1. Основная классификация процессов
По своим деформационным свойствам процесс штамповки можно разделить на две категории: разделение материала и формование.
Процесс разделения относится к процессу штамповки, при котором заготовка ломается и отделяется после того, как напряжение деформированной части достигает предела прочности на растяжение под действием силы штамповки, чтобы получить заготовку желаемой формы и размера.
Процесс штамповки относится к процессу штамповки, при котором напряжение деформированной части заготовки достигает предела текучести под действием силы продавливания, но не достигает предела прочности на растяжение, так что заготовка пластически деформируется без разрушения и разделения. , тем самым получив заготовку необходимой формы и размера. .
2. Типы процесса разделения
В соответствии с их различными механизмами деформации процесс разделения делится на две категории: штамповка и ремонт.
Штамповка: Относится к штамповке листа по определенной кривой или прямой линии (включая следующие категории)
Реставрация — это отдельный метод обработки для повторной обработки участка заготовленной детали. Восстановительная деформация представляет собой режущий механизм, а точность размеров и качество поперечного сечения заготовки лучше, чем у заготовленной детали.
3. Типы процесса формования
Существует много процессов формовки, в том числе: гибка, глубокая вытяжка, отбортовка, выпуклость и процессы экструзии. (подробности следующие:)
02
Штамповка
1. Введение в форму и процесс формования заготовок.
Форма заготовочного изделия. Участок заготовки делится на: угол обрушения, яркую зону, зону излома и заусенец. Эти четыре формы изготавливаются на разных этапах, в разных частях и при разных нагрузках в процессе штамповки изделия.
Как показано на рисунке выше, 1. Угол наклона: высота приблизительно равна от 8 до 15 процентов T; 2. Яркая полоса: высота примерно равна от 15% Т до 55% Т; 3. Разломная зона: высота примерно равна 35-75% Т; 4. Глюк: высота примерно равна от 5 процентов Т до 10 процентов Т
1) Стадия упругой деформации
Анализ напряжения: материал на режущей кромке подвергается воздействию силы сдвига, и величина силы меньше предела упругости. Если сила исчезает, материал возвращается в исходное состояние.
Описание состояния: Пуансон оказывает давление на материал, и материал слегка вдавливается в режущую кромку матрицы.
2) Стадия пластической деформации
Анализ напряжения: материал подвергается напряжению сбоку к центру и постепенно превышает предел упругости.
Описание состояния: Пуансон углубляется в материал, и на этом этапе заглушка образует сплющенный угол и яркую полосу.
3) Стадия сдвига
Анализ напряжения: Частичное напряжение материала вблизи режущей кромки матрицы сначала достигает прочности материала на сдвиг, что увеличивает трещины, создаваемые материалом рядом с режущей кромкой матрицы. В это время материал на режущей кромке пуансона все еще находится в стадии пластической деформации. По мере того, как пуансон проникает глубже в материал, материал вблизи пуансона также достигает прочности на сдвиг, и также образуются трещины. После этого две трещины перекрываются, и материал отделяется.
картина
Описание состояния: материал разделен, и когда верхняя и нижняя трещины перекрываются, они рвут друг друга и образуют заусенцы.
картина
03
Ключевые моменты и примеры дизайна технологии штамповки, связанные с дизайном продукта
1. Классификация, функции и структура заготовительных изделий.
пирсинг
Функция 1. Используется как сквозное отверстие (более низкие требования); 2. Используется как саморез нижнего отверстия (дизайн изделия требует более высокой доли ярких полос); 3. Используется в качестве высокоточного отверстия для вала (не требует заусенцев, меньше изломов ремней)) (путем механического удаления заусенцев или переворачивания пресс-формы)
Примечание. При проектировании отверстия для пробивки из-за ограничения прочности пуансона размер отверстия не должен быть слишком маленьким (обычно больше 0,5T).
картина
Заготовка штамповка
Функция 1. Используется как общая форма (более низкие требования); 2. Используется в качестве узла лазерной сварки стыкового соединения (без заусенцев, больших светлых полос, небольших зазоров в зоне излома); 3. Используется в качестве мягкого декоративного кронштейна (требуется завивка или удаление заусенцев)
Примечание: 1. При проектировании изделия стыки прямых или кривых деталей заглушки должны иметь соответствующие закругленные углы. (В противном случае напряжение штампа будет сконцентрировано и легко повреждено); 2. С учетом технологии обработки штамповой проволочной резки заготовок Или минимальный угол R заготовок должен быть не менее R0.2.
