Иілу - металды штамптаудағы ең кең таралған қалыптау операцияларының бірі. Қарапайым жақшалардан күрделі қоршауларға дейін бағытты өзгертетін штампталған бөліктердің барлығы иілу процесіне байланысты. Көрінетін қарапайымдылығына қарамастан, иілу нақты инженерлік қиындықтарды тудырады - серпіліс, крекинг, өлшемдік ауытқулар және беттік ақаулар - бұл мұқият есептеуді және құрал дизайнын талап етеді.
Бұл нұсқаулық металды штамптау иілісі: иілудің негізгі түрлері және әрқайсысын қашан қолдану керек, иілу радиусы күшін есептеу және иілудің минимум иілу және қалыпқа келтіру әдістері өндірістің тұрақты жұмысын қамтамасыз ететін дизайн принциптері.
Металды штамптауда иілу дегеніміз не?
негіздерін қамтиды. Металды штамптауда иілу - перфоратор мен қалып жинағын пайдаланып, қаңылтырдың түзу осьтің айналасындағы пластикалық деформациясы. Сыртқы бетіндегі материал созылады (кернеледі), ал ішкі беті қысылады. Бейтарап ось — ішкі бетінен материал қалыңдығының шамамен 40-44% — шамамен тұрақты ұзындықта қалады.
Иілу операцияларын престеу, иілу, иілу стансасында орындауға болады. немесе арнайы қалыптау матрицасы. Таңдау бөлік геометриясына, өндіріс көлеміне және төзімділік талаптарына байланысты.
Металды штамптаудағы иілу түрлері
Әртүрлі иілу профильдері құралдың әртүрлі тәсілдерін қажет етеді. Төмендегі кестеде өндірісте штамптауда қолданылатын ең көп таралған иілу түрлері салыстырылады.
| Иілу түрі | Сипаттама | Типтік қолданбалар | Қалыптың күрделілігі | Серпіліс сезімталдығы |
|---|---|---|---|---|
| V-иілу | Парақты V-тәрізді қалып қуысына теседі | Кронштейндер, қақпақтар, қарапайым фланецтер | Төмен | Орташа |
| L-иілу | Қалыптың иығына қарсы жасалған жалғыз 90° фланец | L-кронштейндер, бекіту құлақшалары, жиек фланецтері | Төмен | Орташа |
| U-Bend | U-арна профиліне жасалған парақ | Каналдар, каналдар | Орташа | Жоғары (екі иілу) |
| Z-Bend | Екі қарама-қарсы иілу Z тәріздес ығысуды жасайтын | Саңылауға арналған ығысулар, қадамдық кронштейндер | Орташа | Жоғары (кумулятивтік) |
| Хемминг | Жиегі 180°-дан астам бүктелген | Панель жиектері, сақтандырғыш жиектер, автомобиль қақпақтары | Орта-Жоғары | Төмен (қалыптаулы) |
| Рокер/ролл иілу | Біртіндеп иілу немесе домалақтау қалыптары арқылы жасалған | Қисық панельдер, цилиндрлік қабықтар | Жоғары | Айнымалы |
| Сүрту майыстыру | Қалыптың шетінен қысым төсемімен сүртілген парақ | Қарапайым жиекті иілу, кері фланецтер | Төмен–Орта | Орташа |
| Айналмалы иілу | Айналмалы қалып сегменті иілуді құрайды | Дәл иілу, нәзік беттер | Жоғары | Төмен (басқарылатын) |
Әр түрді қашан таңдау керек
- V-иін және L-иілісі – бір бағытты фланецтер үшін әдепкі таңдаулар. Олар ең қарапайым құралдарды қажет етеді және орташадан жоғары көлемге сәйкес келеді.
- U-иілісі арна немесе науа профилі қажет болғанда өте қолайлы. Жоғары серпіліс күтіңіз, өйткені екі иілу аймағы бір уақытта әрекет етеді.
- Z-bend офсеттік мүмкіндіктерді жасайды, бірақ екі иілуден де серпінді жинайды; неғұрлым қатаң бұрыштық төзімділікті жоспарлаңыз.
