1. Klasifikasi proses dasar
Menurut sifat deformasinya, proses stamping dapat dibagi menjadi dua kategori: pemisahan material dan pembentukan.
Proses pemisahan mengacu pada proses stamping di mana benda kerja dipecah dan dipisahkan setelah tegangan bagian yang cacat mencapai kekuatan tarik di bawah aksi gaya stamping, sehingga diperoleh benda kerja dengan bentuk dan ukuran yang diinginkan.
Proses pembentukan mengacu pada proses pencetakan di mana tegangan bagian yang cacat dari benda kerja mencapai titik luluh di bawah aksi gaya pukulan, tetapi tidak mencapai kekuatan tarik, sehingga benda kerja mengalami deformasi plastis tanpa patah dan pemisahan. , sehingga diperoleh benda kerja dengan bentuk dan ukuran yang dibutuhkan. .
2. Jenis proses pemisahan
Menurut mekanisme deformasi yang berbeda, proses pemisahan dibagi menjadi dua kategori: meninju dan memperbaiki.
Meninju: Mengacu pada meninju lembaran dengan dadu di sepanjang kurva atau garis lurus tertentu (termasuk kategori berikut)
Perbaikan adalah metode pemrosesan terpisah untuk memproses ulang bagian dari bagian yang dikosongkan. Deformasi perbaikan adalah mekanisme pemotongan, dan akurasi dimensi serta kualitas penampang benda kerja lebih baik daripada bagian yang dikosongkan.
3. Jenis proses pencetakan
Ada banyak proses pembentukan, antara lain: proses bending, deep drawing, flanging, bulging dan ekstrusi. (detail sebagai berikut :)
02
Meninju
1. Pengenalan bentuk dan proses pembentukan produk blanking
Bentuk produk blanking. Bagian produk blanking dibagi menjadi: collapse angle, bright zone, fracture zone, dan burr. Keempat bentuk ini diproduksi dalam tahapan yang berbeda, bagian yang berbeda, dan di bawah tekanan yang berbeda selama proses pengosongan produk.
Seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas, 1. Slump angle: tinggi kira-kira sama dengan 8 persen T hingga 15 persen T; 2. Pita terang: tingginya kira-kira sama dengan 15 persen T hingga 55 persen T; 3. Zona sesar: ketinggian kira-kira sama dengan 35 persen T hingga 75 persen T; 4. Kesalahan: tingginya kira-kira sama dengan 5 persen T hingga 10 persen T
1) Tahap deformasi elastis
Analisis tegangan: Bahan pada ujung tombak mengalami gaya geser, dan besarnya gaya kurang dari batas elastis. Jika gaya hilang, materi kembali ke keadaan semula.
Deskripsi negara: Pukulan memberikan tekanan pada material, dan material sedikit meremas ke ujung tombak cetakan.
2) Tahap deformasi plastik
Analisis tegangan: bahan ditekan dari samping ke tengah, dan secara bertahap melebihi batas elastis
Deskripsi status: Punch masuk lebih dalam ke material, dan pada tahap ini, bagian blanking menghasilkan sudut yang runtuh dan pita yang cerah
3) Tahap geser
Analisis Stres: Tegangan parsial material yang dekat dengan ujung potong cetakan pertama kali mencapai kekuatan geser material, yang meningkatkan retakan yang dihasilkan oleh material di sebelah ujung potong cetakan. Saat ini, material pada ujung tombak punch masih dalam tahap deformasi plastis. Saat pukulan menembus lebih jauh ke dalam material, material di dekat pukulan juga mencapai kekuatan geser, dan retakan juga dihasilkan. Setelah itu, kedua retakan tersebut tumpang tindih dan materialnya terpisah.