картина
Резка языка, резка песни
Функция 1. Используется как пряжка; 2. Используется как предел; 3. Экономит процесс, повышает коэффициент использования материалов и объединяет два процесса обрезки и гибки в один. (Недостаток: направление заусенца нельзя изменить, оно должно быть противоположно направлению пуансона)
Примечание. Необходимо, чтобы расстояние между отрезанной частью и изгибаемой частью было достаточно большим, чтобы выдерживать силу пуансона.
картина
Моменты, на которые следует обратить внимание при структурном проектировании резки и изгиба языка:
1) Ширина пуансона должна быть достаточно большой при резке, а расстояние между режущей частью и гибочной частью должно быть более 5 мм при проектировании детали, в противном случае прочность пуансона будет низкой, что повлияет на срок службы. формы.
2) При проектировании пресс-формы режущая часть кромки ножа должна обеспечивать прямую кромку около 3 мм, чтобы предотвратить разрушение ножа. С обеих сторон пуансона должен быть излом, чтобы он сначала разрезался, а затем сгибался.
картина
Краткое изложение особенностей дизайна продукта, связанных с гашением
1) При проектировании изделия стыки прямых или кривых деталей заглушки должны иметь соответствующие скругленные углы. (Причина: 1. Минимальный угол R обычной резки проволоки составляет 0.2, а острые углы не так легко гарантировать. 2. Матрица на острых углах Концентрация напряжения, пресс-форма легко повреждается после подчеркнул.)
2) Направление заусенца должно быть отмечено при проектировании продукта. Заусенец очень важен для безопасности сборки изделия и обслуживающего персонала. (Примечание: отмечено направление заусенца, а не направление штамповки)
3) При проектировании пробивного отверстия из-за ограничения прочности пуансона размер отверстия не должен быть слишком маленьким (как правило, больше 0.5T, старайтесь не делать диаметр отверстия менее 0.8T)
4) При проектировании изделия предел прочности материала на растяжение должен быть как можно меньше 630 МПа, в противном случае изготовление формы будет затруднено. (Когда предел прочности изделия менее 630 МПа, материал формы может быть выбран из обычной относительно дешевой литейной стали, такой как: Cr12, Cr12MoV, SKD11, D2 и т. д. Когда предел прочности изделия превышает 630 МПа. , материал пресс-формы следует выбирать из специальной более дорогой литейной стали, например СХ-9)
картина
5) Если в конструкции изделия предусмотрены особые требования к секции штамповки, необходимо указать минимально допустимое значение для каждой секции.
6) При резке обратите внимание на проектирование угла обрезки изделия, чтобы облегчить извлечение из формы и тем самым уменьшить износ пуансона.
картина
2. Краткое введение штамповки
1) штамповка, штамповка
2) пресс-форма для удаления заусенцев
3) Боковая штамповка
04
Гибка формы продукта и введение в процесс формования
1. Форма гнутых изделий
Механизм формирования изгиба: напряжение в металлическом материале больше, чем предел упругости (предел текучести), но меньше, чем предел разрушения (предел прочности), что приводит к изменению кривизны листа в зоне деформации изгиба, образуя изгиб.
Анализ напряжения изгиба: при изгибе внутренняя сторона материала подвергается сжимающему напряжению, а внешняя сторона подвергается растягивающему напряжению, причем растягивающее напряжение играет доминирующую роль, поэтому нейтральный слой материала является центром материал, смещенный к внутренней стороне изгиба.
картина
Нейтральный слой: около 0.255T с внутренней стороны материала
Внешнее волокно материала перемещается относительно материала за счет растягивающего напряжения, а недостаточность материала дополняется направлением ширины
2. Процесс гибки (в качестве примера возьмем V-образную кривую):
1) Движение пуансона и контактного листа (заготовки) создают изгибающий момент из-за разных сил в точках контакта выпуклой и вогнутой форм, и под действием изгибающего момента возникает упругая деформация, приводящая к изгибу.