- Хемминг материалды орнында бекітіп, кері серпілуді іс жүзінде болдырмайды. Қауіпсіздік жиектері үшін немесе тегіс панель беті қажет болған жерлерде пайдаланыңыз.
- Иілуді сүртіңіз ұзын, түзу жиектер үшін жақсы жұмыс істейді, онда толық V-қалып жинағы мүмкін емес.
Иілу күшін есептеу
Иілу күшін дәл болжау пресстің шамадан тыс жүктелуін болдырмайды және иілудің тұрақты сапасын қамтамасыз етеді.
V-иілу күші формуласы
V-иілу күшінің стандартты формуласы:
P = (C × S × L × T²) / W
Мұндағы:
– P = қажетті иілу күші (кН)
– C = матрицаның коэффиценті (матрица тесігі бар V-иіліс үшін 1,3 = 8Т; 12Т үшін 1,2; 16Т үшін 1,0)
– S = материалдың созылу күші (МПа)
– L = иілу ұзындығы (мм)
– T = материалдың қалыңдығы (мм)
– W = матрицаның ені (мм)
Практикалық мысал
Берілген: Жұмсақ болат (созылу беріктігі 400 МПа), қалыңдығы 2,0 мм, иілу ұзындығы 500 мм, матрицаны ашу 16 мм (8 × Т), V-иіліс.
P = (1,3 ×20.2) P = (1,3 ×20.)
P = (1,3 × 400 × 500 × 4) / 16
P = 101,
P = 65 кН (шамамен 6,6 тонна)
Ауамен иілу және түбінен иілу
| Әдіс | Сипаттама | Күшті талап | Дәлдік |
|---|---|---|---|
| Ауамен иілу | Тескіш толығымен орналаспайды; тереңдікпен бақыланатын бұрыш | 50–60 % түбін түсіру күшінің | ±0,5° типтік |
| Астыңғы жағы (монетка фланец) | Қалып қабырғаларына тегіс басылған материал | 3–5 × ауамен иілу күші | ±0.25° |
| Монета жасау | Толық тоннаж иілу радиусын материалға таңбалайды | 5–10 × ауаның иілу күші | ±0.1° |
Ауа иілу өндірісінде штамптаудағы ең кең таралған әдіс, себебі ол төменгі тоннажды пайдаланады және құралды өзгертусіз бұрышты реттеуге мүмкіндік береді.
Серпіліс: Есептеу және өтемақы
Серпіліс дегеніміз не?
Тескіш иілу бұрышы аздап ашылғанда және иілу радиусы аздап ұлғаяды. Бұл серіппе штампталған иілулердегі өлшемдік қателердің жалғыз ең үлкен көзі болып табылады.
Серпіліс факторлары
Серпіліс мыналарға байланысты:
– Материалдың аққыштық күші — жоғары шығымдылық = көбірек серпіліс
– Иілу радиусының қалыңдығына қатынасы (R/T) — үлкенірек R/T = көбірек серпіліс
– Иілу бұрышы — кеңірек бұрыштар абсолютті серпіліс береді
– Материал түрі — алюминий және тот баспайтын болаттан жасалған серіппе жұмсақ болаттан жоғары
Серпіліс бұрышын бағалау
Практикалық инженерлік жуықтау:
Δα = (σ_y × R) / (E × T)
Мұндағы:
– Δα = кері серпіліс бұрышы (радиан)
– σ_y (МП материал шығымы)
– R = ішкі иілу радиусы (мм)
– E = серпімділік модулі (МПа)
– T = материалдың қалыңдығы (мм)
Радианды градусқа түрлендіру: Δα (градус) = Δα (рад) × 57,3
Шамадан тыс иілу орнын толтыру кестесі
Мақсатты иілу бұрышына қол жеткізу үшін пуансон материалды шамадан тыс бүгуі керек. Төмендегі кестеде 90° түпкілікті бұрышқа жету үшін қажет әдеттегі артық иілу бұрыштары көрсетілген.
