Nombre Parcourir:20 auteur:Éditeur du site publier Temps: 2024-03-25 origine:Propulsé
Emboutissage profond est un processus d'estampage dans lequel un matériau en feuille plate passe à travers une matrice concave sous la pression d'un poinçon pour former une pièce creuse ouverte.Parmi les différents types de composants en tôle, l'emboutissage profond est souvent utilisé pour traiter diverses pièces simples rondes, têtes hémisphériques et paraboliques composées de matériaux plus grands ou plus épais.
D'une manière générale, le traitement d'emboutissage profond doit être complété à l'aide d'une matrice d'emboutissage sous la pression d'une presse.Dans des circonstances normales, le traitement à froid est utilisé et le traitement à chaud n'est utilisé que pour le formage par emboutissage profond de feuilles plus épaisses avec des dimensions extérieures plus grandes ou des déformations plus importantes.
1. Processus de dessin
La figure montre le processus d'étirage consistant à placer une ébauche de plaque plate circulaire d'un diamètre D et d'une épaisseur t dans le trou de positionnement de la matrice et à l'étirer dans une pièce cylindrique.
Pendant le processus d'emboutissage profond, en raison du moment de flexion formé par la force d'étirage F et de l'espace Z entre les matrices convexes et concaves, le moule convexe se déplace vers le bas pour entrer en contact avec la feuille, puis exerce une pression vers le bas, provoquant la courbure et la concave de la feuille. , et est guidé au niveau des coins arrondis des matrices convexes et concaves.Lorsque le poinçon est abaissé dans le trou de la matrice, le matériau en feuille évolue lentement en trois parties : le fond, la paroi et la bride ;à mesure que le poinçon continue de descendre, le fond ne bouge pratiquement pas et la bride annulaire continue de se rétrécir vers le trou et est tirée dans la cavité.
L'ouverture du moule se transforme en paroi de cylindre, de sorte que la paroi du cylindre augmente progressivement et que la bride se rétrécit progressivement.Enfin, la bride est complètement tirée dans l'ouverture de la matrice et se transforme en paroi cylindrique, et le processus d'étirage se termine.La feuille circulaire devient un cylindre creux ouvert de diamètre d1 et de hauteur h.
2. Analyse de déformation par emboutissage profond
Selon le processus de déformation par étirage, on peut savoir que le processus d'étirage est le processus dans lequel la bride annulaire se rétrécit progressivement et s'écoule vers le trou de filière pour devenir la paroi du cylindre.Le processus d'emboutissage profond est un processus de déformation plastique relativement complexe, et chaque partie endommagée du cheveu peut être divisée en plusieurs zones en fonction de ses conditions de déformation.
2.1 Bas du cylindre : La partie circulaire où le bas du poinçon appuie et entre en contact avec la zone centrale de la feuille est le fond.Pendant le processus d'étirage, cette zone conserve toujours une forme plate et est soumise à une tension radiale uniforme autour d'elle.On peut considérer qu'il n'y a pas de déformation plastique ou une petite zone de déformation plastique, et le matériau inférieur transfère la force de poinçonnage à la paroi du cylindre, l'amenant à générer une contrainte de traction axiale.
2.2 Partie bride : La zone annulaire de la matrice est la bride, qui est la principale zone de déformation lors de l'emboutissage profond.Lors de l'emboutissage profond, le matériau de la bride génère une contrainte de traction radiale due à la force d'emboutissage., lorsque les matériaux rétrécissent et s'écoulent vers le trou de la matrice, les matériaux se serrent les uns les autres pour générer une contrainte de compression tangentielle 3. Sa fonction est similaire à celle de tirer une partie en forme de secteur de l'ébauche F à travers une rainure imaginaire en forme de coin pour devenir la déformation de F, comme le montre la figure.
Lorsque la bride est grande et que le matériau de la feuille est mince, la partie de la bride perdra sa stabilité en raison de la contrainte de compression tangentielle lors de l'étirage, formant ce que l'on appelle le « phénomène de froissement ».Par conséquent, un serre-flan est souvent utilisé pour presser la bride. Effectuer le pressage des bords.
2.3 Paroi simple : il s'agit de la zone déformée, qui est formée par le transfert d'écoulement du matériau de la pièce de bride par compression tangentielle, étirement et retrait radiaux, et ne subit fondamentalement plus de déformation majeure.Lorsque l'emboutissage se poursuit, il joue le rôle de transmettre l'effort d'étirage du poinçon au flasque.Le matériau de paroi simple lui-même supporte la contrainte de traction unidirectionnelle pendant le processus de transmission de la force d'étirage et est légèrement allongé longitudinalement et légèrement plus épais.Il y a une éclaircie.
