Özet

Derin çekme preslemede yırtılmayı önlemek, malzeme akışı ve esnek arasında hassas bir denge gerektirir. Yırtılma genellikle, fincan duvarındaki radyal çekme gerilmeleri malzemenin maksimum çekme dayanımını aştığında meydana gelir ve bu durum genellikle aşırı akış direncinden kaynaklanır. Bu kusuru ortadan kaldırmak için mühendisler üç kritik değişkeni optimize etmelidir: 2,0'nin altındaki bir Çekme sınırlama oranı (LDR) değerini korumak, buruşmayı önlemek için Sac Tutucu Kuvveti (BHF) ayarlamak ancak metali kilitlememek ve kalıp giriş yarıçaplarının sürtünmeyi azaltmak için yeterince büyük (genellikle malzeme kalınlığının 4–8 katı kadar) olmasına dikkat etmek. Başarı, yağlama, takım geometrisi ve malzeme özellikleri (n-değeri/r-değeri) uyum içinde çalışan bir sistem olarak süreç algısına bağlıdır.

Yırtılmanın Fiziği: Gerilme, Şekil Değiştirme ve Malzeme Akışı

Derin çekme, birbirine zıt iki kuvvet arasındaki mücadeledir: radyal çekme gerilmesi ve çevresel basma gerilmesi . Bu fiziği anlamak, derin çekme preslemede yırtılmayı önlemek için atılacak ilk adımdır. Matris ucunun saca teması sırasında, sac parçasını kalıp boşluğuna doğru çeker. Flanş bölgesindeki malzeme, daha küçük çaplı kalıba sığabilmesi için çevresel olarak sıkıştırılması gerektiğinden direnç oluşturur. Malzemenin akışa karşı bu direnci çok yüksek olursa, matris ucu hareketine devam eder ve küvet duvarını incelenecek ve nihayetinde kırılacak şekilde gerer.

Bu hasar modu, buruşmaya kıyasla farklıdır. Buruşma, metalin düşük basınç gerilmesiyle serbestçe akmaya başlaması sonucu oluşur ve kıvrılma meydana gelir. Yırtılma ise, metalin yeterince serbestçe akmadığı durumda meydana gelir. de çok yeterince serbestçe akmadığında yapamıyorum metal, kalıba çekilmeden önce çekme sınırına ulaşır. Buna göre İmalatçı , başarılı operasyonlar, matrise giren malzemenin "hızını" kontrol ederek bunu yönetir. Çekme büzgüleri ve bağlayıcı basınç frenler gibi çalışır; fazla fren kuvveti uygulamak malzemenin akmak yerine kopmasına neden olur.

Tasarımcılar ayrıca kök nedeni teşhis etmek için kopma noktasının konumunu belirlemelidir. Bir çatlağın alt kase yarıçapında (zımba burnunun metal ile temas ettiği yer) oluşması genellikle duvar dayanımına kıyasla aşırı zımba kuvvetinin olduğunu gösterir. Ancak yan duvarda dikey bir çatlak, malzemenin iş sertleşmesi kapasitesini tamamen kullandığını veya LDR'nin tek istasyon için çok agresif olduğunu gösterir.

Kritik Tasarım Parametreleri: Yarıçaplar, Boşluk ve LDR

Geometri, sac şekillendirmenin sınırlarını belirler. Kopmaya neden olan en yaygın etken agresif Çekme sınırlama oranı (LDR) . LDR, başlangıç plakası çapının ($D$) zımba çapına ($d$) oranıyla tanımlanır.

• Formül: $LDR = D / d$
• Kural: Çoğu silindirik çelik çekmede, ilk çekme için güvenli üst sınır bir LDR $\le 2.0$'dır. Bu, yaklaşık %50 azaltmaya karşılık gelir.

Hesaplamanız 2.0 değerini aşarsa, büyük flanşı çekmek için gereken kuvvet, bardağın duvar dayanımını aşacağından malzeme muhtemelen yırtılır. Bu tür durumlarda çok aşamalı çekme (yeniden çekme) işlemi gerekir. Macrodyne i̇lk çekme için %50, ikinci çekme için %30 ve üçüncü çekme için %20 oranında kademeli olarak azaltma yapılması önerilir.