gambar
Deskripsi status: Bahan dipisahkan, dan ketika retakan atas dan bawah tumpang tindih, mereka saling merobek dan menghasilkan gerinda
gambar
03
Poin kunci dan contoh desain teknologi punching yang terkait dengan desain produk
1. Klasifikasi, fungsi dan struktur produk blanking
tajam
Fungsi 1. Digunakan sebagai umum melalui lubang (persyaratan yang lebih rendah); 2. Digunakan sebagai lubang bawah penyadapan sendiri (desain produk membutuhkan proporsi pita terang yang lebih tinggi); 3. Digunakan sebagai lubang poros presisi tinggi (tidak memerlukan gerinda, lebih sedikit sabuk retak)) (dengan deburring mekanis atau pembalikan cetakan)
Catatan: Saat mendesain lubang pelubang, karena keterbatasan kekuatan pelubang, ukuran lubang tidak boleh terlalu kecil (umumnya lebih besar dari 0.5T)
gambar
Stempel kosong
Fungsi 1. Digunakan sebagai bentuk umum (persyaratan lebih rendah); 2. Digunakan sebagai rakitan las laser sambungan butt (tidak ada gerinda, pita terang besar, celah kecil di zona fraktur); 3. Digunakan sebagai braket dekorasi yang lembut (memerlukan pengeritingan atau Deburring)
Catatan: 1. Saat mendesain produk, sambungan garis lurus atau lekukan bagian blanking harus memiliki sudut membulat yang sesuai. (Jika tidak, tekanan cetakan akan terkonsentrasi dan mudah rusak); 2. Mempertimbangkan teknologi pemrosesan pemotongan kawat mati, bagian blanking Atau sudut R minimum dari bagian blanking tidak boleh kurang dari R0.2.
gambar
Pemotongan lidah, pemotongan lancing lagu
Fungsi 1. Digunakan sebagai gesper; 2. Digunakan sebagai batas; 3. Menghemat proses, meningkatkan tingkat pemanfaatan material, dan menggabungkan dua proses pemangkasan dan pembengkokan menjadi satu. (Kerugian: Arah duri tidak dapat diubah, harus berlawanan dengan arah pukulan)
Catatan: Diperlukan jarak antara bagian yang dipotong dan bagian yang ditekuk cukup besar untuk memenuhi kekuatan pukulan.
gambar
Poin-poin yang harus diperhatikan dalam desain struktur pemotongan dan pembengkokan lidah:
1) Lebar pukulan harus cukup besar saat memotong, dan jarak antara bagian pemotongan dan bagian lentur harus lebih dari 5mm saat mendesain bagian, jika tidak, kekuatan pukulan akan rendah, yang akan mempengaruhi kehidupan dari cetakan.
2) Saat mendesain cetakan, bagian pemotongan tepi pisau harus memastikan tepi lurus sekitar 3mm untuk mencegah pisau roboh. Harus ada jeda di kedua sisi pukulan, untuk memastikan bahwa itu dipotong terlebih dahulu dan kemudian ditekuk.
gambar
Ringkasan poin desain produk terkait blanking
1) Saat mendesain produk, sambungan garis lurus atau lekukan bagian blanking harus memiliki sudut membulat yang sesuai. (Alasan: 1. Sudut R minimum pemotongan kawat biasa adalah 0.2, dan sudut tajam tidak mudah untuk dijamin. 2. Mati di sudut tajam Konsentrasi stres, cetakan mudah rusak setelah stres.)
2) Arah duri harus ditandai saat mendesain produk. Duri sangat penting untuk keselamatan perakitan produk dan staf pengoperasian. (Catatan: arah duri ditandai, bukan arah meninju)
3) Saat mendesain lubang pelubang, karena keterbatasan kekuatan pelubang, ukuran lubang tidak boleh terlalu kecil (umumnya lebih besar dari 0.5T, usahakan jangan membuat diameter lubang kurang dari 0.8T)
4) Saat mendesain produk, kekuatan tarik material harus sebanyak mungkin kurang dari 630MPa, jika tidak, cetakan akan sulit dibuat. (Ketika kekuatan tarik produk kurang dari 630MPa, bahan cetakan dapat dipilih dari baja cetakan biasa yang relatif murah, seperti: Cr12, Cr12MoV, SKD11, D2, dll. Ketika kekuatan tarik produk lebih besar dari 630MPa , bahan cetakan harus dipilih dari baja cetakan khusus yang lebih mahal, seperti SKH-9)
gambar
5) Ketika desain produk memiliki persyaratan khusus untuk bagian pelubangan, nilai minimum yang dapat diterima dari setiap bagian harus diberi tanda.