2) По мере того, как пуансон продолжает двигаться вниз, заготовка и поверхность матрицы постепенно входят в контакт, так что радиус изгиба и изгибающий рычаг соответственно уменьшаются, а точка контакта между заготовкой и матрицей перемещается из двух плечи матрицы к двум наклонам матрицы.
3) По мере того, как пуансон продолжает опускаться, оба конца заготовки касаются наклона пуансона и начинают изгибаться.
4) На этапе правки, по мере того как зазор между пуансоном и матрицей продолжает уменьшаться, лист сплющивается между пуансоном и матрицей.
5) На этапе коррекции, когда штрих закончился, лист корректируется так, чтобы закругленные углы и прямые края подходили к пуансону для формирования нужной формы.
картина
3. Два типа проблем, которые могут возникнуть в гнутых изделиях (отскок, растрескивание)
1) Отскок:
Причина пружинения: материал состоит из многих слоев волокон, и напряжение каждого слоя волокон различно (самый внешний слой имеет наибольшее растягивающее напряжение, самый внутренний слой имеет наибольшее сжимающее напряжение, величина двух силы уменьшаются по направлению к нейтральному слою), поэтому после изгиба не все волокнистые слои подвергаются напряжению, превышающему предел упругости материала, поэтому материал на стадии упругой деформации имеет явление восстановления
картина
1) Напряжение и деформация нейтрального слоя равны нулю
2) Напряжение сжатия нейтрального слоя постепенно увеличивается по направлению внутрь
3) Растягивающее напряжение нейтрального слоя постепенно увеличивается наружу
картина
1) При изгибе штамповочной детали деформации большинства слоев материала входят в зону пластической деформации, и эти слои материала не пружинят.
2) Деформация слоя материала ближе к нейтральному слою все еще находится в области упругой деформации, и эти слои материала будут пружинить после исчезновения внешней силы (изгибающий пуансон покидает заготовку)
Факторы, влияющие на отскок:
(1) Чем выше предел упругости материала, тем больше требуемое деформационное напряжение и больше отскок.
(2) Чем меньше относительный радиус изгиба R/T материала, тем более сконцентрировано напряжение, тем меньше доля упругой деформации и меньше отскок.
картина
2) растрескивание
Когда напряжение на части слоя материала заготовки превышает предел растяжения при изгибе, заготовка растрескивается. (Чем дальше слой материала от нейтрального слоя, тем больше напряжение и деформация)
картина
Способы избежать растрескивания: при изгибе угол R внутри угла слишком мал. (обычно значение R не менее 0.5T)
4. Деформационные характеристики гибочных изделий
(1) Из-за растягивающего напряжения внешнего волокна материала материал перемещается относительно, а недостаток материала дополняется направлениями ширины и толщины, поэтому ширина материала уменьшается.
(2) Из-за напряжения сжатия волокон внутреннего слоя материала материал внутреннего слоя перемещается в направлении ширины, что приводит к увеличению ширины внутреннего слоя материала.
(3) Когда ширина меньше, чем в 3 раза превышает толщину материала, вышеуказанное явление очевидно, и конструкция продукта должна избегать ситуации, когда ширина меньше, чем в 3 раза превышает толщину материала.
картина
5. Ключевые моменты и примеры проектирования процесса гибки, связанные с дизайном 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)
Уведомление:
1) При проектировании изделия следует избегать слишком малого угла изгиба R, иначе это легко приведет к концентрации напряжения.
2) Размер угла R должен быть отмечен на внутренней стороне. (Конкретная причина: заготовка находится близко к пуансону при изгибе, а угол R пуансона определяет угол R заготовки, и его легко контролировать и регулировать.)
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>Р плюс 2Т.
картина
Примечание. При проектировании продукта избегайте слишком малого изгиба прямой кромки, иначе это может легко привести к падению наружу, и будет трудно контролировать вертикальность.
(3) Изгибаемая часть не должна сгибаться при резком изменении ширины детали, чтобы избежать разрыва. Если ее необходимо согнуть при резком изменении ширины, технологический паз должен быть спроектирован заранее.
(4) Поскольку заготовка будет более или менее проскальзывать во время изгиба, технологическое отверстие должно быть спроектировано как можно лучше во время проектирования продукта.
