Número Browse:21 Autor:editor do site Publicar Time: 2024-03-25 Origem:alimentado
Desenho profundo é um processo de estampagem no qual um material de folha plana é passado através de uma matriz côncava sob a pressão de um punção para formar uma peça oca aberta.Entre os vários tipos de componentes de chapa metálica, a estampagem profunda é frequentemente usada para processar várias peças redondas simples, cabeças hemisféricas e parabólicas compostas de materiais maiores ou mais espessos.
De modo geral, o processamento de estampagem profunda deve ser concluído usando uma matriz de trefilação através da pressão de uma prensa.Em circunstâncias normais, o processamento a frio é usado, e o processamento a quente é usado apenas para estampagem profunda de chapas mais espessas com dimensões externas maiores ou deformações maiores.
1. Processo de desenho
A figura mostra o processo de desenho de colocação de uma placa plana circular com diâmetro D e espessura t no orifício de posicionamento da matriz e trefilação em uma peça cilíndrica.
Durante o processo de estampagem profunda, devido ao momento fletor formado pela força de estampagem F e a folga Z entre as matrizes convexas e côncavas, o molde convexo se move para baixo para entrar em contato com a chapa e então exerce pressão para baixo, fazendo com que a chapa dobre e fique côncava , e é guiado nos cantos arredondados das matrizes convexas e côncavas.Quando o punção é puxado para dentro do furo da matriz, o material da folha evolui lentamente em três partes: o fundo, a parede e o flange;à medida que o punção continua a descer, o fundo basicamente não se move e o flange anular continua a encolher em direção ao furo e é puxado para dentro da cavidade.
A abertura do molde se transforma em uma parede de cilindro, de modo que a parede do cilindro aumenta gradualmente e o flange encolhe gradualmente.Finalmente, o flange é completamente puxado para dentro da abertura da matriz e se transforma em uma parede cilíndrica, e o processo de trefilação termina.A folha circular torna-se um cilindro oco aberto com diâmetro d1 e altura h.
2. Análise de deformação por estampagem profunda
De acordo com o processo de deformação do desenho, pode-se saber que o processo de desenho é o processo no qual o flange anular encolhe gradualmente e flui em direção ao furo da matriz para se tornar a parede do cilindro.O processo de estampagem profunda é um processo de deformação plástica relativamente complexo, e cada parte danificada do cabelo pode ser dividida em várias áreas de acordo com suas condições de deformação.
2.1 Parte inferior do cilindro: A parte circular onde a parte inferior do punção pressiona e entra em contato com a área central da folha é a parte inferior.Durante o processo de trefilação, esta área sempre mantém uma forma plana e está sujeita a uma tensão radial uniforme ao seu redor.Pode-se considerar que não há deformação plástica ou há uma pequena área de deformação plástica, e o material inferior transfere a força de punção para a parede do cilindro, fazendo com que gere tensão de tração axial.
2.2 Peça do flange: A área anular da matriz é o flange, que é a principal área de deformação durante a estampagem profunda.Durante a estampagem profunda, o material do flange gera tensão de tração radial devido à força de estampagem., quando os materiais encolhem e fluem em direção ao furo da matriz, os materiais se comprimem para gerar tensão de compressão tangencial 3. Sua função é semelhante à de puxar uma parte em forma de setor da peça bruta F através de uma ranhura imaginária em forma de cunha para se tornar a deformação de F, conforme mostrado na figura.
Quando o flange é grande e o material da chapa é fino, a peça do flange perderá estabilidade devido à tensão de compressão tangencial durante o estiramento, formando o chamado 'fenômeno de enrugamento'.Portanto, um suporte de peça bruta é frequentemente usado para prensar o flange. Realizar prensagem de borda.
2.3 Parede simples: É a área deformada, que é formada pela transferência de fluxo do material da peça do flange por meio de compressão tangencial, alongamento radial e retração, e basicamente não sofre mais grandes deformações.Quando o estiramento continua, ele desempenha o papel de transmitir a força de estiramento do punção ao flange.O próprio material da parede simples suporta a tensão de tração unidirecional durante o processo de transmissão da força de trefilação e é ligeiramente alongado longitudinalmente e ligeiramente mais espesso.Há desbaste.
