13 conseils rapides pour la conception et la structure de la matrice de dessin de poinçon
Temps de lecture estimé : 15 minutes
Conception de la partie travaillante de la matrice de dessin
Conception de structure de moule convexe et femelle
La structure du dessin coup de poing et la matrice dépend de la forme et de la taille de la pièce, de la méthode d'étirage, du nombre de processus d'étirage et d'autres exigences de processus. Différentes formes de structure ont une influence sur la déformation d'emboutissage, le degré de déformation et la qualité du produit. Différentes influences. La structure des moules convexes et concaves courants est la suivante.
Forme de structure de matrice de dessin sans matériel de pressage
La figure 1-2 montre la structure de matrice convexe et concave utilisée dans un emboutissage profond unique sans serre-flan. La matrice en forme d'arc illustrée à la figure 1-2(a) a une structure simple et un traitement pratique, qui est couramment utilisé. La structure de la matrice concave d'emboutissage profond. La matrice conique et la matrice à développante illustrées à la figure 1-2 (b) et à la figure (c) sont avantageuses pour résister à l'instabilité et au froissement, mais le traitement est compliqué et elles sont principalement utilisées pour étirer des pièces avec un faible coefficient d'étirage. La figure 1-2(d) montre la structure isométrique.
Forme de structure de matrice de dessin avec matériel de pressage
La figure 1-3 montre la structure des moules mâle et femelle avec porte-ébauches. Les moules mâle et femelle illustrés à la figure 1-3 (a) ont des coins arrondis et sont utilisés pour le dessin avec un diamètre d≤100mm. Pièces. Les moules convexes et concaves illustrés à la figure 1-3(b) ont une structure à angle conique et sont utilisés pour emboutir des pièces embouties d'un diamètre d≥100 mm. L'utilisation d'un tel coup de poing et la matrice avec un angle conique améliore non seulement l'écoulement du métal, réduit la résistance à la déformation, le matériau n'est pas facile à amincir et d'autres caractéristiques générales de la matrice conique, mais peut également réduire le degré de déformation par flexion répétée de l'ébauche et améliorer côté pièce La qualité de la paroi permet de localiser facilement l'ébauche dans le processus suivant.
Quelle que soit la structure utilisée, il convient de prêter attention à la coordination de la forme et de la taille du perforation matrices dans les deux procédés précédents, de sorte que la forme du produit semi-fini obtenu dans le procédé précédent est propice à la mise en forme du procédé suivant. Par exemple, la forme et la taille du serre-flan doivent être les mêmes que la partie correspondante du poinçon dans le processus précédent, et l'angle de conicité α de la matrice d'emboutissage doit également être cohérent avec l'angle de conicité du poinçon dans le processus précédent.
Afin de rendre le fond de la pièce plat après le dernier dessin, s'il s'agit d'un coup de poing avec une structure arrondie, le centre du rayon du coin du dernier poinçon de dessin doit être situé sur la même ligne que le centre du rayon du coin du deuxième avant-dernier poinçon de dessin. Ligne centrale. S'il s'agit d'une structure de matrice oblique, la ligne oblique au bas du poinçon de l'avant-dernier processus doit être tangente au rayon de congé du dernier poinçon.
Que la matrice d'emboutissage adopte ou non un dispositif de pressage, afin de faciliter le retrait de la pièce, le poinçon de dessin doivent être percés de trous d'aération dont les dimensions sont indiquées dans le tableau ci-dessous.
| Diamètre du poinçon | 50 | 50~100 | ＞100~200 | 200 |
| Diamètre de sortie | 5 | 6.5 | 8 | 9.5 |
Jeu de matrice de dessin
L'espace de la matrice d'étirage fait référence à l'espace double face entre les matrices convexes et concaves. La taille de l'écart a une grande influence sur la force d'emboutissage, la qualité de la pièce emboutie et la durée de vie de la matrice. Lorsque le jeu est petit, la partie emboutie a un petit retour élastique, la paroi latérale est droite et lisse, la qualité est meilleure et la précision est plus élevée.
Si la valeur de l'écart est trop petite, la force d'étirage augmentera, entraînant un amincissement important de la pièce, voire des fissures, une friction et une usure importantes entre les surfaces du moule et une durée de vie réduite du moule. Lorsque l'écart est trop grand, la force d'emboutissage est réduite et la durée de vie de la matrice est augmentée, mais l'ébauche est sujette aux plis, la conicité de la pièce emboutie est grande et la précision est médiocre.
Par conséquent, la valeur de l'écartement de la matrice d'emboutissage doit être raisonnable et l'état du serre-flan, le nombre de fois d'emboutissage et la précision de la pièce doivent être pris en compte lors de la détermination. Le principe est de considérer non seulement la tolérance du matériau en feuille lui-même mais aussi le phénomène d'épaississement du matériau en feuille. La valeur de l'entrefer est généralement légèrement supérieure à l'épaisseur du flan.
Emboutissage profond sans dispositif de pressage
Pour dessiner des matrices sans appuyer sur l'appareil, l'écart entre les matrices convexes et concaves peut être calculé par la formule suivante.
