Diseño de planos de chapa metálica (proceso de dibujo y molde)
Definición de dibujo de chapa metálica:
El embutido profundo, también conocido como estirado, estiramiento, extensión, etc., es un proceso en el que piezas planas o huecas de una forma determinada se moldean en varias piezas huecas mediante embutido profundo. Es uno de los procesos más utilizados en producción de estampado.
Características del proceso de dibujo:
El proceso de embutición se divide en embutición sin adelgazamiento y embutición con adelgazamiento. En la producción real, se utiliza ampliamente la embutición profunda sin adelgazamiento.
(1) Sin adelgazamiento ni embutición profunda:El espesor de cada parte de la pieza conformada es básicamente el mismo que el espesor de la pieza en bruto antes del embutido.
(2) Adelgazamiento y embutición profunda: El espesor de la pared de la pieza conformada es significativamente menor que el espesor original de la pieza en bruto, pero el espesor de la base de la pieza estirada permanece sin cambios.
Clasificación de piezas embutidas (cilíndricas, curvas, de sección rectangular, de superficie fija)
En la producción por estampado, existen muchos tipos de embutición profunda. Las distintas piezas embutidas se pueden dividir en cuatro tipos básicos según sus características mecánicas de deformación, como se muestra a continuación:
Proceso de deformación por trefilado de chapa metálica
Tomemos como ejemplo el proceso de embutición del molde de piezas cilíndricas sin brida, como se muestra a continuación.
Nota: La parte inferior del cañón está dividida en un área no deformable. Esta parte del material está sujeta a tensión bidireccional durante extracción profundaEl grosor del material será menor, pero la reducción será muy pequeña, generalmente solo del 1% al 3%.
La fuerza que actúa sobre el material durante el proceso de trefilado de chapa metálica (que incluye: fuerza de trefilado, fuerza de compresión, fuerza de flexión y fuerza de fricción).
El espesor y la dureza de la pared del cilindro de la pieza cilíndrica después del trefilado cambiarán en cierta medida (consulte la referencia para ver cambios leves).
Variaciones en la dureza y el espesor de pared de las piezas embutidas a lo largo de la dirección vertical (referencia a ligeras variaciones).
Estructura típica de una matriz de trefilado
Los troqueles de embutición que funcionan en prensas de acción simple se dividen en troqueles para la primera embutición y troqueles para las embuticiones posteriores. Estos dos tipos de moldes se subdividen en aquellos con dispositivos de presión de bordes y aquellos sin dichos dispositivos.
(1) Troquel de dibujo simple sin soporte de borde (Nota: retire el anillo de posicionamiento de calibración del molde durante el trabajo).
(2) Matriz de dibujo con dispositivo de sujeción de bordes
(3) Troquel compuesto de troquelado y embutición
Molde compuesto típico para troquelado y embutición, con una estructura formal. La parte superior del molde está equipada con matrices convexas y cóncavas, y la parte inferior con matrices de troquelado y matrices convexas de embutición.
(4) Embutición profunda continua de la tira y su molde
El trefilado continuo de tiras significa que el trefilado se realiza directamente sobre la tira y las piezas se troquelan de la tira después de haber sido trefiladas. La eficiencia de producción de este método de embutición profunda Es muy alto, pero la estructura del molde es muy compleja, por lo que es adecuado para la producción en masa y piezas pequeñas.
Puntos clave del diseño de planos de chapa metálica
(1) Forma de las partes dibujadas
La forma de las partes dibujadas debe mantenerse lo más simple y simétrica posible. Simetría axial. piezas de embutición profunda Se deforman uniformemente en la dirección circundante, son fáciles de procesar y ofrecen el mejor rendimiento de fabricación. Para piezas embutidas de otras formas, deben evitarse en la medida de lo posible los cambios drásticos de contorno.
(2) Profundidad de las partes embutidas
En general, la profundidad de embutición no suele superar el 0,2 veces el diámetro. Si la profundidad es excesiva, se romperá fácilmente.
(3) Esquinas de las partes embutidas
Las esquinas de cada pared adyacente de la pieza estirada deben unirse mediante un arco de tamaño adecuado para evitar el desgaste y la concentración de tensiones en las partes correspondientes del molde. Las uniones en ángulo recto pueden perforar fácilmente la pieza estirada.
Los criterios de diseño son: el radio de la raíz del embutido profundo es R1≥T, el radio de la parte superior es R2≥2T y el radio de la esquina es R3≥4T. Una vez que se cumplen estos criterios, cuanto mayor sea el radio del redondeo, más fácil será el embutido.
(4) Precisión dimensional de las piezas embutidas
La precisión dimensional de las piezas de chapa metálica durante el embutido profundo no debe ser demasiado alta. Al mismo tiempo, debido a los cambios en el espesor de pared de las piezas de chapa metálica, piezas de chapa metálica Durante el embutido profundo, solo se pueden garantizar las dimensiones internas o externas de la característica, pero no se pueden garantizar ambas dimensiones simultáneamente.
(5) El valor del radio de la matriz para el procesamiento de embutición profunda
Cuando se realizan embutición profunda de piezas de chapa metálica, el valor del radio de la matriz (Rd) debe ser del 60% al 80% del radio de la matriz en el proceso anterior. proceso de embutición profunda. Es decir: Rd(n)=(0.6~0.8)Rd(n-1)
(6) Velocidad durante el proceso de embutición profunda
Al embutir piezas de chapa metálica, la velocidad no debe ser excesiva. Una velocidad demasiado alta puede provocar la rotura del producto. Generalmente, la velocidad de embutición descendente oscila entre 0,05 m/s y 0,2 m/s.
(7) Escape del punzón durante el proceso de embutición profunda
Durante el embutido profundo de piezas de chapa metálica, se forma un vacío entre la superficie plana inferior del punzón y la pieza en bruto, lo que genera presión de vacío. Esta presión dificulta que el cilindro se separe del punzón, por lo que es necesario perforar un orificio en la superficie inferior del punzón para eliminar la presión de vacío.