1. Основна класифікація процесів
За властивостями деформації процес штампування можна розділити на дві категорії: поділ матеріалу та формування.
Процес відокремлення відноситься до процесу штампування, під час якого заготовку розламують і відокремлюють після того, як напруга деформованої частини досягне межі міцності на розрив під дією сили штампування, щоб отримати заготовку потрібної форми та розміру.
Процес формування відноситься до процесу штампування, під час якого напруга деформованої частини заготовки досягає межі текучості під дією сили штампування, але не досягає межі міцності на розрив, так що заготовка пластично деформується без руйнування та розриву. , тим самим отримуючи заготовку необхідної форми і розміру. .
2. Види процесу сепарації
Відповідно до різних механізмів деформації процес розділення поділяється на дві категорії: штампування та ремонт.
Штампування: відноситься до штампування аркуша за допомогою форми вздовж певної кривої або прямої лінії (включаючи наступні категорії)
Відновлення – окремий метод обробки для повторної обробки ділянки заготовки. Відновлювальна деформація - це механізм різання, а точність розмірів і якість поперечного перерізу заготовки кращі, ніж у заготовленої частини.
3. Види процесу формування
Існує багато процесів формування, включаючи процеси згинання, глибокої витяжки, фланцювання, видавлювання та екструзії. (деталі наступні:)
02
Штампування
1. Ознайомлення з формою та процесом формування заготівельних виробів
Форма заготовочного виробу. Розріз заготовки поділяється на: кут розвалу, світлу зону, зону зламу та задирок. Ці чотири форми виготовляються на різних етапах, у різних частинах і під різними навантаженнями під час процесу штампування виробу.
Як показано на малюнку вище, 1. Кут нахилу: висота приблизно дорівнює від 8 відсотків T до 15 відсотків T; 2. Яскрава смуга: висота приблизно дорівнює від 15 відсотків T до 55 відсотків T; 3. Зона розлому: висота приблизно дорівнює від 35 відсотків T до 75 відсотків T; 4. Глюк: висота приблизно дорівнює від 5 відсотків T до 10 відсотків T
1) Стадія пружної деформації
Аналіз напруги: матеріал на ріжучій кромці піддається зсуву, і величина сили менша за межу пружності. Якщо сила зникає, матеріал повертається до початкового стану.
Опис стану: Пуансон тисне на матеріал, і матеріал злегка вдавлюється в ріжучу кромку матриці.
2) Стадія пластичної деформації
Аналіз напруги: матеріал напружується збоку до центру та поступово перевищує межу пружності
Опис стану: удар проходить глибше в матеріал, і на цьому етапі заглушка створює згорнутий кут і яскраву смугу
3) Стадія стрижки
Аналіз напруги: часткова напруга матеріалу поблизу ріжучої кромки матриці спочатку досягає міцності на зсув матеріалу, що збільшує тріщини, які утворюються матеріалом поруч із ріжучою кромкою матриці. У цей час матеріал на ріжучій кромці пуансона все ще знаходиться в стадії пластичної деформації. Коли пуансон проникає глибше в матеріал, матеріал поблизу пуансону також досягає міцності на зсув, і також утворюються тріщини. Після цього дві тріщини перекриваються, і матеріал відокремлюється.
картина
Опис стану: матеріал розділений, і коли верхня та нижня тріщини перекриваються, вони розривають одна одну та утворюють задирки
картина
03
Ключові моменти та приклади дизайну технології штампування, пов’язані з дизайном продукту
1. Класифікація, призначення та будова заготівельних виробів
пірсинг
Функція 1. Використовується як загальний наскрізний отвір (нижчі вимоги); 2. Використовується як самонарізний нижній отвір (дизайн виробу вимагає більшої частки яскравих смуг); 3. Використовується як високоточний отвір для вала (не потребує задирок, менше розривів ременів) (шляхом механічного видалення задирок або інверсії форми)
Примітка. Через обмеження міцності пробійника розмір отвору не має бути надто малим (зазвичай більше ніж 0.5T) під час проектування отвору.
