Deep Deepventios, Drawvention, Process Drugs
نقاط داده کلیدی: نسبت محدود کننده اول 2.0:1 برای فولاد و 1.6:1 برای آلومینیوم است. نسبت های ترسیم مجدد به 1.3-1.5:1 در هر مرحله کاهش می یابد. سرعت ترسیم بسته به جنس و هندسه بین 5 تا 50 متر در دقیقه است. نیروی نگهدارنده خالی معمولاً برابر با 0.5-1.5٪ قدرت تسلیم مواد × سطح خالی است. نازک شدن دیوار در فرآیندهای واجد شرایط بین 10 تا 15 درصد ضخامت اصلی کنترل می شود.
کشش عمیقing چیست؟
کشش عمیقشکل دهی فلزیفرآیند شکلدهی اتال که در آن یک قطعه تخت بهصورت شعاعی به داخل قالب شکلدهی با عمل مکانیکی یک پانچ کشیده میشود و یک جزء بدون درز و توخالی با عمقی بیشتر از قطر آن تولید میکند. بر خلاف عملیات مهر زنی که عمدتاً مواد را برش یا خم می کند، کشیدن عمیق فلزی را به صورت پلاستیکی جدا کنید به اشکال سه بعدی مانند فنجان، قوطی، صدف، محفظه و پانل های بدنه خودرو.
اصطلاح "عمیق" به نسبت عمق به قطر اشاره دارد: هنگامی که عمق ترسیم شده از قطر قطعه بیشتر شود، فرآیند به عنوان کشش عمیق طبقه بندی می شود. قطعات با نسبت عمق به قطر بیش از 1.0 معمولاً برای دستیابی به هندسه نهایی بدون خرابی مواد، نیاز به چندین مرحله ترسیم (نقاشی مجدد) دارند. در فناوری هوشمند Dongguan Chenghui، ما به طور معمول قطعات کشش عمیق را با نسبت کشش تا 2.2 در یک مرحله و تا 3.5 در چند مرحله برای موادی مانند فولاد نورد سرد DC04 و فولاد ضد زنگ 304 تولید می کنیم.
کشش عمیق به طور گسترده در صنایع استفاده می شود - از خودرو (تبههای روغن، مخازن سوخت، محفظههای حسگر) تا الکترونیک (قوطی باتری، پوسته اتصال)، تجهیزات پزشکی (محفظههای ابزار جراحی)، و هوافضا (محفظه های ساختاری سبک). این فرآیند قطعاتی را با سطح عالی، تحملهای ابعادی کم (0.05 ± میلیمتر قابل دستیابی) و خواص مکانیکی ثابت به دلیل سخت شدن کار در طول تغییر شکل ارائه میکند.
فرآیند ترسیم عمیق: گام به گام
1. آماده سازی خالی
فرآیند با محاسبه ورقههای فلزی به قطر تخت شروع میشود. قطر خالی با استفاده از اصل سطح ثابت: مساحت سطح به اضافه مساحت سطح خالی برابر با یک میلی متر است. برای یک فنجان استوانه ای بدون فلنج، قطر خالی D را می توان به صورت تقریبی در نظر گرفت:
D = √(d² + 4dh) تعیین می شود - که در آن d قطر داخلی فنجان و h ارتفاع فنجان است.
بلنکینگ معمولاً بر روی یک پرس مکانیکی با استفاده از قالب پرکننده انجام میشود. استفاده از مواد در اینجا یک عامل هزینه کلیدی است. بهینه سازی تودرتو می تواند 70-85٪ استفاده از مواد را برای خالی های دایره ای به دست آورد. برای کاهش اصطکاک و جلوگیری از اصطکاک قبل از کشیدن، روان کننده روی سطح خالی اعمال می شود.
