Perforadora

Cómo calcular piezas de embutición profunda

Cómo calcular piezas de embutición profunda

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La tecnología de piezas de embutición profunda

La propiedad tecnológica de las partes de dibujo se refiere a la adaptabilidad de las partes de dibujo al proceso de dibujo, que es un requisito tecnológico para el diseño de productos de dibujo desde la perspectiva del procesamiento de dibujo profundo. Las partes de dibujo con buenas propiedades de proceso pueden simplificar la estructura del troquel de dibujo, reducir los tiempos de dibujo y mejorar la eficiencia de producción. La tecnología de dibujo de piezas considera principalmente la forma de la estructura, el tamaño, la precisión y la selección de materiales de las piezas de dibujo.

Nivel de tolerancia de piezas de embutición profunda

La precisión dimensional de las partes generales del dibujo no debe ser demasiado alta, por lo que debe estar por debajo del nivel IT13 y no por encima del nivel IT11. Si el nivel de tolerancia es alto, se puede agregar el proceso de formación para cumplir con los requisitos de tamaño. Debido a la deformación desigual de las partes del dibujo, el grosor de las paredes superior e inferior puede variar hasta (1,2~0,75)t, y t es el grosor de la lámina metálica. Para el estirado delgado constante, el requisito de tolerancia del espesor de la pared no debe exceder la regla de la variación del espesor de la pared en el proceso de estirado.

Dimensiones y formas de las piezas de embutición profunda

  • Al diseñar las partes del dibujo, no está permitido marcar las dimensiones internas y externas al mismo tiempo. Las dimensiones en el dibujo del producto deben indicar que se debe garantizar la dimensión externa o la dimensión interna. Para piezas de embutición profunda con escalones, la dimensión en la dirección de la altura debe basarse en la parte inferior. Si la parte superior se basa en la parte inferior, la dimensión de la altura no es fácil de garantizar. El radio de filete de la junta entre la pared y el fondo solo se puede marcar en la forma interior.
  • La forma de las piezas de embutición profunda debe ser lo más simple y simétrica posible y debe formarse de una sola vez. El cambio de las piezas de dibujo simétricas al eje en la dirección circunferencial es uniforme, el procesamiento del troquel es fácil y su procesabilidad es la mejor. Trate de evitar el uso de partes de dibujo muy complejas y asimétricas, e intente evitar cambios bruscos de contorno. Para piezas huecas semiabiertas o asimétricas, debería ser posible combinarlas para embutición profunda y luego cortarlas en dos o más partes, como se muestra en la Figura 1-1, para mejorar la condición de tensión durante la embutición profunda.
Fig. 1-1 Pares de combinación para embutición profunda
Fig. 1-1 Pares de combinación para embutición profunda
  • La relación de tamaño de cada parte de la pieza de embutición profunda debe ser adecuada. El diseño de piezas de dibujo de ala ancha y gran profundidad (es decir, diámetro de ala dF>3 d, h≥2 d) debe evitarse en la medida de lo posible porque estas piezas necesitan más tiempos de trefilado y recocido intermedio. El contorno de las pestañas de las partes del dibujo debe ser similar al de las partes del dibujo. El ancho de la brida debe ser consistente. La inconsistencia no solo dificulta el dibujo y aumenta el número de procedimientos de trabajo, sino que también necesita ampliar el margen de recorte y aumentar el consumo de metal.
  • Hay una pieza de dibujo cóncava en la superficie de la brida, como se muestra en la Fig. 1-2. El eje cóncavo a continuación es consistente con la dirección del dibujo, por lo que se puede extraer. Si el eje del cóncavo es perpendicular a la dirección del dibujo, solo se puede presionar durante la corrección final.
Fig. 1-3 Margen de agujeros del material didáctico de dibujo
  • Cuando hay agujeros en la parte inferior o en la pestaña de la pieza de dibujo, la distancia entre el borde del agujero y la pared lateral debe ser a≥rD + 0.5t (o a≥rpag + 0.5t), como se muestra en la Fig. 1-3.
Fig. 1-3 Margen de agujeros del material didáctico de dibujo
  • Bajo la premisa de asegurar el montaje, se debe permitir que la pared lateral de la pieza de dibujo tenga cierta pendiente. Cuando se requiera un dibujo múltiple, se permitirá que las superficies internas y externas de las partes del dibujo tengan marcas generadas en el proceso de dibujo con la premisa de garantizar la calidad superficial necesaria. A menos que las partes tengan requisitos especiales, solo mediante la conformación o métodos de conformación para eliminar las marcas.