| Материал | Қалыңдығы (мм) | R/T қатынасы | серпіліс (°) | 90° соғу үшін артық иілу бұрышы |
|---|---|---|---|---|
| Жұмсақ болат (SPCC) | 1.0 | 1.0 | 1.5–2.0 | 91.5–92.0° |
| Жұмсақ болат (SPCC) | 2.0 | 1.0 | 1.0–1.5 | 91.0–91.5° |
| Жұмсақ болат (SPCC) | 2.0 | 3.0 | 2.5–3.5 | 92.5–93.5° |
| Тот баспайтын болат (SUS304) | 1.0 | 1.0 | 3.0–4.0 | 93.0–94.0° |
| Тот баспайтын болат (SUS304) | 2.0 | 1.0 | 2.0–3.0 | 92.0–93.0° |
| Алюминий 5052-H32 | 1.0 | 1.0 | 2.5–3.5 | 92.5–93.5° |
| Алюминий 5052-H32 | 2.0 | 1.0 | 1.5–2.5 | 91.5–92.5° |
| Алюминий 6061-T6 | 1.5 | 2.0 | 4.0–5.5 | 94.0–95.5° |
| Мыс C110 | 1.0 | 1.0 | 2.0–3.0 | 92.0–93.0° |
Тәжірибелік ескерту: Әрқашан бірінші мақала үлгілерімен шамадан тыс иілу бұрыштарын растаңыз. Теориялық мәндер бастапқы нүктелер болып табылады — нақты кері серпіліс материал партиясына, дән бағытына және тозуға байланысты өзгереді.
Серпімді басқару әдістері
- Шамадан тыс иілу арқылы ауада иілу — ең көп таралған тәсіл; өтеу үшін соққы тереңдігін реттеңіз.
- Түбін салу / тиын салу — материалды ±0,25°-қа дейін төмендете отырып, қалыпқа толығымен сәйкес келуге мәжбүр етеді.
- Иілу радиусын жасау — серпімді қалпына келтіруді азайта отырып, материалға нақты радиусты белгілейді.
- Материал таңдау — шығымдылық пен UTS қатынасы төмен қорытпаларды таңдаңыз (мысалы, толық қатты емес күйдірілген күйдіргіштер).
- Бедерлі немесе тиыннан жасалған қабырғалар — серпімді қалпына келтіруге қарсы тұру үшін иілу сызығы бойымен жергілікті қатайту мүмкіндігін қосыңыз.
- Ролик немесе айналмалы иілу — иілуді біртіндеп қалыптастырады, деформацияны таратады және ең жоғары серпімді кернеуді азайтады.
- Жылумен иілу — беріктігі жоғары қорытпалар үшін локализацияланған қыздыру аққыштық пен серпіліс күшін төмендетеді.
Minimum Bend Radius Table
Ең аз иілу радиусынан асып кету сыртқы бетінде жарықшақтарды тудырады. Төмендегі кестеде жалпы материалдарға арналған нұсқаулық мәндер берілген.
| Материал | Темпера | Мин. Иілу радиусы (× T) |
|---|---|---|
| Жұмсақ болат (SPCC, DC01) | Тұндырылған | 0,5 Т |
| Жұмсақ болат (SPCC, DC01) | 1/4 Қатты | 1,0 Т |
| Тот баспайтын болат 304 | Тұндырылған | 1,0 Т |
| Тот баспайтын болат 304 | 1/4 Қатты | 2,0 Т |
| Тот баспайтын болат 316 | Тұндырылған | 1,0 Т |
| Алюминий 1100 | O (Тұздандырылған) | 0 Т (нөлдік радиусқа дейін майыстыруға болады) |
| Алюминий 5052-H32 | 1/4 Қатты | 1,5 Т |
| Алюминий 6061-T6 | Толық қатты | 3,0–4,0 Т |
| Мыс C110 | Тұндырылған | 0 Т |
| Жез C260 | Тұндырылған | 0 Т |
| Жез C260 | Жартылай қатты | 1,0 Т |
| Титан 2 сорты | Тұндырылған | 2,5–3,0 T |
| Беріктілігі жоғары төмен қорытпа (HSLA) | Орам түрінде | 2,0–3,0 Т |
Негізгі ережелер:
– Мүмкіндігінше домалау бағытына (астық бағыты) перпендикуляр иілу — дәнге параллель иілу жарылып кету қаупін арттырады0–50 %.
