Syvävedetyt metallileimaukset

Syväpiirretty osa epäonnistuu kahdella tavalla. Laippa rypistyy – materiaali nurjahtaa, koska aihion pidike ei pidä sitä tasaisena. Tai sivuseinä repeytyy – materiaali venyy muodostumisrajansa yli, koska lävistysvoima on liian suuri ja muotin säde on liian terävä. Rypistyminen ja repeytyminen ovat päinvastaisia ​​epäonnistumisia: toinen johtuu liian vähäisestä pidätyksestä, toinen liian suuresta voimasta.

Syvävedetty metallileimaus on prosessi näiden kahden vian tasapainottamiseksi – laipan pitäminen riittävän litteänä rypistymisen estämiseksi, samalla kun materiaali pääsee valumaan suuttimeen repimättä sivuseinämää. Tasapainoa ohjataan kolmella muuttujalla: aihion pidikkeen voima, muotin säde ja voitelu. Kun kaikki kolme on sovitettu materiaaliin ja vetovaiheeseen, osa piirtyy siististi. Kun jokin on väärä, osa epäonnistuu - ja vikatila kertoo, mitä muuttujaa on muutettava.

Nuote Metalsilla valmistamme syvävedettyjä metalliosia aihionpidinvoimalla, suuttimen säteellä ja voitelulla jokaiseen materiaali- ja vetovaiheeseen sovitettuna. Tämä artikkeli kattaa kaksi vikatilaa, kolme muuttujaa ja mitä tulee tarkistaa ennen syväpiirretyn osan hyväksymistä.

Rypistyminen vs. repeytyminen – Kuinka lukea epäonnistuminen

Vikatila kertoo, mikä muuttuja on väärä. Ryppyinen laippa ja repeytynyt sivuseinä eivät ole sama ongelma – ja korjaus ei ole sama.

Vikatila	Missä se näkyy	Perimmäinen syy	Mitä säätää
Laipan rypistyminen	Ulkoreuna, aihion pidikkeen ja muotin välissä	Aihion pidikkeen voima liian pieni – tai liian suuri	Säädä aihion pidikkeen voima näyttämään sopivaksi
Sivuseinän repeytyminen	Punch nenä, alakulma	Suulakkeen säde liian terävä, kitka liian suuri	Lisää suuttimen sädettä, paranna voitelua
Seinien oheneminen	Punch nenä, sivuseinä	Liian aggressiivinen vetosuhde materiaalille	Pienennä vetosuhdetta vaihetta kohti
Appelsiinin kuori	Sivuseinän pinta	Karkea raerakenne, riittämätön hehkutus	Tarkista materiaalin raekoko, hehkuta ennen vetoa

Laipan rypistyminen tapahtuu, kun aihion pidike ei hallitse laippaa. Liian vähän voimaa – materiaali solki. Liikaa voimaa – materiaali ei voi virrata ja sivuseinä repeytyy seuraavassa vedossa. Voima on sovitettava näyttämölle.

Sivuseinämän repeäminen tapahtuu lyöntinenän kohdalla - suurimman jännityksen kohdassa. Syitä ovat terävä muotin säde, suuri kitka tai aggressiivinen vetosuhde. Korjaus ei ole enemmän aihion pidikkeen voimaa - se pahentaa repeytymistä.

Seinien oheneminen on repeytymisen edeltäjä – seinä ohenee ennen kuin se repeytyy. Jos seinämän paksuus lävistimen kärjessä putoaa alle 80 % aihion paksuudesta, osa on vaarassa seuraavassa vetovaiheessa.

Näille osille vikatila on diagnostiikka - se kertoo, mitä muuttujaa on muutettava. Toimittaja, joka lisää aihion pidikkeen voimaa repeämän korjaamiseksi, pahentaa repeytymistä. Toimittaja, joka vähentää voimaa ryppyn korjaamiseksi, pahentaa ryppyä.

Muuttuja 1 – Tyhjän pitovoima: Ryppyjen hallinta

Aihion pidike pitää laipan litteänä, kun meistin työntää materiaalia suuttimeen. Voiman on oltava riittävän suuri estämään rypistyminen – mutta riittävän pieni, jotta materiaali pääsee virtaamaan sisäänpäin repeytymättä.

Kuinka aihion pidikkeen voima muuttuu materiaalin ja lavan mukaan:

• Ensimmäinen veto – suurin voima – laippa on suurin ja alttiimmin rypistymään.
• Toinen veto – pienempi voima – laippa on pienempi ja materiaali on jo työkarkaistu.
• Ruostumaton teräs – suurempi voima kuin hiiliteräs – ruostumaton teräs kovettuu nopeammin ja vastustaa virtausta.
• Alumiini – pienempi voima kuin teräs – alumiini virtaa helpommin ja rypistyy vähemmän.

