Alguma vez se perguntou como é que uma folha de metal plana pode ser transformada numa peça oca e complexa? A estampagem profunda, um processo de conformação fascinante, torna-o possível. Neste artigo, vamos mergulhar nos meandros da estampagem profunda, explorando os seus princípios, desafios e aplicações. Quer seja um engenheiro curioso ou um entusiasta do fabrico, junte-se a nós nesta viagem para descobrir os segredos por detrás deste processo notável.
A definição de desenho profundo
A estampagem profunda é um método de processamento que utiliza uma matriz de estampagem para pressionar a peça em bruto plana em várias partes ocas abertas ou processar as partes ocas fabricadas noutras formas de partes ocas sob a pressão de uma prensa.
O molde para estampagem profunda é designado por matriz de estampagem profunda.
Tipos de peças de estampagem profunda
Peças de repuxo profundo com formas mais complicadas
A estampagem profunda é o processo de fluxo plástico de materiais
Como processar uma peça redonda plana numa peça oca aberta sem um molde?
Antes da extração profunda:
a=a=......=a
b=b=......=b
Espessura do material t
Depois de uma extração profunda:
a<a1<a2<a3<a4<a5
b1=b2=... ...=b
A espessura do material varia ao longo da altura, e a boca torna-se mais espessa.
h＞（D-d）/2
Alterações antes e depois do desenho profundo da grelha.
Forças na grelha durante a estampagem profunda
Variação da espessura da folha na direção da altura
Características de deformação profunda:
Tomemos como exemplo o primeiro desenho em profundidade de uma peça cilíndrica de parede reta com um suporte de chapa.
Os subscritos 1, 2 e 3 representam as tensões e deformações radiais, espessas e tangenciais do lingote, respetivamente.
1) Ignorar a tensão na direção da espessura e não considerar o endurecimento por trabalho
2) Resolver duas incógnitas a partir das duas equações da condição de deformação plástica e da condição de equilíbrio de forças
Tensão na zona de deformação
O intervalo de valores de R: [r ~ Rt], σ1 e σ3 estão a mudar a cada momento no processo de desenho
Distribuição das tensões σ1 e σ3 na zona de deformação
Quando Rt = 0,61R0, |σ1|=|σ3|
Variação de σ1max e σ3max durante a extração profunda
σ1max atinge o valor máximo durante o desenho quando Rt = (0.7 ~ 0.9) R0
Os principais problemas de qualidade no processo de desenho:
O enrugamento refere-se ao fenómeno de formação de rugas irregulares na área de deformação da flange ao longo da direção tangencial durante a deformação por estampagem profunda.
Em geral: quanto maior for a largura da aba, quanto mais fina for a espessura, menor será o módulo de elasticidade e o módulo de endurecimento do material, mais fraca será a resistência à instabilidade e mais fácil será o enrugamento.
A medida mais eficaz para evitar o enrugamento profundo na produção efectiva consiste em utilizar um anel de suporte do produto em bruto e aplicar uma força de suporte do produto em bruto adequada Q
Algumas conclusões importantes sobre as rugas:
(1) Lei do enrugamento: Está provado na prática que as rugas são mais prováveis de ocorrer durante a primeira estiragem de uma peça cilíndrica de parede reta: a fase inicial da estiragem profunda
(2) Medidas antirrugas: utilizar o anel de suporte do produto em bruto para aplicar a força adequada de suporte do produto em bruto
(3) Posição de enrugamento: a principal zona de deformação da estiragem profunda (zona de deformação da flange)
Quando a tensão de tração da parede do cilindro excede a resistência à tração do material da parede do cilindro, a parte estirada rompe-se na tangente do canto inferior e da parede do cilindro - a "secção perigosa".
Depende principalmente de:
(1) propriedades mecânicas da folha
(2) coeficiente de estiragem m
(3) o raio do canto da matriz
(4) fricção
(5) força de suporte do branco
A prática prova-o:
No primeiro estiramento profundo da peça cilíndrica de parede reta, a altura mais provável para a ocorrência da fissura é na fase inicial do estiramento profundo.
(1) Determinação da forma e da dimensão do produto em bruto
A base para determinar a forma e a dimensão da peça bruta:
Princípio da semelhança de formas: A forma da peça bruta antes da estiragem da parte rotativa do corpo é semelhante à forma da secção transversal da peça após a estiragem.
De acordo com isto, a forma da peça em bruto utilizada para a parte cilíndrica é circular
Princípio da igualdade da superfície: Se a espessura do material antes e depois da estiragem se mantiver inalterada, a área da superfície da peça bruta antes e depois da estiragem é aproximadamente igual.