– Жұмсақ температуралар тығызырақ радиустарға мүмкіндік береді. Қатты иілу маңызды болса, күйдірілген материалды көрсетіңіз.
– Алюминий 6061-T6 үшін 3Т-дан төмен крекинг жиі кездеседі. 6061-O (тазаланған) қарастырыңыз және қалыптаудан кейін қайта термиялық өңдеуден өткізіңіз.
Жалпы иілу ақаулары және оларды шешу жолдары
Тіпті дұрыс есептеулер кезінде де өндірістік иілу ақаулар тудыруы мүмкін. Төмендегі кестеде ең жиі кездесетін мәселелер мен олардың негізгі себептері берілген.
| Ақау | Сипаттама | Түбірлік себеп | Шешім |
|---|---|---|---|
| Беттік крекинг | Сыртқы иілу бетіндегі жарықтар | Иілу радиусы тым тығыз; материал тым қатты; дәннің бағыты дұрыс емес | Радиусты ұлғайту; жұмсақ мінезді қолданыңыз; дайындаманы дәнге 90° бұраңыз |
| Серпіліс / бұрыштық дрейф | Соңғы бұрыш шыдамдылықтан жоғары ашылады | Шамадан тыс иілудің жеткіліксіздігі; жоғары R/T қатынасы | Тескіш қозғалысын арттыру; түбіне арналған штампты қолданыңыз; монеталық қабырғаларды қосу |
| Ішкі радиуста мыжылған | Иілудің ішкі жағындағы қысылған әжімдер | Шамадан тыс қысу деформациясы; жұқа материал; үлкен R/T | Қалыптың ашылуын азайту; сүртетін майысты қолданыңыз; артқы тірек қосу |
| Шетінің бұрмалануы | Шеттері иілген немесе ұштары шығып кеткен | Иілу кезінде тіреусіз ұштары бос материал | Жиектерге арналған рельефтерді қосу; кеңірек саңылауларды пайдаланыңыз; ұстап тұру төсемдерін қосу |
| Бұрау | Бөлшектің иілу осі бойымен бұралуы | Материалдың біркелкі емес қалыңдығы; орталықтан тыс жүктеме; дәннің анизотропиясы | Теңгерім күші; бұралуға қарсы арматураны қолданыңыз; бланкілердің дәйектілігін тексеру |
| Өлшемді ығысу | Фланецтің ұзындығы немесе иілу орны ерекшеленбейді | Иілу кезіндегі материал ағыны; құралдың тозуы | Бос өлшемдерді қайта жасау; тозған құралдарды ауыстыру; пилоттық тесіктерді қосыңыз |
| Беткі қабат | Тескіш/қалыптағы сызаттар немесе материалды алу | Майлау жеткіліксіз; құралдың өрескел беті; жоғары жанасу қысымы | Майлауды жақсарту; қалыптардың беттерін жылтырату; қапталған аспаптық болатты қолданыңыз |
| Кетіктегі иілу сызығының жарылуы | иілу орнында | Функция шетіндегі кернеу концентрациясы | Кетік бұрыштарына рельефтерді қосыңыз; ойықты иілу аймағынан алыстатыңыз |
Иілу қалыбының дизайны негізгі нүктелер
Қалыптың дұрыс дизайны дәйекті, жоғары сапалы иілудің негізі болып табылады. Келесі ойлар арнайы иілу қалыптарына да, прогрессивті қалыптардың ішіндегі иілу станцияларына да қатысты.
1. Қалыптың ашылуы ені
Қалыптың ашылуы (V-ені) иілу сапасына және қажетті күшке тікелей әсер етеді.
Негізгі ереже: Вт = 6Т-дан 12Т-ға дейін ауамен иілу; W = 8T жалпы бастапқы нүкте болып табылады.