6) Saat memotong, perhatikan desain sudut pemotongan pada produk untuk memudahkan demoulding, sehingga mengurangi keausan punch.
gambar
2. Pengenalan singkat tentang punching die
1) meninju, blanking mati
2) Deburring cetakan
3) Sisi meninju mati
04
Membengkokkan bentuk produk dan pengenalan proses pembentukan
1. Bentuk produk melengkung
Mekanisme pembentukan lentur: Tegangan pada bahan logam lebih besar dari batas elastis (kekuatan luluh) tetapi kurang dari batas patah (kekuatan tarik), menyebabkan kelengkungan lembaran berubah di zona deformasi lentur, membentuk tikungan.
Analisis tegangan tekuk: saat menekuk, sisi dalam material mengalami tegangan tekan dan sisi luar mengalami tegangan tarik, dan tegangan tarik memainkan peran dominan, sehingga lapisan netral material adalah pusat dari bahan yang bias terhadap sisi dalam lentur.
gambar
Lapisan netral: sekitar 0.255T dari sisi dalam bahan
Serat terluar material bergerak relatif terhadap material karena tegangan tarik, dan ketidakcukupan material ditambah dengan arah lebar
2. Proses pembengkokan (ambil kurva V sebagai contoh):
1) Pergerakan pukulan dan lembaran kontak (kosong) menghasilkan momen lentur karena gaya titik kontak yang berbeda dari cetakan cembung dan cekung, dan deformasi elastis terjadi di bawah aksi momen lentur, menghasilkan pembengkokan.
2) Saat pukulan terus bergerak ke bawah, benda kerja dan permukaan cetakan secara bertahap bersentuhan, sehingga jari-jari tekukan dan lengan tekuk berkurang, dan titik kontak antara benda kerja dan cetakan bergerak dari keduanya bahu dadu ke dua lereng dadu.
3) Saat pukulan terus turun, kedua ujung blank menyentuh kemiringan pukulan dan mulai menekuk.
4) Pada tahap perataan, karena jarak antara punch dan die terus berkurang, lembaran diratakan antara punch dan die.
5) Pada tahap koreksi, saat goresan selesai, lembaran dikoreksi sehingga sudut yang membulat dan tepi lurus pas dengan pukulan untuk membentuk bentuk yang diinginkan.
gambar
3. Dua jenis masalah yang rawan terjadi pada produk bengkok (rebound, cracking)
1) Rebound:
Alasan untuk springback: bahan terdiri dari banyak lapisan serat, dan tegangan setiap lapisan serat berbeda, (lapisan terluar memiliki tegangan tarik terbesar, lapisan terdalam memiliki tegangan tekan terbesar, besarnya keduanya Gaya menurun ke arah lapisan netral), jadi setelah lentur, tidak semua lapisan serat ditekan lebih besar dari batas elastis material, sehingga material pada tahap deformasi elastis memiliki fenomena pemulihan.
gambar
1) Tegangan dan regangan lapisan netral adalah nol
2) Tegangan tekan lapisan netral secara bertahap meningkat ke arah dalam
3) Tegangan tarik lapisan netral secara bertahap meningkat ke luar
gambar
1) Ketika bagian injakan dibengkokkan, regangan sebagian besar lapisan material memasuki area deformasi plastis, dan lapisan material ini tidak muncul kembali.
