ZKRATKA

Zamedzenie trhania pri hĺbkovom tažení vyžaduje presnú rovnováhu medzi tok materiálov smykové rozťah . Trhnutie sa zvyčajne vyskytuje, keď rádiové ťažné napätie vo stene plášťa prekročí medzu pevnosti materiálu, často spôsobené nadmerným odporom proti toku materiálu. Na odstránenie tejto chyby musia inžinieri optimalizovať tri kľúčové premenné: udržiavať Limitný pomer ťahania (LDR) pod hodnotou 2,0, kalibrovať Sila držiteľa prázdneho miesta (BHF) , aby sa zabránilo vráskam, ale bez zablokovania pohybu kovu, a zabezpečiť, že polomery vstupu do matrice sú dostatočne veľké (zvyčajne 4–8-násobok hrúbky materiálu) na zníženie trenia. Úspech závisí od vnímania procesu ako systému, v ktorom pracujú spoločne mazanie, geometria nástrojov a vlastnosti materiálu (n-hodnota/r-hodnota).

Fyzika trhania: napätie, deformácia a tok materiálu

Hlboké taženie je súbojom dvoch opačných síl: radiálne ťažné napätie smykové obvodové tlakové napätie . Pochopenie tejto fyziky je prvým krokom k predchádzaniu trhaniu pri hlbokom tažení. Keď razník narazí na polotovar, vtiahne kov do dutiny matrice. Materiál v oblasti príruby vyvíja odpor, pretože sa musí obvodovo stlačiť, aby sa zmestil do menšieho priemeru matrice. Ak tento odpor voči toku stane príliš veľkým, razník pokračuje v pohybe, čím roztiahne stenu nádoby, až sa ztenší a nakoniec zlomí.

Tento spôsob poruchy sa líši od vráskania. Vráska vzniká, keď kov tečie ani voľne (nízke tlakové napätie), čo spôsobuje jeho vydutie. Trhnutie naopak nastáva, keď kov nemôže netečie dostatočne voľne. Materiál dosiahne svoj ťažný limit skôr, než je vtiahnutý do matrice. Podľa Výrobca , úspešné operácie toto zvládajú riadením „rýchlosti“ materiálu vstupujúceho do matrice. Vytiahnuté lišty a tlak upínacej dosky pôsobia ako brzdy; príliš veľká brzdná sila spôsobí, že sa materiál namiesto toku pretrhne.

Navrhovatelia musia tiež určiť miesto trhliny aby mohli diagnostikovať koreňovú príčinu. Zlomenina na polomere dna puzdra (kde dno puncu kontaktuje kov) zvyčajne označuje nadmernú silu puncu voči pevnosti steny. Zvislý roztrh na bočnej stene naopak často naznačuje, že materiál vyčerpal svoju schopnosť tvrdnutia deformáciou, alebo že je LDR príliš agresívny pre jednu pracovnú stanicu.

Kľúčové konštrukčné parametre: Polomery, vôle a LDR

Geometria určuje limity tvárnenia kovov. Najbežnejším viníkom trhania je agresívny Limitný pomer ťahania (LDR) . LDR je definovaný ako pomer priemeru základne ($D$) k priemeru puncu ($d$).

• Vzorec: $LDR = D / d$
• Pravidlo: Pre väčšinu valcových tažení z ocele je LDR $\le 2.0$ bezpečnou hornou hranicou pre prvé taženie. To zodpovedá redukcii približne 50 %.

Ak váš výpočet presiahne hodnotu 2,0, materiál sa pravdepodobne roztrhne, pretože sila potrebná na vtiahnutie veľkej prielozenej časti presahuje pevnosť steny šálky. V takýchto prípadoch je potrebné viestavové taženie (opakované taženie). Macrodyne odporúča postupné zníženie redukcií: 50 % pre prvé taženie, 30 % pre druhé a 20 % pre tretie.

Vstup do matrice a polomery piestika

Polomer, po ktorom kov preteká, pôsobí ako páka. Príliš malý polomer vstupu do matrice polomer vytvára ostrý roh, ktorý obmedzuje tok materiálu a sústreďuje napätie, čo nevyhnutne vedie k lomu. Všeobecné pravidlo je, že polomer matrice by mal byť 4 až 8-násobok hrúbky materiálu. Naopak, polomer hrotu piestika ktorý je príliš ostrý, môže rezať do materiálu ako nôž. Leštenie týchto polomerov je nepodmienene nutné; aj malé stopy po nástroji môžu zvýšiť trenie dostatočne na to, aby spôsobili trhliny.

Výška výstupku

Čistota je medzera medzi úderom a kostkou. Na rozdiel od rezania, pri ktorom je potrebná tesná voľnosť, hlboké ťahanie vyžaduje priestor pre plyn. V ideálnom prípade by mala byť výška 107% až 115% hrúbky materiálu - Čo? Ak je voľná plocha presne taká, aká je hrúbka materiálu, alebo menšia, nástroj pôsobí ako žehliaca matica, riedko stena a drasticky zvyšuje riziko trhania na vrchole cievnej dráhy.

Kontrola procesu: sila a mazanie na prázdnom držiaku

Po vytvorení náradia sa Sila držiteľa prázdneho miesta (BHF) sa stáva primárnou premennou pre prevádzkovateľa lisovacej stroje. V prípade, že sa použije systém na reguláciu, musí sa použiť systém na reguláciu. Jeho úlohou je naťahovať len dostatočný tlak na potlačenie vrások, ale nie natoľko, aby to zašpinilo ohyb a zabránilo prúdu dovnútra.