- Тым тар: жоғары тоннаж, тескіш түбіне түсу қаупі, беткі таңба
- Тым кең: бұрышты басқару нашар, шамадан тыс серпіліс, жиектің бұрмалануы
2. Тескіш радиусы
Стандартты ауамен иілу үшін тескіш ұшының радиусы 0,5-1,5 Т болуы керек. Кіші радиус сыртқы бетіндегі кернеуді арттырады және крекинг қаупін арттырады; үлкенірек радиус кері серпілісті арттырады.
3. Die Shoulder Radius
Қалыптың иық радиусы (матрица бетінен V-қуысына қисық ауысу) әдетте 2Т пен 4Т аралығында болады. Өткір иық тиімді иілу радиусын азайтады, бірақ материалдың кедергісін және құралдың тозуын арттырады.
4. Қалып құрамдас бөліктеріне арналған материал және жабын
| Құрамдас | Recommended Material | Беттік өңдеу |
|---|---|---|
| Перфель | D2, DC53 немесе карбид (жоғары көлем үшін) | TiN or TiCN coating for wear resistance |
| Қалып блок | D2, SKD11 | Қатты хром немесе азоттау |
| Pressure pad / stripper | A2 немесе S7 | Қара оксид немесе фосфат |
5. Серіппелі төсеніштер мен тартқыштар
Серіппелі қысым төсемі иілу кезінде дайындаманы тегіс ұстап, жиектің бұрмалануын болдырмайды және иілу орнының дәлдігін сақтайды. Төсек күші иілу күшінің 10-20% болуы керек.
Анықтама.
Жоғары көлемді өндіріс үшін престеу тереңдігін реттеуге сенбей, бекітілген шектен тыс иілу бұрышында (жоғарыдағы серіппелі кесте негізінде) құрастырыңыз. 90° дайын иілулерге арналған үлгі бұрыштары:
- Жұмсақ болат: 88–88,5° қалып бұрышы (тескіш бұрышы 88°)
- Тот баспайтын 304: 86–87° бұрыштық бұрыш
- Алюминий 6061-T6: 84–85° бұрыш бұрышы
7. Рельефтік ойықтар және пилоттық мүмкіндіктер
Иілу фланец шетінде аяқталғанда, иілу фланецтің шетінде аяқталған кезде, 1 тен 5 тен астам рельеф қосыңыз. жиектердің бұрмалануын және жыртылуын болдырмау үшін иілудің соңғы нүктелері. Критикалық орналасуы бар бөліктер үшін иілу сызығының жанындағы пилоттық тесіктерді қалыпқа орналастыру үшін қосыңыз.
8. Аршу және бөлшекті шығару
Майыстырғаннан кейін бөлік тескіштен ұстап қалуы мүмкін. Әрбір инсультте бөлшектердің сенімді алынуын қамтамасыз ету үшін серіппелі сыпырғыштарды, ауа шығаруды немесе нокаут түйреуіштерін жоспарлаңыз.
Өндірістегі ең жақсы иілу тәжірибелері
- Алдымен прототип. Бұрыштарды өлшеу және серіппелі құралдардың бірінші нұсқасын өндіруге дейін іске қосыңыз.
- Кіріс материалды бақылау. Қалыңдығы, қаттылығы және түйір бағытының өзгеруі иілу бұрышының консистенциясына тікелей әсер етеді.
- Майлауды қолданыңыз. Тұрақты штамптаушы майлаушы (хлорланған парафин немесе синтетикалық эфир) қышуды азайтады және беттің әрлеуін жақсартады.
- Аспаптардың тозуын бақылау. Соққы радиусы және иық радиусы пайдалану кезінде өзгереді — инсульт санына негізделген профилактикалық қызмет көрсету аралықтарын жоспарлаңыз.
- Барлығын құжаттаңыз. Әрбір орнату үшін тесу тереңдігін, тоннажды және өлшенген бұрыштарды жазыңыз. Бұл деректер ақауларды жою және болашақ құралдарды жобалау үшін баға жетпес құнды болады.
Жиі қойылатын сұрақтар
Металды штамптаумен иілудегі ауамен иілу, түбін салу және тиын салудың айырмашылығы неде?
