Hluboké tažení tváření plechů

Hluboké tažení tváření plechů

Hluboká kresba je lisovací proces, při kterém plochý listový materiál prochází konkávní matricí pod tlakem razníku, aby se vytvořila otevřená dutá část.Mezi různými druhy plechových součástí se hluboké tažení často používá ke zpracování různých kulatých jednoduchých dílů, polokulových a parabolických hlav složených z větších nebo silnějších materiálů.

Proces hlubokého kreslení a požadavky

Obecně řečeno, zpracování hlubokého tažení musí být dokončeno pomocí tažného nástroje tlakem lisu.Za normálních okolností se používá zpracování za studena a zpracování za tepla se používá pouze pro hluboké tažení silnějších plechů s většími vnějšími rozměry nebo většími deformacemi.

1. Proces kreslení

Obrázek ukazuje proces tažení při umístění kruhového plochého deskového polotovaru o průměru D a tloušťce t do polohovacího otvoru matrice a jeho vytažení do válcové části.

Během procesu hlubokého tažení, v důsledku ohybového momentu vytvořeného tažnou silou F a mezerou Z mezi konvexními a konkávními matricemi, se konvexní forma pohybuje dolů, aby se dotkla plechu, a poté vyvíjí tlak směrem dolů, což způsobí, že se plech ohýbá a konkávní. a je veden v zaoblených rozích konvexních a konkávních matric.Když je razník stažen dolů do otvoru matrice, listový materiál se pomalu rozvine na tři části: dno, stěnu a přírubu;jak razník pokračuje v sestupu, dno se v podstatě nepohybuje a prstencová příruba se dále smršťuje směrem k otvoru a je vtahována do dutiny.

Otvor formy se přemění ve stěnu válce, takže stěna válce se postupně zvětšuje a příruba se postupně zmenšuje.Nakonec je příruba zcela vtažena do otvoru matrice a přeměněna na stěnu válce a proces tažení končí.Kruhový plech se stává otevřeným dutým válcem o průměru d1 a výšce h.

2. Analýza deformace hlubokého tažení

Podle procesu deformace tažením může být známo, že proces tažení je proces, ve kterém se prstencová příruba postupně smršťuje a proudí směrem k otvoru matrice, aby se stala stěnou válce.Proces hlubokého tažení je poměrně složitý proces plastické deformace a každou poškozenou část vlasu lze rozdělit do několika oblastí podle jejích deformačních podmínek.

2.1 Spodní část válce: Kruhová část, kde spodní část razníku tlačí dolů a dotýká se středové oblasti listu, je spodní část.Během procesu tažení si tato oblast vždy zachovává plochý tvar a je vystavena rovnoměrnému radiálnímu napětí kolem ní.Lze uvažovat Neexistuje žádná plastická deformace nebo malá oblast plastické deformace a spodní materiál přenáší sílu razníku na stěnu válce, což způsobuje axiální tahové napětí.

2.2 Přírubová část: Prstencová oblast na matrici je příruba, která je hlavní deformační oblastí při hlubokém tažení.Během hlubokého tažení vytváří materiál příruby radiální tahové napětí v důsledku tažné síly., když se materiály smršťují a tečou směrem k otvoru matrice, materiály se vzájemně stlačují, aby se vytvořilo tečné tlakové napětí 3. Jeho funkce je podobná jako při tažení sektorové části polotovaru F pomyslnou klínovitou drážkou, aby se stal deformace F, jak je znázorněno na obrázku.

Když je příruba velká a plošný materiál tenký, přírubová část ztratí stabilitu v důsledku tangenciálního tlakového napětí během tažení, čímž se vytvoří takzvaný 'fenomén vrásnění'.Proto se k lisování příruby často používá držák polotovaru. Proveďte lisování okraje.

2.3 Jednoduchá stěna: Jedná se o deformovanou oblast, která vzniká průtokovým přenosem materiálu přírubového dílu tangenciálním stlačením, radiálním natahováním a smršťováním a v podstatě již neprochází větší deformací.Když tažení pokračuje, hraje roli přenosu tažné síly razníku na přírubu.Jednoduchý materiál stěny sám o sobě nese jednosměrné tahové namáhání během přenosu tažné síly a je mírně podélně protažen a mírně tlustší.Dochází k řídnutí.

