Os 4 segredos que você nunca saberá sobre o processo de formação de placas grossas

Existem cerca de 23 tipos de paletes comumente usados ​​em vagões ferroviários de carga, que podem fixar o acoplador e prevenir deformação e deslocamento sob a ação de carga dinâmica durante a operação;cerca de 12 tipos de paletes de segurança comumente usados ​​podem evitar que o acoplador ou o corpo do palete caiam, resultando em incidentes de tráfego.Há um total de 35 tipos dos dois, e os moldes correspondentes chegam a 7 conjuntos.O aumento da quantidade de pedidos de peças de reposição aumentará significativamente o custo de fabricação de ferramentas e moldes.O processo original de conformação do corpo da palete é a prensagem a quente.O aquecimento da folha não só aumenta o custo de produção, mas também a qualidade do produto é quase marginal.Ao mesmo tempo, o aquecimento da folha reduz correspondentemente o teor de carbono da folha, resultando em uma diminuição nas propriedades mecânicas da folha.Portanto, é necessário reexaminar o novo método de processo e a estrutura do molde para realizar a transição do processo de prensagem a quente para prensagem a frio.

Investigação

A espessura do corpo da palete e da palete de segurança é de 16 mm, o material é Q235A e ambos são peças formadoras de placas espessas.A imagem do produto do corpo da palete é mostrada na figura.A profundidade de compressão é 16 mm, 24 mm, 35 mm, 40 mm, 45 mm, 50 mm, 55 mm.Após a prensagem a quente, as peças de trabalho são empilhadas em pilhas sob a ação do estresse térmico e da gravidade. A planura das duas asas é 1,1 ~ 1,4 mm, e a planura da parte inferior A é um levantamento em forma de arco 0,8 ~ 1,2 m, que não podem atender aos requisitos técnicos do produto.A estrutura do palete de segurança é semelhante à forma, estrutura e tamanho do corpo do palete e também tem o problema de qualidade de baixo nivelamento.

Análise de processo

Cálculo da força de formação

De acordo com o manual de projeto da matriz de estampagem, a força de conformação a frio P = 4x0,6x1,3x210x16x16x 38 / (16 + 15) = 205t, 4 é o número de flexão da chapa de metal, 0,6 é a constante teórica, 1,3 é o trabalho coeficiente de condição e 210 é a placa. A largura do material, 16 é a espessura da folha, 38 é a resistência à tração do material e 15 é o raio do filete de formação da peça de trabalho, de modo que é possível prensar a frio em uma prensa hidráulica de 31,5 toneladas.

Determinação do ângulo de recuperação

A chave para o projeto do molde de compressão está na determinação do ângulo de recuo e na quantidade de anti-deformação.O raio de curvatura relativo da peça de trabalho formada é a razão entre o raio do filete de formação e a espessura do material da folha, 15/16 = 0,94, o valor é pequeno, então o filete de formação não é considerado. A mola traseira considera apenas a mola atrás do ângulo de flexão, o valor da deformação reversa do ângulo de retorno da mola e a espessura da folha, a resistência ao escoamento do material, a resistência à tração do material, o ângulo de formação, a forma da peça de trabalho e a tonelagem de pressão do equipamento, a lacuna de formação do molde está relacionada, e há muitos fatores que influenciam.A fórmula de cálculo teórica é uma fórmula empírica e o ângulo de ressalto da peça de trabalho é difícil de controlar com precisão.Por esta razão, o teste realista da prensa a frio é realizado e a análise de simulação numérica é realizada no software JSTAMP.

Diagrama esquemático do ângulo da peça

● De acordo com o manual de projeto do molde, o ângulo de recuo calculado teoricamente é 1,0 °, e a planura das duas asas é calculada como 1,31 mm, e a planura da parte inferior é 3,32 mm, que é relativamente grande.

Tabela numérica de planicidade de prensagem a frio do corpo da palete

● Usando o molde de prensagem a quente existente, não há ângulo de recuperação e anti-deformação.Conforme mostrado na figura, o teste de prensa a frio é realizado sob a pressão de 240T da prensa hidráulica.Após o teste de prensa a frio, a peça de trabalho é remodelada e perfurada para garantir que o material de teste não seja desperdiçado.Os valores de planicidade são mostrados na tabela.Pode-se ver que o rebote real das duas asas é maior do que o cálculo teórico, e o rebote real da parte inferior é menor do que o cálculo teórico.