Etapas de cálculo do tamanho do espaço em branco:
1) Determinar a margem de corte.
2) Calcular a área da superfície da peça desenhada.
3) De acordo com o princípio da igualdade da área de superfície, encontrar o diâmetro da peça em bruto.
Fórmula de cálculo do tamanho do branco
1) Verificar a tabela 5-2 para obter a margem de corte △h
Tabela: Tolerância de corte para peças não flangeadas
| Altura do estiramento profundo H | Altura do estiramento profundo H/d | |||
| >0.5~0.8 | >0.8~1.6 | >16~2.5 | >2.5~4 | |
| ≤10 | 1 | 1.2 | 1.5 | 2 |
| >10~20 | 1.2 | 1.6 | 2 | 2.5 |
| >20~50 | 2 | 2.5 | 3.3 | 4 |
| >50~100 | 3 | 3.8 | 5 | 6 |
| >100~150 | 4 | 5 | 6.5 | 8 |
| >150~200 | 5 | 6.3 | 8 | 10 |
| >200~250 | 6 | 7.5 | 9 | 11 |
| >250 | 72 | 8.5 | 10 | 12 |
2) Calcular a área da superfície
O diâmetro simplificado da peça em bruto é:
Nota: Quando a espessura da chapa t<1mm, todas as dimensões são substituídas pelas dimensões marcadas, caso contrário, as dimensões da linha média são substituídas.
(2) Determinação do coeficiente de estiragem
1) O conceito de coeficiente de tração
Relação entre o coeficiente de estiragem e a deformação de estiragem
Ou seja, o tamanho de m pode refletir indiretamente a quantidade de deformação tangencial.
A conclusão importante do coeficiente de extração profunda:
2) Factores que afectam o coeficiente de estiragem limite
① Material
② A espessura relativa da chapa é grande, e [m] pode ser reduzida.
③ Em termos de molde (coeficiente de estiragem final pequeno)
④ Aprofundamento das condições de trabalho
A lei da influência global: Qualquer fator que possa aumentar a resistência da secção perigosa da zona de transmissão de força da parede do tubo e reduzir a tensão de tração na zona de transmissão de força da parede do tubo reduzirá o coeficiente de estiramento limite e vice-versa.
3) Determinação do coeficiente de estiragem limite
Os quadros 5-3 e 5-4 apresentam os coeficientes de estiramento limite para cada estiramento de peças cilíndricas sem flange.
Tabela: A relação de alongamento limite da peça cilíndrica com flange (08, 10, 15Mn, e H62).
| Coeficiente de estiramento profundo | Espessura relativa t/D*100 | |||||
| 2~1.5 | 1.5~1 | 1~0.6 | 0.6~0.3 | 0.3~0.15 | 0.15~0.08 | |
| m1 | 0.48~0.50 | 0.5~0.53 | 0.53~0.55 | 0.55~0.58 | 0.58~0.60 | 0.60~0.63 |
| m2 | 0.73~0.75 | 0.75~0.76 | 0.76~0.78 | 0.78~0.79 | 0.79~0.80 | 0.80~0.82 |
| m3 | 0.76~0.78 | 0.78~0.79 | 0.79~0.80 | 0.80~0.81 | 0.81~0.82 | 0.82~0.84 |
| m4 | 0.78~0.80 | 0.80~0.81 | 0.81~0.82 | 0.82~0.83 | 0.83~0.85 | 0.85~0.86 |
| m5 | 0.80~0.82 | 0.82~0.84 | 0.84~0.85 | 0.85~0.86 | 0.86~0.87 | 0.87~0.88 |
Tabela: Coeficiente de estiragem final de peças cilíndricas sem porta-bloco (08, 10 & 15Mn)
| Espessura relativa t/D*100 | Coeficiente de estiramento profundo para cada tempo | |||||
| m1 | m2 | m3 | m4 | m5 | m6 | |
| 1.5 | 0.65 | 0.80 | 0.84 | 0.87 | 0.90 | – |
| 2.0 | 0.60 | 0.75 | 0.80 | 0.84 | 0.87 | 0.90 |
| 2.5 | 0.55 | 0.75 | 0.80 | 0.84 | 0.87 | 0.90 |
| 3.0 | 0.53 | 0.75 | 0.80 | 0.84 | 0.87 | 0.90 |
| >3 | 0.50 | 0.70 | 0.75 | 0.78 | 0.82 | 0.85 |
A fim de melhorar a estabilidade do processo e a qualidade das peças, os coeficientes de estiragem profunda são ligeiramente superiores ao coeficiente de estiragem limite [mn...] deve ser utilizado na produção efectiva para estiramento profundo.
