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Blech Stanzen ist ein sehr wichtiges Metall-Kunststoff-Umformverfahren, das in der Luft- und Raumfahrt, in der Automobilindustrie und in Lokomotiven, Elektrogeräten, Lebensmittelverpackungen, täglichen Hardware-, Bau-, Verpackungs- und anderen Industriebereichen weit verbreitet ist.

Verschiedene Umformfehler, die im eigentlichen Stanzproduktionsprozess häufig auftreten, beeinträchtigen die geometrische Genauigkeit, die mechanischen Eigenschaften und die Oberflächenqualität der Stanzteile stark. Da es viele Prozessparameter bezüglich der Stanzqualität gibt und die Faktoren miteinander in Beziehung stehen, stellt dies die Werkzeugtechniker vor Ort bei der Reparatur und Erprobung des Werkzeugs vor große Schwierigkeiten und Herausforderungen. In diesem Artikel werden die Ursachen für die drei häufigsten Qualitätsmängel im Stanzprozess: Risse, Falten und Rückprall analysiert und die allgemeinen Lösungen vorgestellt.

1. Stanzen Fraktur

Die Blechverdünnung ist das Ergebnis der Blechstreckung. Aus technischer Sicht wird die Blechdicke um 4% auf 20% reduziert, was im Allgemeinen akzeptabel ist; eine zu starke Verdünnung wird jedoch nicht nur geschwächt. Die Steifigkeit der Teile kann in schweren Fällen sogar direkt dazu führen, dass das Blech bricht und zu einem Abfallprodukt wird. Daher ist das Rissphänomen einer der wichtigen Mängel, die die Qualität von Stanz- und Umformteilen ernsthaft beeinträchtigen.

Im Zugversuch des Materials wird mit zunehmender Verformung die Auflagefläche des Materials kontinuierlich verkleinert und auch seine Härtungswirkung kontinuierlich gesteigert. Wenn die Erhöhung der Härtungswirkung die Verringerung der Lagerfläche kompensieren kann, ist die Verformung stabil; Nach einem Grenzwert schnürt sich das Material zunächst an der schwächsten Stelle ein und wird schließlich gebrochen. Bei Plattenmaterialien ist der Prozess der Materialverformung im Wesentlichen der gleiche wie der Zugversuch. Wenn die Dehnung einen bestimmten Grenzwert überschreitet, führt dies zum Bruch der Platte.

Je nach Rupturgrad kann die Ruptur in zwei Arten unterteilt werden: mikroskopische Ruptur und makroskopische Ruptur. Mikroskopische Rissbildung bezieht sich auf die Bildung von Rissen in der Platte, die mit bloßem Auge schwer zu erkennen sind. Obwohl die Risstiefe sehr gering ist, sind einige der Materialien tatsächlich versagt. Makrorissbildung bezieht sich auf das Auftreten von Rissen und Brüchen, die mit bloßem Auge in der Platte sichtbar sind. Eine makroskopische Ruptur wird normalerweise durch eine übermäßige Schwellung in der Ebene der dünnen Platte verursacht, während eine mikroskopische Ruptur durch eine reine Schwellung oder eine einfache Biegung verursacht werden kann. Letztlich werden sowohl mikroskopische als auch makroskopische Brüche durch eine lokale Zugspannung des Materials verursacht.

Die Ursachen für Rissbildung sind im Allgemeinen ein Bereich mit kleinem Radius beim Tiefziehen, die Ecke des Stempels, die Mitte der Seitenwand und der Bereich, in dem das Material in die Kavität eintritt und die Strömung blockiert.

Da der Bruch durch die Dehnung im lokalen Bereich verursacht wird, die seinen Grenzwert überschreitet, besteht das Prinzip zur Beseitigung des Bruchphänomens darin, die Verteilung der normalen Kontaktkraft und der tangentialen Reibungskraft zu ändern, um den Zugdehnungswert im Bruchbereich zu verringern. Die Methoden umfassen im Allgemeinen:

• Wählen Sie eine angemessene Rohlingsgröße und -form

Während des Blechumformprozesses beeinflussen Größe und Form des Rohlings die endgültige Umformqualität. Wenn beispielsweise das Vierkantrohr gestreckt wird, wird zunächst der Vierkantrohling zum Strecken verwendet. Wenn Risse auftreten, können die vier Ecken des Rohlings mit entsprechenden Größen beschnitten werden. Die Behandlung kann den Bruch beseitigen.

• Hilfsprozesse hinzufügen (Bogen oder Steilheit des Produkts ändern, Formgebung erhöhen oder Einschnitt bearbeiten)

Unter der Prämisse, den funktionalen Anforderungen der Teile gerecht zu werden, kann durch eine entsprechende Vergrößerung der Hohlkehle des Werkzeugs oder eine Verringerung der Neigung der Fließwiderstand des Materials während des Umformprozesses reduziert und somit Bruch vermieden werden. Der Stanzvorgang schneidet an entsprechenden Stellen der Platte ein, so dass der leicht zu brechende Bereich mit Material aus dem angrenzenden Bereich ergänzt werden kann, um die Verformung des Bereichs zu verbessern und auch das Auftreten von Bruch zu vermeiden.