6. Краткое введение в гибочную матрицу
05
Форма процесса формования и введение в процесс
1. Классификация и введение в процесс формования
Механизм формования: напряжение в металлическом материале больше, чем предел упругости (предел текучести), но меньше, чем предел разрушения (предел прочности), и режим деформации, желаемый проектировщиком, создается в пределах диапазона пластической деформации.
картина
Классификация процесса формования: 1. Глубокая вытяжка 2. Экструзия 3. Отбортовка 4. Переворачивание (перекачка) 5. Усадка и развальцовка
картина
2. Ключевые моменты процесса формования, связанные с дизайном продукта и примерами дизайна
1) Сожмите
Выпуклая оболочка экструзии выполняет три функции:
(1) Используется как самоустанавливающийся штифт между двумя частями
картина
Уведомление:
а. Когда бобышка используется в качестве позиционирующего штифта, необходимо строго контролировать диаметр бобышки. Как правило, допуск диаметра бобышки можно регулировать примерно на плюс/- 0,04 мм.
б. Поскольку выпуклая оболочка выдавлена, все стороны выпуклой оболочки представляют собой яркие полосы;
(2) Используется как ограничитель механизма перемещения
картина
(3) Используется в качестве выступа для выступающей сварки
картина
Внимание и размер штампа выпуклой конструкции 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 более 1,8 мм.
Bump height H>{{0}}(0.4t плюс 0.25) и более 0,5 мм
Расчетные размеры предельной высоты выпуклого корпуса показаны на рисунке ниже.
картина
картина
Примечание. При маркировке размера выпуклого корпуса можно контролировать только размер выпуклой части, а размер вогнутой части контролировать нельзя.
Экструзионная выпуклая структура матрицы: Размер матрицы определяет диаметр выпуклого корпуса. Наперсток и экструзионный пуансон вместе определяют высоту выпуклого корпуса. Примечание. При маркировке размера выпуклого корпуса можно контролировать только размер выпуклой части, а размер вогнутой части контролировать нельзя.
картина
2) насосное отверстие
Насосное отверстие выполняет две функции:
а) Используется в качестве деталей заклепочного соединения (включая пробивную и токарную заклепку);
Преимущества: заклепки можно не использовать, что снижает затраты.
Недостатки: Не выдерживает большой силы отрыва или силы сдвига.
Пробивка отверстий и клепка: действует как фиксированное соединение.
Тянущее отверстие, токарная клепка: оно действует как вращающийся вал.
картина
б) Используется в качестве соединительной гайки
картина
Моменты, на которые следует обратить внимание при выборе формы отверстия и размера пуансона:
Принципы: a) Должен быть обеспечен достаточный поток материала (т. е. должна быть рассчитана возможность перекачки).
б) При использовании в качестве токарной клепки необходимо контролировать внешний диаметр отверстия для извлечения (размер стандартного наружного диаметра).
картина
Примечание. Форма может контролировать как внутренний, так и внешний диаметр насосного отверстия, пуансон контролирует внутренний диаметр; матрица контролирует внешний диаметр, но не одновременно. То есть каждая часть может управлять только одним значением.
c) При использовании в качестве гайки необходимо контролировать внутренний диаметр нагнетательного отверстия (размер стандартного внутреннего диаметра).
картина
d) При использовании в качестве гайки необходимо обеспечить, чтобы толщина утонченной линейки превышала шаг резьбы более чем в 1,3 раза.
картина
e) Когда он используется в качестве гайки и имеет требования к прочности, необходимо обеспечить, чтобы минимальная высота прямой кромки после сверления отверстия превышала шаг резьбы более чем в 3 раза.
картина
ТЭО скважины для накачки:
Отверстие Отверстие: процесс штамповки, при котором материал превращается в боковой фланец по окружности внутреннего отверстия.
Коэффициент поворота отверстия: отношение диаметра предварительно пробитого отверстия к диаметру прямой кромки после поворота отверстия (чем больше коэффициент поворота отверстия, тем меньше степень деформации)
картина
Факторы, влияющие на коэффициент токарного отверстия:
а) Пластичность материала, чем лучше пластичность, тем меньше коэффициент обточки отверстия.
б) Относительный диаметр D/t предварительно пробитого отверстия, чем меньше D/t, тем меньше коэффициент поворота отверстия.
c) Метод обработки отверстий. (Если токарное отверстие выше, его нелегко взломать, когда заусенец расположен внутри; когда он расположен снаружи, необходимо увеличить направляющую поверхность, а затем просверлить отверстие.)