(3) Determinação dos prazos de saque
Quando [mtotal]> [m1...], a parte do desenho pode ser desenhada de uma só vez, caso contrário são necessários vários tempos de desenho.
Há várias maneiras de determinar o número de desenhos profundos:
Passos para calcular o número de métodos de estampagem profunda:
1) Verificar o coeficiente de estiramento limite [mn] de cada tempo do quadro 5-3 ou do quadro 5-4.
2) Calcular o diâmetro último de cada desenho sucessivamente, ou seja
ｄ1＝[ｍ1 ]Ｄ；
ｄ2＝[ｍ2 ]ｄ1；
...；
ｄｎ＝[ｍｎ]ｄｎ-１；
3) Quando dn≤d, o número de cálculos n é o número de extractos em profundidade.
4) Determinação da dimensão do processo de desenho
1) Diâmetro do produto semi-acabado
A partir dos quadros 5-3 e 5-4, o coeficiente de estiramento limite [mn] de cada desenho é encontrado, e é devidamente ampliado e ajustado para obter o coeficiente de desenho efetivo mn.
Os princípios de ajustamento são os seguintes:
１）Garantir que mtotal＝ｍ1ｍ2...ｍｎ＝
２）Fazer ｍ1＜ｍ2＜...ｍｎ＜1
Por fim, calcular o diâmetro de cada processo de acordo com o coeficiente de estiragem ajustado:
ｄ1＝ｍ1Ｄ；ｄ2＝ｍ2ｄ1；...；ｄｎ＝ｍｎｄｎ-１=d
Amplificação fator k
Ao calcular o diâmetro do produto semi-acabado de acordo com o método acima, é necessário tentar repetidamente obter os valores de m1, m2, m3, ..., mno que é complicado. De facto, o coeficiente de desenho limite pode ser aumentado por um múltiplo adequado de k.
Na fórmula, n é o número de extrações em profundidade.
2) Raio do canto inferior redondo rn
O raio de filete rn na base do cilindro é o raio de filete rp do dado profundo deste processo.
O método de determinação é o seguinte:
Em geral, exceto no caso do processo de estiragem profunda, rpi = rdi é preferível.
Para o último processo de desenho:
Quando o raio de filete da peça de trabalho r≥t , então rpn = r;
Quando o raio de filete da peça de trabalho é r <t, então rpn> t é obtido. Após a conclusão do desenho, r é obtido através do processo de moldagem.
3) Cálculo da altura da peça do processo Hi
De acordo com o princípio de que a área de superfície das peças do processo após a trefilagem é igual à área de superfície do lingote, pode obter-se a seguinte fórmula para calcular a altura das peças do processo.
Antes do cálculo, o raio do canto inferior de cada peça de trabalho deve ser determinado.
Hi é resolvido através da fórmula de cálculo do diâmetro do bloco:
Exemplo de cálculo do processo de estampagem profunda
Exemplo 4.1 Determinar a dimensão do bloco da peça cilíndrica representada na figura e as dimensões de cada processo de estiragem. O material é o aço 10 e a espessura da chapa é t = 2mm.
Solução:
Como t> 1mm, é calculado de acordo com a espessura e o diâmetro da placa.
(1) Calcular o diâmetro do lingote
De acordo com o tamanho da peça, a sua altura relativa é
Consultar o quadro 5-2 para obter a margem de corte
O diâmetro do tarugo é
Substituir as condições conhecidas na fórmula acima para obter D = 98,2mm, aqui D = 98mm
(2) Determinar o número de estiramentos profundos
A espessura relativa da peça em bruto é:
De acordo com o Quadro 5-1, o anel de suporte em branco pode ser utilizado ou não, mas, para efeitos de seguro, o anel de suporte em branco continua a ser utilizado para o primeiro desenho.
Mesa: Utilização de uma argola de encadernação (cavidade de matriz plana)
| Método de alongamento | Primeiro trecho | Troços subsequentes | ||
| （t/D）×100 | m1 | （t/D）×100 | mn | |
| Utilização de um anel de flange | <1.5 | <0.60 | <1 | <0.80 |
| Utilização opcional de um anel de flange | 1.5~2.0 | 0.6 | 1~1.5 | 0.8 |
| Sem anel de flange | >2.0 | >0.60 | >1.5 | >0.80 |
De acordo com ｔ/Ｄ＝2.0％, verifique a tabela 5-3 para obter o coeficiente de desenho final para cada processo de desenho：[ｍ1 ]＝0.50，[ｍ2 ]＝0.75，[ｍ3 ]＝0.78，[ｍ4 ]＝0.80，...
