается по оси на трубку. Это быстрее, но ограничено трением и риском изгиба, если соотношение уменьшения слишком агрессивно.
• Сверкающие или спин-обороты: Часть или инструмент вращается, применяя локализованное давление для постепенного уменьшения диаметра. Этот метод, часто используемый для консервных банок и высокоточных автомобильных деталей, уменьшает трение и позволяет сократить диаметр без дефектов.

Общие недостатки при операции по сшиванию шеи

Поскольку материал сжимается, основной режим отказа во время процесс затягивания не распадается, но сгибание или морщины. Если длина трубы слишком длинная или толщина стены недостаточна по отношению к диаметру, металл скорее сложится, чем будет течь. Инженеры часто используют внутренние рукава или стадированные сокращения (множественные проходы), чтобы поддерживать материал и поддерживать геометрическую целостность.

Для производителей, работающих с сложными геометрическими характеристиками или с большим объемом производства, где точность является критической, сотрудничество со специализированными службами штампования, такими как Shaoyi Metal Technology может преодолеть разрыв между быстрым созданием прототипов и массовым производством. Их опыт в области высокоточной штамповки, сертифицированной IATF 16949 гарантирует, что даже сложные операции формования, такие как глубокая шея, соответствуют мировым стандартам OEM.

Некоторговля как способ отказа: предел формируемости

В более широком контексте маркировки "тело в белом" (Body-in-White, BIW) врагом является шея. Это определяет начало нестабильности материала, когда деформация локализуется в узкую полосу, что неизбежно приводит к перелому. Как только формируется местная шея, материал в этой области быстро разбавляется, а окружающий материал полностью перестает деформироваться.

Диффузный против локального нека

Понимание прогрессирования нековки является жизненно важным для прогнозирования сбоев в высокопрочных сталях:

• Диффузный шею: Это начальная стадия, когда ширина листа начинает неравномерно сокращаться. Она распространяется на большую площадь и не сразу приводит к неудаче. При испытаниях на прочность тяги это происходит в точке Ультимативной прочности тяги (UTS).
• Местный некинг: Это критический предел отказов. Деформация концентрируется в узкую полосу (примерно толщину листа). В этом состоянии материал катастрофически разжимается без дальнейшего расширения в окружающих областях. При моделировании и проектировании штамповки начало локального затягивания считается точкой функционального отказа детали.

Физика нестабильности

Отравление происходит, когда материал скорость закаливания не может больше компенсировать уменьшение площади поперечного сечения. Согласно критерию Considere, стабильность сохраняется до тех пор, пока материал укрепляется (закакачивается) быстрее, чем разжимается. Когда скорость закаливания падает ниже истинного уровня стресса, начинается нестабильность.

Вот почему высокий n-значение (экспонент упрощения натяжения) предпочтительны для сложных штампов; они сохраняют способность распределять натяжение на более широкую площадь дольше, задерживая начало шеи.

Инженерные параметры и поведение материала

Для того чтобы соединить процесс и режим отказа, необходимо глубоко погрузиться в науку о материалах. Поведение стали как во время операции сцепления, так и во время нестабильности сцепления определяется ее кривой напряжения-разрыва.

Роль n-значения

Экспонент закалки на нагрузку (n-значение) является наиболее значимым параметром:

• Для предотвращения неисправностей: Желательно высокое значение n. Это позволяет материалу растягиваться дальше, прежде чем начнется локальное затягивание, что имеет решающее значение для глубоко вытянутых панелей корпуса.
• Для работы с шеями: По иронии судьбы, очень высокое значение n иногда может быть проблемой для компрессивных работ, если материал слишком быстро затвердевает, требуя больших сил и увеличивая риск изгиба.

Формирование предельных кривых (FLC)

Чтобы предсказать неустойчивость производства, инженеры используют кривую ограничения формирования (FLC). ФЛК отображает основные и второстепенные штаммы, при которых происходит локальное завязывание. Любая точка на штампованной части, которая выходит выше этой кривой, должна потерпеть неудачу.

Современные методы обнаружения, такие как Digital Image Correlation (DIC), позволяют инженерам визуализировать накопление напряжения в режиме реального времени. Отслеживая поверхностный рисунок, DIC может идентифицировать "повязку" до того, как она станет видимой невооруженным глазом, что позволяет проактивно регулировать форму.

Предотвращение дефектов и контроль процессов

Независимо от того, выполняете ли вы операции по натяжке или пытаетесь предотвратить отказ натяжки, контроль трения и потока материала имеет первостепенное значение.

Предотвращение нестабильности шеи (лист металла)

• Стратегия смазки: Высокое трение ограничивает поток материала, вызывая локальное растяжение. Улучшение смазки в критических зонах позволяет материалу втягиваться из соседних зон, распределяя напряжение.
• Настройка силы связующего: Если сила держателя слишком высока, материал не может проходить в матрицу, что приводит к чрезмерному растяжению и натяжению. Уменьшение силы позволяет больше привлекать.
• Радиус матрицы: Острые лучи концентрируют напряжение. Увеличение радиуса входа в матрицу может уменьшить пиковое напряжение и предотвратить возникновение местной шеи.

Обеспечение успешной операции с шеей (трубчатые)

• Рукава для руководства: Для предотвращения изгиба при сжатии, используйте внешние или внутренние проводники для поддержки стен труб.
• Поэтапное сокращение: Не пытайтесь уменьшить диаметр на 50% одним ударом. Разделите процесс на несколько этапов (например, 20% -> 15% -> 10%), чтобы управлять сжатыми напряжениями.
• Отжиг: Для агрессивных редукций может потребоваться промежуточная отжига для восстановления пластичности и уменьшения закаленного состояния материала.

Заключение

В автомобильной штамповке дуализм, с которым должен справиться каждый инженер-процессоров. Это ценная техника формования для трубчатых компонентов и определяющий предел формоспособности листового металла. Различая механику сжатия процесс затягивания и нестабильность натяжения неудача на шее , производители могут оптимизировать свои конструкции инструментов и выбор материалов. Успех заключается в сбалансированности этих сил, использовании пластической деформации для формирования металла при соблюдении физических границ, где стабильность заканчивается и начинается отказ.

Часто задаваемые вопросы

1. - Посмотрите. В чем разница между натягиванием и рисованием?

Рисование - это процесс растяжения, при котором пустой материал втягивается в рисунок для создания глубины, часто уменьшая толщину стенки. Некинг (как процесс) - это компрессионная операция, применяемая к открытому концу трубы для уменьшения ее диаметра. При рисовании материал вытекает из фланца; при натяжении материал выталкивается внутрь через отверстие.

2. Посмотрите. Как n-значение влияет на нестабильность шеи?

Значение n (экспонент закаленности) указывает на способность материала закаляться при деформации. Более высокое значение n означает, что материал более эффективно сопротивляется локальному истончению, распределяя напряжение на большей площади. Это напрямую задерживает начало нестабильности шеи, что позволяет делать более глубокие и сложные штампы.

3. Посмотрите. Можно ли обнаружить перелом шеи до того, как произойдет перелом?

- Да, я знаю. Хотя трудно увидеть невооруженным глазом, пока это не будет тяжелым, локализованное шекание можно обнаружить с помощью систем цифровой корреляции изображений (DIC) во время тестирования. При производстве видимая "рубка" или линия истончения на поверхности панели является явным признаком того, что процесс находится на грани разделения и требует немедленной корректировки.