1. Основна класификация на процесите
Според свойствата на деформация процесът на щамповане може да бъде разделен на две категории: разделяне на материала и формоване.
Процесът на разделяне се отнася до процеса на щамповане, при който заготовката се счупва и отделя, след като напрежението на деформираната част достигне якостта на опън под действието на силата на щамповане, така че да се получи детайл с желаната форма и размер.
Процесът на формоване се отнася до процеса на щамповане, при който напрежението на деформираната част на заготовката достига границата на провлачване под действието на силата на щанцоване, но не достига якостта на опън, така че заготовката се деформира пластично без счупване и отделяне , като по този начин се получава детайл с необходимата форма и размер. .
2. Видове сепарационен процес
Според техните различни механизми на деформация, процесът на разделяне е разделен на две категории: щанцоване и ремонт.
Щанцоване: Отнася се за щанцоване на лист с матрица по определена крива или права линия (включително следните категории)
Възстановяването е отделен метод на обработка за повторна обработка на секцията на заготовката. Ремонтната деформация е режещ механизъм, а точността на размерите и качеството на напречното сечение на детайла са по-добри от тези на заготовката.
3. Видове процес на формоване
Има много процеси на формоване, включително: процеси на огъване, дълбоко изтегляне, фланцоване, издуване и екструзия. (подробности, както следва:)
02
щанцоване
1. Въведение във формата и процеса на формоване на заготовки
Формата на заготовката. Участъкът на продукта за заготовка е разделен на: ъгъл на свиване, светла зона, зона на счупване и брус. Тези четири форми се произвеждат на различни етапи, различни части и под различни напрежения по време на процеса на заготовка на продукта.
Както е показано на фигурата по-горе, 1. Ъгъл на падане: височината е приблизително равна на 8 процента T до 15 процента T; 2. Ярка лента: височината е приблизително равна на 15 процента T до 55 процента T; 3. Разломна зона: височината е приблизително равна на 35 процента T до 75 процента T; 4. Проблем: височината е приблизително равна на 5 процента T до 10 процента T
1) Етап на еластична деформация
Анализ на напрежението: Материалът на режещия ръб е подложен на сила на срязване и големината на силата е по-малка от границата на еластичност. Ако силата изчезне, материалът се връща в първоначалното си състояние.
Описание на състоянието: Поансонът упражнява натиск върху материала и материалът леко се притиска в режещия ръб на матрицата.
2) Етап на пластична деформация
Анализ на напрежението: материалът се натоварва отстрани към центъра и постепенно надвишава границата на еластичност
Описание на състоянието: Ударът навлиза по-дълбоко в материала и на този етап заглушителната част създава свит ъгъл и ярка лента
3) Етап на срязване
Анализ на напрежението: Частичното напрежение на материала близо до режещия ръб на матрицата първо достига якостта на срязване на материала, което увеличава пукнатините, генерирани от материала до режещия ръб на матрицата. По това време материалът на режещия ръб на поансона все още е в етап на пластична деформация. Тъй като поансонът прониква по-навътре в материала, материалът близо до поансона също достига якостта на срязване и също се генерират пукнатини. След това двете пукнатини се застъпват и материалът се разделя.
снимка
Описание на състоянието: Материалът е отделен и когато горните и долните пукнатини се припокриват, те се разкъсват една друга и образуват грапавини
снимка
03
Ключови точки и примери за дизайн на технология за щанцоване, свързани с дизайна на продукта
1. Класификация, функция и структура на заготовките
пиърсинг
Функция 1. Използва се като общ проходен отвор (по-ниски изисквания); 2. Използва се като самонарезен долен отвор (дизайнът на продукта изисква по-голям дял ярки ленти); 3. Използва се като високопрецизен отвор за вал (не изисква неравности, по-малко счупени ремъци) (чрез механично премахване на грапачи или обръщане на формата)
Забележка: Когато проектирате отвора за пробиване, поради ограничението на здравината на поансона, размерът на отвора не трябва да бъде твърде малък (обикновено по-голям от 0.5T)
снимка
Заготовка за щамповане
Функция 1. Използва се като обща форма (по-ниски изисквания); 2. Използва се като сглобка за лазерно заваряване на челно съединение (без неравности, големи ярки ленти, малки празнини в зоната на счупване); 3. Използва се като мека скоба за декорация (изисква къдрене или премахване на ръбове)
Забележка: 1. При проектирането на продукта, ставите на правите линии или кривите на глухите части трябва да имат подходящи заоблени ъгли. (В противен случай напрежението на матрицата ще бъде концентрирано и лесно ще се повреди); 2. Като се има предвид технологията на обработка на щанцова тел за рязане, заготовките или минималният ъгъл R на заготовките не трябва да бъде по-малък от R0.2.
