Управление потоком и достижение растяжения при операциях глубокой вытяжки.

Рисунок 1

Получение детали без складок и желаемого процента растяжения в глубоко вытянутой детали иногда может быть очень утомительным и отнимающим много времени. Морщины, трещины, незакрепленный металл, пряжки и масляные банки — повседневные проблемы в штамповочной и штамповочной промышленности.

Решение этих трудностей требует хорошего понимания течения металла и того, как на него влияют волочильные валики, ступенчатые валики и тяговые стержни, а также влияние геометрии детали. В этой статье основное внимание уделяется принципам определения, проектирования и устранения неполадок этих четырех основных элементов.

Вытяжные валики представляют собой ребристые выступы, установленные либо на переплете, либо на поверхности волочильного кольца, которые ограничивают и контролируют поток металла в полость матрицы и через пуансон волочильной матрицы. Проще говоря, волочильные валики действуют как «лежачие полицейские» для материала, попадающего в полость матрицы.

Представьте себя в машине, едущей со скоростью 55 миль в час. Впереди вы видите лежачий полицейский с постепенным, плавно плавным радиусом. Если вы не каскадер, есть вероятность, что вы замедлитесь, прежде чем коснуться неровности, чтобы позволить себе плавно объехать ее.

Если вместо лежачего полицейского на дороге вы увидели впереди большой цементный бордюр, вы, скорее всего, резко затормозите, чтобы очень медленно проехать через препятствие. Если бордюр был слишком высоким, вы могли бы вообще не переезжать его.

Ваше решение о том, как быстро преодолевать любое препятствие, частично основано на геометрии препятствия. Вытяжные шарики используют тот же основной принцип для управления материалом, который втягивается в полость штампа под действием вертикального действия штамповочного пресса.

Вытяжные валики заставляют материал сгибаться и разгибаться перед попаданием в полость матрицы. Это действие создает удерживающую силу на листовом металле, в результате чего материал попадает в полость матрицы с меньшей скоростью и в меньшем объеме. Высота, форма и размер вытяжного валика и полости шарика определяют величину создаваемой ограничительной силы. Острый волочильный валик и радиус полости уменьшают текучесть металла, а большой волочильный валик и радиус полости позволяют материалу течь более свободно (см.Рисунок 1).

Ступенчатая бусина по функциям очень похожа на обычную полукруглую бусину, за исключением того, что она имеет другую форму. Ступенчатые валики обычно располагаются по внешнему периметру отверстия пуансона для переплетного устройства. Такое расположение позволяет оптимально контролировать поток металла вблизи волочильного пуансона и дает возможность экономить материал.

Ступенчатые бусины можно устанавливать с меньшим усилием, чем обычные полукруглые волочильные бусины, и часто они уменьшают степень деформационного упрочнения, возникающего в процессе изгиба и разгибания. Деформационное упрочнение снижается в первую очередь потому, что при использовании ступенчатых валиков материал подвергается меньшему изгибу и разгибанию (см.фигура 2).

Вытяжные валики можно подвергать механической обработке, приваривать или вставлять поверх или в волочильное кольцо или поверхность связующего вещества волочильной матрицы. Поскольку волочильные и ступенчатые валики обычно подвергаются сильному абразивному и адгезионному износу, они должны быть изготовлены из очень износостойкой инструментальной стали. Кроме того, они должны постепенно сливаться с поверхностью, на которой расположены. Этот смешанный переход постепенно изменяет ограничительную силу, уменьшая возможное срезающее или разрывающее действие «кожуры» или дополнительных участков вытянутой скорлупы.

фигура 2

Определение наилучшего места для натяжного валика — это суждение, основанное, главным образом, на геометрии детали. Более глубокие области вытянутой оболочки требуют большего потока материала; неглубокие участки оболочки расходуют меньше материала. Расход материала между двумя поверхностями можно оценить с помощью анализа длины линии.

Чтобы предотвратить затекание избыточного материала в неглубокие участки детали, в зонах подачи на поверхности связующего необходимо предусмотреть вытяжные или ступенчатые валики. Поэкспериментируйте с наждачной бумагой или зернистой тканью между связующим и поверхностью вытяжного кольца, чтобы определить лучшее место для вытяжного валика. Из-за своей абразивной природы материалы действуют как захваты, помогая удерживать материал и предотвращая его попадание в полость матрицы, имитируя тем самым волочильные валики.