Altura de la pieza de embutición profunda

Al diseñar la parte del dibujo, la altura debe minimizarse para que pueda completarse con uno o dos procesos de dibujo. Para varias formas de partes de dibujo, usando un proceso se pueden dibujar las condiciones de la siguiente manera.

  • Consulte la Tabla 1-1 para ver la altura de un solo dibujo del cilindro.
El nombre del materialAluminioDúralesLatóncobre suave cobre puro
Profundidad relativa dibujo altura h/d0.73~0.750.60~0.650.75~0.800.68~0.72
Tabla 1-1 Altura límite de un dibujo
  • La condición para un dibujo de piezas en forma de caja es que cuando el radio de la esquina redondeada de la pieza en forma de caja r=(0.05~0.20)B (B es el ancho del lado corto de la pieza en forma de caja), la altura de la parte del dibujo h<(0.3~0.8) B.
  • Para las piezas de brida, la condición de una tracción es que la relación entre el diámetro de la parte cilíndrica de las piezas y la pieza bruta d/D≥0,4.

El radio de empalme de la pieza de embutición profunda.

El radio del filete entre la brida de la pieza de dibujo y la pared del cilindro debe ser rD≥2t. Para facilitar el dibujo suave, rDGeneralmente se toma ≥(4~8)t. cuando rD≤2t, se debe agregar el procedimiento de conformación.

El radio del filete entre la parte inferior de la parte del dibujo y la pared del cilindro debe ser rpag≥2t. Para facilitar el dibujo suave, rpagGeneralmente se toma ≥(3~5)t. Cuando las partes requieren rpag<t, es necesario aumentar el proceso de formación.

Selección de materiales de piezas de embutición profunda

Los materiales utilizados para embutición profunda generalmente requieren buena plasticidad, baja relación de resistencia a la flexión, coeficiente de directividad de espesor de placa grande y directividad de plano de placa pequeña.

Cálculo del proceso de embutición profunda de piezas cilíndricas

El cálculo del proceso de estirado incluye la determinación del tamaño en blanco, la determinación de los tiempos de estirado y el cálculo del tamaño del producto semiacabado.

Cálculo del tamaño en blanco de piezas rotativas simples de embutición profunda

Para determinar el margen de recorte

Debido a la anisotropía del material de la lámina, el centro de la lana y el troquel convexo y cóncavo no pueden coincidir completamente en la producción real, por lo que la boca de la parte del dibujo no puede ser muy ordenada. Por lo general, hay un proceso de recorte para cortar la parte irregular. Por esta razón, el margen de recorte debe dejarse por adelantado al calcular el vacío Talla. El margen de recorte para piezas cilíndricas y piezas de brida se muestra en la Tabla 1-2 y la Tabla 1-3 respectivamente.

Altura de embutición profunda h (mm)Altura relativa de embutición profunda h/d o h/BAltura relativa de embutición profunda h/d o h/BAltura relativa de embutición profunda h/d o h/BAltura relativa de embutición profunda h/d o h/B
 >0,5~0,8>0,8~1,6>1,6~2,5>2,5~4
≤101.01.21.52
>10~201.21.622.5
>20~5022.53.34
> 50 ~ 10033.856
> 100 ~ 150456.58
> 150 ~ 20056.3810
>200~25067.5911
>25078.51012
Tabla 1-2 Tolerancia de recorte ∆h de piezas de embutición profunda sin pestaña
Unidades: mm

Nota:
B es el ancho del lado de un cuadrado o el ancho del lado corto de un rectángulo;
El proceso de recorte intermedio debe estipularse para piezas de gran profundidad;
Para el material delgado con un grosor de menos de 0,5 mm para dibujo múltiple, debe aumentarse en 30% de acuerdo con el valor de la tabla.

Altura de embutición profunda h (mm)Diámetro relativo de la brida dt/d o Bt/BDiámetro relativo de la brida dt/d o Bt/BDiámetro relativo de la brida dt/d o Bt/BDiámetro relativo de la brida dt/d o Bt/B
 <1.51.5~22~2.52.5~3
≤251.81.61.41.2
>25~502.52.01.81.6
> 50 ~ 1003.53.02.52.2
> 100 ~ 1508.33.63.02.5
> 150 ~ 2005.08.23.52.7
>200~2505.58.63.82.8
>2506.05.08.03.0
Tabla 1-3 Tolerancia de recorte ∆h de piezas de embutición profunda de bridas
Unidades: mm

Nota:
B es el ancho del lado de un cuadrado o el ancho del lado corto de un rectángulo;
El proceso de recorte intermedio debe estipularse para piezas de gran profundidad;
Para el material delgado con un grosor de menos de 0,5 mm para dibujo múltiple, debe aumentarse en 30% de acuerdo con el valor de la tabla.