2) Regangan lapisan material yang lebih dekat ke lapisan netral masih berada di daerah deformasi elastis, dan lapisan material ini akan bangkit kembali setelah gaya eksternal menghilang (pukulan lentur meninggalkan benda kerja)
Faktor-faktor yang mempengaruhi pantulan:
(1) Semakin tinggi batas elastisitas material, semakin besar tegangan deformasi yang dibutuhkan dan semakin besar pantulannya
(2) Semakin kecil jari-jari lentur relatif R/T material, semakin terkonsentrasi tegangan, semakin kecil proporsi deformasi elastis, dan semakin kecil rebound
gambar
2) retak
Ketika tegangan pada bagian lapisan material benda kerja lebih besar dari batas tarik saat pembengkokan, maka benda kerja akan retak. (Semakin jauh lapisan material dari lapisan netral, semakin besar tegangan dan regangan)
gambar
Cara menghindari retak: Saat menekuk, sudut R di dalam sudut terlalu kecil. (umumnya nilai R tidak kurang dari 0.5T)
4. Karakteristik deformasi produk lentur
(1) Karena tegangan tarik serat luar material, material bergerak relatif, dan kekurangan material ditambah dengan arah lebar dan tebal, sehingga lebar material berkurang.
(2) Karena tegangan tekan serat lapisan dalam material, material lapisan dalam bergerak ke arah lebar, mengakibatkan peningkatan lebar lapisan dalam material.
(3) Ketika lebarnya kurang dari 3 kali ketebalan material, fenomena di atas terlihat jelas, dan desain produk harus menghindari situasi yang lebarnya kurang dari 3 kali ketebalan material.
gambar
5. Poin-poin penting dan contoh desain proses pembengkokan terkait dengan desain produk
(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)
Melihat:
1) Saat mendesain produk, sudut R tekukan harus dihindari terlalu kecil, jika tidak maka akan mudah menyebabkan konsentrasi tegangan.
2) Dimensi sudut R harus ditandai di bagian dalam. (Alasan khusus: benda kerja dekat dengan pukulan saat menekuk, dan sudut R pukulan menentukan sudut R benda kerja, dan mudah untuk mengontrol dan menyesuaikan.)
gambar
(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>R ditambah 2T.
gambar
Catatan: Saat mendesain produk, hindari menekuk tepi lurus terlalu kecil, jika tidak maka akan mudah menyebabkan jatuh ke luar, dan sulit untuk mengontrol vertikalitas.
(3) Bagian yang ditekuk tidak boleh ditekuk pada perubahan lebar bagian yang tiba-tiba untuk menghindari robekan. Jika harus ditekuk pada perubahan lebar yang tiba-tiba, alur proses harus dirancang terlebih dahulu.
(4) Karena blanko akan sedikit banyak tergelincir selama pembengkokan, lubang proses harus dirancang sebanyak mungkin selama desain produk.
6. Pengenalan singkat dari bending die
05
Bentuk proses pencetakan dan pengenalan proses
1. Klasifikasi dan pengenalan proses pencetakan
Mekanisme pembentukan: Tegangan pada bahan logam lebih besar dari batas elastis (kekuatan luluh) tetapi kurang dari batas fraktur (kekuatan tarik), dan mode deformasi yang diinginkan oleh perancang dihasilkan dalam rentang deformasi plastis.
gambar
Klasifikasi proses pembentukan: 1. Deep drawing 2. Extrusion 3. Flanging 4. Flipping (pemompaan) 5. Shrinking and flaring
gambar
2. Poin-poin penting dari proses pencetakan terkait dengan desain produk dan contoh desain
1) Peras
Ada tiga fungsi lambung cembung ekstrusi:
(1) Digunakan sebagai pin self-locating antara dua bagian
gambar
Melihat:
A. Saat bos digunakan sebagai pin pemosisian, diameter bos perlu dikontrol dengan ketat. Umumnya, toleransi diameter bos dapat dikontrol sekitar plus /- 0.04mm
B. Karena lambung cembung diekstrusi, sisi lambung cembung semuanya adalah pita terang;
(2) Digunakan sebagai batas mekanisme pergerakan
gambar
(3) Digunakan sebagai tonjolan untuk pengelasan proyeksi
gambar
Poin perhatian dan ukuran pukulan desain lambung cembung:
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 ditambah 0,7, dan lebih besar dari 1,8 mm.
