POVZETEK

Razpoke v vlečnih orodjih so kritična proizvodna okvara, ki jo povzročajo predvsem prevelik napor, napake v materialu, obratovalne napake in slabo načrtovanje orodij. Glavni vzroki vključujejo lokalni tlačni napon, ki povzroči utrujanje materiala, sproščanje notranjih napetosti znotraj materiala ter metalurške napake v orodju ali polizdelku. Pomembni dejavniki, ki prispevajo k predčasnemu okvarjanju orodij, so tudi nezadostna mazanje, nepravilna poravnava opreme ter napaka v geometriji orodja, kot so napačni polmeri ali reži.

Razumevanje ključne razlike: razpoke proti cepitvi

Preden diagnosticirate okvaro, je nujno razlikovati med razpokom in razcepljenostjo, saj se njune temeljne vzroke in rešitve bistveno razlikujejo. Napačna identifikacija načina okvare pogosto vodi k napačnim in neučinkovitim popravnim ukrepom. Čeprav obe pojavljanji povzročita zavrnitev dele, izvirata iz nasprotnih stanj napetosti.

Razcepljenost je trakcijska okvara. Pojavi se, ko se kovino preveč raztegne preko njene največje možnosti raztezanja. Ta procesu pogosto predhaja vidno zmanjšanje debeline materiala, znano kot »vrat«. Predstavljajte si, da vlečete kavo, dokler se v sredini ne zoži in končno ne pretrga. Pri postopku vlečenja se razcepljenost običajno pojavi kot vodoravni pretrg v bližini polmera bata, kjer je bil material preveč raztegnjen. Pogoste rešitve vključujejo povečanje polmera bata, izboljšanje mazanja ali uporabo materiala z boljšimi lastnostmi raztezanja.

Razcep , nasprotno, je tlačna poškodba. Nastane zaradi prevelike lokalizirane tlačne obremenitve, ki povzroči prekomerno utrujenost in krhkost materiala na določenem območju. Kot je podrobneje opisano v analizi s strani Izdelovalec , ta oblika poškodbe povzroči, da je kovina na mestu loma debelejša kot v prvotnem stanju. Počenine se pogosto pojavljajo kot navpične poškodbe in so vse pogostejše pri visoko trdnih jeklih ter nerjavnih jeklih. Poskus popravila počenine z rešitvijo, namenjeno razpokam, bo težavo le še poslabšal.

Za lažjo pravilno diagnostiko upoštevajte naslednje ključne razlike:

Vzroki, povezani s surovinami, in notranji defekti

Fizikalne in kemične lastnosti kako obdelovanca kot tudi orodja samega so pogosti vzroki počenja. Okvare, ki izvirajo iz materiala, so lahko nenavadne, vendar imajo pomembne posledice za izkoriščenost proizvodnje in življenjsko dobo orodja. Te težave se lahko široko kategorizirajo kot težave s surovimi materiali, ki se vlečejo, in napake znotraj materiala orodja.

Pri obdelovancu je slaba izbira surovega materiala glavni krivec. Materiali z nizko plastičnostjo ali visokim indeksom utrujanja pri hladu, kot je avstenitna nerjaveča jekla, so zlasti občutljivi. Med deformacijo lahko ti materiali preidejo v fazno transformacijo, ki povzroči krhko strukturo martenzita, kar jih naredi nagnjene počenju, kot pojasnjujejo strokovnjaki pri Kanou Mould . Poleg tega površinske napake na polizdelku, kot so zareze ali habanje, lahko motijo gladko pretakanje materiala v orodje in povzročijo razpoke, kar je pogost problem, na katerega opozarja Natančno oblikovanje .

Na strani orodja je ključnega pomena kakovost materiala orodja. Orodje iz karbidov slabe kakovosti lahko na primer povzroči katastrofalni prelom. Podrobna analiza odpovedi v The Fabricator's Tube & Pipe Journal navaja metalurške napake, kot je poroznost zaradi neustrezne sinternosti, za glavni vzrok. Če se karbidni prah ne sinterira pravilno, se volfram in kobalt ne povežeta ustrezno, kar zmanjša strukturno celovitost orodja in njegovo sposobnost, da prenese napetosti pri vlečenju. To povzroči šibka mesta, kjer se lahko razpoke enostavno začnejo in širijo.

