dziļvilkšanaing: procesa mehānika, zīmēšanas koeficienti un defektu novēršana
Galvenie datu punkti: Pirmā izvilkuma ierobežojuma attiecība ir 2,0:1 tēraudam un 1,6:1 alumīnijam. Pārzīmēšanas koeficienti katrā posmā samazinās līdz 1,3–1,5:1. Zīmēšanas ātrums ir no 5 līdz 50 m/min atkarībā no materiāla un ģeometrijas. Tukšas turētāja spēks parasti ir 0,5–1,5% no materiāla tecēšanas robežas × tukšā laukuma. Sienu retināšana tiek kontrolēta 10–15% robežās no sākotnējā biezuma kvalificētos procesos.
Kas ir dziļā zīmējums?
Dziļais zīmējumsMetāla formēšanaetal formēšanas process, kurā plakana sagatave tiek radiāli ievilkta formēšanas presē ar perforatora mehānisku darbību, veidojot bezšuvju, dobu sastāvdaļu, kuras dziļums pārsniedz tā diametru. Atšķirībā no štancēšanas operācijām, kas galvenokārt griež vai liek materiālu, dziļā vilkšana plastiski deformē metālu trīsdimensiju formās, piemēram, krūzēs, kārbās, apvalkos, korpusos un automašīnu virsbūves paneļos.
Termins “dziļums” attiecas uz dziļuma un diametra attiecību: ja ievilktais dziļums pārsniedz detaļas diametru, process tiek klasificēts kā dziļā vilkšana. Detaļām, kuru dziļuma un diametra attiecība pārsniedz 1,0, parasti ir nepieciešami vairāki zīmēšanas posmi (pārzīmēšana), lai sasniegtu galīgo ģeometriju bez materiāla bojājumiem. Dongguan Chenghui Intelligent Technology, mēs regulāri ražojam dziļi stieptas detaļas ar stiepes koeficientu līdz 2,2 vienā posmā un līdz 3,5 vairākos posmos tādiem materiāliem kā DC04 auksti velmēts tērauds un 304 nerūsējošais tērauds.
Dziļā rasēšana tiek plaši izmantota visās nozarēs — no plkst. automobiļu rūpniecība (eļļas pannas, degvielas tvertnes, sensoru korpusi) līdz Electronics (akumulatoru kārbas, savienotāju apvalki), medicīniskās ierīces (ķirurģijas instrumentu korpusi) un aviācija (viegla konstrukcija). Process nodrošina detaļas ar izcilu virsmas apdari, stingrām izmēru pielaidēm (sasniedzamas ±0,05 mm) un nemainīgām mehāniskajām īpašībām, ko rada darba sacietēšana deformācijas laikā.
Padziļinātais zīmēšanas process: soli pa solim
1. Tukšs preparāts
Process sākas ar metāla loksnes noformēšanu — līdzenas gabala diametra aprēķinu. Sagataves diametru nosaka, izmantojot nemainīgas virsmas laukuma princips: sagataves virsmas laukumam ir jābūt vienādam ar gatavās daļas virsmu, kā arī apgriešanas virsmu. Cilindriskai krūzei bez atloka sagataves diametru D var tuvināt šādi:
D = √(d² + 4dh) — kur d ir krūzes iekšējais diametrs un h ir krūzes augstums.
Aptukšošanu parasti veic ar mehānisku presi, izmantojot noslīpēšanas veidni. Materiālu izmantošana šeit ir galvenais izmaksu faktors; ligzdošanas optimizācija var sasniegt 70–85% materiāla izmantošanu apļveida sagatavēm. Pirms zīmēšanas uz tukšās virsmas uzklāj smērvielu, lai samazinātu berzi un novērstu žāvēšanu.
2. Pirmā zīmēšanas darbība
Sagatavi novieto virs formas dobuma, un perforators nolaižas, liekot metālam plastiski ieplūst veidnē. A tukšs turētājs (saukts arī par vilkšanas gredzenu vai saistvielu) pieliek kontrolētu spiedienu uz sagataves atloka laukumu, novēršot grumbu veidošanos, vienlaikus ļaujot materiālam plūst uz iekšu. Klīrenss starp perforatoru un presformu parasti svārstās no 1.1t līdz 1.3t (kur t ir materiāla biezums), nodrošinot vienmērīgu materiāla plūsmu bez gludināšanas.
The ierobežojošā vilkšanas attiecība (LDR) — maksimālā sagataves diametra attiecība pret perforatora diametru, ko var izvilkt vienā posmā bez bojājumiem — parasti svārstās no 1,8 līdz 2,2 tērauda sakausējumiem, no 1,6 līdz 1,9 alumīnijam un no 1,4 līdz nerūsējošam tēraudam. Lai pārsniegtu LDR, ir nepieciešami vairāki posmi.
3. Pārzīmēšana un gludināšana
Kad mērķa dziļums pārsniedz vienpakāpes LDR, daļēji izvilktā kauss tiek pakļauts vienam vai vairākiem pārzīmēšana operācijas. Katrs pārzīmēšanas posms pakāpeniski samazina diametru un palielina dziļumu. Starp posmiem daļai var būt nepieciešami procesa atkausēšana , lai atvieglotu sacietēšanu un atjaunotu elastību — tas ir būtiski tādiem materiāliem kā 304 nerūsējošais tērauds un alumīnijs.