Kuinka hallitsemme sitä:

• Hydraulinen aihionpidintyyny paineensäädöllä – ei mekaaninen jousi.
• Voima asetettu vetovaihetta kohti – ei yhtä asetusta koko sarjalle.
• In-die-voiman valvonta – punnituskenno havaitsee voiman muutoksen ja ilmoittaa puristimelle säätöä varten.

Tässä toiminnossa aihion pidikkeen voima ei ole yksittäinen luku - se on profiili, joka muuttuu vetovaiheen ja materiaalin mukaan.

Muuttuja 2 – Die Radius: The Tear Control

Suulakkeen säde on kaarevuus, jonka yli materiaali virtaa, kun se tulee suuttimeen. Terävä säde keskittää jännityksen – materiaali venyy enemmän säteen kohdalla ja sivuseinä repeytyy rei'ityskärjessä. Suurempi säde jakaa jännityksen.

Pienin muotin säde materiaalin mukaan:

• Hiiliteräs – ≥6× materiaalin paksuus
• Ruostumaton teräs – ≥8× materiaalin paksuus
• Alumiini – ≥4× materiaalin paksuus
• Kupari – ≥5× materiaalin paksuus

Kuinka hallitsemme sitä:

• Materiaalin ja paksuuden mukaan määritetty suutinsäde – ei ole vakioarvo kaikille osille.
• Muottiterät vaihdettavissa – sädettä voidaan lisätä rakentamatta koko meistiä uudelleen, jos ensimmäinen koe repeytyy.
• Säde kiillotettu arvoon Ra 0,2 μm – karkea säde lisää kitkaa ja repeytymisriskiä.

Syvävetossa muotin säde ei ole yksityiskohta - se on ero osan, joka vetää, ja osan, joka repeytyy, välillä.

Muuttuja 3 – Voitelu: Kitkan säädin

Aihion ja muotin välinen kitka ohjaa materiaalin virtausta. Liikaa kitkaa – materiaali vastustaa virtausta, lävistysvoima nousee ja sivuseinä repeytyy. Liian vähän kitkaa – materiaali virtaa liian helposti, eikä aihion pidike voi hallita laippaa.

Voiteluaine materiaalin mukaan:

• Hiiliteräs – tavallinen vesi- tai öljypohjainen vetovoiteluaine.
• Ruostumaton teräs – kalvon luja voiteluaine – ruostumaton sappi, jos kalvo hajoaa.
• Alumiini – vesipohjainen voiteluaine – öljypohjainen voi värjätä pinnan ennen anodisointia.
• Kupari – korkean viskositeetin voiteluaine – kupari saappaa helposti ja vaatii kalvon, joka pysyy aihion päällä.

Kuinka hallitsemme sitä:

• Materiaaliin sopiva voiteluaine – ei yhtä voiteluainetta kaikille metalleille.
• Kalvon paksuus kontrolloitu – tasainen kalvo, ei tulva.
• Puhdistus ennen hehkutusta – voiteluaineen jäännös voi hiiltyä uunissa ja vaikuttaa seuraavaan vetoon.

Todellinen esimerkki – 304 ruostumattomasta teräksestä valmistettu syvävedetty kotelo laipparyppyllä

Saksalainen pumppuvalmistaja tarvitsi ruostumattomasta teräksestä valmistettua 304-koteloa, jonka seinämän paksuus oli 1,5 mm, vetosyvyys 45 mm ja laippa, jossa ei ole ryppyjä. Heidän edellinen toimittajansa piirsi kotelon kahdessa vaiheessa – laippa rypistyi ensimmäisessä vedossa ja toimittaja lisäsi aihion pidikkeen voimaa sen kiinnittämiseksi. Ryppy hävisi, mutta sivuseinä repesi lyöntipäästä toisessa vedossa.

Mitä teimme toisin:

• Vähensi aihion pidikkeen voimaa ensimmäisessä vedossa - ryppy johtui liian suuresta voimasta, ei liian pienestä. Voima puristi laippaa ja rajoitti virtausta.
• Lisäsi muotin säteen 6×:sta 9× materiaalipaksuuteen – terävämpi säde keskittyi rasitukseen lävistimen nokkaan.
• Vaihdettiin erittäin kalvolujuuteen ruostumattoman teräksen voiteluaineeseen - vakiovoiteluaine hajosi vetopaineen alaisena.
• Lisätty välihehkutus vedon väliin - palautettiin sitkeys ennen toista vetoa.
• Toimitettu 180 000 kappaletta ilman ryppyjä ja nolla repeytymistä. Asiakas sovitti saapuvan tarkastuksen 5 kappaleen näytteeksi erää kohden – CMM- ja tasaisuustietomme hyväksyttiin laatutietueeksi.

