Общие проблемы качества при глубокой вытяжке и меры по предотвращению этих проблем качества в основном включают следующие аспекты:
·Морщины
Морщины — одна из распространенных проблем в процессе глубокой вытяжки, и ее причины:
1. В основном из-за чрезмерной деформации заготовки касательное сжимающее напряжение приводит к потере устойчивости листового материала. Когда касательное напряжение превышает критическое напряжение материала, материал теряет стабильность и приводит к изгибу и сморщиванию.
2. Небольшая относительная толщина материала также легко приводит к образованию складок.
3. Коэффициент глубокой вытяжки; чем меньше коэффициент глубокой вытяжки, тем легче материал мнётся.
4. Форма и параметры матрицы глубокой вытяжки; слишком большие радиусы и зазоры пуансона и матрицы могут привести к образованию складок. Конические матрицы менее склонны к образованию складок. Непродуманная конструкция прижимных ребер на штампованных деталях со слишком маленькими или неправильно расположенными ребрами не может эффективно предотвратить быстрое течение листового материала, приводящее к образованию складок. Неразумное расположение матрицы может привести к невозможности удерживать материал во время процесса растяжения или к слишком маленькому сжатию кромок, что приведет к образованию складок во время растяжения.
Меры по предотвращению образования морщин включают в себя:
1. Использование держателя заготовки: установка держателя заготовки в матрицу ограничивает свободные колебания заготовки в направлении толщины, предотвращая образование складок. При использовании нажимного устройства оно плотно прижимает деформированную часть заготовки и прикладывает усилие давления, чтобы не допустить вздутия фланца и образования складок. Величина силы давления должна быть соответствующей. Устройства давления делятся на упругие и жесткие. Эластичные устройства подходят для неглубокой вытяжки, а жесткие — для глубокой вытяжки.
2. Использование конической матрицы. Коническая матрица способствует тангенциальной деформации заготовки, повышая ее устойчивость к нестабильности.
3. Увеличение толщины листа. За счет увеличения толщины листа повышается его способность противостоять нестабильности под давлением.
4. Использование ребер растяжения или выступов глубокой вытяжки. Установка ребер растяжения или выступов глубокой вытяжки в матрице увеличивает радиальное растягивающее напряжение, уменьшая касательное сжимающее напряжение и снижая растягивающее напряжение на стенке цилиндра. Установка ребер расширения на прижимную поверхность является эффективным и практичным методом регулирования и контроля сопротивления деформации. Ребра расширения могут эффективно регулировать поток материала, обеспечивая однородность сопротивления потоку материала в процессе растяжения, позволяя количеству материала, поступающего в полость, соответствовать потребностям готовой детали, предотвращая образование складок из-за избытка материала или растрескивание из-за недостаточного материала. Для растянутых деталей сложной формы, особенно с небольшими фланцами, следует установить удлинительные ребра для увеличения радиального растягивающего напряжения и предотвращения образования складок; расположение ребер растяжения должно быть на участках с низким радиальным растягивающим напряжением, т.е. на участках, где листовой материал легко течет. Для деталей с небольшими фланцами для установки ребер расширения можно добавить дополнительный материал (технологический дополнительный материал), который можно удалить при обрезке. Для растянутых деталей со значительно различной глубиной ребра расширения следует размещать в местах с меньшей подачей материала, позволяя втягивать лишний материал в полость матрицы и тем самым предотвращая образование складок.
5. Использование обратной вытяжки: за счет увеличения изгиба и трения увеличивается радиальное растягивающее напряжение, а тангенциальное сжимающее напряжение уменьшается.
·Рисование поломки
Поломка вытяжки вызвана растягивающим напряжением, превышающим предел прочности материала, что приводит к разрушению листового материала. Меры по предотвращению разрывов включают в себя:
1. Улучшение механических свойств материала: за счет увеличения прочности материала на растяжение, чтобы противостоять растягивающему напряжению, хорошие свойства материала могут уменьшить возникновение складок.
2. Разумная конструкция штампа: правильная формулировка процесса глубокой вытяжки и рациональное проектирование конструкции штампа.
3. Увеличение радиуса углов пуансона и матрицы. Соответствующее увеличение угловых радиусов пуансона и матрицы снижает концентрацию напряжений.
4. Увеличение шероховатости поверхности пуансона. Увеличение шероховатости поверхности пуансона смещает опасную поверхность излома к устью цилиндра, уменьшая вероятность разрыва.
Другие проблемы с качеством и причины
Помимо складок и разрывов, в процессе глубокой вытяжки может также наблюдаться явление образования ушей. Образование ушка обусловлено анизотропией листового материала; в направлении с меньшим коэффициентом направленности в направлении толщины листовой материал утолщается, в результате чего высота стенки цилиндра становится меньше; тогда как в направлении с более высоким коэффициентом направленности толщина листового материала меняется мало, а высота стенки цилиндра больше. Поэтому явление ушообразования становится более выраженным.
Благодаря вышеуказанным мерам можно эффективно предотвратить распространенные проблемы качества в процессе глубокой вытяжки, улучшая качество продукции и эффективность производства.