Pre BHF existuje úzke "procesné okno":

• Príliš nízka: V bridlici sa vytvárajú vrásky. Tieto vrásky sa potom vtiahnu do otvoru, čo pôsobí ako klin, ktorý zablokuje časť a spôsobuje trhlinu.
• Príliš vysoká: Trenie bráni pohybu brzdy. Úder sa dotkne dna pohára a roztrhne kov (zlyhanie "zdola von").

Podľa údajov z priemyslu je BHF zvyčajne 30% až 40% maximálnej sily úderu. Die-Matic odporúča používať zástrčky nastavené na približne 110% hrúbky materiálu, aby sa zabránilo nadmernému štipaniu. V prípade zložitých geometríí ponúkajú hydraulické vankúše alebo servo-stlačovky variabilné profily BHF, ktoré môžu meniť tlak počas ťahov, optimalizovať tok v kritických momentoch.

Rovnako dôležité je mazanie. Vysokonákonné maziva oddeľujú nástroj od obrobku, čím sa znižuje koeficient trenia. V hĺbkovodrážke môžu rôzne zóny vyžadovať rôzne stratégie mazania: pre skluzovanie potrebuje brúsik mazanie, ale pre štukovanie nosu často menej mazanie (vysoké trenie) na pripevnenie materiálu a zabránenie riedenia v dolnom polomerovi.

Dosahovanie tejto úrovne kontroly procesuod úprav BHF až po presnú údržbu lisovaniačasto vyžaduje špecializovaných partnerov. Pre výrobcov, ktorí sa rozširujú od prototypu k sériovej výrobe, spoločnosti ako Shaoyi Metal Technology ponúkať komplexné riešenia lisovania, využívajúc presnosť certifikovanú podľa IATF 16949 a tlačiarne s kapacitou až 600 ton, aby preklenuli medzeru medzi inžinierskou teóriou a realitou výroby.

Výber materiálu: Úloha n-hodnoty a r-hodnoty

Nie všetky kovy sú stvorené rovnaké. Ak sú parametre nástroja a procesu správne, ale trhanie pretrváva, môže byť problémom kvalita materiálu. Pre hĺbkové kreslenie sú dôležité dve vlastnosti:

1. n-hodnota (výkazník tvrdenia pri práci): Toto meria schopnosť materiálu rozdeliť napätie. Vysoká hodnota n znamená, že materiál sa posilňuje pri rozťahu, čo núti deformáciu šíriť sa do susedných oblastí namiesto lokalizácie v krku a praskania. Nehrdzavejúce ocele majú zvyčajne vysoké hodnoty n, čo ich napriek svojej pevnosti robí vynikajúcimi pre hlboké kreslenie.
2. r-hodnota (Plastový pomer napätia): Tým sa meria odolnosť materiálu voči riedení. Vysoká hodnota r (anisotropia) naznačuje, že kov preferuje prúdenie z smeru šírky a dĺžky namiesto riedenia v smere hrúbky. Podľa Výrobky z klinov , výber ocele s kvalitou hlbokého čerpania (DDQ) alebo ocele bez medzičasti (IF) s vysokými hodnotami r môže eliminovať problémy so trhaním, ktoré štandardné komerčné triedy nemôžu zvládnuť.

Kontrolný zoznam riešenia problémov: systematický prístup

Keď sa roztrhanie zastaví, použijte tento diagnostický postup na systematické identifikovanie príčiny. Vyhnite sa zmene viacerých premenných naraz.

Pre ďalšiu diagnostiku špecifických defektov Presné tvárnenie popisuje, ako problémy ako škrty na prázdnom okraji alebo nesprávne zarovnanie môžu napodobňovať problémy s trhaním tým, že nesprávne obmedzujú tok.

Ako zvládnuť ťahanie

Prevencia trhania pri hlbokom odtlačovaní je zriedka o upevnení jednej premenné; ide o vyváženie celého tribologického systému. Pri zachovaní fyziky prietoku kovu, udržiavaní obmedzujúceho pomeru ťahu a prísnej kontrole sily držiteľa prázdneho materiálu môžu výrobcovia dosiahnuť konzistentné, bezchybné diely. Či už upravíte existujúci kov alebo navrhujete nový postup, dôraz sa musí vždy sústrediť na uľahčenie toku pri riadení rozťahu.

Často kladené otázky

1. Aký je rozdiel medzi trhaním a vrásčaním pri kreslení?

Trhanie a vrástenie sú opačné spôsoby zlyhania. Zvrásnenie vzniká, keď tlakové napätie v bridlice spôsobuje, že materiál sa zaškrtie, zvyčajne kvôli nedostatočnej sile držiteľa prázdneho materiálu (BHF). Trhliny vzniká, keď ťahacie napätie v stene prekročí pevnosť materiálu, často spôsobené nadmerným BHF, tesným polomerom alebo slabým mazaním, ktoré obmedzuje tok materiálu.

2. Vráť sa. Ako vypočítať limitovaný pomer čerpania (LDR)?

Limiting Draw Ratio sa vypočíta ako priemer prázdneho miesta vydelený priemerom úderu ($ LDR = D / d$). Pre väčšinu materiálov je bezpečná LDR pre jeden výťah 2,0 alebo menej, čo znamená, že prázdny priemer by nemal byť viac ako dvojnásobný priemer perforácie.

3. Vráť sa. Môže meniť mazivo zabrániť trhline?

Áno, mazanie je kritické. Ak je trenie príliš vysoké pri vstupe matricu alebo pod držadlom na prázdnu vrstvu, materiál nemôže prúdiť do matricu, čo vedie k trhnutiu. Prechod na vysokotlaké, ťažkopádne mazivo určené na hlboké čerpanie môže znížiť trenie a umožniť voľnému prúdu kovu, čím sa zabráni zlomeninám.