• Passen Sie die Frakturparameter oder die Blankhalterkraft an

Obwohl die Verwendung von Bruch Falten im Flanschteil verhindern kann, besteht sein Nebeneffekt darin, den Fließwiderstand des Materials in die Matrize zu erhöhen. Daher können ungeeignete Bruchparameter einen übermäßigen Strömungswiderstand verursachen, was zu Blechrissen führt.

• Schmierbedingungen verbessern

Der Zusammenhang zwischen Stanzqualität und Schmiermittel ist von großer Bedeutung. Schlechte Schmierbedingungen oder falsche Schmiermittelauswahl können zu Blechrissen führen.

2. Stanzen Falten

Faltenbildung ist auch ein typischer Qualitätsmangel im Stanzprozess, der sich direkt auf die Oberflächenqualität des Produkts auswirkt; gravierender, manchmal kommt es zu Faltenbildung und wird dann von der Form gebügelt, das Werkstück beschädigt oder sogar die Form zerkratzt, was extreme Ergebnisse zum großen Verlust bringt.

Die Ursache der Faltenbildung ist der Ursache der Rissbildung entgegengesetzt, die durch die Instabilität der Dickenrichtung des Blechs aufgrund übermäßiger lokaler Druckspannungen verursacht wird. Diese Form der Instabilität wird als Kompressionsinstabilität bezeichnet. Wenn Falten auftreten, ist die Faltenrichtung senkrecht zur Druckspannung, aber es kann nicht einfach davon ausgegangen werden, dass Falten durch Druckspannung verursacht werden.

Beim Stanzen und Umformen von Blechen treten verschiedene Falten auf. Nach den unterschiedlichen Ursachen lassen sie sich in Materialanhäufungsfalten und Instabilitätsfalten einteilen. Materialansammlungsfalten werden durch zu viel Material verursacht, das in den Hohlraum des Hohlraums eindringt. Falten werden durch Instabilität verursacht, und Instabilitätsfalten beziehen sich auf die Falten, die durch die Instabilität des Kompressionsflansches mit schwacher Bindekraft in der Dickenrichtung des Bogens und die Instabilität des ungleichmäßig gedehnten Teils verursacht werden. Obwohl die Faltenbildung die Festigkeit und Steifigkeit des Teils nicht wie ein Reißen schwächt, beeinträchtigt es die Genauigkeit und Schönheit des Teils. Wenn im Zwischenprozess Falten auftreten, können sie auch den normalen Ablauf des nächsten Prozesses beeinträchtigen.

Wenn die lokale Druckspannung des Materials zu groß ist, kann es leicht zu Falten kommen, insbesondere wenn das Material unter Zug- und Druckeinwirkung steht. Daher besteht das Prinzip der Faltenbeseitigung darin, den Materialfluss genau vorherzusagen und die Falten zu erhöhen. Normale Kontaktkraft, technische Praktiken umfassen im Allgemeinen:

• Erhöhen Sie die Niederhalterkraft

Die Niederhalterkraft kann den Fließwiderstand des Materials in die Matrize erhöhen und die Faltenbildung der Flanschkante mildern.

• Erhöhen Sie die Anzahl der Rebounds oder erhöhen Sie die Höhe

Rebounds werden in Rundstäbe, Vierkantstäbe und Zugriegel unterteilt. Der Vorschubwiderstand erhöht sich wiederum. Welche Rückprallkraft zu verwenden ist, muss unter vielen Aspekten berücksichtigt werden, wie zum Beispiel der Ziehtiefe des Werkstücks, den Materialeigenschaften und der Produktform. Die angemessene Einstellung von Rückprallfedern, die wissenschaftliche Kontrolle des Vorschubwiderstands, die Änderung des inneren Spannungszustands von Materialien und die Anpassung der Materialflussrichtung können Faltendefekte effektiv verbessern.

• Ändern Sie die Produkt- und Formform, um überschüssiges Material zu absorbieren

3. Stanzen Rebound

Blechrückprall bezeichnet ein Phänomen, bei dem sich Form und Größe des Materials bei Belastung aufgrund der elastischen Rückstellung des Materials nach Wegfall der äußeren Belastung während des Stanz- und Umformprozesses in entgegengesetzter Richtung zur Verformung ändern. Rückprall ist ein unvermeidlicher Umformfehler bei der Blechumformung, insbesondere beim Biegeprozess.