Calcular el área superficial de las piezas.

Para facilitar el cálculo, las partes se resuelven en varias geometrías simples, y sus áreas de superficie se calculan respectivamente y luego se suman. Las partes que se muestran en la Fig. 1-4 se pueden considerar como compuestas por la parte 1 de pared recta del cilindro, la parte 2 de la mesa de bolas formada por la rotación del arco y la placa circular 3 en la parte inferior.

Fig. 1-4 Cálculo del tamaño en bruto de piezas cilíndricas

El área total de la pieza de trabajo es la suma del área de superficie A1 de la pared recta del cilindro, el área de superficie A2 de la mesa de bolas y el área de superficie A3 de la placa circular inferior.

A1 = πd ( Hora ) ( 1-1 )

A2 = π/4 [ 2πr ( d-2r ) + 8r2 ] ( 1-2 )

A3 = π/4 (d-2r)2                            ( 1-3 )

π/4D2 = un1 + un2 + un3 = ∑Ai                       ( 1-4 )

en la fórmula
d—el diámetro medio de la parte cilíndrica de la pieza de dibujo, mm;
H—la altura de la pieza de dibujo, mm;
r: el radio del filete en el filete de la línea central de la pieza de trabajo, mm;
D—diámetro en blanco, mm.

Para encontrar el tamaño en blanco

Para encontrar el diámetro de la pieza en blanco D es

Ecuación (1-5)

Para la Ecuación (1-5), si el grosor de la pieza en bruto es t<1 mm, entonces se utilizan para calcular el diámetro exterior y la altura exterior o el tamaño interior. Si el grosor de la pieza en bruto t≥1 mm, cada tamaño debe sustituirse en el tamaño de la línea media del grosor de la pieza para el cálculo. Para las piezas rotatorias de embutición profunda de uso común, la fórmula de cálculo del diámetro en blanco se puede obtener consultando los manuales correspondientes.

Cálculo del tamaño de lana defectuosa de piezas de embutición profunda rotativas complejas

El tamaño en blanco de la pieza de trabajo de dibujo con forma compleja se puede calcular utilizando la regla de Kurikin, es decir, el área del cuerpo giratorio obtenido cuando el autobús de cualquier forma gira alrededor del eje es igual al producto de la longitud del autobús. y la circunferencia del centro de gravedad girada alrededor del eje, como se muestra en la figura 1-5.

Fig. 1-5 Bus del cuerpo de rotación
Fig. 1-5 Bus del cuerpo de rotación

Es decir, el área superficial del cuerpo giratorio es

A=2πRXL ( 1-6 )

Dado que el área antes y después del dibujo es igual, el diámetro en blanco D es

πD2/4 = 2πRXL ( 1-7 )

Ecuación-1-8

en la fórmula
A: área del cuerpo giratorio, mm2;
RX—la distancia entre el centroide del bus del cuerpo giratorio y el eje de rotación (llamado radio de rotación), mm;
D—diámetro de la palanquilla, mm;
L—la longitud del bus del cuerpo giratorio, mm.

De acuerdo con la Ecuación (1-6), el diámetro del tocho se puede calcular siempre que se conozca la longitud de la barra colectora del cuerpo giratorio y el radio de rotación del centroide. Encuentre la longitud del bus y la posición del centroide del método tiene el método analítico, el método analítico de dibujo, el método de dibujo 3, puede consultar la información relevante para comprender.

Determinar el número de embutición profunda.

Concepto y significado del coeficiente de embutición profunda

El grado de deformación en Dibujos profundos se puede expresar por la relación entre la altura y el diámetro de la pieza de dibujo. Cuanto menor sea la relación, menor será el grado de deformación que se puede formar en un solo dibujo. Las proporciones grandes requieren dos o más embuticiones profundas para formarse. Pero al diseñar el proceso de dibujo y determinar el número necesario de procesos de dibujo, el coeficiente de dibujo se suele utilizar como base de cálculo.