Tabela: Coeficiente de estiramento limite do suporte do bloco para peças cilíndricas (08, 10, 15Mn e H62)
| Raio de canto | Espessura relativa da folha t/D*100 | |||||
| 2~15 | 1.5~1 | 1~0.6 | 0.6~0.3 | 0.3~0.15 | 0.15~0.08 | |
| m1 | 0.48~0.50 | 0.5~0.53 | 0.53~0.55 | 0.55~0.58 | 0.58~0.60 | 0.60~0.63 |
| m2 | 0.73~0.75 | 0.75~0.76 | 0.76~0.78 | 0.78~0.79 | 0.79~0.80 | 0.80~0.82 |
| m3 | 0.76~0.78 | 0.78~0.79 | 0.79~0.80 | 0.80~0.81 | 0.81~0.82 | 0.82~0.84 |
| m4 | 0.78~0.80 | 0.80~0.81 | 0.81~0.82 | 0.82~0.83 | 0.83~0.85 | 0.85~0.86 |
| m5 | 0.80~0.82 | 0.82~0.84 | 0.84~0.85 | 0.85~0.86 | 0.86~0.87 | 0.87~0.88 |
Por conseguinte,
ｄ1＝[ｍ1 ]Ｄ＝0.50×98ｍｍ＝49.0ｍｍ
ｄ2＝ [ｍ2 ]ｄ1＝0,75×49,0ｍｍ＝36,8ｍｍ
ｄ3＝ [ｍ3 ]ｄ2＝0,78×36,8ｍｍ＝28,7ｍｍ
ｄ4＝ [ｍ4 ]ｄ3＝0.8×28.7ｍｍ＝23ｍｍ
Neste momento,
ｄ4＝23ｍｍ＜28ｍｍ, por isso deve ser desenhado 4 vezes.
Tabela: Valor do coeficiente K1 para o primeiro estiramento de peças cilíndricas (classes de aço 08 a 15)
| Espessura relativa（t/D0）×100 | Coeficiente de primeira extração profunda (m1) | |||||||||
| 0.45 | 0.48 | 0.50 | 0.52 | 0.55 | 0.60 | 0.65 | 0.70 | 0.75 | 0.80 | |
| 5.0 | 0.95 | 0.85 | 0.75 | 0.65 | 0.60 | 0.50 | 0.43 | 0.35 | 0.28 | 0.20 |
| 2.0 | 1.10 | 1.00 | 0.90 | 0.80 | 0.75 | 0.60 | 0.50 | 0.42 | 0.35 | 0.25 |
| 1.2 | 1.10 | 1.00 | 0.90 | 0.80 | 0.68 | 0.56 | 0.47 | 0.37 | 0.30 | |
| 0.8 | 1.10 | 1.00 | 0.90 | 0.75 | 0.60 | 0.50 | 0.40 | 0.33 | ||
| 0.5 | 1.10 | 1.00 | 0.82 | 0.67 | 0.55 | 0.45 | 0.36 | |||
| 0.2 | 1.10 | 0.90 | 0.75 | 0.60 | 0.50 | 0.40 | ||||
| 0.1 | 1.10 | 0.90 | 0.75 | 0.60 | 0.50 | |||||
Tabela: Valor do coeficiente K1 para o primeiro estiramento de peças cilíndricas (classes de aço 08 a 15)
| Espessura relativa（t/D0）×100 | Coeficiente de estiramento profundo da segunda vez (m2) | |||||||||
| 0.7 | 0.72 | 0.75 | 0.78 | 0.80 | 0.82 | 0.85 | 0.88 | 0.90 | 0.92 | |
| 5.0 | 0.85 | 0.70 | 0.60 | 0.50 | 0.42 | 0.32 | 0.28 | 0.20 | 0.15 | 0.12 |
| 2.0 | 1.10 | 0.90 | 0.75 | 0.60 | 0.52 | 0.42 | 0.32 | 0.25 | 0.20 | 0.14 |
| 1.2 | 1.10 | 0.90 | 0.75 | 0.62 | 0.52 | 0.42 | 0.30 | 0.25 | 0.16 | |
| 0.8 | 1.00 | 0.82 | 0.70 | 0.57 | 0.46 | 0.35 | 0.27 | 0.18 | ||
| 0.5 | 1.10 | 0.90 | 0.76 | 0.63 | 0.50 | 0.40 | 0.30 | 0.20 | ||
| 0.2 | 1.00 | 0.85 | 0.70 | 0.56 | 0.44 | 0.33 | 0.23 | |||
| 0.1 | 1.10 | 1.00 | 0.82 | 0.68 | 0.55 | 0.40 | 0.30 | |||
(3) Determinação da dimensão de cada processo de desenho
O diâmetro de cada parte do processo é
ｄ1＝k[ｍ1 ]Ｄ＝1.051185×0.50×98ｍｍ＝51.51ｍｍ
ｄ2＝k[ｍ2 ]ｄ1＝1.051185×0.75×51.51ｍｍ＝40.61ｍｍ
ｄ3＝k[ｍ3 ]ｄ2＝1.051185×0.78×40.61ｍｍ＝33.30ｍｍ
ｄ4＝k[ｍ4 ]ｄ3＝1.051185×0.80×33.30ｍｍ≈28ｍｍ
O raio do filete na parte inferior de cada peça do processo assume os seguintes valores:
ｒ1＝8ｍｍ，ｒ2＝5ｍｍ，ｒ3＝4ｍｍ，ｒ4＝4ｍｍ
A altura de cada parte do processo é ......