Kalıp Giriş ve Baskı Radyüsleri

Metalin üzerinden aktığı radyüs bir destek noktası gibi çalışır. Çok küçük olan bir kalıp Giriş Yarıçapı radyüs, akışı kısıtlayan keskin bir köşe oluşturur ve gerilmeyi yoğunlaştırarak kırılmaya neden olur. Genel bir kural olarak, kalıp radyüsü malzeme kalınlığının 4 ile 8 katı olmalıdır. Tersine, baskı burun radyüsü çok keskin olanı malzemeye bıçak gibi keserek zarar verebilir. Bu radyüslerin cilalanması zorunludur; hafif araç izleri bile sürtünmeyi yırtılmalara neden olacak kadar artırabilir.

Kalıp Boşluğu

Açıklık, yumrukla zar arasındaki boşluk. Sıkı boşluk istenen kesme işlemlerinin aksine, derin çekim, metalin akması için yer gerektirir. İdeal olarak, boşluk malzeme kalınlığının %107-115'i - Hayır. Eğer boşluk malzemenin kalınlığı kadar veya daha azsa, alet bir ütü matası gibi hareket eder, duvarı inceler ve darbe üst kısmında yırtılma riskini önemli ölçüde artırır.

Süreç Kontrolü: Boşluk Sahibi Gücü ve Yağlama

Araçlar inşa edildikten sonra, Sac Tutucu Kuvveti (BHF) basın operatörü için birincil değişken haline gelir. Boşluk tutucu (veya bağlayıcı) bir düzenleyici olarak çalışır. İşinin amacı kırışıkları bastırmak için yeterli baskı yapmak, ama o kadar da fazla değil ki, flensleri sıkıştırıp içeri akışı engelleyecek.

BHF için dar bir "işlem penceresi" vardır:

• Çok düşükse: Flanşta kırışıklıklar oluşur. Bu kırışıklıklar daha sonra matriklenme boşluğuna çekilir ve parçayı sıkıştıran ve yırtmaya neden olan bir çivik gibi davranır.
• Çok yüksekse: Sürtünme, flensin hareket etmesini engeller. yumruk, bardağın altından zorlar ve metali yırtar (bir "altından çıkma" başarısızlığı).

Endüstri verileri, BHF'nin tipik olarak maksimum yumruk kuvvetinin% 30 ila 40%'ını oluşturduğunu göstermektedir. Die-Matic aşırı sıkışmayı önlemek için malzeme kalınlığının yaklaşık % 110'una ayarlanmış duraklamaları kullanmanızı önerir. Karmaşık geometriler için, hidrolik yastıklar veya servopresler, vuruş sırasında basıncı değiştirebilen ve kritik anlarda akışı optimize eden değişken BHF profillerini sunar.

Yağlama da aynı derecede önemlidir. Yüksek basınçlı yağlayıcılar, sürtünme katsayısını azaltarak aracı iş parçasından ayırır. Derin çekimde, farklı bölgelere farklı yağlama stratejileri gerekebilir: flensin kayması için yağlanmasına ihtiyaç vardır, ancak yumruk burnu genellikle avantaj sağlar. daha az malzemeyi tutmak ve alt yarıçapında inceltilmesini önlemek için yağlama (yüksek sürtünme).

Bu düzeyde süreç kontrolü elde etmek için BHF ayarlarından hassas matris bakımına kadar genellikle uzmanlaşmış ortaklar gereklidir. Prototipten seri üretime kadar ölçeklendirilmiş üreticiler için, Shaoyi Metal Technology mühendislik teorisi ile üretim gerçekliği arasındaki boşluğu kapatmak için IATF 16949 sertifikalı hassasiyet ve 600 tona kadar baskı kapasitesini kullanan kapsamlı damgalama çözümleri sunar.