картина
Бланкове тиснення
Функція 1. Використовується як загальна форма (нижчі вимоги); 2. Використовується як вузол лазерного зварювання встик (без задирок, великих яскравих смуг, малих зазорів у зоні зламу); 3. Використовується як м’яка декоративна скоба (потрібна скручування або видалення задирок)
Примітка: 1. При проектуванні виробу стики прямих або кривих деталей заготовок повинні мати відповідні закруглені кути. (Інакше напруга матриці буде концентрованою та легко пошкодиться); 2. Враховуючи технологію обробки різання дроту, заготовки або мінімальний кут R заготовок не повинен бути меншим за R0.2.
картина
Язик різання, різання пісні проколювання
Функція 1. Використовується як пряжка; 2. Використовується як межа; 3. Зберігає процес, покращує коефіцієнт використання матеріалів і поєднує два процеси обрізки та згинання в один. (Недолік: напрямок заусенця не можна змінити, він має бути протилежним напрямку пуансона)
Примітка. Необхідно, щоб відстань між вирізаною частиною та частиною, що згинається, була достатньо великою, щоб відповідати міцності удару.
картина
Пункти, на які слід звернути увагу при структурному проектуванні різання та згинання язичка:
1) Ширина пуансона повинна бути достатньо великою під час різання, а відстань між ріжучою частиною та частиною, що згинається, повинна бути більше 5 мм при проектуванні деталі, інакше міцність пуансона буде низькою, що вплине на термін служби цвілі.
2) Під час проектування форми ріжуча частина леза ножа повинна забезпечувати прямий край приблизно 3 мм, щоб запобігти згортанню ножа. По обидва боки пуансона має бути розрив, щоб переконатися, що він спочатку буде розрізаний, а потім зігнутий.
картина
Короткий опис моментів дизайну продукту, пов’язаних із заготовкою
1) При проектуванні виробу стики прямих або кривих частин заготовок повинні мати відповідні закруглені кути. (Причина: 1. Мінімальний кут R звичайного різання дроту становить 0.2, і гострі кути нелегко гарантувати. 2. Матриця на гострих кутах Концентрація напруги, форма легко пошкоджується після підкреслив.)
2) Напрямок задирок слід позначити при проектуванні виробу. Задирок дуже важливий для безпеки збирання виробу та обслуговуючого персоналу. (Примітка: позначено напрямок задирок, а не напрям пробивання)
3) Під час проектування пробивання отвору через обмеження міцності пробійника розмір отвору не повинен бути занадто малим (зазвичай більше 0.5T, намагайтеся не робити діаметр отвору менше 0.8T)
4) При проектуванні виробу міцність на розрив матеріалу повинна бути якомога менше 630 МПа, інакше форму буде важко виготовити. (Якщо міцність виробу на розрив менше 630 МПа, матеріал форми можна вибрати зі звичайної відносно дешевої сталі, такої як: Cr12, Cr12MoV, SKD11, D2 тощо. Коли міцність виробу на розрив перевищує 630 МПа , матеріал форми слід вибирати зі спеціальної дорожчої сталі форми, такої як SKH-9)
картина
5) Якщо конструкція виробу має спеціальні вимоги до секції штампування, мінімально прийнятне значення кожної секції повинно бути позначено.
6) Під час різання зверніть увагу на кут обрізки на виробі, щоб полегшити виймання з форми, тим самим зменшивши знос пуансона.
картина
2. Короткий вступ до штампу
1) штампування, штампування
2) Форма для зняття задирок
3) Бокова штамповка
04
Ознайомлення з формою гнуття виробу та процесом формування
1. Форма криволінійних виробів
Механізм формування згинання: напруга на металевому матеріалі перевищує межу пружності (межа текучості), але менша за межу руйнування (межа міцності на розтягування), що призводить до зміни кривизни листа в зоні деформації згинання, утворюючи вигин.
Аналіз напруги при згині: при згині внутрішня сторона матеріалу піддається напрузі стиснення, а зовнішня сторона піддається напрузі розтягування, і напруга розтягування відіграє домінуючу роль, тому нейтральний шар матеріалу є центром матеріал, який має ухил до внутрішньої сторони вигину.
картина
Нейтральний шар: приблизно 0.255T з внутрішньої сторони матеріалу
Зовнішнє волокно матеріалу рухається відносно матеріалу через напругу розтягування, а недостатність матеріалу доповнюється напрямком ширини
2. Процес згинання (візьмемо як приклад V-криву):
1) Рух пуансона та контактного листа (заготовки) створює згинальний момент через різні сили контакту опуклої та увігнутої форм, а під дією згинального моменту відбувається пружна деформація, що призводить до вигину.