(4) Esboço da parte do processo
A peça cilíndrica com flange pode ser considerada como um produto semi-acabado quando a peça cilíndrica sem flange é puxada até um certo ponto no meio e parada.
O mesmo desenho que o tubo sem flange:
(1) Classificação e características de deformação de peças cilíndricas flangeadas
1) Peças cilíndricas de flange estreita
Cilindro de flange estreita:
O método de desenho e o método de cálculo do processo são os mesmos que os das peças cilíndricas sem flange
2) Peças cilíndricas de flange larga
df/d＞1.4
O método de desenho e o cálculo do processo são diferentes das peças cilíndricas sem flange
(2) Método de estiramento profundo de peças cilíndricas de abas largas
df/d＞1.4
Lembrete especial:
Independentemente do método de estiramento, a dimensão da flange deve ser obtida durante o primeiro estiramento. A altura do punção que entra na cavidade deve ser rigorosamente controlada.
(3) Cálculo do processo de peças cilíndricas de flange larga
1) Determinação da dimensão do blank da flange larga
Desdobramento do blank: calculado de acordo com o método de cálculo do blank para peças cilíndricas sem flange, ou seja, a área de superfície do blank é calculada de acordo com o princípio da igualdade de área de superfície.
Quando rp=rd=r，
df contém margem de corte △df
2) Deformação de peças cilíndricas com flange larga
O grau de deformação de peças cilíndricas com flanges largas não pode ser medido apenas pelo coeficiente de estiramento
O número de tempos de estiragem é determinado em função do coeficiente de estiragem e da altura relativa das peças.
Tabela 5-7 Coeficiente de estiragem do primeiro limite da flange larga
(3) Verificar se pode ser puxado de uma só vez
Com base no coeficiente de estiragem e na altura relativa, encontrar o coeficiente de estiragem total m e a altura relativa total h/d, encontrar o coeficiente de estiragem limite [m1] e a altura relativa [h1/d1] que são permitidos pela primeira vez, e comparar: mtotal> [m1], h/d≤[h1/d1], pode ser retirado de uma só vez, caso contrário é necessário efetuar várias extração profundas.
(4) Determinação do número de trechos profundos: pode ainda ser calculado utilizando o algoritmo de extrapolação.
(5) Determinação do tamanho do produto semi-acabado
3．Desenho profundo de peças cilíndricas escalonadas
Características de deformação:
O desenho profundo da peça escalonada é basicamente o mesmo que o da peça cilíndrica, e cada passo é equivalente ao desenho da peça cilíndrica correspondente.
(1) Verificar se pode ser extraído em profundidade de uma só vez
A julgar pela relação entre a altura da peça h e o diâmetro mínimo dn.
