Projektowanie matryc dla części płaskich

  Osiąganie perfekcji w trudnym zadaniu

  Płaskość jest jedną z najtrudniejszych cech części, jakie można osiągnąć w konwencjonalnej matrycy do tłoczenia. Niektóre z czynników kontrolujących płaskość części to:

  1. Stopień deformacji cięcia stali.

  2. Właściwości mechaniczne materiału arkuszowego.

  3. Przybywająca płaskość materiału lub cewki.

  4. Grubość metalu.

  5. Naprężenie szczątkowe powstałe w poprzednich operacjach.

  6. Poziomy odkształceń w różnych obszarach w obrębie części.

  W większości przypadków, w których części muszą być płaskie, początkowe zniekształcenie powstaje podczas wygaszania, przekłuwania lub przycinania. Podczas tych procesów powstaje stres, który tworzy płaszczyzny odkształcenia wzdłuż powierzchni części. Te odkształcenia powodują, że twoja część się skręca, zgina i zniekształca. Dlatego jedynym realistycznym sposobem uzyskania płaskości części jest utrzymywanie minimalnych naprężeń wewnętrznych do minimum lub rozbicie płaszczyzn odkształcenia po ich uformowaniu.

  Sprawdź swoje operacje

  Pierwszym krokiem do poprawy problemów z płaskością jest spojrzenie na operację cięcia lub przekłuwania. Jeśli twoje wymagania dotyczące płaskości części obejmują rozsądne tolerancje, można je rozwiązać za pomocą czegoś tak prostego jak zmiana prześwitu cięcia. Chociaż nie jest to najlepszy sposób uzyskania krytycznej płaskości części, jest to najbardziej ekonomiczny sposób.

  Wybrany luz cięcia i przebijania wpływa na wielkość naprężenia wewnętrznego. Zależnie od rodzaju metalu i luzu pomiędzy górną i dolną stalą tnącą, naprężenie to może być na tyle znaczące, aby sprzyjać zniekształceniu części.

Zwiększenie luzu skrawającego podczas procesu nakłuwania zmniejsza naprężenia częściowe, głównie ze względu na malejące odkształcenie ściskającego metalu wokół przebijaka. Gdy prześwit między przebijakiem a przyciskiem matrycy jest niewystarczający, metal jest zmuszany do deformacji plastycznej lub garbienia się wokół obwodu przebijaka. Stwarza to stres w części. Zwiększenie luzu zmniejsza nasilenie deformacji, zmniejszając w ten sposób naprężenia (patrz rysunek 1).

Rysunek 1:

Pamiętaj, aby pozostawić wystarczającą przestrzeń do cięcia wokół przebijaka - jest to bardzo ważne przy unikaniu odkształceń plastycznych.

  Pamiętaj, że wraz ze wzrostem luzu podczas cięcia, Twój ślimak będzie miał większy stres. Jeśli ma zostać zapisany pocisk, należy zmniejszyć prześwit roboczy.

  Wytnij i zanieś.

  Bardzo popularnym sposobem uzyskania płaskości części w matrycy progresywnej jest zastosowanie procesu przecinania i przenoszenia (patrz Figura 2). Proces cięcia i przenoszenia utrzymuje część płaską podczas procesu cięcia, a następnie wyrzuca ją z paska nośnego. W procesie cięcia i przenoszenia produkowany ślimak jest częścią kawałka. Podczas procesu cięcia, metal jest ściskany i utrzymywany w pozycji płaskiej pomiędzy powierzchnią tnącą a dociskaczem. Ta podkładka jest napędzana przez butlę z azotem, zespół die-hydrauliczny lub poduszkę hydrauliczną.

Rysunek 2:

W metodzie "cut-and-carry" kawałek zostaje wykrojony w połowie długości, gdy metal jest ściskany i trzymany płasko, a następnie przepychany przez dziurkacz mniejszy niż przebijak.

  Część jest zaślepiona na około 50 procent drogi przez pasek i pozostawiona w tej pozycji. Ciśnienie pod spodem również spada na but.

  Część później jest wypychana z uderzeniem nieco mniejszym niż poprzedni stempel. Bardzo ważne jest stosowanie zredukowanego odstępu cięcia dla operacji cięcia i przenoszenia. Jest to konieczne z dwóch podstawowych powodów - utrzymania półwyrobu w pasku nośnym i zmniejszenia odkształcenia tnącego ślimaka lub jego części.

  Wybór luzu skrawającego i penetracji cięcia są funkcjami grubości materiału i jego właściwości mechanicznych. Jednak w przypadku większości zastosowań dobrą zasadą jest, aby luz cięcia wynosił od 2 do 4 procent grubości metalu na stronę, a penetracja przebijaka około 50 procent grubości metalu.