снимка
Рязане на език, рязане на песен
Функция 1. Използва се като катарама; 2. Използва се като лимит; 3. Спестява процеса, подобрява степента на използване на материалите и комбинира двата процеса на подрязване и огъване в един. (Недостатък: Посоката на резеца не може да се променя, трябва да е противоположна на посоката на удара)
Забележка: Изисква се разстоянието между изрязаната част и огъващата част да е достатъчно голямо, за да отговори на силата на удара.
снимка
Точки за внимание при структурния дизайн на рязане и огъване на езика:
1) Ширината на поансона трябва да е достатъчно голяма при рязане, а разстоянието между режещата част и огъващата част трябва да бъде повече от 5 мм при проектирането на частта, в противен случай силата на поансона ще бъде ниска, което ще повлияе на живота на мухъла.
2) Когато проектирате матрицата, режещата част на ръба на ножа трябва да осигури прав ръб от около 3 мм, за да предотврати срутването на ножа. Трябва да има прекъсване от двете страни на поансона, за да се гарантира, че той първо ще бъде срязан и след това огънат.
снимка
Обобщение на точките на дизайна на продукта, свързани с заготовката
1) При проектирането на продукта, ставите на правите линии или кривите на глухите части трябва да имат подходящи заоблени ъгли. (Причина: 1. Минималният ъгъл R при обикновено рязане на тел е 0.2, а острите ъгли не са лесни за гарантиране. 2. Матрицата в острите ъгли Концентрация на напрежение, формата лесно се поврежда след като сресиран.)
2) Посоката на резеца трябва да бъде отбелязана при проектирането на продукта. Борът е много важен за безопасността на сглобяването на продукта и оперативния персонал. (Забележка: посоката на резеца е маркирана, а не посоката на пробиване)
3) Когато проектирате отвора за пробиване, поради ограничението на силата на поансона, размерът на отвора не трябва да бъде твърде малък (обикновено по-голям от 0.5T, опитайте се да не правите диаметъра на отвора по-малко от 0.8T)
4) Когато проектирате продукта, якостта на опън на материала трябва да бъде по-малка от 630MPa, доколкото е възможно, в противен случай матрицата ще бъде трудна за производство. (Когато якостта на опън на продукта е по-малка от 630MPa, материалът на матрицата може да бъде избран от обикновена сравнително евтина стомана, като: Cr12, Cr12MoV, SKD11, D2 и др. Когато якостта на опън на продукта е по-голяма от 630MPa , материалът за матрицата трябва да бъде избран от специална по-скъпа стомана за матрица, като SKH-9)
снимка
5) Когато дизайнът на продукта има специални изисквания за секцията за щанцоване, трябва да се маркира минималната приемлива стойност на всяка секция.
6) Когато режете, обърнете внимание на проектирането на ъгъла на подрязване на продукта, за да улесните изваждането от формата, като по този начин намалите износването на поансона.
снимка
2. Кратко представяне на матрицата за щанцоване
1) щанцоване, заготовка
2) Форма за отстраняване на мухъл
3) Странична матрица за щанцоване
04
Форма на продукта за огъване и въвеждане на процеса на формоване
1. Форма на извити продукти
Механизъм за формоване на огъване: Напрежението върху металния материал е по-голямо от границата на еластичност (граница на провлачване), но по-малко от границата на счупване (якост на опън), което води до промяна на кривината на листа в зоната на деформация на огъване, образувайки огъване.
Анализ на напрежението при огъване: при огъване вътрешната страна на материала е подложена на напрежение на натиск, а външната страна е подложена на напрежение на опън, а напрежението на опън играе доминираща роля, така че неутралния слой на материала е центърът на материал, който е наклонен към вътрешната страна на огъването.
снимка
Неутрален слой: около 0.255T от вътрешната страна на материала
Външното влакно на материала се движи спрямо материала поради напрежението на опън, а недостатъчността на материала се допълва от посоката на ширината
2. Процес на огъване (вземете V крива като пример):
1) Движението на щанцата и контактния лист (заготовка) създават огъващ момент поради различните сили на контактната точка на изпъкналите и вдлъбнати форми, а под действието на огъващия момент възниква еластична деформация, което води до огъване.
2) Тъй като поансонът продължава да се движи надолу, заготовката и повърхността на матрицата постепенно влизат в контакт, така че радиусът на огъване и рамото на огъване намаляват съответно, а контактната точка между заготовката и матрицата се премества от двете раменете на матрицата към двата наклона на матрицата.