Se h/dn≤[h1/d1], pode ser retirado uma vez, caso contrário pode ser retirado várias vezes. [h1/d1] pode ser encontrado no Quadro 5-5
Tabela: Altura máxima relativa h1/d1 de peças cilíndricas de abas largas para o primeiro estiramento (aço 08, 10)
Unidade:mm
| Diâmetro relativo dconvexo/d | Espessura relativa da folha t/D×100 | ||||
| <2~1.5 | <1.5~1.0 | <1.0~0.5 | <0.5~0.2 | <0.2~0.06 | |
| ≤1.1e | 0.75~0.90 | 0.65~0.82 | 0.50~0.70 | 0.50~0.62 | 0.45~0.52 |
| >1.1~1.3 | 0.65~0.80 | 0.56~0.72 | 0.45~0.60 | 0.45~0.52 | 0.40~0.47 |
| >1.3~1.5 | 0.58~0.70 | 0.50~0.63 | 0.42~0.54 | 0.40~0.48 | 0.35~0.42 |
| >1.5~1.8 | 0.48~0.58 | 0.42~0.53 | 0.37~0.44 | 0.34~0.39 | 0.29~0.35 |
| >1.8~2.0 | 0.42~0.51 | 0.36~0.46 | 0.32~0.38 | 0.29~0.34 | 0.25~0.30 |
| >2.0~2.2 | 0.35~0.45 | 0.31~0.40 | 0.27~0.33 | 0.25~0.29 | 0.22~0.26 |
| >2.2~2.5 | 0.28~0.35 | 0.25~0.32 | 0.22~0.27 | 0.20~0.25 | 0.17~0.21 |
| >2.5~2.8 | 0.22~0.27 | 0.19~0.24 | 0.17~0.21 | 0.15~0.18 | 0.13~0.16 |
| >2.8~3.0 | 0.18~0.22 | 0.16~0.20 | 0.14~0.17 | 0.12~0.15 | 0.10~0.13 |
Tabela: A altura relativa máxima (h/d) para peças cilíndricas de repuxo profundo sem flange.
| Tempo de estiramento profundo (n) | Espessura relativa do produto em bruto t/D×100 | |||||
| 2~1.5 | <1.5~1 | <1~0.6 | <0.6~0.3 | <0.3~0.15 | <0.15~0.08 | |
| 1 | 0.94~0.77 | 0.84~0.65 | 0.70~0.57 | 0.62~0.5 | 0.52~0.45 | 0.46~0.38 |
| 2 | 1.88~1.54 | 1.60~1.32 | 1.36~1.1 | 1.13~0.94 | 0.96~0.83 | 0.9~0.7 |
| 3 | 3.5~2.7 | 2.8~2.2 | 2.3~1.8 | 1.9~1.5 | 1.6~1.3 | 1.3~1.1 |
| 4 | 5.6~4.3 | 4.3~3.5 | 3.6~2.9 | 2.9~2.4 | 2.4~2.0 | 2.0~1.5 |
| 5 | 8.9~6.6 | 6.6~5.1 | 5.2~4.1 | 4.1~3.3 | 3.3~2.7 | 2.7~2.0 |
Nota:
(2) Determinação do método de estiramento profundo para peças escalonadas
1) Quando o rácio do diâmetro de quaisquer dois degraus adjacentes (dn/dn-1) é superior ao coeficiente de estiramento limite da peça cilíndrica correspondente, cada passo forma um passo, do passo grande ao passo pequeno o número de vezes em profundidade é o número de passos.
2) Se a razão entre os diâmetros de dois degraus adjacentes (dn/dn-1) é inferior ao coeficiente de estiramento limite da peça cilíndrica correspondente, o método de estiramento baseia-se na peça de flange larga, que é estirada do passo pequeno para o passo grande.
Método de desenho de uma peça com degrau raso
Características da estampagem profunda de peças de carroçaria rotativa com paredes não rectas:
(1) Quando a parte do corpo rotativo de parede não reta é aprofundada, a parte da flange por baixo do anel de suporte da peça em bruto e a parte suspensa na abertura da matriz são regiões de deformação.
(2) O processo de estiramento de peças de carroçaria rotativa com paredes não rectas é uma combinação de deformação por estiramento e deformação por abaulamento.
(3) A deformação por abaulamento localiza-se principalmente na proximidade da parte inferior da matriz de punção
O enrugamento tornou-se um problema importante a ser resolvido no desenho de tais peças. Especialmente o enrugamento da parte suspensa - o enrugamento interior
Medidas que não enrugam nem quebram
O coeficiente de estiragem é constante e não pode ser utilizado como base para a conceção do processo.
m=0.707
Método de desenho de peças esféricas
A estampagem profunda é mais difícil do que as peças esféricas
Os métodos de desenho mais comuns são:
(1) Paraboloide raso (h/d <0,5 ～ 0,6). Como a sua relação altura/diâmetro é quase esférica, o método de desenho é o mesmo que o das peças esféricas.
(2) Paraboloide profundo (h/d> 0,5 ～ 0,6). Sua dificuldade de aprofundamento aumentou. Neste momento, a fim de tornar a parte do meio do espaço em branco perto do molde sem enrugar, um molde com nervuras de desenho profundo é geralmente usado para aumentar a tensão de tração radial.