● Usando o software STAMP, a análise de cálculo de simulação numérica de 3 vezes de spring back foi realizada sob o estado 260t, e a quantidade de spring back foi de apenas 0,48 mm, que era menor do que o valor calculado teoricamente.A curva de simulação da tendência de ressalto da peça de trabalho é mostrada na figura.

Para desenvolver um programa experimental completo, os alunos devem ter as seguintes habilidades: esclarecer o propósito do experimento, declarar a relação entre a variável independente e a variável dependente, descrever o método de observação ou medição da variável e listar as etapas importantes e experimentais equipamento.O objetivo do experimento foi dado e não está incluído nesta escala.Neste experimento exploratório, variáveis ​​irrelevantes como seleção de galhos, tratamento e processamento de gemas afetarão os resultados experimentais;o período experimental é mais longo, o que envolve o problema de registro de dados experimentais;ao mesmo tempo, o método de tratamento de ramificação e a seleção de concentração envolvidos neste experimento. Essas são coisas que não estão envolvidas no ensino em sala de aula e precisam ser verificadas pelos próprios alunos.Portanto, três elementos são adicionados: a consciência das variáveis ​​de controle, o design de tabelas para registrar os dados experimentais e a revisão dos dados.

Compare a diferença numérica entreprensagem a quente, prensagem a frio e análise de simulação, levando em consideração a conveniência do ajuste do molde, determine o valor do ângulo de rebote e antideformação, o ângulo de rebote das duas asas é 1,2 ° e o antideformação inferior O valor de deflexão é 2,5 mm.

Projeto de Molde

Diagrama esquemático da estrutura do molde

1.3.8 ---- Inserto de molde superior ， 2.6.7 ---- Inserto de molde inferior ， 4 ---- Fantoma inferior ， 5 ---- Fantoma superior.

Determine o modelo matemático do molde de compressão de acordo com o ângulo de ressalto e a quantidade de antideformação.Conforme mostrado na figura, as duas asas giram para baixo 1,2 °, a parte inferior é virada para cima em 2,5 mm e o tamanho do centro do arco 250 é ajustado para o tamanho da intersecção em linha reta 261, o centro do arco é ajustado para 380 o tamanho da interseção da linha reta 370 para garantir que o tamanho expandido da camada neutra seja igual, ou seja, quando o molde estiver acabado, espera-se que ele volte ao estado inicial da peça de trabalho, de modo que o comprimento total da dobragem a linha permanece inalterada e o design do molde é garantido. A precisão.O projeto paramétrico é executado no software de projeto tridimensional CREO2.0.Quando o modelo matemático muda, as características correspondentes do inserto de compressão e do corpo do molde e os desenhos bidimensionais mudam e se ajustam de acordo.O raio do filete R15 está na parte de trabalho do molde.Após a conclusão do projeto, marque e modifique, conforme mostrado na figura, é conveniente para a regeneração rápida e precisa das partes tridimensionais do molde, e a eficiência do projeto é aprimorada.A estrutura final do molde é mostrada na figura.

As inserções superior e inferior do molde original são todas fixadas no batente.Quando o molde estala ou há impurezas entre a inserção e o batente do corpo do molde, levará muito tempo interno e externo para que o molde substitua as inserções.Está de acordo com o conceito enxuto de troca rápida de molde.O método de fixação da inserção é alterado para a auto-estrada de cancelar a parada da inserção superior.A força tende a se deslocar para o centro, mas não há possibilidade de alterar o tamanho da corrente de trabalho.A inserção inferior ainda está fixada na parte superior do corpo do molde.Limitar a força da inserção tem a possibilidade de deslocamento para fora para alterar o tamanho da corrente de trabalho.Quando o molde é substituído por outros produtos, apenas as 4 inserções externas são substituídas em vez de todas as inserções em forma de prensa, o que reduz o tempo de substituição do molde e reduz o custo de fabricação e manutenção do molde.

Verificação e Conclusão

● A quantidade de anti-deformação foi ajustada de 2,5 mm para 1,5 mm, e o molde foi produzido em série, concretizando a transformação tecnológica da prensagem a frio.

● Aumente apropriadamente a pressão do equipamento e se esforce para reduzir a deformação elástica e o ângulo de recuo nos cantos para garantir a rigidez e a estabilidade dimensional da peça de trabalho.

● Execute um projeto de molde flexível, tanto quanto possível, para evitar todas as substituições de inserções de molde.