3) Тъй като поансонът продължава да се спуска надолу, двата края на заготовката влизат в контакт с наклона на поансона и започват да се огъват.
4) В етапа на изравняване, тъй като разстоянието между поансона и матрицата продължава да намалява, листът се изравнява между поансона и матрицата.
5) В етапа на коригиране, когато щрихът приключи, листът се коригира така, че заоблените ъгли и правите ръбове да паснат на щанцата, за да оформят желаната форма.
снимка
3. Два вида проблеми, които са склонни да се появят при огънати продукти (отскок, напукване)
1) Отскок:
Причината за пружинното връщане: материалът е съставен от много слоеве влакна и напрежението на всеки слой влакна е различно (най-външният слой има най-голямото напрежение на опън, най-вътрешният слой има най-голямото напрежение на натиск, големината на двете силите намаляват към неутралния слой), така че след огъване не всички влакнести слоеве са подложени на напрежение, по-голямо от еластичната граница на материала, така че материалът в етапа на еластична деформация има феномен на възстановяване
снимка
1) Напрежението и деформацията на неутралния слой са нула
2) Напрежението на натиск на неутралния слой постепенно се увеличава към вътрешността
3) Напрежението на опън на неутралния слой постепенно се увеличава навън
снимка
1) Когато частта за щамповане е огъната, напрежението на повечето слоеве на материала навлиза в зоната на пластична деформация и тези слоеве на материала не се връщат назад.
2) Напрежението на слоя материал, който е по-близо до неутралния слой, все още е в зоната на еластична деформация и тези слоеве материал ще изскочат обратно, след като външната сила изчезне (огъващият поансон напуска детайла)
Фактори, влияещи върху отскока:
(1) Колкото по-висока е границата на еластичност на материала, толкова по-голямо е необходимото деформационно напрежение и толкова по-голям е отскокът
(2) Колкото по-малък е относителният радиус на огъване R/T на материала, толкова по-концентрирано е напрежението, толкова по-малък е делът на еластичната деформация и толкова по-малък е отскокът
снимка
2) напукване
Когато напрежението върху част от слоя материал на детайла е по-голямо от границата на опън по време на огъване, детайлът ще се напука. (Колкото по-далеч е материалният слой от неутралния слой, толкова по-голямо е напрежението и напрежението)
снимка
Начини за избягване на напукване: При огъване ъгълът R вътре в ъгъла е твърде малък. (обикновено R стойността не е по-малка от 0.5T)
4. Деформационни характеристики на продуктите за огъване
(1) Поради напрежението на опън на външното влакно на материала, материалът се движи относително и дефицитът на материала се допълва от посоките на ширината и дебелината, така че ширината на материала се намалява.
(2) Поради напрежението на натиск на влакната на вътрешния слой на материала, материалът на вътрешния слой се премества в посока на ширината, което води до увеличаване на ширината на вътрешния слой на материала.
(3) Когато ширината е по-малка от 3 пъти дебелината на материала, горният феномен е очевиден и дизайнът на продукта трябва да избягва ситуацията, при която ширината е по-малка от 3 пъти дебелината на материала.
снимка
5. Ключови точки и примери за проектиране на процеса на огъване, свързани с дизайна на продукта
(1) The fillet radius of the bent part should not be smaller than the minimum bending radius to avoid cracks; but it should not be too large, otherwise the rebound will be large due to incomplete deformation. (Generally, the minimum bending radius R>=0.5T)
Забележка:
1) Когато проектирате продукта, ъгълът на огъване R трябва да се избягва да бъде твърде малък, в противен случай лесно ще причини концентрация на напрежение.
2) Размерът на ъгъла R трябва да бъде отбелязан от вътрешната страна. (Конкретна причина: детайлът е близо до поансона при огъване и ъгълът R на поансона определя ъгъла R на детайла и е лесен за управление и регулиране.)
снимка
(2) The length of the bending edge of the bending part should not be too small, otherwise the length of the support of the mold to the material is too small during the bending, it is not easy to obtain parts with accurate shape, and the bending part is often easy to fall out. H>R плюс 2T.
снимка
Забележка: Когато проектирате продукта, избягвайте да огъвате правия ръб твърде малко, в противен случай той лесно ще причини падане навън и е трудно да се контролира вертикалността.
(3) Огъващата се част не трябва да се огъва при внезапна промяна в ширината на частта, за да се избегне разкъсване. Ако трябва да се огъне при внезапна промяна на ширината, процесният канал трябва да бъде проектиран предварително.
(4) Тъй като заготовката повече или по-малко ще се изплъзне по време на огъване, отворът за процеса трябва да бъде проектиран колкото е възможно по време на проектирането на продукта.