Z/2=(1~1.1)tmax
Dans la formule Z/2 - Dessin convexe et concave die jeu unilatéral ;
tmax—-La taille limite maximale de l'épaisseur de la feuille ;
1~1.1—-Pour le premier et le milieu du dessin ou les pièces d'emboutissage profond qui ne nécessitent pas une grande précision dimensionnelle, prenez la valeur la plus grande ; pour le dernier dessin ou les pièces de dessin qui nécessitent une grande précision dimensionnelle, prenez la formule La valeur la plus petite.
Emboutissage profond avec dispositif de pressage
Pour la matrice d'emboutissage avec dispositif de pressage, l'écart entre la matrice convexe et la matrice concave est indiqué dans le tableau 1-2.
| Temps de dessin total | Processus de dessin | Jeu unilatéral Z/2 | Temps de dessin total | Processus de dessin | Jeu unilatéral Z/2 |
| 1 | 1 emboutissage profond | (1~1.1)t | 4 | 1er et 2e dessin | 1.2t |
| 1er dessin | 1.1t | 3ème emboutissage | 1.1t | ||
| 2ème dessin | (1~1.05)t | 4ème emboutissage | (1~1.05)t | ||
| 2 | 1er dessin | 1.2t | 5 | 1er, 2e, 3e dessin | 1.2t |
| 3 | 2ème dessin | 1.1t | 4ème emboutissage | 1.1t | |
| 3ème emboutissage | (1~1.05)t | 5ème emboutissage | (1~1.05)t |
Noter:
1. t est l'épaisseur du matériau, en prenant la valeur médiane de l'écart admissible du matériau, mm ;
2. Lors du dessin de pièces de précision, prenez Z/2=t pour le dernier écart de dessin.
Pour les pièces avec des exigences de haute précision, afin d'avoir un petit retour élastique après emboutissage et une surface lisse, une matrice d'emboutissage à jeu négatif est souvent utilisée. Sa valeur de jeu unilatéral est
Z/2=(0.9-0.095) t
Lorsqu'un écart plus petit est utilisé, la force d'étirage est augmentée de 20% par rapport à la situation normale, et le coefficient d'étirage est augmenté en conséquence.
Dimensions et tolérances des parties travaillantes des moules convexes et concaves
La précision dimensionnelle des pièces est déterminée par les dimensions et les tolérances des moules convexes et concaves dans le dernier emboutissage profond, et les dimensions et tolérances des moules concaves et convexes dans le dernier emboutissage profond doivent être déterminées selon les exigences du les pièces. Généralement, en plus de la tolérance dimensionnelle de la dernière matrice d'étirage, la tolérance dimensionnelle de la matrice et la tolérance dimensionnelle du produit semi-fini du premier et du moyen temps n'ont pas besoin d'être strictement limitées. À ce stade, la taille de la matrice doit être égale à la taille de transition de l'ébauche.
Rayon de congé
Le rayon de congé de la matrice a une grande influence sur le travail d'emboutissage, affectant la qualité de la pièce emboutie, la taille de la force d'emboutissage et la durée de vie de la matrice d'emboutissage. Par conséquent, il est extrêmement important de choisir le rayon de congé de la matrice de manière raisonnable.
Le rayon de congé de la première matrice d'emboutissage profond peut également être sélectionné en référence aux valeurs du tableau 1-3.
Le rayon de congé de la matrice pour chaque emboutissage suivant doit être progressivement inférieur au rayon du premier emboutissage, qui peut être déterminé par la formule suivante.
rrém=(0.6~0.8) rdn-1
| Méthode de dessin | L'épaisseur relative du flan（t/D）X100 | L'épaisseur relative du flan（t/D）X100 | L'épaisseur relative du flan（t/D）X100 |
| ≤2.0~1.0 | 1.0~0.3 | 0.3~0.1 | |
| En méthode sans bride | (4~6)t | (6~8)t | (8~12)t |
| En méthode bridé | (6~12)t | (10~15)t | (15~20)t |
Rayon de congé de poinçon
La taille du rayon du congé du poinçon a moins d'influence sur le dessin que le rayon du congé de la matrice, mais sa valeur doit également être appropriée. Si le rp est trop petite, la « section dangereuse » sera soumise à une force de traction élevée et la pièce aura tendance à s'amincir localement. Si le rp est trop grande, la surface de contact entre le poinçon et le flan sera petite, et le fond sera plus fin et des plis internes se produiront facilement.
Le rayon de congé du poinçon pour le premier emboutissage profond est déterminé par la formule suivante.
rp1=(0.7~1.0)rd1
À l'exception de la dernière fois, le rayon d'angle arrondi de chaque poinçon de dessin au milieu est
rpn-1=(dn-1-rém-2t)/2
Dans la formule, dn-1, rém —- Diamètre extérieur de chaque processus, mm.