Bump height H>{{0}}(0.4t plus 0.25), dan lebih besar dari 0,5mm
Dimensi desain ketinggian batas lambung cembung seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini
gambar
gambar
Catatan: Saat menandai ukuran lambung cembung, hanya ukuran bagian cembung yang dapat dikontrol, dan ukuran bagian cekung tidak dapat dikontrol.
Struktur Cetakan Cembung Ekstrusi: Ukuran cetakan menentukan diameter lambung cembung. Pukulan bidal dan ekstrusi bersama-sama menentukan ketinggian lambung cembung. Catatan: Saat menandai ukuran lambung cembung, hanya ukuran bagian cembung yang dapat dikontrol, dan ukuran bagian cekung tidak dapat dikontrol.
gambar
2) lubang pompa
Lubang pemompaan memiliki dua fungsi:
a) Digunakan sebagai bagian sambungan keling (termasuk keling pelubang dan keling putar);
Keuntungan: paku keling dapat dihilangkan, menghemat biaya.
Kekurangan: Tidak dapat menahan gaya tarik atau gaya geser yang besar.
Meninju lubang dan memukau: berfungsi sebagai koneksi tetap.
Menarik lubang memutar memukau: itu bertindak sebagai poros berputar.
gambar
b) Digunakan sebagai mur penghubung
gambar
Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam desain lubang dan ukuran pukulan:
Prinsip: a) Aliran material yang cukup harus dipastikan (yakni kelayakan pemompaan harus dihitung).
b) Saat digunakan sebagai riveting putar, diameter luar lubang ekstraksi (diameter luar standar dimensi) harus dikontrol.
gambar
Catatan: Cetakan dapat mengontrol diameter dalam dan luar lubang pemompaan, pukulan mengontrol diameter dalam; dadu mengontrol diameter luar, tetapi tidak pada saat yang bersamaan. Artinya, setiap bagian hanya dapat mengontrol satu nilai.
c) Saat digunakan sebagai mur, diameter dalam lubang pemompaan (diameter dalam standar dimensi) harus dikontrol.
gambar
d) Saat digunakan sebagai mur, harus dipastikan bahwa ketebalan ujung lurus yang menipis lebih besar dari 1,3 kali pitch ulir.
gambar
e) Ketika digunakan sebagai mur dan memiliki persyaratan kekuatan, harus dipastikan bahwa tinggi minimum tepi lurus setelah mengebor lubang lebih besar dari 3 kali pitch ulir.
gambar
Perhitungan kelayakan lubang pemompaan:
Lubang Lubang: Proses pencetakan di mana bahan diubah menjadi flensa samping di sepanjang keliling lubang bagian dalam.
Koefisien balik lubang: rasio diameter lubang pra-lubang dengan diameter tepi lurus setelah memutar lubang (semakin besar koefisien balik lubang, semakin kecil tingkat deformasi)
gambar
Faktor-faktor yang mempengaruhi koefisien lubang belok:
a) Plastisitas material, semakin baik plastisitasnya, semakin kecil koefisien pembubutan lubang.
b) Diameter relatif D/t dari lubang yang telah dilubangi, semakin kecil D/t, semakin kecil koefisien putaran lubang.
c) Metode pemrosesan lubang. (Jika lubang belok lebih tinggi, tidak mudah retak saat duri terletak di bagian dalam; saat terletak di luar, perlu untuk meningkatkan proses permukaan pemandu dan kemudian mengebor lubang.)
d) Bentuk pelubang kertas. (Pukulan bulat dapat mengurangi koefisien belokan dan meningkatkan derajat deformasi.)
Secara teori, perlu untuk menilai apakah proses pemompaan layak sesuai dengan koefisien pemompaan (metode ini perlu menentukan terlalu banyak faktor, yang memakan waktu dan padat karya). Secara umum, dapat dinilai berdasarkan hubungan proporsional antara pra-pelubangan dan ketebalan material. Ketika diameter relatif D/t dari lubang yang telah dilubangi lebih besar dari 1, umumnya dianggap layak.