2.4 Zaoblená rohová část konkávní matrice: přechodová část, kde se setkává příruba a stěna válce.Deformace materiálu je zde složitější.Kromě toho, že má stejné vlastnosti jako přírubová část, to znamená, že je vystavena radiálnímu tahovému namáhání a tangenciálnímu tlakovému namáhání.Nese také konkávní Tlusté tlakové napětí vytvořené vytlačováním a ohýbáním zaoblení zápustky.

2.5 Zaoblená část razníku: přechodová část, kde se stýká jednoduchá stěna a dno válce, je namáhána tahem v radiálním a tangenciálním směru a tlustý směr je vystaven vytlačování a ohýbání zaobleného část razníku k vytvoření tlakového napětí.Během procesu tažení se radiální směr prodlouží a tloušťka se zmenší.K nejzávažnějšímu ztenčení dochází ve spoji mezi kulatým rohem razníku a stěnou hlavně.

Když začíná tažení, je mezi konvexními a konkávními matricemi, takže je třeba přenášet méně materiálu.Stupeň deformace je malý, stupeň zpevnění za studena je nízký a v zaoblených rozích lisovníku nedochází k příznivému tření.Oblast, která potřebuje přenést tažnou sílu, je malá.Proto se tato část stala 'nebezpečnou částí', která se s největší pravděpodobností při hlubokém tažení zlomí.

3. Změny tloušťky stěny hlubokotažených dílů

Nerovnoměrná tloušťka stěny hlubokotažených dílů je patrná z obrázku.Obrázek ukazuje změnu tloušťky stěny eliptické hlavy z uhlíkové oceli při tažení a obrázek změnu tloušťky stěny přírubového válce pomocí držáku polotovaru.

4. Požadavky na proces zpracování hlubokého tažení

Proces hlubokého tažení lze použít ke zpracování dílů se složitými tvary a získat tenkostěnné díly s válcovými, stupňovitými, kuželovými, čtvercovými, kulovými a různými nepravidelnými tvary.Přesnost zpracování hlubokotažených dílů však souvisí s mnoha faktory, jako jsou mechanické vlastnosti a tloušťka materiálu materiálu, struktura formy a přesnost formy, počet procesů a posloupnost procesů atd. přesnost hlubokotažených dílů obecně není vysoká a vhodná přesnost je pod úrovní IT11.

Vlivem výkonu hlubokotažné deformace přitom zpracovatelnost hlubokotažených dílů přímo ovlivňuje, zda lze díl použít co nejekonomičtěji a nejjednodušeji.Zpracovává se metodou hlubokého tažení a dokonce ovlivňuje, zda lze součást zpracovat metodou hlubokého tažení.Procesní požadavky na hlubokotažené díly jsou následující.

Konstrukční přesnost a přesnost forem, počet procesů a posloupnost procesů atd. Přesnost výroby hlubokotažených dílů obecně není vysoká a odpovídající přesnost je pod úrovní IT11.Vlivem výkonu hlubokotažné deformace přitom zpracovatelnost hlubokotažených dílů přímo ovlivňuje, zda lze díl použít co nejekonomičtěji a nejjednodušeji.Zpracovává se metodou hlubokého tažení a dokonce ovlivňuje, zda lze součást zpracovat metodou hlubokého tažení.Procesní požadavky na hlubokotažené díly jsou následující.

4.1 Tvar hlubokotažených dílů by měl být co nejjednodušší a symetrický.Při navrhování hlubokotažených dílů by měla být zohledněna technologie zpracování hlubokotažených dílů a měla by být v maximální možné míře přijata forma, která se snáze tvaruje a vyhovuje požadavkům použití.Na obrázku je klasifikace podle obtížnosti hlubokého tažení.Na obrázku se shora dolů zvyšuje obtížnost tvarování různých typů hlubokotažených dílů.

Obtížnost podobných hluboce tažených dílů se zvyšuje zleva doprava.Mezi nimi: e představuje minimální délku rovné hrany, f představuje maximální velikost hlubokotaženého dílu, a představuje délku krátké osy a 6 představuje délku dlouhé osy.

4.2 Pro válcové tažené díly s přírubami je při kreslení s držákem polotovaru nejvhodnější příruba v následujícím rozsahu:

4.3 Hloubka kreslení by neměla být příliš velká (tj. H by neměla být větší než 2d).Když jej lze nakreslit najednou, jeho výška by měla být pokud možno:

4.4 U válcových tažených dílů by měl poloměr zaoblení r mezi dnem a stěnou splňovat ra>t a poloměr zaoblení mezi přírubou a stěnou r>2t.Z hlediska podmínek vedoucích k deformaci je nejlepší vzít r ≈(3~5)t, r≈(4~8)t.Pokud r (nebo r)>(0,1~0,3)t, lze přidat tvarování.