2.4 La partie d'angle arrondie de la matrice concave : la partie de transition où la bride et la paroi du cylindre se rencontrent.La déformation du matériau est ici plus compliquée.En plus d'avoir les mêmes caractéristiques que la partie bride, c'est-à-dire qu'elle est soumise à une contrainte de traction radiale et à une contrainte de compression tangentielle.Il supporte également une contrainte de compression épaisse concave formée par l'extrusion et la flexion du filet de filière.
2.5 La partie arrondie du poinçon : la partie de transition où se rencontrent la paroi simple et le fond du cylindre, elle est soumise à une contrainte de traction dans les directions radiale et tangentielle, et la direction épaisse est soumise à l'extrusion et au pliage de l'arrondi partie du poinçon pour produire une contrainte de compression.Pendant le processus d'étirage, la direction radiale est allongée et l'épaisseur est réduite.L'amincissement le plus important se produit au niveau de la jonction entre le coin rond du poinçon et la paroi du canon.
Lorsque l'emboutissage commence, il se situe entre les matrices convexes et concaves, ce qui signifie que moins de matière doit être transférée.Le degré de déformation est faible, le degré d'écrouissage à froid est faible et il n'y a pas de frottement bénéfique aux coins arrondis du poinçon.La zone qui doit transmettre la force de traction est petite.Par conséquent, cette pièce est devenue la « section dangereuse » qui est la plus susceptible de se briser lors de l'emboutissage profond.
3. Modifications de l'épaisseur de paroi des pièces embouties
L'épaisseur inégale des parois des pièces embouties est visible sur la photo.L'image montre le changement de l'épaisseur de paroi de la tête elliptique en acier au carbone pendant le dessin, et l'image montre le changement de l'épaisseur de paroi du cylindre à bride à l'aide du support d'ébauche.
4. Exigences de processus pour le traitement d'emboutissage profond
Le processus d'emboutissage profond peut être utilisé pour traiter des pièces aux formes complexes et obtenir des pièces à parois minces avec des formes cylindriques, étagées, coniques, carrées, sphériques et diverses formes irrégulières.Cependant, la précision du traitement des pièces embouties est liée à de nombreux facteurs, tels que les propriétés mécaniques et l'épaisseur du matériau, la structure et la précision du moule, le nombre de processus et la séquence des processus, etc. la précision des pièces embouties n'est généralement pas élevée et la précision appropriée est inférieure au niveau IT11.
Dans le même temps, en raison de l'influence des performances de déformation par emboutissage profond, l'aptitude au traitement des pièces embouties affecte directement si la pièce peut être utilisée de la manière la plus économique et la plus simple.Il est traité par la méthode d'emboutissage profond et affecte même si la pièce peut être traitée par la méthode d'emboutissage profond.Les exigences de processus pour les pièces embouties sont les suivantes.
Précision de la structure et du moule, nombre de processus et séquence de processus, etc. La précision de fabrication des pièces embouties n'est généralement pas élevée et la précision appropriée est inférieure au niveau IT11.Dans le même temps, en raison de l'influence des performances de déformation par emboutissage profond, l'aptitude au traitement des pièces embouties affecte directement si la pièce peut être utilisée de la manière la plus économique et la plus simple.Il est traité par la méthode d'emboutissage profond et affecte même si la pièce peut être traitée par la méthode d'emboutissage profond.Les exigences de processus pour les pièces embouties sont les suivantes.
4.1 La forme des pièces embouties doit être aussi simple et symétrique que possible.Lors de la conception de pièces embouties, la technologie de traitement des pièces embouties doit être prise en compte et une forme plus facile à former et pouvant répondre aux exigences d'utilisation doit être adoptée autant que possible.L'image montre la classification selon la difficulté du formage par emboutissage profond.Sur la figure, la difficulté de formage de différents types de pièces embouties augmente de haut en bas.
La difficulté de pièces embouties similaires augmente de gauche à droite.Parmi eux : e représente la longueur minimale du bord droit, f représente la taille maximale de la pièce emboutie, a représente la longueur de l'axe court et 6 représente la longueur de l'axe long.
4.2 Pour les pièces embouties cylindriques avec brides, lors du dessin avec un serre-flan, la bride la plus appropriée se situe dans la plage suivante :
4.3 La profondeur de dessin ne doit pas être trop grande (c'est-à-dire que H ne doit pas être supérieur à 2d).Lorsqu'il peut être tiré en une seule fois, sa hauteur doit être de préférence :
4.4 Pour les pièces embouties cylindriques, le rayon de congé r entre le fond et le mur doit satisfaire à ra>t, et le rayon de congé entre la bride et le mur r>2t.Du point de vue des conditions propices à la déformation, il est préférable de prendre r ≈(3~5)t, r≈(4~8)t.Si r (ou r)>(0,1~0,3)t, une mise en forme peut être ajoutée.