2.4 A parte do canto arredondado da matriz côncava: a parte de transição onde o flange e a parede do cilindro se encontram.A deformação do material aqui é mais complicada.Além de possuir as mesmas características da peça do flange, ou seja, está sujeito a tensões de tração radiais e tensões de compressão tangenciais.Ele também suporta tensão de compressão côncava e espessa formada pela extrusão e flexão do filete da matriz.
2.5 A parte arredondada do punção: a parte de transição onde a parede simples e o fundo do cilindro se encontram, está sujeita a tensões de tração nas direções radial e tangencial, e a direção espessa está sujeita à extrusão e flexão do arredondado parte do punção para produzir tensão de compressão.Durante o processo de trefilação, a direção radial é alongada e a espessura é reduzida.O afinamento mais sério ocorre na junção entre o canto redondo do punção e a parede do cano.
Quando o desenho começa, ele fica entre as matrizes convexas e côncavas, portanto, menos material precisa ser transferido.O grau de deformação é pequeno, o grau de endurecimento por trabalho a frio é baixo e não há atrito benéfico nos cantos arredondados do punção.A área que precisa transmitir a força de tração é pequena.Portanto, esta peça se tornou a “seção perigosa” que tem maior probabilidade de quebrar durante a estampagem profunda.
3. Mudanças na espessura da parede de peças repuxadas
A espessura irregular da parede das peças estampadas pode ser vista na imagem.A imagem mostra a alteração da espessura da parede da cabeça elíptica de aço carbono durante o desenho, e a imagem mostra a alteração da espessura da parede do cilindro flangeado usando o suporte da peça bruta.
4. Requisitos de processo para processamento de estampagem profunda
O processo de estampagem profunda pode ser utilizado para processar peças com formatos complexos e obter peças de paredes finas com formatos cilíndricos, escalonados, cônicos, quadrados, esféricos e diversos formatos irregulares.No entanto, a precisão do processamento de peças estampadas está relacionada a muitos fatores, como as propriedades mecânicas e a espessura do material, a estrutura do molde e a precisão do molde, o número de processos e a sequência dos processos, etc. a precisão das peças estampadas geralmente não é alta e a precisão apropriada está abaixo do nível IT11.
Ao mesmo tempo, devido à influência do desempenho de deformação do repuxo profundo, a processabilidade das peças repuxadas afeta diretamente se a peça pode ser usada da maneira mais econômica e simples.Ele é processado pelo método de estampagem profunda e até afeta se a peça pode ser processada pelo método de estampagem profunda.Os requisitos do processo para peças estampadas são os seguintes.
Precisão estrutural e do molde, número de processos e sequência de processos, etc. A precisão de fabricação de peças estampadas geralmente não é alta e a precisão apropriada está abaixo do nível IT11.Ao mesmo tempo, devido à influência do desempenho de deformação do repuxo profundo, a processabilidade das peças repuxadas afeta diretamente se a peça pode ser usada da maneira mais econômica e simples.Ele é processado pelo método de estampagem profunda e até afeta se a peça pode ser processada pelo método de estampagem profunda.Os requisitos do processo para peças estampadas são os seguintes.
4.1 A forma das peças estampadas deve ser tão simples e simétrica quanto possível.Ao projetar peças estampadas, a tecnologia de processamento das peças estampadas deve ser levada em consideração, e uma forma que seja mais fácil de moldar e que atenda aos requisitos de uso deve ser adotada tanto quanto possível.A imagem mostra a classificação de acordo com a dificuldade de conformação profunda.Na figura, a dificuldade de conformação de vários tipos de peças estampadas aumenta de cima para baixo.
A dificuldade de peças estampadas semelhantes aumenta da esquerda para a direita.Entre eles: e representa o comprimento mínimo da aresta reta, f representa o tamanho máximo da peça estampada, a representa o comprimento do eixo curto e 6 representa o comprimento do eixo longo.
4.2 Para trefilados cilíndricos com flanges, no desenho com porta-chapa, o flange mais adequado está na seguinte faixa:
4.3 A profundidade do desenho não deve ser muito grande (ou seja, H não deve ser maior que 2d).Quando puder ser desenhado de uma só vez, sua altura deverá ser preferencialmente:
4.4 Para peças trefiladas cilíndricas, o raio de filete r entre o fundo e a parede deve satisfazer ra>t, e o raio de filete entre o flange e a parede deve satisfazer ra>2t.Do ponto de vista das condições que conduzem à deformação, é melhor considerar r ≈(3~5)t, r≈(4~8)t.Se r (ou r)>(0,1~0,3)t, a modelagem pode ser adicionada.