Perhitungan ukuran lubang pra-punch:
Prinsip: Prinsip volume konstan sebelum dan sesudah memutar lubang.
AB={H*EF-(π/4-1)*EF*EF}/T
Diameter lubang berlubang d=D-2*AB
Umumnya, ketebalan bahan menjadi lebih tipis setelah memutar lubang, dan koefisien penipisan antara {{0}}.45 dan 0.9.
Faktor penipisan mengacu pada rasio EF terhadap ketebalan T bahan baku
It is generally believed that when d>=T, pengeboran dapat dilakukan (nilai empiris, penilaian terperinci dapat mengacu pada koefisien pengeboran)
gambar
Struktur cetakan gambar lubang
gambar
Struktur pukulan pelubang kertas: a) Ketika pukulan parabola digunakan, kualitas belokannya lebih tinggi karena busur yang berlebihan. (Strukturnya adalah sebagai berikut)
gambar
Catatan: Ketika jari-jari busur berbeda, efek ekstrusi pukulan pada material berbeda. Karena pukulan busur kecil terlalu kecil, gaya ekstrusi sesaat pada material besar, sehingga deformasi material juga besar. Oleh karena itu, dalam kondisi yang sama, pelubang busur kecil digunakan untuk memutar lubang. Lebih tinggi.
b) Pukulan pembentuk satu tembakan tanpa pra-pukulan.
gambar
Catatan: Ukuran lubang penindikan konsisten dengan ukuran lubang yang telah dilubangi di dua bentukan (A=a, B=b). Struktur meninju dan memutar satu kali hanya cocok untuk kasus di mana gerinda berputar berada di luar.
3) Flensa cekung
Flanging adalah proses mengubah material menjadi sisi pendek yang menyamping di sepanjang kurva kontur.
a) Flanging cekung (flanging memanjang): deformasi mirip dengan lubang.
b) Tingkat penipisan berkisar antara 0.9 dan 1 (area yang mengalami deformasi paling parah adalah pada permukaan ujung tertinggi)
Penilaian kelayakan flanging cekung:
a) Ukuran yang diperluas
gambar
b) Penghakiman
Akhiri panjang busur L1 sebelum flensa
Akhiri panjang busur L2 setelah flanging
Ketika laju deformasi K permukaan ujung lebih besar dari laju perpanjangan bahan baku, retak akan terjadi
gambar
Selama desain produk, nilai R, r, dan h dapat disesuaikan sehingga laju deformasi permukaan ujung memenuhi persyaratan desain tanpa retak.
4) Flensa cembung
a) Convex flanging (compression flanging): Properti deformasi milik cetakan kompresi.
b) Dimensi flensa cembung yang diperluas
gambar
06
Pengantar struktur die stamping lainnya
1. Struktur cetakan bergulir (metode 1)
Langkah-langkahnya: 1. Gulung seperdelapan lingkaran, 2. Lengkungkan ke atas secara miring dengan sudut 80 derajat, 3. Tekan ke bawah hingga membentuk lingkaran.
gambar
2. Struktur cetakan bergulir (metode 2)
Langkah-langkah: 1. Gulung seperempat lingkaran, 2. Gunakan penggeser untuk mendorong ke samping.
3. Ratakan struktur cetakan (ratakan tepi luar)
Langkah-langkah: 1. Pengosongan; 2. Tekukan ke atas 90 derajat; 3. Menekan ke bawah 70 derajat (ukuran pukulan R adalah dua kali ketebalan bahan dikurangi 0,3) 4. Meratakan
gambar
4. Meratakan struktur cetakan (perataan lubang dalam)
Langkah-langkah: 1. Pengosongan; 2. Tekukan ke atas 90 derajat; 3. Menekan ke bawah 70 derajat (ukuran pukulan R adalah dua kali ketebalan bahan dikurangi 0,3) 4. Meratakan
gambar
5. Struktur gambar dalam