  Po zakończeniu operacji cięcia spróbuj uniknąć wpychania ślimaka z powrotem do paska, ponieważ może to spowodować niepotrzebne zniekształcenie części. Część może zostać wyrzucona później przez matrycę za pomocą wybijaka, który ma nieco mniejszy profil niż oryginalny wykrojnik. Regułą jest, aby dziurkacz był o 1 procent mniejszy.

  Należy pamiętać, że przy stosowaniu grubego materiału o zmniejszonym skrawaniu, poważne odkształcenie plastyczne może powodować wzrost paska. Gdy zmniejszysz odległość cięcia, powoduje to, że metal odsunął się od stempla, co powoduje zwiększenie objętości metalu. Wzrost z konkretnego uderzenia może wynosić tylko 0,005 cala, ale w postępującej matrycy z 30 stacjami, masz poważne problemy na końcu linii. Aby temu zaradzić, można dodać gniazda rozszerzeń do pustych obszarów paska. Te puste przestrzenie pozwalają na przepływ metalu, co pomaga zredukować wzrost paska (patrz rysunek 3).

Rysunek 3:

Pozostawienie miejsca na ekspansję w magazynie ma decydujące znaczenie w metodzie cut and carry.

  Fineblanking i Stippling

  Fineblanking. Inną metodą stosowaną do uzyskania płaskich części jest drobne obramowanie. Ten typ operacji wymaga specjalnej prasy do drobnego druku, która wymaga znacznych inwestycji, ale generalnie zapewnia doskonałą charakterystykę płaskości części.

  Ten rodzaj operacji pozwala również na całkowite wypolerowanie krawędzi cięcia bez pękania. Jest to bardzo pożądane, szczególnie gdy produkuje się tłoczone części, takie jak koła zębate lub inne elementy, które wymagają pełnego kontaktu z krawędzią.

  Operacja fineblanking wykorzystuje specjalną podkładkę wysokiego ciśnienia zawierającą pierścień stinger. Ten pierścień zaczepowy jest występem przypominającym brzuszek, który jest przebity lub uformowany w arkuszu blachy otaczającym profil cięcia. Jego zadaniem jest utrzymanie plastyczności metalu podczas plastycznego cięcia na zewnątrz.

  Ponieważ fineblanking używa niewielkiego luzu lub nie ma go wcale, ilość zewnętrznego przepływu metalu musi być ograniczona i kontrolowana. Dopiero gdy zmniejszy się przepływ metalu na zewnątrz, można uzyskać całkowicie odciętą linię cięcia. Podobnie jak w procesie cięcia i noszenia, operacja "fineblanking" również utrzymuje płaską powierzchnię podczas cięcia. Jednakże, w przeciwieństwie do cięcia i przenoszenia, operacja "fineblanking" wykorzystuje bardzo wysokociśnieniową podkładkę podporową do przytrzymywania płaskiego metalu. Zapewnia to maksymalne ciśnienie zatrzymania i ciśnienie płaskości (patrz rysunek 4).

Rysunek 4:

Podkładka podciśnieniowa o dużym ciśnieniu pomaga zapewnić płaskość materiału w procesie drobnego klejenia.

Rysunek 5

  Stippling. Załóżmy, że masz część, która musi być płaska, a obecny kształt matrycy nie zawiera sposobu kontrolowania stresu częściowego. Nie martw się - po prostu spakuj puste miejsce.

  Tłoczenie półwyrobu, proces, który odnosi się do naprężenia wewnętrznego już po jego utworzeniu, wykorzystuje ukośny wzór, który jest ukuty w jedną lub obie powierzchnie części po każdym rozcięciu i wykonuje się rozległe odkształcenie metaliczne. Wzór stipple przełamuje wewnętrzne naprężenie części i niszczy pamięć części, umożliwiając ponowne jej wyprostowanie.

  Głębokość wgłębienia zależy od grubości metalu, właściwości mechanicznych materiału i uprzednio wywołanego naprężenia. Eksperymentacja może być konieczna do osiągnięcia pożądanych rezultatów.

  Istnieje więcej sposobów na utrzymanie płaskich części. Bardzo popularne są również takie procesy, jak przepływ uchwytu i wygaszanie mieszanki. Próba ułożenia części płaskich przy użyciu ekstremalnego tonażu lub utylizacji może zniszczyć matrycę lub prasę, zwłaszcza jeśli sprzęt nie jest do tego przystosowany.

  Z wyjątkiem bardzo grubego lub bardzo miękkiego metalu, nadmierny tonaż generalnie nie doprowadzi donikąd. Kluczowym elementem do zapamiętania jest kontrolowanie lub dzielenie stresu części wewnętrznych.