El coeficiente de estirado se refiere a la relación entre el diámetro de la pieza cilíndrica después del estirado y el diámetro de la pieza en bruto (o producto semiacabado) antes del estirado, como se muestra en la Fig. 1-6, a saber:

El primer dibujo coeficiente m1= re1/D

El segundo coeficiente de dibujo m2= re2/D

……

Coeficiente de dibujo enésimo mnorte= renorte/D

Figura 1-6. Dibujo múltiple de piezas cilíndricas

en la fórmula
D—diámetro en blanco,
D1,d2,……,dnorte—el diámetro medio del cilindro después de cada dibujo.

La relación entre el diámetro medio dnorte de la pieza de dibujo y el diámetro en blanco D se denomina coeficiente de dibujo total, es decir, el coeficiente de dibujo requerido por la pieza de dibujo, que se expresa por m.

m = renorte/D = D1 /P*d2/d1*d3/d2*……*dn-1/dn-2*dnorte/dn-1= metro1metro2metro3……metron-1metronorte                  (1-9)

De lo anterior, se puede ver que el coeficiente de estirado total m representa la tasa de cambio del diámetro en blanco antes y después del estirado, y su valor siempre es menor que 1. Refleja el tamaño de la deformación por compresión tangencial del borde exterior del palanquilla durante el dibujo. Cuanto menor sea el coeficiente de estirado, mayor será la diferencia de diámetro antes y después del estirado, mayor será el área de "triángulo extra" que se transferirá y mayor será la deformación del estirado.

Por el contrario, el grado de deformación es menor. Por lo tanto, se puede utilizar como índice para medir el grado de deformación en la embutición profunda. Pero si en el proceso de embutición profunda, el valor de m es demasiado pequeño, puede hacer que las piezas de embutición profunda o la variable severa sean delgadas, ultra pobres, arrugadas y fracturadas, por lo tanto, los límites de la disminución de m tienen un objetivo, se comparan los límites. en el área de fuerza de la tensión de tracción más grande igual a la resistencia a la tracción efectiva de la sección peligrosa del coeficiente de embutición profunda, se denomina coeficiente de embutición límite.

El valor límite del coeficiente de estirado generalmente se obtiene por método experimental bajo ciertas condiciones de estirado, como se muestra en la Tabla 1-4 y la Tabla 1-5.

Coeficiente de dibujo límiteGrosor relativo del blanco (t/D) x100Grosor relativo del blanco (t/D) x100Grosor relativo del blanco (t/D) x100Grosor relativo del blanco (t/D) x100Grosor relativo del blanco (t/D) x100Grosor relativo del blanco (t/D) x100
 2.0~1.51.5~1.01.0~0.60.6~0.30.3~0.150.15~0.08
metro10.48~0.500.50~0.530.53~0.550.55~0.580.58~0.600.60~0.63
metro20.73~0.750.75~0.760.76~0.780.78~0.790.79~0.800.80~0.82
metro30.76~0.780.78~0.790.79~0.800.80~0.810.81~0.820.82~0.84
metro40.78~0.800.80~0.810.81~0.820.82~0.830.83~0.850.85~0.86
metro50.80~0.820.82~0.840.84~0.850.85~0.860.86~0.870.87~0.88
Tabla 1-4 Coeficiente límite de estirado de piezas cilíndricas con portapiezas

Nota:
Los datos de la tabla son aplicables a la embutición profunda sin recocido intermedio. Si se utiliza el proceso de recocido intermedio, el valor debe ser 2% ~ 3% menos que el valor de la tabla
Los datos de dibujo en la tabla son aplicables al carbón de dibujo ordinario y al latón H62 como 08, 10 y 15 Mn. Para materiales con rendimiento de dibujo deficiente, como 20, 25, Q215, Q235 y duraluminio, el valor debe ser 1.5%-2.0% más alto que el valor de la tabla; Para materiales con buena plasticidad, como 05, 08, 10 y aluminio blando, etc., el valor de la tabla debe ser 1.5%-2.0%;
El valor más pequeño de la tabla se aplica al radio de filete de matriz más grande [ rmorir = (8~15)t], mientras que el valor más grande se aplica al radio de filete de matriz más pequeño [rmorir = (4~8)t].