г) Форма дырокола. (Сферический пуансон может уменьшить коэффициент поворота и увеличить степень деформации.)
Теоретически необходимо судить о целесообразности процесса откачки по коэффициенту откачки (этот метод требует определения слишком большого количества факторов, что требует больших затрат времени и труда). В целом о ней можно судить по пропорциональному соотношению между предварительной штамповкой и толщиной материала. Когда относительный диаметр D/t предварительно пробитого отверстия больше 1, это обычно считается выполнимым.
Расчет размера предварительно пробитого отверстия:
Принцип: Принцип постоянного объема до и после поворота отверстия.
AB={H*EF-(π/4-1)*EF*EF}/T
Диаметр предварительно пробитого отверстия d=D-2*AB
Как правило, толщина материала уменьшается после точения отверстия, а коэффициент утончения находится в диапазоне от {{0}},45 до 0,9.
Коэффициент утончения относится к отношению EF к толщине T исходного материала.
It is generally believed that when d>=T, бурение возможно (эмпирическое значение, подробная оценка может относиться к коэффициенту бурения)
картина
Структура формы для волочения отверстий
картина
Конструкция дырокола: а) При использовании параболического пуансона качество токарной обработки выше из-за чрезмерной дуги. (Структура следующая)
картина
Примечание. Когда радиус дуги отличается, эффект выдавливания пуансона на материал отличается. Поскольку пуансон с малой дугой слишком мал, мгновенная сила экструзии на материал велика, поэтому деформация материала также велика. Поэтому при тех же условиях для токарной обработки отверстия используется малогабаритный дуговой пуансон. Выше.
б) Однократный штамповочный штамп без предварительной штамповки.
картина
Примечание. Размер пробивного отверстия соответствует размеру предварительно пробитого отверстия в двух формовочных элементах (A=a, B=b). Одноразовая штамповочно-токарная конструкция подходит только для случая, когда токарные заусенцы находятся снаружи.
3) Вогнутая отбортовка
Отбортовка — это процесс превращения материала в боковую короткую сторону вдоль кривой контура.
а) Вогнутая отбортовка (удлиненная отбортовка): деформация аналогична деформации отверстия.
b) Скорость утонения находится в диапазоне от 0,9 до 1 (наиболее сильно деформированная область находится на самом высоком торце)
Технико-экономическое обоснование вогнутой отбортовки:
а) Расширенный размер
картина
б) Суждение
Длина конечной дуги L1 перед отбортовкой
Длина конечной дуги L2 после отбортовки
Когда скорость деформации K торцевой поверхности больше, чем скорость удлинения исходного материала, произойдет растрескивание.
картина
Во время проектирования изделия значения R, r и h могут быть скорректированы таким образом, чтобы скорость деформации торца соответствовала проектным требованиям без образования трещин.
4) Выпуклая отбортовка
а) Выпуклая отбортовка (компрессионная отбортовка): свойство деформации относится к компрессионному формованию.
б) Развернутые размеры выпуклого фланца
картина
06
Знакомство с другими конструкциями штамповочных штампов
1. Конструкция прокатной формы (метод 1)
Шаги: 1. Сверните одну восьмую часть круга, 2. Изогните вверх наискось под углом 80 градусов, 3. Надавите вниз, чтобы сформировать круг.
картина
2. Конструкция прокатной формы (метод 2)
Шаги: 1. Сделайте четверть круга, 2. Используйте ползунок, чтобы отодвинуть его в сторону.
3. Выровняйте структуру пресс-формы (выровняйте внешний край)
Шаги: 1. Заглушка; 2. Изгиб вверх на 90 градусов; 3. Вдавливание на 70 градусов (размер пуансона R равен удвоенной толщине материала минус 0,3) 4. Сплющивание
картина
4. Структура пресс-формы для выравнивания (выравнивание внутреннего отверстия)
Шаги: 1. Заглушка; 2. Изгиб вверх на 90 градусов; 3. Вдавливание на 70 градусов (размер пуансона R равен удвоенной толщине материала минус 0,3) 4. Сплющивание
картина
5. Структура глубокой вытяжки
