Häufige Qualitätsprobleme beim Tiefziehen und Maßnahmen zur Vermeidung dieser Qualitätsprobleme umfassen hauptsächlich die folgenden Aspekte:
·Faltenbildung
Faltenbildung ist eines der häufigsten Probleme beim Tiefziehen und hat folgende Ursachen:
1. Tangentiale Druckspannung führt hauptsächlich aufgrund einer übermäßigen Verformung des Rohlings dazu, dass das Plattenmaterial an Stabilität verliert. Wenn die Tangentialspannung die kritische Spannung des Materials überschreitet, verliert das Material an Stabilität und führt zu Biegung und Faltenbildung.
2. Auch eine geringe relative Dicke des Materials führt leicht zu Faltenbildung.
3. Der Tiefziehkoeffizient; Je kleiner der Tiefziehkoeffizient ist, desto leichter knittert das Material.
4. Die Form und Parameter der Tiefziehmatrize; Zu große Radien und Lücken zwischen Stempel und Matrize können zu Faltenbildung führen. Konische Matrizen neigen weniger zur Faltenbildung. Eine unzumutbare Gestaltung der Druckrippen an Stanzteilen mit zu kleinen oder falsch positionierten Rippen kann den schnellen Fluss des Blechmaterials und die damit verbundene Faltenbildung nicht wirksam verhindern. Eine unangemessene Gestaltung der Matrizenpositionierung kann dazu führen, dass das Material während des Dehnvorgangs nicht gehalten werden kann oder die Kanten zu eng gedrückt werden, was zu Faltenbildung beim Dehnvorgang führt.
Zu den Maßnahmen zur Vorbeugung von Faltenbildung gehören:
1. Verwendung eines Blechhalters: Durch das Einsetzen eines Blechhalters in die Matrize werden die freien Schwankungen des Blechs in Dickenrichtung eingeschränkt und so Faltenbildung verhindert. Bei Verwendung einer Druckvorrichtung wird der verformte Teil des Rohlings fest zusammengedrückt und eine Druckkraft ausgeübt, um zu verhindern, dass sich der Flansch ausbeult und Falten bildet. Die Größe der Druckkraft muss angemessen sein. Druckgeräte werden in elastische Druck- und starre Drucktypen unterteilt. Elastische Vorrichtungen eignen sich zum Flachziehen, während starre Vorrichtungen zum Tiefziehen geeignet sind.
2. Verwendung einer konischen Matrize: Eine konische Matrize hilft bei der tangentialen Verformung des Rohlings und erhöht so dessen Widerstandsfähigkeit gegen Instabilität.
3. Erhöhen der Dicke des Blechs: Durch Erhöhen der Dicke des Blechs wird seine Fähigkeit, Instabilität unter Druck zu widerstehen, verbessert.
4. Verwendung von Streckrippen oder Tiefziehleisten: Durch das Setzen von Streckrippen oder Tiefziehleisten in der Matrize wird die radiale Zugspannung erhöht, die tangentiale Druckspannung verringert und die Zugspannung an der Zylinderwand gesenkt. Das Anbringen von Verlängerungsrippen auf der Druckfläche ist eine effektive und praktische Methode zur Einstellung und Kontrolle des Verformungswiderstands. Verlängerungsrippen können den Materialfluss effektiv regulieren und sicherstellen, dass der Strömungswiderstand des Materials während des Dehnvorgangs gleichmäßig ist. So kann die in den Hohlraum fließende Materialmenge den Anforderungen des fertigen Teils gerecht werden und Faltenbildung durch überschüssiges Material oder Risse durch unzureichendes Material verhindert werden. Bei komplex geformten gestreckten Teilen, insbesondere solchen mit kleinen Flanschen, sollten Verlängerungsrippen eingestellt werden, um die radiale Zugspannung zu erhöhen und Faltenbildung zu verhindern. Die Positionierung der Verlängerungsrippen sollte in Bereichen mit geringer radialer Zugspannung erfolgen, dh in Bereichen, in denen das Blechmaterial leicht fließt. Bei Teilen mit kleinen Flanschen kann zum Setzen von Verlängerungsrippen etwas zusätzliches Material (Prozessergänzungsmaterial) hinzugefügt werden, das beim Beschneiden entfernt werden kann. Bei gestreckten Teilen mit deutlich unterschiedlichen Tiefen sollten Verlängerungsrippen in Bereichen mit geringerem Materialvorschub platziert werden, damit überschüssiges Material in den Formhohlraum gezogen werden kann und so Faltenbildung verhindert wird.
5. Verwendung des umgekehrten Ziehens: Durch die Erhöhung von Biegung und Reibung wird die radiale Zugspannung erhöht und die tangentiale Druckspannung verringert.
·Zeichnungsbruch
Ein Zeichnungsbruch wird durch eine Zugspannung verursacht, die die Zugfestigkeit des Materials übersteigt, was zu einem Bruch des Blechmaterials führt. Zu den Maßnahmen zur Verhinderung von Rissen gehören:
1. Verbesserung der mechanischen Eigenschaften des Materials: Durch die Erhöhung der Zugfestigkeit des Materials, um Zugspannungen standzuhalten, können gute Materialeigenschaften das Auftreten von Falten reduzieren.
2. Angemessenes Matrizendesign: Den Tiefziehprozess richtig formulieren und die Matrizenstruktur rational gestalten.
3. Vergrößerung des Radius der Stempel- und Matrizenecken: Eine entsprechende Vergrößerung der Eckenradien von Stempel und Matrize verringert die Spannungskonzentration.
4. Erhöhung der Oberflächenrauheit des Stempels: Durch die Erhöhung der Oberflächenrauheit des Stempels wird die gefährliche Bruchfläche in Richtung der Mündung des Zylinders verschoben, wodurch die Wahrscheinlichkeit eines Risses verringert wird.
Andere Qualitätsprobleme und Ursachen
Beim Tiefziehvorgang kann es neben der Falten- und Rissbildung auch zum Phänomen der Ohrenbildung kommen. Die Ohrenbildung wird durch die Anisotropie des Blattmaterials verursacht; in der Richtung mit einem geringeren Richtungskoeffizienten in Dickenrichtung wird das Blechmaterial dicker, was zu einer geringeren Zylinderwandhöhe führt; Während sich in der Richtung mit einem höheren Richtungskoeffizienten die Dicke des Blechmaterials kaum ändert und die Zylinderwandhöhe höher ist. Daher wird das Phänomen der Ohrenbildung schwerwiegender.
Durch die oben genannten Maßnahmen können häufig auftretende Qualitätsprobleme im Tiefziehprozess wirksam verhindert und so die Produktqualität und Produktionseffizienz verbessert werden.