Desenho profundo de parabolóides profundos
O método de aprofundamento depende de：h/d2，α
Método de estiramento profundo do cone
(1) Para peças cônicas rasas (h / d2 <0,25 ～ 0,30, α = 50 ° ～ 80 °), pode ser desenhado de uma só vez
(2) Para peças cônicas médias (h / d2 = 0,30 ～ 0,70, α = 15 ° ～ 45 °), o método de desenho depende da espessura relativa do material:
1) Quando t / D> 0,025, o anel de obturação pode ser utilizado para um desenho único.
2) Quando t / D = 0,015 ～ 0,20, ele pode ser desenhado de uma só vez, mas são necessárias medidas como anel de suporte em branco, nervuras de desenho profundo e adição de flanges de processo.
3) Quando t / D <0,015, é fácil enrugar porque o material é fino. É necessário usar um molde de suporte em branco e desenhá-lo duas vezes.
(3) Para peças altamente cônicas (h / d2> 0,70 ～ 0,80, α≤10 ° ～ 30 °), adotar:
1) Método de desenho profundo de transição por etapas
2) Desenho em profundidade da superfície do cone por etapas
Método de conformação profunda da peça de cone alto
A parte em forma de caixa é uma parte do corpo não rotativa. Quando a estampagem profunda é deformada, a parte arredondada é equivalente à estampagem profunda da parte cilíndrica, e a parte da aresta reta é equivalente à deformação por flexão.
Antes da deformação:
Δl1=Δl2=Δl3
Δh1=Δh2=Δh3
Após a deformação:
Δh1＜Δh1′＜Δh2′＜Δh3′
Δl1＞Δl1′＞Δl2′＞Δl3′
Características de desenho de peças em forma de caixa:
(1) O material na zona de deformação da flange está sujeito ao efeito combinado da tensão de tração radial e da tensão de compressão tangencial, resultando em deformação radial e deformação profunda por compressão tangencial. A distribuição da tensão e da deformação é desigual, sendo os cantos arredondados os maiores e as arestas rectas as menores.
(2) A quantidade de deformação da aresta reta e do filete na área de deformação é diferente.
(3) O grau de influência mútua entre a parte da aresta direita e a parte do canto arredondado varia consoante a forma da caixa.
(1) Força de retenção do branco
A força de retenção da peça em bruto Q é fornecida por um dispositivo de retenção da peça em bruto num molde.
A força de retenção da peça em bruto Q gerada pelo suporte da peça em bruto deve ser tão pequena quanto possível, com a premissa de garantir que a área de deformação não fique enrugada.
A força de suporte da peça em bruto necessária para peças de repuxo profundo de qualquer forma: Q = Aq
Na fórmula:
Força de suporte do bloco para peças cilíndricas de parede reta
Estiramento profundo de peças cilíndricas de parede reta pela primeira vez:
Estiramento profundo de peças cilíndricas de parede reta no processo subsequente:
(2) Suporte em branco
A função do suporte da peça em bruto é evitar o enrugamento na zona de deformação profunda.
Consoante a origem da força do suporte do blanque, existem dois tipos de dispositivos de suporte do blanque:
Suporte elástico para a folha em branco
Exemplo de aplicação de um suporte elástico para peças em bruto
Anel de 7 espaços em branco
Suporte rígido para blanks na prensa de dupla ação
Anel de 4 furos
Para peças cilíndricas, elípticas e em forma de caixa, a força de tração é:
Para as prensas de ação simples, a pressão nominal do equipamento deve corresponder:
FE > Fi + Q
Para as prensas de dupla ação, a tonelagem do equipamento deve corresponder:
Finterior > Fi
Fexterior > Q
Presta atenção:
Quando o curso de trabalho do desenho é grande, especialmente quando o desenho de corte é combinado, a curva de força do processo deve estar abaixo da curva de pressão permitida do controle deslizante da prensa.
Na produção efectiva, a pressão nominal Fpressão da prensa pode ser determinada pela seguinte fórmula:
A processabilidade da peça desenhada refere-se à adaptabilidade da peça desenhada ao processo de desenho.
A análise para determinar se uma peça estirada é adequada para estiramento profundo baseia-se principalmente na forma estrutural, tamanho, dimensionamentoA precisão e a seleção de materiais da peça de repuxo profundo, que é um requisito para a conceção do produto na perspetiva do processamento do produto.
(1) A forma da peça desenhada deve ser tão simples e simétrica quanto possível, e deve ser desenhada o mais rapidamente possível. Tentar evitar mudanças bruscas de forma.
2) Erro de forma da peça desenhada
A dimensão em altura das partes desenhadas deve ser reduzida tanto quanto possível e desenhada o mais longe possível.