Coeficiente de dibujo límiteGrosor relativo del blanco (t/D) x100Grosor relativo del blanco (t/D) x100Grosor relativo del blanco (t/D) x100Grosor relativo del blanco (t/D) x100Grosor relativo del blanco (t/D) x100
 1.52.02.53.0>3.0
metro10.650.600.550.530.50
metro20.800.750.750.750.70
metro30.840.800.800.800.75
metro40.870.840.840.840.78
metro50.900.870.870.870.82
metro60.900.900.900.85
Tabla 1-5 Coeficiente límite de estirado de piezas cilíndricas sin portapiezas

Nota: Esta tabla aplica para materiales de 08, 10 y 15Mn. Los elementos restantes son los mismos que las notas en la tabla 1-3.

Para evitar defectos de arrugas y grietas en el proceso de estirado, es necesario reducir el grado de deformación de estirado y aumentar el coeficiente de estirado, para reducir la posibilidad de arrugas y grietas. El coeficiente de dibujo expresa el grado de dificultad del proceso de dibujo, y el número de dibujos se puede determinar si se conoce el coeficiente de dibujo límite permitido para cada dibujo.

La determinación del número de embutición profunda.

Los tiempos de embutición profunda solo pueden estimarse de manera aproximada y finalmente determinarse mediante el cálculo del proceso. Existen varios métodos para determinar de forma preliminar el número de embuticiones profundas para piezas de cilindros sin bridas.

  • método de recursividad

Si se conoce la altura relativa t/D de la pieza bruta de la pieza cilíndrica, los tiempos de estirado se pueden rastrear directamente de la Tabla 1-4 o la Tabla 1-5 los coeficientes de estirado límite m1,metro2,metro3、… 、mnorte, y luego calcule el diámetro d1 del primer dibujo, y calcular a partir del diámetro d1 del primer dibujo al diámetro dnorte del enésimo dibujo.

D1= metro1D; d2= metro2D1; …; dnorte= metronorteDn-1                          (1-10)

Hasta el obtenido dnorte no es mayor que el diámetro requerido de la pieza de dibujo, entonces n es el número de dibujo. De esta manera, no solo se puede encontrar el número de estirado, sino también el diámetro del producto semiacabado obtenido por el proceso intermedio.

  • Método de cálculo

Si una pieza en bruto con un diámetro de D finalmente se dibuja en una pieza de dibujo con un diámetro de dn, el número de dibujos n también se puede aproximar mediante la siguiente fórmula empírica.

LGDnorteC= (n-1) Igmnorte + largo (m1D)
n=1 + [ largonorte – largo (m1D) ]/ Immnorte (1-11)

En la fórmula, mn: el valor promedio de cada coeficiente de dibujo después de la segunda vez.

La n calculada por la fórmula (1-11) normalmente no es un número entero. Para facilitar el proceso de dibujo y evitar tirones y grietas, no se debe redondear el valor entero más pequeño, pero se debe elegir el valor entero más grande, de modo que los coeficientes d de dibujo seleccionados reales sean ligeramente mayores que los preliminares. valor estimado.

  • El método de la tabla de consulta

Los tiempos de estirado de las piezas cilíndricas sin pestaña también se pueden averiguar directamente consultando la altura relativa conocida h/d de las piezas dibujadas y la altura relativa t/D de la pieza bruta en la Tabla 1-6.

saca el numero nGrosor relativo del blanco (t/D) x100Grosor relativo del blanco (t/D) x100Grosor relativo del blanco (t/D) x100Grosor relativo del blanco (t/D) x100Grosor relativo del blanco (t/D) x100Grosor relativo del blanco (t/D) x100
 2.0~1.51.5~1.01.0~0.60.6~0.30.3~0.150.15~0.08
10.94~1.540.84~0.650.70~0.570.62~0.50.52~0.450.46~0.38
21.88~2.71.60~1.321.36~1.11.13~0.940.96~0.830.9~0.7
33.5~2.72.8~2.22.3~1.81.9~1.51.6~1.31.3~1.1
45.6~8.38.3~3.53.6~2.92.9~2.42.4~2.02.0~1.5
58.9~6.66.6~5.15.2~8.18.1~3.33.3~2.72.7~2.0
Tabla 1-6 Altura máxima de fase h/d para piezas de dibujo cilíndricas sin pestaña

Nota:
La relación h/d grande es aplicable al radio de la esquina redondeada del troquel en el primer procedimiento (desde rdie = 8t en t/D x 100 = 2~1,5 hasta rdie = 15t en t/D x 100 = 0,15~0,08); Relación pequeña para radio de filete de troquel pequeño (rdie = 4~8t);
Los tiempos de trefilado de la tabla se aplican a las partes de trefilado de acero 08 y acero 10.