Za zmanjšanje odpovedi, povezanih z materialom, je več učinkovitih strategij:

• Izbira materiala: Izberite materiale z dobro plastičnostjo in oblikovalnostjo za predvideno uporabo. Pri materialih, ki se močno trdijo s kovanjem, načrtujte medprijem topljenja, da se obnovi duktilnost.
• Kontrola kakovosti: Uvedite stroge preglede vhodnih surovin, da preverite morebitne površinske napake ali neenakomernost debeline.
• Specifikacija materiala orodja: Zahtevajte visokokakovostni ustrezno sintran karbid ali druge primerni orodni jekla od uglednih dobaviteljev. Zagotovite, da je material orodja primeren za napetosti pri vlečenju določenih materialov izdelkov.

Operativne okvare: procesne napetosti, mazanje in poravnavanje

Tudi če so materiali in konstrukcija orodja popolni, so napake pri samem postopku vlečenja glavni vir razpok. Te operativne okvare pogosto izhajajo iz zapletenega medsebojnega vpliva napetosti, trenja in mehanske nastavitve. Za njihovo odpravo je potrebno skrbno spremljanje in nadzorovanje proizvodnega okolja.

Ena najosnovnejših vzrokov je sprostitev notranjih napetosti . Kot opažajo različni strokovnjaki iz industrije, notranji napetosti so neizogiben stranski produkt pri obdelavi kovin. Med postopkom vlečenja se te shranjene napetosti sprostijo, kar se lahko kaže v obliki razpok, včasih takoj po oblikovanju ali celo po določenem času skladiščenja. To velja še posebej za materiale z visokim indeksom utrjevanja.

Nezadostna maščevost je še ena pomembna operativna okvara. Maziva ustvarjajo zaščitni film med orodjem in obdelovancem, s čimer zmanjšujejo trenje in segrevanje. Ko ta film odpove, pride do neposrednega stika kovine s kovino, kar povzroči zalepljanje, povečane sile vlečenja in končno tudi lome. Izbira maziva je ključna; za zahtevne materiale, kot je nerjavno jeklo, so lahko potrebna specialna maziva, na primer folije PVDF, da se ohrani učinkovita pregrada.

In končno, mehanska nevzporednost lahko povzroči neenakomeren napetosti, ki vodijo do predčasnega okvarjenja matrice. Na primer, obrabljeni kolut, ki vodi žico v matrico pod napačnim kotom, ustvari neenakomeren obrabni vzorec. To koncentrira napetost na določenih točkah znotraj matrice, kar vodi do lokalizirane obrabe in razpok. Kot je pokazala ena primerjava, ni bil problem v matriki, temveč v žlebljenem kolutu pred njo, ki je povzročil napačno poravnavo.

Operatorji lahko uporabijo naslednji kontrolni seznam za diagnosticiranje in preprečevanje obratovalnih okvar:

• Preverba mazanja: Preverite, ali pravilno deluje sistem za mazanje in ali se uporablja ustrezno mazivo za dani material in proces.
• Preverjanje poravnave: Redno pregledujte vse sestavne dele vlečne postaje, vključno s koluti in vodili, glede obrabe ter zagotovite pravilno poravnavo obdelovanca v matriko.
• Kontrola parametrov: Zagotovite, da so hitrosti vlečenja in razmerja prebitja znotraj priporočenih mej za obdelovan material.
• Upravljanje napetosti: Pri materialih, ki so nagnjeni k poznejšemu razpokanju, je treba čim prej po oblikovanju upoštevati toplotne obravnave za odpravljanje napetosti.

Napaka v načrtovanju orodja in podstandardna izdelava

Kakovost načrtovanja in izdelave vlečnega orodja sta temelj njegove učinkovitosti in življenjske dobe. Napake v katerem koli od teh dveh področij lahko povzročijo koncentracije napetosti in težave s tokom materiala, kar neposredno vodi do razpok, ne glede na kakovost materiala ali natančnost obratovanja. Dobro zasnovano orodje omogoča gladki tok materiala, medtem ko se slabo zasnovano upira temu toku.