Tämä on se, mitä syvävedetyn metallin leimaamisen pitäisi tuottaa:ei vain kuppi, joka mittaa oikein, vaan osa, jonka laippa on tasainen ja jonka sivuseinämä on ehjä – koska kolme muuttujaa sovitettiin materiaaliin ja vetovaiheeseen, eikä niitä ole säädetty yrityksen ja erehdyksen avulla.

Vakioviite:Vetosuhteet ja meistisäteet noudattavat DIN 8584:ää (syvävetoprosessistandardi) ja ISO 2768-mK -standardia, ellei tiukempaa huomautusta ole määritelty. Puristinlaitteet: Aida ja Schuler servopuristimet 100-600 tonnia.

Usein kysytyt kysymykset

K1: Miksi laippa rypistyy syvävedetyssä metallileimauksessa?

V: Laipan rypistyminen tapahtuu, kun aihion pidikkeen voima ei vastaa vetovaihetta. Liian vähän voimaa – materiaali solki. Liikaa voimaa – materiaali ei voi virrata ja sivuseinä repeytyy seuraavassa vedossa. Jos voiman lisääminen aiheuttaa repeytymistä, todellinen ongelma on muotin säde tai voitelu - ei aihion pidike. Syvävedetyssä metallileimauksessa rypistyminen ja repeäminen ovat päinvastaisia ​​vikoja – yhden korjaus voi aiheuttaa toisen, jos perimmäinen syy diagnosoidaan väärin.

Kysymys 2: Miksi sivuseinä repeytyy lyöntipäässä?

V: Sivuseinämän repeäminen tapahtuu suurimman jännityksen kohdassa. Syitä ovat: meistin säde liian terävä, voitelu riittämätön, vetosuhde liian aggressiivinen tai materiaali riittämättömästi hehkutettu. Korjaus ei ole enemmän aihion pidikkeen voimaa - se pahentaa repeytymistä. Korjaus on suurempi muotin säde, parempi voitelu, pienempi vetosuhde tai lisähehkutus. Repeämiskohta kertoo, mikä muuttuja on väärä – lyönnin nenän kohdalla se on jännitys; muotin säteellä se on kitkaa.

Q3: Mikä ohjaa syvävedettyjen metalliosien kustannuksia?

V: Kolme tekijää: vetovaiheiden lukumäärä, hehkutusjaksot ja suuttimen monimutkaisuus. Osa, joka vaatii kolme vetoa ja kaksi hehkutusta, maksaa enemmän kuin osa, joka vaatii yhden vedon – puristusaika, hehkutusaika ja käsittely vaiheiden välillä lisäävät kustannuksia. Muotin säde ja aihion pidikkeen tyyny lisäävät työkalukustannuksia – hydraulinen pehmuste on kalliimpi kuin mekaaninen jousi. Tarjoamme kustannuserittelyn tarjouksen mukana, mikä osoittaa, mikä vaihe vaikuttaa hintaan.

Q4: Mikä on vähimmäistilausmäärä syvävedetyille metalliosille?

V: Uuden syvävetomuotin minimitilaus on tyypillisesti 30 000 kappaletta – sen alapuolella työkalukustannukset hallitsevat. Prototyyppejä tai pienimääräisiä ajoja varten voimme valmistaa osia yksivaiheisella vedolla tai kehräämällä – vähintään 1 000 kappaletta. Jo tuotannossa olevien osien uusintatilaukset voivat olla jopa 10 000 kappaletta. Tarkistamme tilavuuden ja vetosuhteen ennen kuin suosittelemme oikeaa työkalua.

Q5: Milloin syväveto ei ole oikea prosessi?

V: Syväveto ei ole oikea valinta, kun: (1) vetosyvyys on alle 0,5 × halkaisija – vakioleimaus, jossa on muodostettu syvennys, on halvempaa; (2) tilavuus on alle 5 000 kappaletta – työkalukustannuksia ei voida poistaa, ja kehruu tai koneistus voi olla taloudellisempaa; (3) materiaali on liian paksu halkaisijaan nähden – lävistysvoima ylittää puristuskapasiteetin, ja tarvitaan kuumamuovausta tai koneistusta. Kerromme syvävedetystä metallileimauksesta, kun prosessi ei ole oikea istuvuus – ennen kuin investoit työkaluihin.

Q6: Voitko antaa DFM-palautetta ennen tilauksen tekemistä?

V: Kyllä. Lähetä meille piirustus materiaalin, paksuuden, vetosyvyyden ja laippavaatimuksen kanssa. Suunnittelijatiimimme laskee vetosuhteen, tarkistaa muotin säteen materiaaliin nähden ja varmistaa, voidaanko osa vetää niin monta vaihetta kuin odotat – vai tarvitseeko se enemmän hehkutuksia tai suuremman aihion. Jos vetosyvyys on suurempi kuin 1,5 × halkaisija, voimme suositella testiliuskaa tai ensimmäistä tuotetta ennen tuotantotyökalujen käyttöönottoa.