Calcular el tamaño de las partes del proceso

Las dimensiones de las piezas de trabajo incluyen el diámetro del producto semiacabado dnorte, el radio de la esquina redondeada en la parte inferior del cilindro rnorte y la altura de la pared del cilindro hnorte. Después de determinar el número de estirados, el diámetro y la altura de las piezas de trabajo deben determinarse después de ajustar el coeficiente de estirado para producir un mayor grado de deformación por estirado en las condiciones permitidas.

Determine el diámetro dnorte de piezas de proceso

Después de determinar el número de tiradas, se ha cumplido el requisito de tiradas seguras sin grietas. Según el diámetro de cálculo dnorte debe ser igual al diámetro d de la pieza de dibujo, en la premisa de m1-metro1'≈m2-metro2'≈…≈mnorte-metronorte', el coeficiente de dibujo de cada vez debe ajustarse para hacer el coeficiente de dibujo m1,metro2,…,metronorte es mayor que el coeficiente de dibujo límite m1',metro2',…,metronorte'.

Determinar la altura de las piezas de trabajo.

De acuerdo con el principio de que el área superficial de las piezas de trabajo es igual a la del tocho después de la embutición profunda, se puede obtener la siguiente fórmula para calcular la altura de las piezas de trabajo. Antes de calcular la altura de las partes del procedimiento de trabajo después de cada dibujo, debe determinarse el radio del filete en la parte inferior de cada parte del procedimiento de trabajo. La altura de cada parte del procedimiento de trabajo se puede calcular mediante la fórmula del diámetro en blanco.

hnorte = 0,25 (D2/dnorte - dnorte) + 0,43 rnorte/dnorte (dnorte + 0.32rnorte) (1-12)

en la fórmula
hnorte—la altura de la pieza de trabajo después del enésimo embutido profundo, mm;
D – diámetro de la pieza bruta, mm;
Dnorte—Diámetro de la pieza de trabajo después del enésimo embutido profundo, mm;
rnorte— el radio de filete en la parte inferior del producto semielaborado durante el enésimo estirado, mm.

cálculo de la fuerza de tracción y la fuerza del portapiezas

Cálculo de la fuerza de tracción

La fuerza de tracción calculada a partir de la teoría no es conveniente en la aplicación práctica, y debido a que los factores que influyen son más complejos, el resultado calculado a menudo es diferente de la fuerza de tracción real, por lo que la fórmula empírica se usa a menudo para calcular la fuerza de tracción en la producción. La fuerza de tracción de la pieza de trabajo cilíndrica se puede calcular mediante la siguiente fórmula empírica.

Cuando utilice un portapiezas para embutición profunda:

El primer embutido profundo F= πd1tuBk1                             (1-13)

Después de la segunda vez Fnorte= πdnortetuBknorte (n=2、3、…、i) (1-14)

Sin portapiezas para embutición profunda:

El primer embutido profundo F= 1.25π (D – d1) tuB                        (1-15)

Después de la segunda vez Fnorte= 1.3π (di-1 - di) tuB&nBsp;(n=2、3、…、i) (1-16)  

en la fórmula
F-fuerza de tracción;
σB— la resistencia a la tracción del material, MPa;
t-grosor del material, mm;
D—diámetro en blanco, mm;
D1…dnorte—el diámetro medio de cada proceso de estirado, mm;
k1, k2—coeficiente de corrección, véase la Tabla 1-7.

Coeficiente de embutición profunda m10.550.570.60.620.650.670.70.720.750.770.8
Coeficiente de corrección k11.000.930.860.790.720.660.60.550.500.450.4
Coeficiente de embutición profunda m20.70.720.750.770.80.850.90.95
Coeficiente de corrección k21.00.950.900.850.80.700.60.50
Tabla 1-7 Coeficiente de corrección

Cálculo de la fuerza del portapiezas

Condiciones de mantenimiento en blanco

El método principal para resolver el problema de las arrugas en la embutición profunda es utilizar un portapiezas antiarrugas, y la fuerza del portapiezas debe ser adecuada. Si el grado de deformación del dibujo es relativamente pequeño y el grosor relativo de la pieza inicial es relativamente grande, no se requiere el soporte de la pieza inicial porque no se arrugará. El uso de portapiezas para embutición profunda puede determinarse según las condiciones de la tabla 1-8.