Konstrukční tvar raznice a její výběr

Přestože tvary hlubokotažných dílů jsou různorodé, struktura tažnic je poměrně standardizovaná.V závislosti na podmínkách tažných prací a použitém zařízení se liší i struktury tažnic.Přijetí struktury tažného nástroje obecně vyžaduje nezbytné výpočty procesu a podle toho lze zvolit plán procesu tažení.

Zpracování hlubokého tažení lze provádět na obecném jednočinném lisu, nebo na dvoučinném nebo tříčinném lisu.Tažné matrice, které pracují na jednočinných lisech, lze rozdělit do dvou typů: matrice pro první tažení a matrice pro první a následné tažení.Podle toho, zda se používá držák polotovaru, jej lze rozdělit na dva typy: s držákem polotovaru a bez držáku polotovaru.Podle typu lisu jej lze rozdělit na protahovací nástroje používané na jednočinných lisech, protahovací nástroje používané na lisech dvojčinných atd.

1. První kreslící kostka

Na obrázku je první hlubokotažná matrice bez držáku hran.Při tažení nejprve umístěte plochý polotovar do polohovací desky na matrici a razník se pohybuje směrem dolů poháněný jezdcem lisu a vtlačuje špatný materiál do matrice, dokud není všechen špatný materiál vtažen do matrice a vyroben.Horní konec hlubokotaženého obrobku přesahuje stírací kroužek.Když saně lisu pohání razník, aby se pohyboval nahoru, stírací kroužek seškrábne obrobek z razníku a dokončí proces hlubokého tažení.

První tažnice bez držáku hran se obecně používá pro mělké tažné díly s malou hloubkou tažení, které lze lisovat jedním tahem.Když je razník malý, může být celková konstrukce přijata a upevněna upevňovací deskou razníku.Aby se obrobek těsně nepřilepil k razníku, měly by být na razníku navrženy větrací otvory.

Obrázek a ukazuje obyčejnou konkávní matrici s plochým koncem s oblouky, která je vhodná hlavně pro zpracování velkých dílů.Obrázek b ukazuje zúžený otvor matrice a obrázek c ukazuje konkávní otvor matrice s evolventním tvarem.Jsou vhodné pro zpracování malých dílů.Protože struktura matrice na obrázku bc ukazuje zakřivený přechodový tvar polotovaru během tažení, velikost se zvětšuje.

Schopnost proti nestabilitě, síla ústí matrice na deformační zónu polotovaru také pomáhá vytvářet tangenciální kompresní deformaci, snižuje třecí odpor a odolnost proti deformaci v ohybu, což je výhodné pro deformaci hlubokého tažení a může zlepšit kvalitu součásti , ale zpracování je delší obtížnost.

Obrázek b ukazuje první hluboké tažení s pružným okrajovým kroužkem.Elastický okrajový kroužek je instalován na horní formě.Když se razník pohybuje dolů, špatný materiál je působením síly pružiny pevně stlačen, takže špatný materiál je během procesu tažení blízko konkávní části.

Z důvodu omezení horního prostoru formy nelze instalovat silné pružiny, proto je tento typ formy vhodný pouze pro tažení dílů s nízkým tlakem.Obvykle se používá pro kreslení obrobků tenkými materiály, malou hloubkou a snadno se zvrásňují.

Při tažení obrobku s velkou hloubkou je zapotřebí větší pružina (nebo guma) a je obtížné ji instalovat, pokud je pružina stále umístěna na horní části formy.Proto může být pro usnadnění nastavení síly držáku polotovaru použita konstrukce namontovaná na spodní části.

2. Forma pro hluboké tažení pokaždé po prvním použití

Obrázek a ukazuje první a následující hluboké tažení bez držáku polotovaru.Umí rýsovat polotovary, které byly hluboce taženy na určitou velikost a poté je znovu hluboce táhnout.Obecně jej lze použít pro aplikace, kde stupeň deformace není velký a tloušťka stěny tažených dílů je požadována jednotná.

A zajistit průměrovou a rozměrovou přesnost obrobků s mírným ztenčením.U tohoto druhu formy, obvykle aby se zabránilo ztrátám třením, je potřeba co nejvíce zmenšit délku pracovní části s rovnou stěnou konkávní formy.