Bien que les formes des pièces d'emboutissage soient diverses, la structure des matrices d'emboutissage est relativement standardisée.Selon les conditions de travail du dessin et le matériel utilisé, les structures des matrices de dessin sont également différentes.L'adoption de la structure de la matrice d'étirage nécessite généralement les calculs de processus nécessaires, puis le plan de processus d'étirage peut être sélectionné en conséquence.
Le traitement d'emboutissage profond peut être effectué sur une presse générale à simple action, ou sur une presse à double ou à trois actions.Les matrices d'étirage qui fonctionnent sur les presses à simple action peuvent être divisées en deux types : les matrices d'étirage pour la première fois et les matrices d'étirage pour la première fois et les suivantes.Selon qu'un serre-flan est utilisé, il peut être divisé en deux types : avec serre-flan et sans serre-flan.Selon le type de presse, elle peut être divisée en filières d'étirage utilisées sur les presses simple action, filières d'étirage utilisées sur les presses double action, etc.
1. Première matrice de dessin
L'image montre la première matrice d'emboutissage profond sans support de bord.Lors du dessin, placez d'abord le flan plat dans la plaque de positionnement sur la matrice, et le poinçon se déplace vers le bas, entraîné par le curseur de la presse, en pressant le mauvais matériau dans la matrice jusqu'à ce que tout le mauvais matériau soit tiré dans la matrice et fabriqué.L'extrémité supérieure de la pièce emboutie dépasse la bague racleur.Lorsque le coulisseau de la presse entraîne le poinçon vers le haut, l'anneau racleur gratte la pièce du poinçon pour terminer un processus d'emboutissage profond.
La première matrice d'emboutissage sans support de bord est généralement utilisée pour les pièces d'emboutissage peu profondes avec une faible profondeur d'emboutissage qui peuvent être pressées en une seule fois.Lorsque le poinçon est petit, la structure globale peut être adoptée et fixée par la plaque de fixation du poinçon.Afin d'éviter que la pièce ne colle étroitement au poinçon, des trous de ventilation doivent être conçus sur le poinçon.
La figure a montre une matrice concave ordinaire à extrémité plate avec des arcs, qui convient principalement au traitement de grandes pièces.L'image b montre une ouverture de matrice conique et l'image c montre une ouverture de matrice concave avec une forme en développante.Ils conviennent au traitement de petites pièces.Étant donné que la structure de matrice de l'image bc montre une forme de transition incurvée de l'ébauche pendant l'étirage, la taille augmente.
Capacité anti-instabilité, la force de la bouche de la matrice sur la zone de déformation de l'ébauche l'aide également à produire une déformation par compression tangentielle, réduisant la résistance au frottement et la résistance à la déformation par flexion, ce qui est bénéfique pour la déformation par emboutissage profond et peut améliorer la qualité de la pièce. , mais le traitement est plus difficile.
L'image b montre le premier emboutissage profond avec un anneau de bord élastique.L'anneau de bord élastique est installé sur le moule supérieur.Lorsque le poinçon se déplace vers le bas, le mauvais matériau est pressé fermement sous l'action de la force du ressort, de sorte que le mauvais matériau soit proche de la partie concave pendant le processus d'étirage.
En raison de la limitation de l'espace supérieur du moule, des ressorts épais ne peuvent pas être installés, ce type de moule ne convient donc que pour étirer des pièces à basse pression.Il est généralement utilisé pour dessiner des pièces avec des matériaux fins, de faible profondeur et faciles à froisser.
Lors de l'emboutissage d'une pièce de grande profondeur, un ressort (ou un caoutchouc) plus gros est nécessaire et il est difficile à installer si le ressort est toujours placé sur la partie supérieure du moule.Ainsi, une structure montée sur la partie inférieure peut être utilisée pour faciliter le réglage de la force du serre-flan.
2. Moule d'emboutissage profond pour chaque fois après la première fois
La figure a montre le premier emboutissage profond et les suivants sans support de flan.Il peut étirer des produits semi-finis emboutis à une certaine taille, puis les emboutir à nouveau.Généralement, il peut être utilisé pour des applications où le degré de déformation n'est pas important et où l'épaisseur de paroi des pièces étirées doit être uniforme.