Flange de cilindro de parede reta com flange
O diâmetro deve ser controlado a:
d1 + 12t ≤ df ≤ d1+25t
Cilindro de parede reta com flange larga:
df ≤ 3d1, h1 ≤ 2d1
A largura do flange da peça desenhada deve ser tão consistente quanto possível e semelhante à forma de contorno da peça desenhada.
Cantos arredondados de fundos e paredes, flanges e paredes de peças estiradas
O raio deve satisfazer:
rp1 ≥ t, rd1 ≥ 2t, rc1 ≥ 3t
Caso contrário, devem ser acrescentados os procedimentos de cirurgia plástica.
O furo na peça desenhada é normalmente efectuado após a conclusão do desenho.
Dimensionamento da altura da escada
Requer:
1) Se se tratar de uma peça de desenho superficial que pode ser formada num desenho, o processo de composição de desenho de corte é utilizado para a completar.
2) Para peças de grande desenho, a estampagem num único passo pode ser utilizada quando o tamanho do lote não é grande; quando o tamanho do lote é grande e o tamanho das peças de desenho profundo não é grande, pode ser utilizado o desenho progressivo com tira.
3) Se o tamanho da peça desenhada for grande, normalmente só pode ser utilizada a estampagem numa única etapa.
4) Quando as peças desenhadas têm requisitos de precisão mais elevados ou necessitam de desenhar um pequeno raio de filete, é necessário adicionar um processo de moldagem após a conclusão do desenho.
5) Os processos de corte e perfuração de peças de repuxo profundo podem normalmente ser realizados em combinação.
6) Exceto que o furo inferior da peça desenhada pode ser composto com branqueamento e desenho, os furos e ranhuras da parte da flange e da parte da parede lateral da peça desenhada devem ser perfurados após a conclusão do processo de desenho.
7) Se outros processos de conformação (como dobrar, virar, etc.) são necessários para completar a forma da peça desenhada, outros processos de estampagem devem ser realizados após a conclusão do desenho.
Características da estampagem profunda subsequente:
(1) Molde de estiragem simples sem suporte para o molde
(2) Molde de estiragem com suporte para o molde
1) Molde de desenho formal
2) Matriz de estampagem profunda invertida
(3) Matriz composta de esvaziamento e desenho
(4) Matriz de estiramento profundo com suporte rígido da peça em bruto
(1) Matriz de estiragem positiva
1) Sem suporte em branco
2) Com suporte em branco
(2) Molde de repuxo invertido
1) Sem suporte em branco
2) O suporte da peça bruta está na matriz superior
3) O suporte em branco está no matriz inferior
Matriz de desenho simples, pela primeira vez sem suporte de molde
Primeiro molde de desenho formal com suporte em branco
Primeiro cunho de repuxo profundo invertido com suporte para o molde em branco
Matriz composta de esvaziamento e estiramento
Primeiro cunho para prensa de dupla ação
(1) Matriz de estiragem positiva
1) Cada cunho formal subsequente sem suporte para o molde em branco
2) Molde de estiragem invertido subsequente com suporte de chapa
(2) Molde de repuxo invertido
1) Molde de estiramento reverso sem suporte de molde
Princípio de desenho de dupla ação para a frente e para trás
(1) Desenho único da estrutura de trabalho do molde convexo e côncavo sem suporte do molde
Estrutura de peça de trabalho de matriz convexa e côncava de trefilação múltipla sem suporte de peça em bruto
(2) Estrutura da peça de trabalho da matriz de estampagem profunda convexa e côncava com suporte de peça em bruto
(1) Raio de canto da matriz convexa e côncava
1) A influência do raio de filete da matriz:
Necessidade de cumprir: rdi≥2t
2) Raio de filete rp
Nos passos intermédios, tomar rpi igual rdi, ou seja: rpi = rdi
O último desenho profundo:
Finalmente, obtém-se o raio de canto r da peça de trabalho.
(2) Diferença entre a matriz convexa e a côncava c
O tamanho da lacuna afecta:
C = tmáximo + Kct
(3) Dimensão lateral da parte ativa da matriz convexa e côncava
Para a primeira extração profunda e a extração profunda intermédia em extração profunda múltipla, é preferível:
Para um desenho profundo ou o último desenho profundo num desenho profundo múltiplo,
Como fundador da MachineMFG, dediquei mais de uma década da minha carreira à indústria metalúrgica. A minha vasta experiência permitiu-me tornar-me um especialista nos domínios do fabrico de chapas metálicas, maquinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou constantemente a pensar, a ler e a escrever sobre estes assuntos, esforçando-me constantemente por me manter na vanguarda da minha área. Deixe que os meus conhecimentos e experiência sejam uma mais-valia para a sua empresa.
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