Vật liệu dập có thể chịu tác động mạnh đến đâu?

Việc tạo hình trong khuôn có thể gây khó khăn, không chỉ đối với người thiết kế và vận hành mà đặc biệt là đối với vật liệu được tạo thành. Cho dù bạn cần thực hiện một biểu mẫu vẽ sâu hay tạo một biểu mẫu sâu trong một phần nhiều nét, các yếu tố chính xác định độ bền của biểu mẫu, độ lặp lại và thành công đều giống nhau về độ căng, độ nén và độ giãn.

Có nhiều cách khác nhau để tạo ra một hình thức lớn, cho dù nó chỉ đơn giản là một dạng chảy lớn hoặc rút sâu. Một hoạt động được định nghĩa là rút thăm sâu khi chiều cao của biểu mẫu lớn hơn đường kính hoặc chiều rộng của biểu mẫu.

Mỗi vật liệu đều có giới hạn riêng và bạn chỉ có thể làm được nhiều điều đó trong giới hạn của những giới hạn đó. Hiểu được tỷ lệ kéo giới hạn (LDR) của vật liệu và mục tiêu của sản phẩm trong giai đoạn thiết kế là rất quan trọng và sẽ mang lại cho kỹ sư cơ hội tốt nhất để điều chỉnh sản phẩm cuối cùng theo đúng ý định thiết kế.

Cho dù vật liệu của bạn là cốc hay trống và bạn chạy máy ép chuyển hoặc cuộn cuộn nạp dải vào khuôn ép tiến bộ, thực tế của vấn đề là vật liệu đó là vật liệu. Nứt, rách, cứng, nhăn và gãy sẽ xảy ra vào một lúc nào đó.

Thiết kế Punch and Die

Từ quan điểm thiết kế đột dập, ngoài việc thiết kế lại hoàn toàn sản phẩm được dán tem, bạn có thể tập trung vào một số thay đổi nhỏ đối với lỗ đột và hốc để cải thiện hiệu suất. Một thay đổi rõ ràng là điều chỉnh bán kính trên mép tạo hình của khuôn và các cạnh của mũi đột. Tuy nhiên, bạn phải lưu ý rằng khi làm như vậy, bạn có thể thay đổi ảnh hưởng của lần dập cuối cùng, cũng như cách mẫu sẽ thoát ra khỏi khoang khuôn.

Bán kính cú đấm quá lớn có thể dẫn đến hiện tượng hồi phục bổ sung cần được tính đến trong thiết kế. Nếu bán kính trên khuôn quá lớn, điều đó có thể dẫn đến phần đáy của bộ phận bị dày lên, làm tăng kích thước của nó và khiến việc thoát ra khỏi khoang khuôn trở nên khó khăn hơn.

Ma sát là một mối quan tâm lớn trong quá trình hình thành kéo có thể được giảm thiểu phần nào nhờ bôi trơn, nhưng một phương pháp khác để giảm ma sát nên được xem xét trước khi sản xuất — cải thiện độ hoàn thiện bề mặt của dụng cụ. Việc đánh bóng một dụng cụ đục lỗ là điều phổ biến, nhưng nó có thể được thực hiện sai.

Việc đánh bóng quá mức có thể thay đổi kích thước, tạo ra các vấn đề về dòng chảy vật liệu và việc đánh bóng quá mức cũng có thể gây ra bất lợi. Tuy nhiên, điều bạn có thể không nhận ra là hướng hạt và cách bạn đánh bóng cũng đóng những vai trò quan trọng trong dòng nguyên liệu. Có một lớp hoàn thiện bề mặt phù hợp với hướng của dòng chảy, một chất cản bề mặt như chất bôi trơn và cách để nó chảy và tản nhiệt cũng rất quan trọng như một lớp hoàn thiện sáng bóng. Chỉ cần ghi nhớ rằng bề mặt sáng bóng có thể không phải là bề mặt tối ưu.

Một chìa khóa khác để ứng dụng tạo hình sâu thành công là sử dụng thép công cụ thích hợp cho ứng dụng. Rất nhiều áp lực tác dụng lên dụng cụ trong quá trình tạo hình, vì vậy cần phải có thép dụng cụ có cường độ chảy cao để chịu được lực tác dụng.

Thông thường, bạn có thể cảm thấy thôi thúc hy sinh độ bền kéo để có được sức bền. Bạn có thể không cần phải làm điều đó, vì nhiều loại thép công cụ ngày nay có thể đáp ứng các yêu cầu về năng suất và độ bền kéo, cho phép thời gian chạy lâu hơn trước khi gia công lại hoặc thay thế dụng cụ.