Gludināšana ir saistīts process, kurā krūzes siena tiek atšķaidīta un pagarināta, izlaižot virkni presformu ar pakāpeniski mazāku atstarpi, radot vienmērīgu sienas biezumu. Gludināšanu parasti izmanto dzērienu kārbām un plānsienu cauruļveida detaļām.
Izvilkšanas koeficienti, ierobežojumi un projektēšanas noteikumi
Izpratne par vilkšanas koeficientiem ir būtiska veiksmīgai dziļās rasējuma izstrādei. Galvenie parametri ir šādi:
- Vilkšanas attiecība (β) = D/d — kur D ir sagataves diametrs un d ir perforatora diametrs. β 2,0 nozīmē, ka sagataves diametrs ir divreiz lielāks par perforatora diametru.
- Samazinājuma koeficients (r) = (D – d)/D × 100% — daudzi inženieri dod priekšroku samazinājuma izteikšanai procentos.
- Biezuma un diametra attiecība (t/D) — kritisks parametrs: vērtības, kas pārsniedz 1%, parasti nodrošina lielāku izņemšanas koeficientu.
Ieteicamā maksimālā stiepes attiecība ir pirmajiem izplatītajiem materiāliem: vieglais tērauds DC01/DC04: 2,0-2,2, 304 nerūsējošais:2018., 5052 alumīnijs (O-temperatūra): 1,8–2,0un varš C11000: 1,9–2,1. Starpposmu atkausēšana var palielināt kumulatīvo vilkmes koeficientu līdz 3,0 vai vairāk.
Dziļi ievilktu detaļu projektēšanas noteikumi ietver: minimālā stūra rādiusa saglabāšanu 1-2× materiāla biezums pie perforatora deguna un 4-8× biezums pie presformas ievades rādiusa, izvairoties no asām pārejām, kas koncentrējas spriedzi, un projektēšanu, lai sienas biezums būtu vienmērīgs, ja vien nav plānota gludināšana.
Izplatīti defekti un profilakse
Burzīšanās (atloka grumbas)
Atloka zonā rodas burzīšanās, kad saspiešanas stīpas spriegums pārsniedz materiāla pretestību izliekumam. Profilakse: palieliniet tukšas turētāja spēku (BHF), optimizējiet BHF visā gājienā (mainīgas BHF sistēmas) un nodrošiniet pareizu eļļošanu atloka zonā. Labs sākuma BHF ir aptuveni 1,5-2,5% no materiāla tecēšanas robežas, kas reizināta ar atloka laukumu.
Plīsums un lūzums
Plīsums parasti notiek perforatora priekšgala rādiusā vai krūzes sieniņā, kur materiālam ir vislielākais stiepes spriegums. Galvenie cēloņi ir šādi: pārmērīgs vilkšanas koeficients, nepietiekams tukšuma turētāja klīrenss (sprostošanas materiāls), nodiluši formas rādiusi vai nepietiekama eļļošana perforatora pusē. Profilakse: ievērojiet LDR robežas, uzturiet pulētas veidņu virsmas (Ra ≤ 0,2 μm) un izmantojiet diferenciālo eļļošanu — smērvielu atloka zonā, minimālu smērvielu uz perforatora deguna, lai palielinātu nepieciešamo berzi.
Atspere un izmēru novirze
Pēc perforatora ievilkšanas elastīgā atveseļošanās liek detaļai nedaudz atsperties, īpaši pie kausa mutes un sienas. Springback ir izteiktāks augstas stiprības materiālos un alumīnija sakausējumos. Profilakse: kompensējiet presformas ģeometriju, izmantojiet pārseguma vai izmēru noteikšanas darbības un, prognozējot atsperes, ņemiet vērā materiāla Janga moduļa un ienesīguma attiecību.
Auss
Auss attiecas uz viļņotām malām novilkta kausa augšdaļā, ko izraisa plakanā anizotropija (dažādas īpašības dažādos loksnes virzienos). Tā rezultātā apgriešanas laikā rodas materiālu atkritumi. Profilakse: izmantojiet lokšņu materiālus ar zemām ausu īpašībām (piemēram, alumīnija sakausējumi 5052 un 3003), optimizējiet sagataves orientāciju attiecībā pret velmēšanas virzienu un pieļaujiet atbilstošu apgriešanas apjomu (5–10% no krūzes augstuma).
Materiāli dziļajai zīmēšanai
Materiāla izvēle tieši ietekmē izvelkamību, instrumenta kalpošanas laiku un detaļu izmaksas. Visbiežāk dziļi stieptie materiāli ir:
- Zema oglekļa satura tērauds (DC01, DC04, SPCC, SPCD): Lieliska velkamība, zemas izmaksas. Draw attiecības līdz 2,2 vienpakāpes. Ideāli piemērots automobiļu kronšteiniem, ierīču paneļiem un vispārīgām rūpnieciskām daļām.