2) У міру того, як пуансон продовжує рухатися вниз, заготовка та поверхня матриці поступово вступають у контакт, так що радіус вигину та плече згинання відповідно зменшуються, а точка контакту між заготовкою та матрицею переміщується від двох плечі матриці до двох схилів матриці.
3) Коли пуансон продовжує опускатися вниз, обидва кінці заготовки стикаються зі схилом пуансону та починають згинатися.
4) На стадії вирівнювання, коли зазор між пуансоном і матрицею продовжує зменшуватися, лист розплющується між пуансоном і матрицею.
5) На етапі корекції, коли штрих закінчено, аркуш виправляється так, щоб закруглені кути та прямі краї підходили до пуансона для формування потрібної форми.
картина
3. Два типи проблем, які можуть виникнути в зігнутих виробах (відскок, розтріскування)
1) Відскок:
Причина пружності: матеріал складається з багатьох шарів волокон, і напруга кожного шару волокон різна (зовнішній шар має найбільшу напругу розтягування, внутрішній шар має найбільшу напругу стиску, величина двох сили зменшуються в бік нейтрального шару), тому після вигину не всі шари волокон зазнають напруги, що перевищує межу пружності матеріалу, тому матеріал на стадії пружної деформації має явище відновлення
картина
1) Напруга і деформація нейтрального шару дорівнюють нулю
2) Напруга стиску нейтрального шару поступово зростає всередину
3) Розтягуюча напруга нейтрального шару поступово зростає назовні
картина
1) Коли частина штампування згинається, деформація більшості шарів матеріалу потрапляє в зону пластичної деформації, і ці шари матеріалу не пружинять назад.
2) Деформація шару матеріалу, який знаходиться ближче до нейтрального шару, все ще знаходиться в області пружної деформації, і ці шари матеріалу відпружать назад після зникнення зовнішньої сили (пуансон для згинання залишає заготовку)
Фактори, що впливають на відскок:
(1) Чим вище межа пружності матеріалу, тим більша необхідна деформаційна напруга і тим більший відскок
(2) Чим менший відносний радіус вигину R/T матеріалу, тим більше концентрована напруга, тим менша частка пружної деформації та менший відскок.
картина
2) розтріскування
Коли навантаження на частину шару матеріалу заготовки перевищує межу розтягування під час згинання, заготовка тріскається. (Чим далі шар матеріалу від нейтрального шару, тим більше напруга та деформація)
картина
Способи уникнути розтріскування: під час згинання кут R всередині кута занадто малий. (зазвичай значення R не менше ніж 0.5T)
4. Деформаційні характеристики виробів згинання
(1) Через напругу розтягування зовнішнього волокна матеріалу матеріал рухається відносно, а дефіцит матеріалу доповнюється напрямками ширини та товщини, тому ширина матеріалу зменшується.
(2) Через напругу стиснення волокон внутрішнього шару матеріалу, матеріал внутрішнього шару рухається в напрямку ширини, що призводить до збільшення ширини внутрішнього шару матеріалу.
(3) Коли ширина менше ніж у 3 рази перевищує товщину матеріалу, вищевказане явище є очевидним, і конструкція виробу повинна уникати ситуації, коли ширина менше ніж у 3 рази перевищує товщину матеріалу.
картина
5. Ключові моменти та приклади проектування процесу згинання, пов’язані з дизайном продукту
(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)
Примітка:
1) При проектуванні виробу слід уникати занадто малого кута вигину R, інакше це легко спричинить концентрацію напруги.
2) Розмір кута R повинен бути позначений на внутрішній стороні. (Конкретна причина: деталь знаходиться близько до пуансона під час згинання, а кут R пуансона визначає кут R деталі, і його легко контролювати та регулювати.)
картина
(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.
картина
Примітка. Під час проектування виробу уникайте надто малого згинання прямого краю, інакше це легко спричинить падіння назовні та важко контролювати вертикальність.
(3) Деталь, що згинається, не повинна згинатися при раптовій зміні ширини деталі, щоб уникнути розриву. Якщо його необхідно зігнути при раптовій зміні ширини, технологічний паз слід спроектувати заздалегідь.
