Typowe problemy z jakością w przypadku głębokiego tłoczenia i środki zapobiegające tym problemom z jakością obejmują głównie następujące aspekty:
· Marszczenie
Marszczenie jest jednym z częstych problemów w procesie głębokiego tłoczenia, a jego przyczynami są:
1. Głównie z powodu nadmiernego odkształcenia półwyrobu, styczne naprężenia ściskające powodują utratę stabilności materiału arkuszowego. Kiedy naprężenie styczne przekracza naprężenie krytyczne materiału, materiał traci stabilność, co powoduje zginanie i marszczenie.
2. Mała względna grubość materiału również łatwo prowadzi do marszczenia.
3. Współczynnik głębokiego tłoczenia; im mniejszy współczynnik głębokiego tłoczenia, tym łatwiej materiał się marszczy.
4. Kształt i parametry matrycy do głębokiego tłoczenia; zbyt duże promienie i szczeliny stempla i matrycy mogą powodować marszczenie. Matryce stożkowe są mniej podatne na marszczenie. Nierozsądna konstrukcja żeberek dociskowych na częściach tłoczonych, przy zbyt małych lub nieprawidłowo rozmieszczonych żebrach, nie może skutecznie zapobiec szybkiemu przepływowi materiału arkuszowego, prowadzącemu do marszczenia. Nierozsądne zaprojektowanie rozmieszczenia matryc może skutkować brakiem możliwości utrzymania materiału w procesie rozciągania lub zbyt małym dociśnięciem krawędzi, co spowoduje marszczenie się podczas rozciągania.
Środki zapobiegające zmarszczkom obejmują:
1. Stosowanie uchwytu półfabrykatu: Ustawiając uchwyt półfabrykatu w matrycy, ogranicza się swobodne wahania półfabrykatu w kierunku grubości, zapobiegając marszczeniu. Podczas korzystania z urządzenia dociskowego mocno dociska ono odkształconą część półwyrobu i przykłada siłę docisku, aby zapobiec wybrzuszeniu kołnierza i powodowaniu marszczenia. Wielkość siły nacisku musi być odpowiednia. Urządzenia ciśnieniowe dzielą się na elastyczne i sztywne. Urządzenia elastyczne nadają się do płytkiego rysowania, natomiast urządzenia sztywne nadają się do głębokiego tłoczenia.
2. Stosowanie matrycy stożkowej: Matryca stożkowa pomaga w stycznym odkształceniu półwyrobu, zwiększając jego odporność na niestabilność.
3. Zwiększanie grubości blachy: Zwiększając grubość blachy, zwiększa się jej odporność na niestabilność pod ciśnieniem.
4. Stosowanie żeber rozciągliwych lub występów do głębokiego tłoczenia: Umieszczenie żeber rozciągliwych lub występów do głębokiego tłoczenia w matrycy zwiększa promieniowe naprężenia rozciągające, zmniejszając styczne naprężenia ściskające i obniżając naprężenia rozciągające na ściance cylindra. Ustawianie żeber przedłużających na powierzchni dociskowej jest skuteczną i praktyczną metodą regulacji i kontroli odporności na odkształcenia. Żebra przedłużające mogą skutecznie regulować przepływ materiału, zapewniając równomierny opór przepływu materiału podczas procesu rozciągania, dzięki czemu ilość materiału wpływającego do wnęki odpowiada potrzebom gotowej części, zapobiegając marszczeniu z nadmiaru materiału lub pękaniu z powodu niewystarczającej ilości materiału. W przypadku rozciągniętych części o skomplikowanych kształtach, szczególnie tych z małymi kołnierzami, należy ustawić żebra przedłużające, aby zwiększyć promieniowe naprężenia rozciągające i kontrolować marszczenie; żebra przedłużające powinny znajdować się w obszarach o niskim promieniowym naprężeniu rozciągającym, tj. w obszarach, w których materiał arkuszowy łatwo się przepływa. W przypadku części z małymi kołnierzami, w celu ustawienia żeber przedłużających można dodać dodatkowy materiał (materiał uzupełniający proces), który można usunąć podczas przycinania. W przypadku części rozciągniętych o znacznie zróżnicowanej głębokości żebra przedłużające należy umieścić w obszarach o mniejszym posuwie materiału, co umożliwi wciągnięcie nadmiaru materiału do wnęki matrycy i zapobiegnie w ten sposób marszczeniu.
5. Stosowanie odwrotnego rysowania: Zwiększając zginanie i tarcie, zwiększa się promieniowe naprężenie rozciągające i zmniejsza się styczne naprężenie ściskające.
· Pęknięcie rysunku
Pęknięcie rysunku jest spowodowane naprężeniem rozciągającym przekraczającym wytrzymałość materiału na rozciąganie, co powoduje pękanie materiału arkusza. Środki zapobiegające rozdarciu obejmują:
1. Poprawa właściwości mechanicznych materiału: Zwiększając wytrzymałość materiału na rozciąganie, aby był odporny na naprężenia rozciągające, dobre właściwości materiału mogą zmniejszyć występowanie marszczeń.
2. Rozsądny projekt matrycy: Prawidłowe sformułowanie procesu głębokiego tłoczenia i racjonalne projektowanie struktury matrycy.
3. Zwiększanie promieni naroży stempla i matrycy: Odpowiednie zwiększenie promieni naroży stempla i matrycy zmniejsza koncentrację naprężeń.
4. Zwiększenie chropowatości powierzchni stempla: Zwiększenie chropowatości powierzchni stempla przesuwa niebezpieczną powierzchnię pęknięcia w kierunku wylotu cylindra, zmniejszając prawdopodobieństwo rozdarcia.
Inne problemy i przyczyny związane z jakością
Oprócz marszczenia i rozdzierania, w procesie głębokiego tłoczenia może wystąpić również zjawisko tworzenia uszu. Tworzenie uszu jest spowodowane anizotropią materiału arkusza; w kierunku o niższym współczynniku kierunkowym w kierunku grubości materiał arkusza pogrubia się, co skutkuje mniejszą wysokością ścianki cylindra; natomiast w kierunku o większym współczynniku kierunkowości grubość materiału arkusza zmienia się niewiele, a wysokość ścianki cylindra jest większa. Dlatego zjawisko powstawania uszu staje się bardziej dotkliwe.
Dzięki powyższym środkom można skutecznie zapobiegać typowym problemom z jakością w procesie głębokiego tłoczenia, poprawiając jakość produktu i wydajność produkcji.