Método de embutición profundaEl primer dibujo profundoEl primer dibujo profundoEmbutición profunda posteriorEmbutición profunda posterior
 (t/d) x 100metro1(t/d) x 100metro2
Con soporte en blanco<1.5<0.6<1.0<0.8
Sin titular en blanco>2.0>0.6>1.5>0.8
Con o sin soporte en blanco1.5~2.00.61.0~1.50.8
Tabla 1-8 Condiciones con o sin portapiezas

Cuando se determina que se requiere un portapiezas, el tamaño de la fuerza del portapiezas debe ser apropiado. Si la fuerza del soporte en blanco es demasiado grande, aumentará la fuerza de tracción del blanco en el troquel y es fácil romper la pieza de trabajo. Si es demasiado pequeño, no puede evitar que se arrugue el borde convexo y no puede desempeñar el papel de portapiezas, por lo que el tamaño de la fuerza del portapiezas debe ser lo más pequeño posible en condiciones de ausencia de arrugas.

Calcular la fuerza del portapiezas

En el diseño de moldes, generalmente se hace que la fuerza del soporte en blanco sea Fpresión ligeramente mayor que el valor mínimo necesario para el efecto a prueba de arrugas, es decir, bajo la premisa de garantizar que la zona de deformación de la brida en blanco esté libre de arrugas, en la medida de lo posible para elegir una pequeña fuerza de soporte en blanco, y de acuerdo con el siguiente empírico fórmula para el cálculo.

Fuerza total del portapiezas: Fpresión = Ap (1-17)
El primer dibujo de piezas cilíndricas: Fpresión = π/4 [D2 - (d1 + 2rmorir1)2 ]p (1-18)
La posterior embutición profunda de piezas cilíndricas:
Fpresión = π/4 [dn-12 - (dnorte + 2rmorir n-1)2 ]p (1-19)

en la fórmula
A: el área de proyección del tocho debajo del anillo de presión, mm2;
P: fuerza unitaria del portapiezas, MPa, como se muestra en la Tabla 1-9;
D—diámetro en blanco, mm;
D1,d2,… ,dnorte—el diámetro de la pieza de trabajo para el primer tiempo y los subsiguientes, mm;
rmorir1rmorir2、… 、rmorir—Radio de filete de cada troquel de embutición profunda, mm.

El nombre del material Unidad de fuerza del portapiezas P (MPa)El nombre del materialUnidad de fuerza del portapiezas P (MPa)
Aluminio 0.8~1.2Hojalata2.5~3.0
Aluminio duro (recocido), Cobre rojo 1.2~1.8Aleación de alta temperatura2.8~3.5
Latón 1.5~2.0  
acero dulcet<0,5 mmt>0,5 mm2.5~3.02.0~2.5Acero de alta aleaciónAcero inoxidable3.0~8.5
Tabla 1-9 Unidad de fuerza del soporte en bruto p

En producción, la fuerza del portapiezas Fpisador en un dibujo también se puede seleccionar por 1/4 de la fuerza de dibujo.

Fpisador=0. 25F1 (1-20)

Teóricamente, la fuerza razonable del portapiezas debería cambiar con la tendencia a la formación de arrugas. El BHF aumenta cuando el arrugamiento es severo y disminuye cuando el arrugamiento no es severo, pero es muy difícil lograr este cambio.

Selección de presión nominal de prensa

Para prensas de simple efecto, la presión nominal debe ser mayor que la presión total del proceso. La presión total del proceso es la suma de la fuerza de tracción Fdibujo y la fuerza del portapiezas Fpisador.

Fprensa en funciones>Fdibujo+Fpisador (1-21)

Para prensas de doble efecto, se debe considerar la relación entre la presión nominal de los deslizadores interior y exterior y la fuerza de tracción correspondiente Fn y la fuerza del portapiezas F, respectivamente.

F1>Fdibujo F2>Fpisador (1-22)

en la fórmula
Fprensa en funciones—Presión nominal de la prensa;
F1—Presión nominal del control deslizante interior;
F2—presión nominal de la corredera exterior;
Fdibujo—fuerza de tracción;
Fpisador—fuerza del portaobjetos en blanco.

Al seleccionar la presión nominal de la prensa, se debe prestar atención a la curva de fuerza del proceso debajo de la curva de presión permisible del control deslizante de la prensa cuando la carrera de estirado es grande, especialmente cuando se utiliza el troquel compuesto de embutición y embutición. La especificación de la prensa no puede determinarse simplemente en función de que la suma de la fuerza de corte y la fuerza de tracción sea menor que la presión nominal de la prensa. De lo contrario, la prensa puede sobrecargarse y dañarse debido a la aparición prematura de la presión de impacto máxima, como se muestra en la Fig. 1-7.