Malzeme Seçimi: N-Değeri ve r-Değeri'nin Rolü

Tüm metaller eşit yaratılmamıştır. Alet ve işlem parametreleri doğruysa da yırtılma devam ederse, malzeme kalitesi engelleyebilir. Derin çizim için iki özellik çok önemlidir:

1. n-değeri (İş sertleştirme katman): Bu, bir malzemenin gerginliği dağıtma yeteneğini ölçer. Yüksek n değeri, malzemenin gerildiği gibi güçlenmesi anlamına gelir, boynunda yerleşmek ve kırılmak yerine yan bölgelere yayılmasını zorlar. Paslanmaz çeliklerin tipik olarak yüksek n değerleri vardır ve bu da güçlerine rağmen derin çekim için mükemmel hale getirir.
2. r-değeri (Plastik gerilme oranı): Bu, malzemenin incelmeye karşı direnci ölçülür. Yüksek bir r değeri (anisotropy), metal kalınlık yönünde incelmek yerine genişlik ve uzunluk yönlerinden akmayı tercih ettiğini gösterir. Buna göre Kline Ürünleri , yüksek r değerlerine sahip derin çekim kalitesi (DDQ) veya ara boşluk (IF) çeliklerini seçmek, standart ticari sınıfların halledemeyeceği yırtılma sorunlarını ortadan kaldırabilir.

Sorun Çözüm Listesi: Sistematik Bir Yaklaşım

Yırtıklarken, çizgi durursa, kök nedeni sistematik olarak belirlemek için bu teşhis iş akışını kullanın. Bir kerede birden fazla değişkeni değiştirmekten kaçının.

Özel kusurlar için daha fazla teşhis için, Doğru Şekillendirme açık kenardaki çürükler veya düzeltme bozuklukları gibi sorunların akış akışını uygunsuz bir şekilde kısıtlayarak yırtma sorunlarını nasıl taklit edebileceğini açıklar.

Çekimi Yetenmek

Derin çekim damgalamasında yırtılmayı önlemek nadiren tek bir değişkeni sabitlemekle ilgilidir; tüm tribolojik sistemi dengelemekle ilgilidir. Metal akışının fizikine bağlı kalarak, Sınırlayıcı Çekim Nisbetini koruyarak ve Boş Sahip Gücünü titiz bir şekilde kontrol ederek, üreticiler tutarlı, kusursuz parçalar elde edebilir. İster mevcut bir ölçek ayarlıyorsanız, ister yeni bir ilerleme tasarlıyorsanız, germeyi yönetirken akışı kolaylaştırmaya odaklanmak her zaman kalmalıdır.

Sıkça Sorulan Sorular

1. Birinci sınıf. Derin çizimlerde yırtma ve kırışıklık arasındaki fark nedir?

Yırtılma ve kırışıklık, ters başarısızlık modlarıdır. Kırışıklık flanşdaki basınç gerginlikleri malzemenin kıvrılmasına neden olduğunda, tipik olarak yetersiz Blank Holder Force (BHF) nedeniyle oluşur. Yırtılma duvar içindeki çekme gerilmeleri malzemenin mukavemetini aştığında meydana gelir ve bu genellikle aşırı BHF, dar radyuslar veya malzeme akışını kısıtlayan yetersiz yağlama nedeniyle oluşur.

2. Sınırlayıcı Çekme Oranı (LDR) nasıl hesaplanır?

Sınırlayıcı Çekme Oranı, levha çapının matris çapına bölünmesiyle hesaplanır ($LDR = D \ d$). Çoğu malzeme için tek kademeli çekmede güvenli LDR değeri 2.0 veya daha azdır, yani levha çapı matris çapının en fazla iki katı olmalıdır.

3. Yağlayıcıyı değiştirmek yırtılmayı önleyebilir mi?

Evet, yağlama çok önemlidir. Matris girişinde veya sac tutucu altında sürtünme çok yüksekse, malzeme matrise doğru akamaz ve bu da yırtılmalara neden olur. Derin çekme işlemi için tasarlanmış yüksek basınçlı, ağır hizmet tipi bir yağlayıcıya geçiş yapmak sürtünmeyi azaltır ve metalin serbestçe akmasına izin vererek kırılmaları önler.