Der Rückprall des Plattenmaterials hat die Form- und Maßgenauigkeit der geformten Teile stark beeinträchtigt. Vor allem in den letzten Jahren mit der weit verbreiteten Verwendung von hochfesten Stahlblechen hat das Rückprallphänomen immer mehr Aufmerksamkeit auf sich gezogen. Aufgrund der hohen Streckgrenze und Zugfestigkeit weist das hochfeste Plattenmaterial eine größere Steifigkeit und Härte auf und zeigt nach dem Entladen bei Raumtemperatur ein deutlicheres Rückprallphänomen.

Nach einer eingehenden Analyse des Rückprallphänomens haben wir festgestellt, dass der Hauptgrund für das Rückprallphänomen darin besteht, dass der Verformungszustand jedes Teils des Plattenmaterials nicht synchronisiert ist. In der Verformungsphase, wenn die Form entlastet wird, muss jeder Teil des Materials elastisch wiederhergestellt werden, was zu einer ungleichmäßigen Restspannungsverteilung in Dickenrichtung oder Richtung in der Ebene des Plattenmaterials führt und schließlich eine Rückfederung auftritt.

Es gibt viele Einflussfaktoren, die das Ausmaß der Blechrückfederung beeinflussen, wie die mechanischen Eigenschaften des Materials selbst, die Formkehle und der Spalt zwischen den konkaven und konvexen Formen, die Niederhalterkraft usw. Für die Konstrukteure des Blechumformprozesses besteht der einfachere Weg, den durch das Rückprallphänomen verursachten geometrischen Fehler des Werkstücks zu reduzieren, darin, den Rückprall des Werkstücks durch Anpassung der Prozessparameter so zu reduzieren, dass die geometrische Größe des Werkstücks den Anforderungen entspricht gestalterische Anforderungen.

• Materialleistung

Je kleiner der Elastizitätsmodul des Materials ist, desto höher ist die Streckgrenze, desto schwerwiegender ist das Kaltverfestigungsphänomen (großer n-Wert) und desto größer ist der Rückprall der Biegeverformung. Die Rückfederung von hochfesten Stahlplatten und aluminiumlegierten Stahlplatten ist größer als die von gewöhnlichen Stahlplatten.

• Relativer Biegeradius

Der relative Biegeradius bezeichnet das Verhältnis des Biegeradius zur Materialstärke beim Biegen des Blechs. Wenn der relative Biegeradius abnimmt, nimmt die gesamte tangentiale Verformung an der Außenfläche des gebogenen Blechs zu, und gleichzeitig nehmen auch die plastische Verformung und die elastischen Biegekomponenten zu, aber der Anteil der elastischen Verformung an der Gesamtdehnung nimmt ab, so dass The auch der Rebound nimmt ab; im Gegenteil, wenn der relative Biegeradius zunimmt, wenn der Anteil der elastischen Verformung an der Gesamtverformung zunimmt, nimmt auch die Rückfederung zu.

• Spalt zwischen konkaven und konvexen Formen

Beim Rückprallproblem hat der Spalt zwischen den konkaven und konvexen Stempeln des Stanzwerkzeugs einen Einfluss auf den Rückprall und die Oberflächenqualität des besten Teils. Je kleiner die Lücke, desto kleiner der Rückprallwinkel und je größer die Lücke, desto größer der Rückprallwinkel. Wenn der Spalt jedoch zu klein ist, wird die Oberfläche des Werkstücks zerkratzt oder die Dicke wird dünn; wenn der Spalt kleiner als die Materialstärke ist, kann das Werkstück einen negativen Rückprall haben.

• Schlaganfall

Auch die Hubgröße beeinflusst den Spannungszustand des Bleches während des Stanz- und Umformprozesses. Bei flach gezogenen Teilen ist der Hub kleiner und der Einfluss der Biegespannung größer als der der Zugspannung, so dass die Rückpralltendenz deutlicher ist; bei Tiefziehteilen ist der Hub größer und die Zugspannung während des Stanzvorgangs Dadurch bilden die Ober- und Unterseite des Plattenmaterials einen zweifach gedehnten Zustand, die Rückprallneigung wird teilweise ausgeglichen und der Rückprallbetrag ist klein.

• Blechhalterkraft

Eine Erhöhung der Niederhalterkraft kann den Rückprall des Blechs verringern, aber eine Erhöhung der Niederhalterkraft basiert auf der Prämisse, dass das Teil keine anderen Formfehler aufweist. Die Niederhalterkraft kann in der Regel durch Erhöhung der Niederhalterkraft oder durch Einstellen einer Zugstufe erhöht werden.

• Reibungskoeffizient

Die Reibung zwischen der Oberfläche des gekrümmten Blechs und der Oberfläche der Form kann den Spannungszustand jedes Teils des gekrümmten Blechs ändern. Es wird allgemein angenommen, dass Reibung die Zugspannung in der Verformungszone erhöhen und die Form des Teils der Form der Form annähern kann, wodurch die Rückfederung beim Blechstanzen verringert wird.

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