- Nerūsējošais tērauds (304, 316L, 430): Izturība pret koroziju un augsta izturība. Grūtāk zīmēt darba rūdījuma dēļ; nepieciešama starppakāpju atkausēšana. Izmanto virtuves izlietnēm, medicīnas ierīcēm un ķīmiskās apstrādes iekārtām.
- Alumīnija sakausējumi (1050, 3003, 5052-O): Viegls ar labu formējamību. Jo īpaši 5052-O piedāvā izcilu dziļo vilkšanas iespēju. Izplatīts elektronikas korpusos, vieglās automašīnu konstrukcijās un pārtikas konteineros.
- Varš un misiņš (C2000,C11): Lieliska vadītspēja un formējamība. Izmanto elektriskiem savienotājiem, santehnikas komponentiem un dekoratīvai aparatūrai.
Materiāla rūdījums (rūdīts vai cieti velmēts) būtiski ietekmē izvelkamību — vienmēr norādiet atkvēlināta (O-temperatūra) vai dziļās vilkšanas kvalitātes (DQ) pakāpes formēšanas operācijām.
Dziļā vilkšana salīdzinājumā ar citiem metāla formēšanas procesiem
Salīdzinot ar parastā štancēšana, dziļa zīmēšana rada dziļākas, sarežģītākas dobas formas. Atšķirībā no progresīvā štancēšana , kas izceļas ar liela apjoma plakanām vai saliektām daļām, dziļā vilkšana specializējas bezšuvju korpusos. Salīdzinot ar metāla vērpšana, dziļā vilkšana nodrošina ātrāku cikla laiku (5-20 minūtes, kas pārsniedz griezienu skaitu minūtē, salīdzinot ar ražošanas ātrumu). 10 000 gab. Salīdzinot ar hidroformēšanas, dziļajai rasēšanai ir mazāka rīka sarežģītība un ātrāks simetrisko daļu iestatīšanas laiks.
Lai saņemtu norādījumus par optimālā procesa izvēli jūsu detaļas ģeometrijai, apmeklējiet mūsu metāla štancēšanas ražotājs lapu vai pieprasīt piedāvājumu bezmaksas DFM pārskatīšanai.
Bieži uzdotie jautājumi
Kāda ir atšķirība starp dziļo zīmēšanu un štancēšanu?
Dziļā rasēšana ir īpašs štancēšanas veids, kas rada dobas, bezšuvju detaļas, radiāli ievelkot lokšņu loksnes formā. Lai gan visa dziļā vilkšana ir štancēšana, ne visa štancēšana ir dziļā vilkšana — lielākā daļa štancēšanas darbību ietver griešanu, locīšanu vai seklu formēšanu. Galvenā atšķirība ir dziļuma un diametra attiecība: ja tas pārsniedz aptuveni 0,5, process tiek uzskatīts par dziļo vilkšanu.
Kāda ir maksimālā sasniedzamā izņemšanas attiecība?
Vienai zīmēšanas posmam maksimālā vilkšanas attiecība parasti ir 2,0-2,2 vieglam tēraudam, 1,8-2,0 nerūsējošajam tēraudamun 1,8-2,0 alumīnija sakausējumiem. Vairākos posmos ar starppakāpju atlaidināšanu kumulatīvā vilkmes attiecība ir 3,0–4,0. Precīza robeža ir atkarīga no materiāla īpašībām, presformas ģeometrijas, eļļošanas apstākļiem un presēšanas ātruma.
Cik biezas var būt dziļi stieptās detaļas?
Dziļais zīmējums ir piemērots plašam biezuma diapazonam — no 0,1 mm folija mikrokomponentiem (bateriju kārbas, sensoru krūzes) līdz 12-16 mm liela izmēra konstrukcijas daļām (spiedientvertnes, lieli automobiļu komponenti). Biezuma un diametra attiecība (t/D) ir kritiskais parametrs, nevis absolūtais biezums.
Vai dziļo zīmēšanu var apvienot ar citiem procesiem?
Jā. Dziļais zīmējums bieži tiek kombinēts ar pīrsings (izveidot caurumus zīmētajā daļā), atloka (veidojot lūpu ap caurumiem vai malām), reljefs (izveidot paaugstinātas funkcijas) un vītne (veidojot iekšējās vai ārējās vītnes). Šīs darbības bieži var integrēt vienā progresīvā vai pārsūtīšanas rīkā, samazinot sekundārās apstrādes izmaksas.
Kā es varu zināt, vai mana daļa ir piemērota dziļai zīmēšanai?
Nosūtiet detaļas zīmējumu vai 3D modeli mūsu inženieru komandai, lai saņemtu bezmaksas DFM (Design for Manufacturability) apskats , izmantojot mūsu RFQ lapa. Mēs novērtējam stiepes attiecības, stūra rādiusus, materiāla izvēli un pielaides prasības, lai noteiktu optimālo formēšanas stratēģiju un sniegtu detalizētu priekšizpētes ziņojumu 24 stundu laikā.
Saistītie resursi
- dziļvilkšana štancēšanas rokasgrāmata — Procesa, materiālu un dizaina vadlīnijas dziļvilces štancēšanai.