6. Кратко представяне на матрицата за огъване
05
Форма на процеса на формоване и въвеждане на процеса
1. Класификация и въвеждане на процеса на формоване
Механизъм на формоване: Напрежението върху металния материал е по-голямо от границата на еластичност (граница на провлачване), но по-малко от границата на счупване (якост на опън), а режимът на деформация, желан от дизайнера, се произвежда в диапазона на пластична деформация.
снимка
Класификация на процеса на формоване: 1. Дълбоко изтегляне 2. Екструзия 3. Фланговане 4. Обръщане (изпомпване) 5. Свиване и разширяване
снимка
2. Ключови моменти от процеса на формоване, свързани с дизайна на продукта и примери за дизайн
1) Стиснете
Има три функции на екструзионния изпъкнал корпус:
(1) Използва се като самонасочващ се щифт между две части
снимка
Забележка:
а. Когато издатината се използва като позициониращ щифт, диаметърът на издатината трябва да бъде строго контролиран. Като цяло толерансът на диаметъра на издатината може да се контролира на около плюс /- 0.04 mm
b. Тъй като изпъкналата обвивка е екструдирана, всички страни на изпъкналата обвивка са ярки ленти;
(2) Използва се като ограничение на механизма за движение
снимка
(3) Използва се като издатина за заваряване на проекция
снимка
Точки за внимание и размер на удара на изпъкнал дизайн на корпуса:
Principles: 1) It is necessary to ensure that there is sufficient material connection between the convex hull and the matrix, otherwise the convex hull is easy to fall off. 2) When used as projection welding, the bump diameter D>{{0}}t плюс 0,7 и по-голямо от 1,8 mm.
Bump height H>{{0}}({0.4t плюс 0.25) и по-голям от 0,5 mm
Проектните размери на граничната височина на изпъкналия корпус са както е показано на фигурата по-долу
снимка
снимка
Забележка: При маркиране на размера на изпъкналата обвивка може да се контролира само размерът на изпъкналата част, а размерът на вдлъбнатата част не може да се контролира.
Структура на изпъкнала матрица за екструдиране: Размерът на матрицата определя диаметъра на изпъкналата обвивка. Напръстникът и екструзионният поансон заедно определят височината на изпъкналия корпус. Забележка: При маркиране на размера на изпъкналата обвивка може да се контролира само размерът на изпъкналата част, а размерът на вдлъбнатата част не може да се контролира.
снимка
2) дупка за изпомпване
Отворът за изпомпване има две функции:
а) Използва се като части за свързване на нитове (включително занитване чрез щанцоване и занитване чрез завъртане);
Предимства: нитове могат да бъдат пропуснати, което спестява разходи.
Недостатъци: Не може да издържи голяма сила на издърпване или сила на срязване.
Пробиване на отвори и занитване: действа като неподвижна връзка.
Занитване за завъртане на отвор за издърпване: действа като въртящ се вал.
снимка
b) Използва се като свързваща гайка
снимка
Точки за внимание при дизайна на отвора и размера на перфоратора:
Принципи: a) Трябва да се осигури достатъчен материален поток (т.е. трябва да се изчисли възможността за изпомпване).
b) Когато се използва като въртящ се нитот, трябва да се контролира външният диаметър на отвора за извличане (стандартен външен диаметър).
снимка
Забележка: Формата може да контролира както вътрешния, така и външния диаметър на отвора за изпомпване, перфораторът контролира вътрешния диаметър; матрицата контролира външния диаметър, но не едновременно. Тоест, всяка част може да контролира само една стойност.
c) Когато се използва като гайка, трябва да се контролира вътрешният диаметър на отвора за изпомпване (стандартен вътрешен диаметър).
снимка
d) Когато се използва като гайка, трябва да се гарантира, че дебелината на изтънения прав ръб е по-голяма от 1,3 пъти стъпката на резбата.
снимка
e) Когато се използва като гайка и има изисквания за якост, трябва да се гарантира, че минималната височина на правия ръб след пробиване на отвора е по-голяма от 3 пъти стъпката на резбата.
снимка
Изчисляване на приложимостта на дупката за изпомпване:
Отвор за дупка: Процес на щамповане, при който материалът се превръща в страничен фланец по протежение на обиколката на вътрешния отвор.
Коефициент на завъртане на отвора: съотношението на диаметъра на предварително пробития отвор към диаметъра на правия ръб след завъртане на отвора (колкото по-голям е коефициентът на завъртане на отвора, толкова по-малка е степента на деформация)
снимка
Фактори, влияещи върху коефициента на отвора за завъртане:
а) Пластичността на материала, колкото по-добра е пластичността, толкова по-малък е коефициентът на завъртане на отвора.
b) Относителният диаметър D/t на предварително пробития отвор, колкото по-малък е D/t, толкова по-малък е коефициентът на завъртане на отвора.