2. عملیات نقشه کشی اول
قسمت خالی روی یک حفره قالب قرار می گیرد و یک پانچ پایین می آید و فلز را مجبور می کند تا به صورت پلاستیکی در قالب جریان یابد. نگهدارنده خالی (همچنین به آن حلقه کشش یا چسباننده نیز گفته می شود) فشار کنترل شده ای را به ناحیه فلنج خالی اعمال می کند و از چروک شدن جلوگیری می کند و در عین حال اجازه می دهد مواد به سمت داخل جریان یابد. فاصله بین پانچ و قالب معمولاً از 1.1t تا 1.3t (که در آن t ضخامت مواد است)، که جریان روان مواد را بدون اتو کردن تضمین می کند.
The نسبت کشش محدود (LDR) متغیر است - حداکثر نسبت قطر خالی به قطر پانچ که میتوان در یک مرحله بدون شکست رسم کرد - معمولاً از 1.8 تا 2.2 برای آلیاژهای فولادی، 1.6 تا 1.9 برای فولاد بدون استهل و 1.7 اینچ و 1.11 برای آلومینیوم، و فولاد بدون شکستگی متغیر است. فراتر رفتن از LDR به مراحل متعددی نیاز دارد.
3. بازکشی و اتوکشی
هنگامی که عمق هدف از LDR تک مرحلهای فراتر میرود، فنجان نیمه کشیده تحت یک یا چند ترسیم مجدد عملیات. هر مرحله ترسیم مجدد به تدریج قطر را کاهش می دهد و عمق را افزایش می دهد. در بین مراحل، قسمت ممکن است نیاز داشته باشد فرآیند بازپخت قرار میگیرد تا سختی کار را کاهش دهد و شکلپذیری را بازیابی کند - برای موادی مانند فولاد ضد زنگ 304، فولاد ضد زنگ عمیق و آلومینیوم. 5052-O).
اتو کردن دیواره مربوط به فرآیند است با عبور از یک سری قالب ها با فاصله های تدریجی کوچکتر که ضخامت دیواره یکنواخت را ایجاد می کند. اتو معمولاً برای قوطی های نوشیدنی و قطعات لوله ای با دیواره نازک استفاده می شود.
نسبت های ترسیم، محدودیت ها، و قوانین طراحی
درک نسبت های کششی برای طراحی موفق طراحی عمیق ضروری است. پارامترهای کلیدی عبارتند از:
- نسبت رسم (β) = D/d - که در آن D قطر خالی و d قطر پانچ است. β 2.0 به این معنی است که قسمت خالی دو برابر قطر پانچ است.
- نسبت کاهش (r) = (D - d)/D × 100٪ - بسیاری از مهندسان ترجیح می دهند کاهش را به صورت درصد بیان کنند.
- نسبت ضخامت به قطر (t/D) - یک پارامتر حیاتی: مقادیر بالاتر از 1% معمولاً به نسبتهای کشش بالاتر اجازه میدهند.
برای مواد معمولی، حداکثر نسبتهای کششی مرحله اول توصیه شده عبارتند از: فولاد ملایم DC01/DC04: 2.0-2.2, 304 ضد زنگ: 201., 5052 آلومینیوم (O-temper): 1.8-2.0و مس C11000: 1.9-2.1. بازپخت بین مرحله ای می تواند نسبت کشش تجمعی را به 3.0 یا بالاتر افزایش دهد.
قوانین طراحی برای قطعات عمیق شامل: حفظ حداقل شعاع گوشه 1-2× ضخامت مواد در نوک پانچ و ضخامت 4-8× در شعاع ورودی قالب، اجتناب از انتقال شدید که استرس را متمرکز می کند، و طراحی برای ضخامت دیوار یکنواخت مگر اینکه اتوکشی برنامه ریزی شده باشد.
عیب های رایج و پیشگیرانه
چین و چروک (چروک های فلنج)
چروکیدگی در ناحیه فلنج زمانی رخ می دهد که تنش های فشاری حلقه از مقاومت کمانش ماده بیشتر شود. پیشگیری: نیروی نگهدارنده خالی (BHF) را افزایش دهید، BHF را در تمام طول حرکت بهینه کنید (سیستم های BHF متغیر)، و از روانکاری مناسب در ناحیه فلنج اطمینان حاصل کنید. یک BHF شروع خوب تقریباً 1.5-2.5٪ از استحکام تسلیم مواد برابر سطح فلنج.