Tạo hình lạnh, tạo hình nóng, tạo hình hydro

Nếu bạn sử dụng các phương pháp tạo hình nguội truyền thống, hiểu biết về biến dạng vật liệu và biết biến dạng dẻo và độ đàn hồi ảnh hưởng như thế nào đến sản phẩm cuối cùng là yếu tố then chốt để đóng dấu thành công sản phẩm. Khi bạn đã hiểu rõ về độ bền kéo và năng suất của vật liệu, bạn có thể tập trung vào thiết kế và cách đạt được kết quả cần thiết.

Một quan niệm sai lầm phổ biến về vẽ sâu là vật liệu được kéo căng để đạt được hình thức cuối cùng. Trong khi một số mức độ căng là không thể tránh khỏi, nó không phải là quá trình. Phương pháp lý tưởng là kéo vật liệu thành dạng bằng cách sử dụng khuôn dập và khuôn kéo để kéo vật liệu vào trong khoang khuôn. Trong quá trình bốc thăm, vật liệu được kéo vào trong khoang sẽ có xu hướng dày hơn ở đầu và mỏng hơn khi đến phần đáy của biểu mẫu.

Vật liệu đã được phát triển để tăng trọng lượng nhẹ và tăng cường nhằm đáp ứng nhu cầu hoặc quy định cụ thể. Máy ép servo có nhiều thay đổi đối với hành trình và tốc độ để cho phép kiểm soát dòng nguyên liệu tốt hơn. Nằm ở dưới cùng của đột quỵ sẽ giúp giảm hiện tượng hồi phục. Việc khởi động lại cũng có thể làm giảm độ hồi lưu mà không cần chuyển giao hoặc bổ sung công cụ. Tất cả những điều này giúp hình thành và năng suất.

Có một số cách để phá vỡ các đặc tính của vật liệu, nhưng không phải là không thay đổi cách luyện kim của nó. Tạo hình nóng và định hình thủy tinh đã có một cuộc sống mới trong những năm gần đây, giúp hình thành nhiều loại vật liệu mới. Dập nóng làm nóng vật liệu để thay đổi độ bền kéo và cho phép cải thiện độ chảy xa hơn. Hydroforming áp dụng áp suất nhất quán. Các quy trình này phá vỡ các vấn đề sản xuất truyền thống để hình thành mà không bị nứt, rách, gia công cứng, nhăn và gãy.

Tùy chọn hình thành

Một số thực hành phổ biến làm thay đổi kết quả hình thành dựa trên ứng dụng. Đánh giá vật liệu là bước đầu tiên. Khi bạn đã xác định các thuộc tính vật liệu, bạn đi sâu hơn một chút để quyết định số lần cắt giảm cần thiết, hình dạng đột dập và khuôn dập, bán kính đột dập, khe hở, tốc độ nhấn, lực tác dụng lên giá đỡ trống và liệu việc ủ có cần thiết hay không.

Khi bạn đã tối ưu hóa tất cả các bước đó, bạn sẽ bị bỏ lại với các yêu cầu sản xuất khiến cho những cách tiếp cận đó không thể đạt được nếu không có một số phép thuật được thiết kế.

Một cách nhanh chóng để kiểm tra những khó khăn nào có thể xảy ra trước mắt là chạy phân tích phần tử hữu hạn (FEA) của ứng dụng để xác định các khu vực tiềm năng cần quan tâm. Bạn có thể thấy các khu vực mỏng hoặc nứt có thể yêu cầu thay đổi thiết kế. Đây là cơ hội để thu thập thông tin bổ sung và xác định những gì có thể được điều chỉnh trong quá trình sản xuất để đảm bảo thành công của bạn.

Bôi trơn

Quá trình hình thành tạo ra ma sát- ma sát tạo ra nhiệt- nhiệt gây mòn sớm. Nhiệt cũng có tác dụng làm cứng vật liệu. Làm việc chăm chỉ có thể là một lợi ích cho hình thức bằng cách tăng thêm sức mạnh ở những nơi thích hợp. Nó cũng có thể là một trở ngại, gây ra nứt hoặc rách ở những khu vực chịu lực cao.

Một thực tế phổ biến để ngăn ngừa sự đông cứng của sản phẩm là ủ bộ phận trong quá trình tạo hình để vật liệu trở lại trạng thái có thể sử dụng được. Ủ là có lợi nhưng có thể tốn kém và mất thời gian. Sử dụng chất bôi trơn và áp dụng một số thay đổi thiết kế đối với dụng cụ đột lỗ có thể làm giảm hoặc loại bỏ nhu cầu ủ.

Dầu nhớt ngày nay không chỉ giúp giảm nhiệt và ma sát mà còn giúp vật liệu lưu thông tốt hơn trong suốt quá trình. Các chất bôi trơn khác nhau phản ứng khác nhau, tùy thuộc vào tình huống. Chất bôi trơn trong ứng dụng kéo có áp suất lớn và nhiệt độ cao. Do đó, lựa chọn chất bôi trơn phù hợp có thể loại bỏ nhiệt và giảm ma sát là quan trọng nhất trong các ứng dụng tạo hình sâu.