в) Метод за обработка на отвори. (Ако отворът за въртене е по-висок, не е лесно да се спука, когато резецът е разположен отвътре; когато е разположен отвън, е необходимо да се увеличи процеса на направляваща повърхност и след това да се пробие дупката.)
d) Формата на перфоратора. (Сферичният поансон може да намали коефициента на завъртане и да увеличи степента на деформация.)
На теория е необходимо да се прецени дали процесът на изпомпване е осъществим според коефициента на изпомпване (този метод трябва да определи твърде много фактори, което отнема време и трудоемко). Като цяло може да се прецени според пропорционалната връзка между предварителното щанцоване и дебелината на материала. Когато относителният диаметър D/t на предварително пробития отвор е по-голям от 1, това обикновено се счита за възможно.
Изчисляване на размера на предварително пробития отвор:
Принцип: Принципът на постоянен обем преди и след завъртане на отвора.
AB={H*EF-(π/4-1)*EF*EF}/T
Диаметър на предварително пробития отвор d=D-2*AB
Обикновено дебелината на материала става по-тънка след завъртане на отвора и коефициентът на изтъняване е между {{0}}.45 и 0,9.
Коефициентът на изтъняване се отнася до съотношението на EF към дебелината T на суровината
It is generally believed that when d>=T, сондажът е осъществим (емпирична стойност, подробна преценка може да се отнася до коефициента на пробиване)
снимка
Структура на формата за изтегляне на отвори
снимка
Структура на поансона за пробиване на дупки: а) Когато се използва параболичен поансон, качеството на струговане е по-високо поради прекомерната дъга. (Структурата е следната)
снимка
Забележка: Когато радиусът на дъгата е различен, ефектът на екструдиране на щанцата върху материала е различен. Тъй като малката дъга е твърде малка, моментната сила на екструдиране върху материала е голяма, така че деформацията на материала също е голяма. Следователно, при същите условия, малката дъга се използва за завъртане на отвора. По-висок.
б) Еднократен оформящ щанц без предварително щанцоване.
снимка
Забележка: Размерът на отвора за пробиване съответства на размера на предварително пробития отвор в двете форми (A=a, B=b). Еднократната структура за щанцоване и завъртане е подходяща само за случаите, когато въртящите се грани са от външната страна.
3) Вдлъбнат фланец
Фланговането е процесът на превръщане на материала в странична къса страна по протежение на контурната крива.
а) Вдлъбнат фланец (удължен фланец): деформацията е подобна на тази на дупка.
b) Степента на изтъняване варира между 0,9 и 1 (най-силно деформираната област е в най-високата крайна повърхност)
Преценка за осъществимостта на вдлъбнати фланци:
а) Разширен размер
снимка
б) Присъда
Крайна дължина на дъгата L1 преди фланцоване
Дължина на крайната дъга L2 след огъване
Когато скоростта на деформация K на крайната повърхност е по-голяма от степента на удължение на суровината, ще настъпи напукване
снимка
По време на проектирането на продукта стойностите на R, r и h могат да се регулират така, че скоростта на деформация на челната повърхност да отговаря на изискванията за проектиране без напукване.
4) Изпъкнал фланец
а) Изпъкнало фланцоване (компресионно фланцоване): Свойството на деформация принадлежи на компресионното формоване.
b) Разширени размери на изпъкналия фланец
снимка
06
Въведение в други структури на матрици за щамповане
1. Структура на валцуваща се форма (метод 1)
Стъпки: 1. Разточете една осма от кръга, 2. Извийте нагоре под наклон на 80 градуса, 3. Натиснете надолу, за да оформите кръг.
снимка
2. Структура на ролкова форма (метод 2)
Стъпки: 1. Разточете четвърт кръг, 2. Използвайте плъзгача, за да натиснете настрани.
3. Изравнете структурата на формата (изравнете външния ръб)
Стъпки: 1. Бланкиране; 2. Огъване нагоре 90 градуса; 3. Натискане на 70 градуса (размерът на поансона R е два пъти дебелината на материала минус 0,3) 4. Сплескване
снимка
4. Сплескваща структура на формата (сплескване на вътрешния отвор)
Стъпки: 1. Бланкиране; 2. Огъване нагоре 90 градуса; 3. Натискане на 70 градуса (размерът на поансона R е два пъти дебелината на материала минус 0,3) 4. Сплескване
снимка
5. Структура за дълбоко изтегляне