Debemos considerar el trabajo realizado por la prensa en la formación de estampado compuesto de troquelado y embutición profunda, y considerar si el motor de la prensa se puede cargar.

Fig. 1-7 Fuerza de dibujo y curva de presión de la prensa
1—La curva de presión de la prensa; 2—Fuerza de tracción; 3—Fuerza de obturación

Dispositivo de montaje de borde

En la actualidad, existen dos tipos principales de dispositivos de montaje a presión comúnmente utilizados en la producción.

Dispositivo de prensado de bordes elásticos

Este tipo de dispositivo se usa a menudo en punzones ordinarios, generalmente hay tres tipos: dispositivo de presión de borde de goma como se muestra en la Fig. 1-8 (a), dispositivo de presión de borde de resorte como se muestra en la Fig. 1-8 (b), dispositivo de presión de aire dispositivo de presión de borde de cojín como se muestra en la Fig. 1-8 (c). La curva de variación de la fuerza de presión de estos tres dispositivos de rebordeado se muestra en la Fig. 1-9. Además, la tecnología de resortes de nitrógeno también se utiliza gradualmente en el molde.

Fig. 1-8 Dispositivo de prensado de bordes elásticos

Con el aumento de la profundidad de tracción, la parte requerida de la pestaña del borde disminuye, por lo que la presión en el borde se reduce gradualmente, en la Fig. 1-9 se puede ver el dispositivo de presión del borde de goma y resorte. La fuerza de presión real es exactamente opuesta a la fuerza de presión necesaria y aumenta con el aumento de la profundidad de tracción, especialmente con el anillo de presión de caucho. Esto puede aumentar la fuerza de estirado, lo que provoca que las piezas se rompan, por lo que las estructuras de caucho y resorte generalmente se usan solo para estirado superficial.

Sin embargo, la estructura de estos dos tipos de dispositivos de presión de bordes es simple, es conveniente usarla en prensas pequeñas y medianas, siempre que la especificación del resorte y la marca y el tamaño de la goma se seleccionen correctamente, lo que puede reducir su impacto adverso. El resorte debe seleccionarse con una gran cantidad de compresión total, y la presión aumenta lentamente con la cantidad de compresión. El caucho debe seleccionarse con caucho blando y se debe garantizar que la cantidad de compresión relativa no sea grande.

La fuerza de presión del caucho aumenta rápidamente con la cantidad de compresión, por lo que el grosor total del caucho debe ser mayor, se sugiere que el grosor total del caucho no sea inferior a 5 veces el trazo de dibujo. El efecto de presión de borde del dispositivo de presión de borde tipo colchón de aire es bueno, y la fuerza de presión básicamente no cambia con la carrera de trabajo, pero su estructura es compleja, el departamento de fabricación, uso y mantenimiento es relativamente difícil.

Fig. 1-9 Curva de variación de la fuerza de presión de tres tipos de dispositivos de presión de borde
Fig. 1-9 Curva de variación de la fuerza de presión de tres tipos de dispositivos de presión de borde

Dispositivo de prensado de bordes rígidos

Como se muestra en la Fig. 1-10, el dispositivo de presión de borde rígido se usa para la prensa de doble acción, la matriz convexa se instala en el control deslizante interno de la prensa y el dispositivo de presión de borde se instala en el control deslizante externo. En el proceso de dibujo, el control deslizante exterior permanece inmóvil, por lo que su fuerza de presión de borde rígido no cambia en el proceso de rodamiento, el efecto de dibujo es bueno y la estructura del molde es simple.

Fig. 1-10 Soporte rígido en blanco1—El cigüeñal; 2—Leva; 3—Deslizador exterior; 4—Deslizador interno; 5—Punzón; 6—Anillo de soporte en blanco; 7—Troquel cóncavo
Fig. 1-10 Portapiezas rígido
1—El cigüeñal; 2—Leva; 3—Deslizador exterior; 4—Deslizador interior;
5—Puñetazo; 6—Anillo de soporte en blanco; 7—Troquel cóncavo

1 pensamientos sobre "How to Calculate Deep Drawing Parts"

  1. Ashraf dice:

    El contenido del artículo es detallado, la imagen es clara, lo que facilita su comprensión.

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