Ауамен иілу материалды қалыпқа толық жанасусыз итеру арқылы иілуді қалыптастырады — тесудің тереңдігі бұрышты басқарады, ал серпіліс шамадан тыс иілу арқылы өтеледі. Астыңғы жағы материалды қалып қабырғаларына толығымен басып, серпілістерді айтарлықтай азайтады. Монета жасау материалға иілу радиусын тұрақты орнату үшін өте күшті қолданады, бұл кері серпілуді іс жүзінде болдырмайды, бірақ ауамен иілуден 5–10 × көбірек тоннажды қажет етеді.
Материалым үшін ең аз иілу радиусын қалай есептеуге болады?
Материалдың қалыңдығын (T) қорытпаңыз бен төзімділігіңіз үшін ең аз иілу радиусы коэффициентіне көбейтіңіз. Мысалы, күйдірілген тот баспайтын болат 304 1,0Т коэффициентіне ие, сондықтан 2,0 мм парақ ең аз ішкі радиусы 2,0 мм дейін майысуы мүмкін. Мүмкіндігінше әрқашан домалау бағытына перпендикуляр бүгіңіз және қорытпалардың белгілі сорттары үшін материал деректер парағын қараңыз.
Неліктен менің майысқан бөлігім күткеннен көбірек кері серпілуде?
Шамадан тыс серпіліс әдетте мына факторлардың біреуінен немесе бірнешеуінен туындайды: иілу радиусының қалыңдығына қатынасы (R/T) тым үлкен, материалдың аққыштық күші көрсетілгеннен жоғары (материал сертификаттарын тексеріңіз), дән бағыты иілу сызығына параллель өтеді немесе саңылау тым кең. R/T азайтыңыз, дайындаманы айналдырыңыз, жұмсақ күйге ауысыңыз немесе серпінді бақылауға алу үшін астыңғы жағын / тиынды пайдаланыңыз.
Иілудің сыртқы бетіндегі жарықшақтардың пайда болуына не себеп болады?
Сыртқы беткейдегі крекинг иілудің сыртқы бөлігіндегі созылу деформациясы материалдың ұзару шегінен асқанда пайда болады. Жалпы себептерге материалдың минимумынан төмен иілу радиусы (жоғарыдағы радиус кестесін қараңыз), түйіршіктердің айналу бағытына параллель иілу, тым қатты немесе жұмыс кезінде шыңдалған материал немесе кернеуді шоғырландыратын өткір соққы радиусы жатады. Иілу радиусын ұлғайту, күйдірілген материалды пайдаланыңыз немесе дайындаманы дәнге 90° бұраңыз.
Пішінді ашу ені иілу сапасына қалай әсер етеді?
V пішінді саңылау ені (W) иілу радиусын, қажетті күшті және серіппені басқарады. Жалпы нұсқаулық W = 6T - 12T, жалпы бастапқы нүкте ретінде 8T. Неғұрлым тар саңылау кері серпіліспен тығызырақ радиусты тудырады, бірақ жоғары тоннажды қажет етеді және бетті таңбалау қаупі бар. Кеңірек саңылау тоннажды азайтады, бірақ серпілістерді арттырады және жиектердің бұрмалануына әкелуі мүмкін. Саңылауды материалдың қалыңдығына және қалаған иілу радиусына сәйкес келтіріңіз.
Қорытынды
Металл штамптау иілісі алдамшы күрделі операция. Материалдың қасиеттері, иілу геометриясы және құрал дизайны арасындағы өзара әрекеттестік бөліктің төзімділікке соғатынын немесе қоқыс жәшігіне түсетінін анықтайды. Дұрыс иілу түрін таңдау, күш пен серпілісті дәл есептеу, ең аз иілу радиустарын сақтау және дұрыс өтемді қалыптарды жобалау арқылы өндіріс көлемдерінде қайталанатын, жоғары сапалы иілулерге қол жеткізуге болады.
Дәл иілу серіктесі керек пе? Металл штамптау бөліктерінде біз прототиптен жоғары көлемді өндіріске дейін арнайы иілген компоненттерді құрастырамыз және шығарамыз. Баға ұсынысын сұрау немесе келесі жобаңызды талқылау үшін инженерлік топқа хабарласыңыз.