Embora os formatos das peças de estampagem profunda sejam diversos, a estrutura das matrizes de estampagem é relativamente padronizada.Dependendo das condições de trabalho de trefilação e do equipamento utilizado, as estruturas das matrizes de trefilação também são diferentes.A adoção da estrutura da matriz de trefilação geralmente requer cálculos de processo necessários e, então, o plano do processo de trefilação pode ser selecionado de acordo.
O processamento de estampagem profunda pode ser realizado em uma prensa geral de ação única, ou em uma prensa de dupla ou três ações.As matrizes de trefilação que funcionam em prensas de ação única podem ser divididas em dois tipos: matrizes de trefilação inicial e matrizes de trefilação inicial e subsequentes.Dependendo da utilização de porta-chapas, ele pode ser dividido em dois tipos: com porta-chapas e sem porta-chapas.De acordo com o tipo de prensa, ela pode ser dividida em matrizes de trefilação utilizadas em prensas de ação única, matrizes de trefilação utilizadas em prensas de dupla ação, etc.
1. Primeiro desenho
A imagem mostra a primeira matriz de estampagem profunda sem suporte de borda.Ao desenhar, primeiro coloque a peça plana na placa de posicionamento da matriz, e o punção se move para baixo acionado pelo controle deslizante da prensa, pressionando o material ruim na matriz até que todo o material ruim seja puxado para dentro da matriz e feito.A extremidade superior da peça estampada excede o anel raspador.Quando a corrediça da prensa faz com que o punção se mova para cima, o anel raspador raspa a peça de trabalho do punção para completar um processo de estampagem profunda.
A primeira matriz de trefilação sem suporte de borda é geralmente usada para peças de trefilação rasas com uma pequena profundidade de trefilação que podem ser prensadas de uma só vez.Quando o punção é pequeno, a estrutura geral pode ser adotada e fixada pela placa de fixação do punção.Para evitar que a peça de trabalho grude firmemente no punção, orifícios de ventilação devem ser projetados no punção.
A Figura a mostra uma matriz côncava comum de extremidade plana com arcos, que é principalmente adequada para processar peças grandes.A figura b mostra uma abertura cônica da matriz e a figura c mostra uma abertura côncava da matriz com formato envolvente.Eles são adequados para processar peças pequenas.Como a estrutura da matriz da imagem bc mostra uma forma de transição curva da peça bruta durante o desenho, o tamanho aumenta.
Capacidade anti-instabilidade, a força da boca da matriz na zona de deformação da peça bruta também ajuda a produzir deformação por compressão tangencial, reduzindo a resistência ao atrito e a resistência à deformação por flexão, o que é benéfico para a deformação por estampagem profunda e pode melhorar a qualidade da peça , mas o processamento é mais difícil.
A figura b mostra o primeiro desenho profundo com anel de borda elástica.O anel elástico da borda é instalado no molde superior.Quando o punção se move para baixo, o material ruim é pressionado firmemente sob a ação da força da mola, de modo que o material ruim fique próximo à parte côncava durante o processo de trefilação.
Devido à limitação do espaço superior do molde, não podem ser instaladas molas grossas, portanto este tipo de molde só é adequado para trefilação de peças com baixa pressão.Geralmente é usado para desenhar peças com materiais finos, de pequena profundidade e fáceis de enrugar.
Ao desenhar uma peça com grande profundidade, é necessária uma mola (ou borracha) maior e é difícil de instalar se a mola ainda estiver colocada na parte superior do molde.Portanto, uma estrutura montada na parte inferior pode ser utilizada para facilitar o ajuste da força do porta-chapas.
2. Molde de estampagem profunda para cada vez após a primeira vez
A Figura a mostra o primeiro e os subsequentes desenhos profundos sem suporte de blank.Ele pode desenhar produtos semiacabados que foram estampados até um determinado tamanho e depois repuxá-los novamente.Geralmente, pode ser usado para aplicações onde o grau de deformação não é grande e a espessura da parede das peças trefiladas deve ser uniforme.
E garanta o diâmetro e a precisão dimensional das peças com leve desbaste.Para este tipo de molde, geralmente para evitar perda por atrito, o comprimento da parte de trabalho da parede reta do molde côncavo precisa ser reduzido tanto quanto possível.