پارگی و شکست
پارگی معمولاً در شعاع پانچ دماغه یا دیواره فنجانی رخ میدهد که در آن ماده بیشترین تنش کششی را تجربه میکند. علل ریشه ای عبارتند از: نسبت کشش بیش از حد، فاصله خالی نگهدارنده خالی ناکافی (مواد به دام انداختن)، فرسودگی شعاع قالب، یا روانکاری ناکافی در سمت پانچ. پیشگیریاست: در محدوده LDR بمانید، سطوح قالب جلا داده شده را حفظ کنید (Ra ≤ 0.2 میکرومتر)، و روانکاری دیفرانسیل را اعمال کنید - روان کننده در ناحیه فلنج، حداقل روان کننده روی دماغه پانچ برای به حداکثر رساندن اصطکاک مورد نیاز.
برگشت فنری و انحراف ابعادی
پس از جمع شدن پانچ، بازیابی الاستیک باعث می شود که قطعه کمی به عقب برگردد، به خصوص در دهانه فنجان و دیواره. اسپرینگ بک در مواد با استحکام بالا و آلیاژهای آلومینیوم بارزتر است. پیشگیری: هندسه قالب را جبران کنید، از عملیات محدود کردن یا اندازهگیری استفاده کنید و نسبت مدول یانگ به استحکام تسلیم ماده را هنگام پیشبینی بازگشت فنری در نظر بگیرید.
گوشواره
گوشواره به لبه های مواج در بالای فنجان کشیده شده ناشی از ناهمسانگردی مسطح (خواص مختلف در جهات مختلف ورق) اشاره دارد. این منجر به ضایعات مواد در هنگام پیرایش می شود. پیشگیری: از مواد ورقه ای با ویژگی های گوشواره کم (مانند آلیاژهای آلومینیوم 5052 و 3003) استفاده کنید، جهت خالی را نسبت به جهت غلتش بهینه کنید، و اجازه دهید تریم کافی (5-10 درصد ارتفاع فنجان) وجود داشته باشد.
مواد برای طراحی عمیق
انتخاب مواد به طور مستقیم بر کشش، عمر ابزار و هزینه قطعات تأثیر می گذارد. متداول ترین مواد با کشیدن عمیق عبارتند از:
- فولاد کم کربن (DC01, DC04, SPCC, SPCD): کشش پذیری عالی، هزینه کم. رسم نسبت تا 2.2 تک مرحله ای. ایده آل برای براکت های خودرو، پانل های لوازم خانگی و قطعات صنعتی عمومی.
- فولاد ضد زنگ (304, 316L, 430): مقاومت در برابر خوردگی و استحکام بالا. ترسیم به دلیل سخت شدن کار چالش برانگیزتر است. نیاز به بازپخت بین مرحله ای دارد. برای سینک آشپزخانه، دستگاه های پزشکی و تجهیزات پردازش شیمیایی استفاده می شود.
- آلیاژهای آلومینیوم (1050, 3003, 5052-O): سبک وزن با شکل پذیری خوب. 5052-O به ویژه قابلیت کشش عمیق عالی را ارائه می دهد. در محفظه های الکترونیکی، سازه های سبک خودرو و ظروف غذا رایج است.
- مس و برنج C, C112000C: رسانایی و شکل پذیری عالی. برای اتصالات الکتریکی، اجزای لوله کشی و سخت افزارهای تزئینی استفاده می شود.
مزاج مواد (بازپخت شده در مقابل نورد سخت) تأثیر قابل توجهی بر قابلیت کشش دارد - همیشه بازپخت شده (O-Temper) یا درجه های کیفیت کشش عمیق (DQ) برای عملیات شکل دهی.