Et assurez-vous de la précision du diamètre et des dimensions des pièces avec un léger amincissement.Pour ce type de moule, généralement afin d'éviter les pertes par frottement, la longueur de la partie active à paroi droite du moule concave doit être réduite autant que possible.
La figure b montre la structure de la matrice d'étirage pour la première fois et les suivantes pour les pièces cylindriques avec des anneaux de bord.Le positionneur 11 adopte une structure de type manchon et joue à la fois le rôle de pressage des bords et de positionnement.La force de pression est assurée par la force du vérin transmise par l'éjecteur 13.
Afin d'éviter les plis lorsque le matériau est embouti profondément, la position de la broche d'éjection limite 3 peut être ajustée pour ajuster la pression.La taille de la force de bord peut maintenir la force du support de bord équilibrée tout en empêchant le mauvais matériau d'être trop serré.
Le processus de travail du moule est le suivant : le coulisseau du poinçon se déplace vers le haut, le moule est ouvert et la goupille d'éjection 13 soulève le positionneur 11 jusqu'au poinçon 1 à travers la plaque de fixation du positionneur 12 sous l'action du cylindre de presse.
Les faces d'extrémité sont affleurantes.A ce moment, le flan étiré est inséré dans la bague extérieure du positionneur 11. Le coulisseau de la presse commence à descendre.La broche d'éjection de limite 3 commence à entrer en contact avec la face d'extrémité supérieure de la plaque de fixation du positionneur 12. En même temps, la matrice 2 commence également à entrer en contact avec la surface d'extrémité supérieure du positionneur 11, et lorsque la presse
Au fur et à mesure que le curseur se déplace progressivement vers le bas, la goupille d'éjection limite 3 appuie progressivement sur la plaque de fixation du positionneur 12, et la matrice 2 et le positionneur 11 travaillent ensemble pour entraîner progressivement le produit semi-fini dans un produit fini.Lorsque l'étirage est terminé, la goupille d'éjection 13 pousse le positionneur 11 pour affleurer la surface d'extrémité supérieure du poinçon 1 sous l'action du cylindre de presse.Simultanément, le marteau 7 éjecte les pièces embouties de la cavité du moule femelle 2.
Pour les pièces embouties d'un diamètre d ≤ 100 et les pièces embouties avec des brides ou des formes complexes, afin de faciliter le formage par emboutissage profond, il convient de prêter attention à la relation correcte entre la forme et la taille des matrices de poinçonnage dans le précédent et les processus ultérieurs, de sorte que les formes et les dimensions des poinçons réalisés lors des processus précédents soient correctes.La forme de l'ébauche intermédiaire est propice au formage lors de processus ultérieurs.La relation entre les dimensions de chaque processus d'étirage et son rayon de congé est représentée sur la figure a, où t est l'épaisseur du matériau.
Pour les pièces d'emboutissage cylindriques de grande et moyenne taille d'un diamètre de d>100, pour les premiers emboutissages et l'emboutissage profond avant le formage final, les coins du cylindre utilisent souvent une structure de connexion à angle de biseau de 45 pour éviter un excès de matière au niveau coins arrondis.Il est plus fin et favorise l'emboutissage profond.Cette structure facilite non seulement la localisation des cheveux lors du processus suivant, mais réduit également la flexion et le positionnement répétés des cheveux, améliore les conditions de déformation du matériau lors de l'emboutissage profond et réduit l'amincissement du matériau.
Il est utile d'améliorer la qualité des parois latérales des pièces embouties.Cependant, il convient de noter que le diamètre inférieur doit être égal au diamètre extérieur du poinçon lors du prochain processus d'emboutissage.La relation entre le rayon de congé du poinçon et de la matrice concave et le rayon de congé de l'anneau de bord dans les processus avant et arrière est celle illustrée sur la figure b.Montrer.
3. Matrice de dessin pour presse à double action
Lorsque vous utilisez une presse à double action pour l'emboutissage profond, le curseur extérieur appuie sur le bord et le curseur intérieur tire en profondeur.Les pièces embouties représentées sur la figure a sont directement découpées et étirées à partir de bandes, et traitées par une presse à emboutir double action.
La figure b est un diagramme schématique de la structure du moule des pièces ci-dessus.Une fois que la bande est positionnée par la broche de positionnement 2, le serre-flan 7 et la base de matrice inférieure 1 travaillent ensemble pour mettre en œuvre le découpage.Le dessin convexe 4 et le dessin concave dé 3 sont éjectés.Les blocs 6 travaillent ensemble pour étirer et façonner le mauvais matériau après découpage.Enfin, la broche d'éjection 5 entraîne le bloc d'éjection 6 pour pousser les pièces embouties hors de la cavité de la matrice concave d'étirage 3.
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