(4) Оскільки заготовка буде більш-менш ковзати під час згинання, технологічний отвір слід максимально спроектувати під час проектування продукту.
6. Короткий вступ до згинальної матриці
05
Форма процесу формування та впровадження процесу
1. Класифікація та введення процесу формування
Механізм формування: навантаження на металевий матеріал перевищує межу пружності (межа текучості), але менше межі руйнування (межа міцності), і режим деформації, бажаний розробником, створюється в межах діапазону пластичної деформації.
картина
Класифікація процесу формування: 1. Глибока витяжка 2. Екструзія 3. Відбортовка 4. Перевертання (накачування) 5. Усадка та розширення
картина
2. Ключові моменти процесу формування, пов’язані з дизайном продукту та прикладами дизайну
1) Стиснути
Існує три функції екструзійної опуклої оболонки:
(1) Використовується як саморозташований штифт між двома частинами
картина
Примітка:
a. Коли виступ використовується як позиціонуючий штифт, необхідно суворо контролювати діаметр виступу. Як правило, допуск на діаметр втулки можна контролювати на рівні плюс/- 0,04 мм
b. Оскільки опукла оболонка видавлена, боки опуклої оболонки являють собою яскраві смуги;
(2) Використовується як обмеження механізму руху
картина
(3) Використовується як опора для виступаючого зварювання
картина
Примітка та розмір штампу опуклої конструкції корпусу:
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 і більше 1,8 мм.
Bump height H>{{0}}({0.4t плюс 0.25) і більше 0,5 мм
Проектні розміри граничної висоти опуклого корпусу вказані на малюнку нижче
картина
картина
Примітка: під час маркування розміру опуклої оболонки можна контролювати лише розмір опуклої частини, а розмір увігнутої частини не можна контролювати.
Структура екструзійної конвексної матриці: Розмір матриці визначає діаметр опуклої оболонки. Наперсток і екструзійний пуансон разом визначають висоту опуклої оболонки. Примітка: під час маркування розміру опуклої оболонки можна контролювати лише розмір опуклої частини, а розмір увігнутої частини не можна контролювати.
картина
2) насосна свердловина
Насосний отвір виконує дві функції:
a) Використовуються як деталі заклепкового з’єднання (включаючи штампування та поворотні заклепки);
Переваги: можна не використовувати заклепки, заощаджуючи кошти.
Недоліки: Не витримує великої сили відриву або сили зсуву.
Пробивання отворів і заклепки: діє як фіксоване з'єднання.
Витягування отвору повертання заклепки: воно діє як обертовий вал.
картина
b) Використовується як сполучна гайка
картина
Варто звернути увагу на дизайн отвору та розмір перфоратора:
Принципи: a) Необхідно забезпечити достатній потік матеріалу (тобто необхідно розрахувати доцільність перекачування).
b) При використанні як поворотної заклепки зовнішній діаметр отвору для витягування (стандартний зовнішній діаметр) повинен контролюватися.
картина
Примітка: прес-форма може контролювати як внутрішній, так і зовнішній діаметр отвору для закачування, пуансон контролює внутрішній діаметр; матриця контролює зовнішній діаметр, але не одночасно. Тобто кожна частина може контролювати лише одне значення.
c) При використанні як гайки внутрішній діаметр насосного отвору (стандартний внутрішній діаметр) повинен контролюватися.
картина
d) При використанні як гайки необхідно переконатися, що товщина стоншеної прямої кромки в 1,3 рази перевищує крок різьби.
картина
e) Якщо він використовується як гайка і має вимоги до міцності, необхідно переконатися, що мінімальна висота прямої кромки після свердління отвору перевищує 3-кратний крок різьби.
картина
Розрахунок доцільності закачування свердловини:
Отвір для отвору: процес штампування, під час якого матеріал перетворюється на бічний фланець по колу внутрішнього отвору.
Коефіцієнт повороту отвору: відношення діаметра попередньо пробитого отвору до діаметра прямої кромки після повороту отвору (чим більший коефіцієнт повороту отвору, тим менший ступінь деформації)
картина
Фактори, що впливають на коефіцієнт повороту:
а) Пластичність матеріалу, чим краща пластичність, тим менший коефіцієнт повороту отвору.
b) Відносний діаметр D/t попередньо пробитого отвору, чим менше D/t, тим менший коефіцієнт повороту отвору.