Pogoste napake pri načrtovanju vključujejo neustrezno geometrijo. Na primer, če so polmeri bata in orodja premajhni (preostrimi), lahko omejijo tok materiala v votlino orodja, s čimer povečajo natezne napetosti in povzročijo lome. Nasprotno pa prevelik polmer lahko povzroči krčenje. Glede na CNstamping , neustrezna reža med vlečnim orodjem in kalibrirnim orodjem je še en pogost vzrok za razpoke. Podobno tudi premajhna dolžina pristopnega kota stisne vlečni tlak v preozek prostor, kar iztisne mazivo in povzroči zalepljenje ter okvaro.

Neustrezna izdelava lahko podkoplje celo popolnoma dober dizajn. Prileganje med karbidnim vstavkom in jeklenim ohišjem je ključno tako za mehansko podporo kot za odvajanje toplote. Če vstavek ni v celoti podprt – na primer zaradi stožčasto oblikovanega notranjega premera ohišja – ne zmore vlečnih sil in se razpoči. Ustrezen termični vtisk vstavka v ohišje je nujen za zagotavljanje največje stikalne ploskve, kar omogoča, da ohišje deluje kot toplotni greben in preprečuje pregrevanje vstavka.

Za izogib tem težavam je ključnega pomena sodelovanje s strokovnim in izkušenim proizvajalcem orodij. Specialist lahko zagotovi, da je orodje pravilno zasnovano in izdelano za določeno uporabo, pri čemer upošteva lastnosti materiala, odpiralni kot in obratovalna napetost. Na primer, specialisti, kot je Shaoyi (Ningbo) Metal Technology Co., Ltd. uporabljajo napredne CAE simulacije za optimizacijo konstrukcije orodij ter izkoriščajo obsežna izkušnja v projektiranju za dostavo visoko kakovostnih in zanesljivih orodij za zahtevne aplikacije, kot je avtomobilska žiganja.

Ključna vprašanja pri načrtovanju in izdelavi orodij vključujejo:

• Optimizirana geometrija: Zagotovite, da so polmeri, odmiki in koti približevanja prilagojeni določenemu materialu in geometriji dela.
• Ustrezen podpori vstavki: Uporabite vstavke s srednje brušenjem in jih v celoti podprite znotraj ohišja, da maksimalno izkoristite prenos toplote in mehansko trdnost.
• Pretok materiala: Pri nekvadratnem polizdelku upoštevajte konstrukcije s koničnimi vogali v udrtini, da preprečite, da ostri vogali posegajo v ravne ploskve orodja.
• Strokovno sodelovanje: Tesno sodelujte s ponudniki orodij za preverjanje konstrukcij in zagotavljanje visokokakovostnih gradbenih postopkov.

Pogosta vprašanja

1. Zakaj se blok orodja razpoči med procesom oblikovanja?

Blok orodja se lahko razpoči zaradi več razlogov, predvsem povezanih s napetostjo in celovitostjo materiala. Glavni vzroki vključujejo koncentracijo napetosti zaradi napake v zasnovi orodja ali napačne poravnave, ki osredotoči ogromno silo na majhnem območju. Drug pomemben dejavnik je neenakomerna porazdelitev karbidov v orodni jeklu, kar ustvarja šibke točke. Nazadnje lahko visoke temperature med obratovanjem zmanjšajo odpornost materiala proti razpokam, še posebej če orodja ni primerno ohlajeno.

2. Kaj povzroča razpoke v kovini?

Razpoke v kovini so ponavadi posledica napetosti, ki preseže trdnost materiala. To se lahko zgodi na različne načine, kot so mehansko preobremenitev zaradi zunanjih sil (na primer pri vlečenju), toplotne napetosti zaradi hitrega segrevanja ali hlajenja, ostanki notranjih napetosti iz prejšnjih proizvodnih faz in okoljski dejavniki, kot je korozija, ki s časom oslabijo material. Napake v materialu, kot so poroznost ali vključki, delujejo tudi kot izhodišča za razpoke.

3. Kaj povzroča večino razpok pri oblikovanju pločevine?

Pri oblikovanju pločevine je večino razpok povzročena prekomerno lokalizirano deformacijo. Pogosto je temu kriva neustrezna reža orodja, ko je razmik med bati in orodjem premajhen, kar prisili kovino k striženju ali razpokam. Tudi slaba poravnava lahko ustvari neenakomerno napetost, kar vodi do poškodb. Drugi pogost vzrok je nezadostna podpora ali stiskanje materiala, kar omogoči neenakomerno raztezanje pločevine in presežek mej razteznosti, kar povzroči razpoke ali cepitve.