طراحی عمیق در مقابل سایر فرآیندهای شکل دهی فلز
را در مقایسه با مهر زنی معمولی، طراحی عمیق اشکال توخالی عمیق تر و پیچیده تری ایجاد می کند. بر خلاف مهر زنی پیشرونده قالب که در قطعات مسطح یا خمیده با حجم بالا برتری دارد، طراحی عمیق در محفظه های بدون درز تخصص دارد. در مقایسه با چرخش فلز، طراحی عمیق سرعت چرخه بالاتر را ارائه می دهد. 10000 عدد در مقایسه با هیدروفرمینگ، طراحی عمیق پیچیدگی ابزار کمتری دارد و زمانهای راهاندازی سریعتری برای قطعات متقارن دارد.
برای راهنمایی در مورد انتخاب فرآیند بهینه برای هندسه قطعه خود، از سازنده مهر زنی فلزی صفحه یا درخواست قیمت برای بررسی رایگان DFM.
سوالات متداول
تفاوت طراحی عمیق و مهر زنی چیست؟
ما دیدن کنید طراحی عمیق نوع خاصی از مهر زنی است که با کشیدن شعاعی ورق فلزی به شکل قطعات توخالی و بدون درز ایجاد می کند. در حالی که تمام نقشه کشی های عمیق مهر زنی است، تمام مهر زنی ها کشیدن عمیق نیستند - اکثر عملیات مهر زنی شامل برش، خم شدن یا شکل دهی کم عمق است. تمایز کلیدی نسبت عمق به قطر: زمانی که تقریباً از 0.5 تجاوز کند، فرآیند ترسیم عمیق در نظر گرفته می شود.
حداکثر نسبت کشش قابل دستیابی چیست؟
برای یک مرحله ترسیم، حداکثر نسبت کشش معمولاً است. 2.0-2.2 برای فولاد نرم, 1.8-2.0 برای فولاد ضد زنگو 1.8-2.0 برای آلیاژهای آلومینیوم. در چندین مرحله با بازپخت بین مرحله ای، نسبت کشش تجمعی 3.0-4.0 قابل دستیابی است. حد دقیق به خواص مواد، هندسه قالب، شرایط روانکاری و سرعت پرس بستگی دارد.
قطعات عمیق کشیده چقدر می توانند ضخامت داشته باشند؟
کشش عمیق طیف وسیعی از ضخامت را در خود جای می دهد — از فویل 0.1 میلی متری برای قطعات میکرو (قوطی باتری، فنجان حسگر) تا 12-16 میلی متر برای قطعات ساختاری گیج سنگین (مخازن تحت فشار خودرو، بزرگ). نسبت ضخامت به قطر (t/D) به جای ضخامت مطلق به تنهایی پارامتر حیاتی است.
آیا می توان طراحی عمیق را با سایر فرآیندها ترکیب کرد؟ بررسی
بله. کشش عمیق اغلب با سوراخ کردن (ایجاد سوراخ در قسمت ترسیم شده)، فلنجینگ (تشکیل یک لبه در اطراف سوراخ ها یا لبه ها)، منبت (ایجاد ویژگی های برجسته) و نخ زنی (تشکیل نخ های داخلی یا خارجی) ترکیب می شود. این عملیات اغلب می تواند در یک ابزار مترقی یا انتقالی ادغام شود و هزینه های جابجایی ثانویه را کاهش دهد.
چگونه بفهمم قطعه من برای طراحی عمیق مناسب است؟
طراحی قطعه یا مدل سه بعدی خود را برای تیم مهندسی ما ارسال کنید. رایگان DFM (طراحی برای قابلیت ساخت) از طریق ما صفحه RFQ. ما نسبتهای کشش، شعاع گوشه، انتخاب مواد و الزامات تحمل را ارزیابی میکنیم تا استراتژی شکلدهی بهینه را تعیین کنیم و گزارش امکانسنجی دقیق را ظرف 24 ساعت ارائه کنیم.
منابع مرتبط
- راهنمای مهر زنی عمیق — فرآیند، مواد و دستورالعملهای طراحی برای مهر زنی عمیق.