в) Метод обробки отвору. (Якщо поворотний отвір вище, то непросто тріснути, коли заусенець розташований зсередини; коли він розташований зовні, необхідно збільшити процес направляючої поверхні, а потім просвердлити отвір.)
г) Форма дироколу. (Сферичний пуансон може зменшити коефіцієнт повороту та збільшити ступінь деформації.)
Теоретично за коефіцієнтом накачування необхідно судити, чи можливий процес накачування (цей метод потребує визначення занадто багатьох факторів, що займає багато часу та праці). Загалом, про це можна судити відповідно до пропорційного співвідношення між попереднім штампуванням і товщиною матеріалу. Якщо відносний діаметр D/t попередньо пробитого отвору більше 1, це зазвичай вважається можливим.
Розрахунок розміру попереднього отвору:
Принцип: принцип постійного об'єму до і після повороту отвору.
AB={H*EF-(π/4-1)*EF*EF}/T
Діаметр попереднього отвору d=D-2*AB
Як правило, товщина матеріалу стає тоншою після повороту отвору, а коефіцієнт розрідження становить від {{0}}.45 до 0,9.
Коефіцієнт розрідження відноситься до співвідношення EF до товщини T сировини
It is generally believed that when d>=T, буріння можливо (емпіричне значення, детальне судження може посилатися на коефіцієнт буріння)
картина
Структура форми для витягування отворів
картина
Структура перфоратора: a) Якщо використовується параболічний пуансон, якість точіння вища через надмірну дугу. (Структура наступна)
картина
Примітка. Якщо радіус дуги різний, ефект екструзії пуансона на матеріал буде іншим. Оскільки маленький дуговий пуансон занадто малий, миттєва сила екструзії на матеріал велика, тому деформація матеріалу також велика. Тому за тих самих умов для повороту отвору використовується пробійник малої дуги. Вища.
b) одноразовий формувальний пуансон без попереднього штампування.
картина
Примітка. Розмір отвору для проколу відповідає розміру попередньо пробитого отвору в двох формах (A=a, B=b). Одноразова вирубно-токарна конструкція підходить тільки для випадку, коли токарні задирки знаходяться зовні.
3) Увігнуте відбортовування
Відбортування - це процес повороту матеріалу на бічну коротку сторону по кривій контуру.
a) Увігнутий фланець (подовжений фланець): деформація подібна до отвору.
b) Швидкість потоншення коливається від 0,9 до 1 (найбільш сильно деформована область знаходиться на найвищій торцевій поверхні)
Техніко-економічне рішення увігнутого відбортування:
а) Розгорнутий розмір
картина
б) судження
Довжина кінцевої дуги L1 перед фланцюванням
Довжина кінцевої дуги L2 після відбортування
Коли швидкість деформації K торцевої поверхні перевищує швидкість подовження сировини, відбудеться розтріскування.
картина
Під час проектування виробу значення R, r і h можна регулювати так, щоб швидкість деформації торцевої поверхні відповідала вимогам конструкції без розтріскування.
4) Опукла відбортовка
a) Опукле відбортування (відбортування під тиском): властивість деформації належить до формування під тиском.
б) Розгорнуті розміри опуклого фланця
картина
06
Ознайомлення з іншими структурами штампу
1. Конструкція прес-форми (метод 1)
Кроки: 1. Розкачайте одну восьму кола, 2. Зігніться вгору похило під кутом 80 градусів, 3. Натисніть вниз, щоб утворити коло.
картина
2. Конструкція прес-форми (метод 2)
Кроки: 1. Розкотіть чверть кола, 2. Використовуйте повзунок, щоб штовхнути вбік.
3. Розрівняйте структуру форми (розрівняйте зовнішній край)
Етапи: 1. Очищення; 2. Згинання вгору 90 градусів; 3. Притискання на 70 градусів (розмір пуансона R дорівнює подвоєній товщині матеріалу мінус 0,3) 4. Розплющування
картина
4. Сплющення структури прес-форми (сплющення внутрішнього отвору)
Етапи: 1. Очищення; 2. Згинання вгору 90 градусів; 3. Притискання на 70 градусів (розмір пуансона R дорівнює подвоєній товщині матеріалу мінус 0,3) 4. Розплющування
картина
5. Структура глибокої витяжки