A Figura b mostra a estrutura da matriz de trefilação para o primeiro e subseqüentes tempos para peças cilíndricas com anéis de borda.O posicionador 11 adota uma estrutura tipo luva e desempenha a função de pressionar as bordas e posicionar ao mesmo tempo.A força de pressão é fornecida pela força do cilindro transmitida pelo pino ejetor 13.
Para evitar rugas quando o material é estirado profundamente, a posição do pino ejetor limite 3 pode ser ajustada para ajustar a pressão.O tamanho da força da borda pode manter a força do suporte da borda equilibrada, evitando que o material ruim seja preso com muita força.
O processo de trabalho do molde é: a corrediça do punção se move para cima, o molde é aberto e o pino ejetor 13 eleva o posicionador 11 até o punção 1 através da placa de fixação do posicionador 12 sob a ação do cilindro de prensa.
As faces finais estão niveladas.Neste momento, a peça desenhada é inserida no anel externo do posicionador 11. A corrediça da prensa começa a se mover para baixo.O pino ejetor limite 3 começa a entrar em contato com a face da extremidade superior da placa de fixação do posicionador 12. Ao mesmo tempo, a matriz 2 também começa a entrar em contato com a superfície da extremidade superior do posicionador 11, e conforme a prensa
À medida que o controle deslizante se move gradualmente para baixo, o pino ejetor limite 3 pressiona gradualmente a placa de fixação do posicionador 12, e a matriz 2 e o posicionador 11 trabalham juntos para transformar gradualmente o produto semiacabado em um produto acabado.Quando o desenho é concluído, o pino ejetor 13 empurra o posicionador 11 para ficar nivelado com a superfície da extremidade superior do punção 1 sob a ação do cilindro de prensa.Ao mesmo tempo, o martelo 7 ejeta as peças estiradas da cavidade do molde fêmea 2.
Para peças estampadas com diâmetro d ≤ 100 e peças estampadas com flanges ou formatos complexos, para facilitar a estampagem profunda, deve-se atentar para a correta relação entre o formato e o tamanho das matrizes de puncionamento no anterior e processos subsequentes, para que os formatos e tamanhos dos punções realizados nos processos anteriores estejam corretos.A forma da peça bruta intermediária é propícia à conformação em processos subsequentes.A relação entre as dimensões de cada processo de trefilação e seu raio de filete é mostrada na Figura a, onde t é a espessura do material.
Para peças cilíndricas de estampagem profunda de grande e médio porte com diâmetro de d> 100, para os primeiros desenhos e estampagem profunda antes da conformação final, os cantos do cilindro geralmente usam uma estrutura de conexão de ângulo de chanfro de 45 para evitar material excessivo no cantos arredondados.É mais fino e propício para estampagem profunda.Essa estrutura não só facilita a localização do cabelo no próximo processo, mas também reduz as repetidas dobras e posicionamento do cabelo, melhora as condições de deformação do material durante a estampagem profunda e reduz o afinamento do material.
É útil melhorar a qualidade das paredes laterais das peças estampadas.No entanto, deve-se notar que o diâmetro inferior deve ser igual ao diâmetro externo do punção durante o próximo processo de trefilação.A relação entre o raio de filete do punção e da matriz côncava e o raio de filete do anel de borda nos processos frontal e traseiro é mostrada na Figura b.Mostrar.
3. Matriz de desenho para prensa de dupla ação
Ao usar uma prensa de dupla ação para estampagem profunda, o controle deslizante externo pressiona a borda e o controle deslizante interno desenha profundamente.As peças estampadas mostradas na Figura a são cortadas e extraídas diretamente de tiras e processadas por uma prensa de trefilação de dupla ação.
A Figura b é um diagrama esquemático da estrutura do molde das peças acima.Depois que a tira é posicionada pelo pino de posicionamento 2, o suporte da peça bruta 7 e a base inferior da matriz 1 trabalham juntos para implementar a peça cega.O desenho convexo 4 e a matriz côncava de desenho 3 são ejetados.Os blocos 6 trabalham juntos para desenhar e moldar o material ruim após a moldagem.Finalmente, o pino ejetor 5 aciona o bloco ejetor 6 para empurrar as peças trefiladas para fora da cavidade da matriz côncava de trefilação 3.
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