Obrázek b znázorňuje strukturu tažnice pro první a následující časy pro válcové díly s okrajovými kroužky.Polohovadlo 11 zaujímá strukturu objímkového typu a hraje roli přitlačování hran a polohování současně.Přítlačnou sílu zajišťuje síla válce přenášená vyhazovacím kolíkem 13.

Aby se předešlo zmačkání materiálu při hlubokém tažení, může být poloha kolíku 3 koncového vyhazovače nastavena pro nastavení tlaku.Velikost síly hrany může udržet sílu držáku hrany vyváženou a zároveň zabránit příliš těsnému sevření špatného materiálu.

Pracovní proces formy je: šoupátko razníku se pohybuje nahoru, forma se otevře a vyhazovací kolík 13 zvedne polohovadlo 11 k razníku 1 přes upevňovací desku 12 polohovadla působením lisovacího válce.

Koncové plochy jsou zarovnané.V tomto okamžiku se tažený polotovar vloží do vnějšího kroužku polohovadla 11. Lisovací saně se začnou pohybovat dolů.Koncový vyhazovač 3 se začíná dotýkat horního koncového čela fixační desky 12 polohovadla. Současně se matrice 2 také začíná dotýkat horní koncové plochy polohovadla 11 a jak lis

Jak se jezdec postupně pohybuje směrem dolů, kolík 3 limitního vyhazovače postupně tlačí dolů na upevňovací desku 12 polohovadla a matrice 2 a polohovadlo 11 spolupracují na postupném vtahování polotovaru do hotového výrobku.Když je tažení dokončeno, vyhazovací kolík 13 tlačí polohovadlo 11 tak, aby bylo v rovině s horní koncovou plochou razníku 1 působením lisovacího válce.Současně kladivo 7 vysune vytažené díly z dutiny samičí formy 2.

U hlubokotažených dílů s průměrem d ≤ 100 a hlubokotažných dílů s přírubami nebo složitými tvary je třeba pro usnadnění hlubokého tažení věnovat pozornost správnému vztahu mezi tvarem a velikostí vysekávacích nástrojů v předchozím a následné procesy, takže tvary a velikosti razníků vyrobených v předchozích procesech jsou správné.Tvar mezivýrobku je vhodný pro tváření v následných procesech.Vztah mezi rozměry každého procesu tažení a jeho poloměrem zaoblení je znázorněn na obrázku a, kde t je tloušťka materiálu.

U velkých a středně velkých válcových hlubokotažných dílů o průměru d>100, u prvních několika výkresů a hlubokého tažení před konečným tvářením, rohy válců často používají spojovací strukturu s úhlem úkosu 45, aby se zabránilo nadměrnému materiálu na zaoblené rohy.Je tenčí a napomáhá hlubokému tažení.Tato struktura nejen usnadňuje lokalizaci vlasu v dalším procesu, ale také snižuje opakované ohýbání a polohování vlasu, zlepšuje podmínky pro deformaci materiálu při hlubokém tažení a omezuje řídnutí materiálu.

Je užitečné zlepšit kvalitu bočních stěn lisovaných dílů.Je však třeba poznamenat, že spodní průměr by měl být při dalším procesu tažení roven vnějšímu průměru razníku.Vztah mezi poloměrem zaoblení razníku a konkávní matrice a poloměrem zaoblení okrajového prstence v předním a zadním procesu je znázorněn na obrázku b. Obr.Ukázat.

3. Taženice pro dvojčinný lis

Při použití dvojčinného lisu pro hluboké tažení vnější jezdec tlačí na okraj a vnitřní jezdec táhne hluboko.Hluboce tažené díly zobrazené na obrázku a jsou přímo řezány a taženy z pásů a zpracovány dvojčinným tažným lisem.

Obrázek b je schematický diagram struktury formy výše uvedených částí.Poté, co je pás umístěn polohovacím kolíkem 2, držák 7 polotovaru a spodní základna 1 matrice spolupracují při provádění vysekávání.Tažné konvexní 4 a tažné konkávní raznice 3 jsou vyhozeny.Bloky 6 spolupracují na kreslení a tvarování špatného materiálu po vystřižení.Nakonec vyhazovací kolík 5 pohání vyhazovací blok 6, aby vytlačil tažené díly z dutiny tažného konkávního průvlaku 3.