Dans le dernier emboutissage profond, le rayon de congé du poinçon doit être égal au rayon de congé de la pièce. Cependant, pour les matériaux d'une épaisseur inférieure à 6 mm, la valeur ne doit pas être inférieure à (2~3)t ; pour les matériaux d'une épaisseur supérieure à 6 mm, la valeur ne doit pas être inférieure à (1,5 ~ 2) t.
Dimensions et tolérances des parties travaillantes des moules convexes et concaves
Les exigences de la forme et de la forme intérieure de la pièce impliquent la base de conception de la matrice d'emboutissage, elle doit donc être strictement analysée, comme le montre la figure 1-4.
- Lorsque les dimensions extérieures et les tolérances des pièces sont requises, comme le montre la figure 1-4 (a), en fonction de la matrice, selon la loi d'usure, les dimensions de base de la matrice sont :
ré concave = (D-0,75Δ) 0+δ concave
Les dimensions de base du poinçon sont :
ré convexe = (D-0,75Δ-Z) 0-δ convexe
ré convexe = (d+0.4Δ) 0-δ convexe
- Lorsque les dimensions intérieures et les tolérances des pièces sont requises, comme le montre la figure 1-4 (b), en fonction du poinçon, selon la loi d'usure, les dimensions de base de la matrice sont
ré concave=(d+0.4Δ+Z) 0+δ concave
Où D—La taille limite maximale du diamètre extérieur de la pièce, mm ;
d—-La taille limite minimale du diamètre intérieur de la pièce, mm;
—-Tolérance des pièces;
Z—Espace double face de la matrice d'étirage, mm ;
?? convexe, concave—-les tolérances de fabrication des moules convexes et concaves sont choisies en fonction de la tolérance de la pièce. Lorsque la tolérance de la pièce est supérieure à IT13, δ convexe et concave peut être pris selon IT6~8; lorsque la tolérance de la pièce est inférieure à IT14, δ convexe et concave peut être prise selon IT10.
Structure typique de la matrice de dessin
La structure de la matrice d'emboutissage est l'un des contenus les plus fondamentaux dans la conception de la matrice d'emboutissage. Les matrices d'étirage peuvent être divisées en premières matrices d'étirage et en matrices d'étirage suivantes selon la séquence de processus ; selon l'équipement utilisé, elles peuvent être encore divisées en matrices d'étirage pour presses à simple effet, matrices d'étirage pour presses à double action et presses à trois actions Matrices d'étirage pour presses ; selon la combinaison de processus, il peut être divisé en matrices d'étirage à processus unique, matrices composites et matrices d'étirage en continu ;
De plus, il peut également être divisé en matrices d'emboutissage avec et sans dispositif de sertissage selon la présence ou l'absence du dispositif de sertissage. Voici quelques structures de matrices de dessin typiques.
Premier dé de dessin
La figure 1-5 montre la première matrice d'emboutissage sans serre-flan. La pièce semi-finie est positionnée par la plaque de positionnement 5, et le poinçon d'emboutissage 2 descend jusqu'à ce que le poinçon d'emboutissage presse la feuille dans la matrice d'emboutissage 3 pour former une pièce, et l'emboutissage se termine. Le poinçon d'emboutissage 2 monte et l'emboutissage profond est tiré par l'anneau de déchargement 4 à la partie inférieure de la matrice d'emboutissage. Etant donné que le poinçon d'emboutissage 2 doit aller profondément en dessous de la matrice d'emboutissage femelle 3, la matrice ne convient qu'à l'emboutissage superficiel. Afin d'éviter que la pièce ne colle au poinçon et soit difficile à retirer après emboutissage, le poinçon d'emboutissage 2 est pourvu de trous d'aération.
Ce type de moule a une structure simple et est souvent utilisé pour l'emboutissage profond lorsque la tôle a une bonne plasticité et une épaisseur relativement importante.
La figure 1-6 montre la première matrice d'emboutissage avec le dispositif de maintien des bords dessus. Avant l'emboutissage profond, la pièce semi-finie est positionnée par la plaque de positionnement 6. Lors de l'emboutissage, le poinçon 10 se déplace vers le bas, et la pièce semi-finie est d'abord pressée à plat sur la surface de la matrice d'emboutissage 7 par la bague de presse 5 due à l'action du ressort comprimé 4, le poinçon 10 continue à se déplacer vers le bas, et le ressort 4 continue à se comprimer. , Jusqu'à ce que la pièce soit formée par emboutissage profond.
En fin d'emboutissage, le poinçon se déplace vers le haut, et le serre-flan revient sous l'action du ressort pour racler la pièce enroulée sur le poinçon d'emboutissage. Ce type de première matrice d'étirage avec un dispositif de découpage élastique est la structure de première matrice d'étirage la plus largement utilisée, et la force de maintien de l'ébauche est générée par la compression d'éléments élastiques. Le poinçon de ce type de structure de moule est relativement long, ce qui ne convient qu'aux pièces à faible profondeur d'emboutissage. Dans le même temps, en raison de la position de l'espace limité de la matrice supérieure, il est impossible d'utiliser un gros ressort ou un caoutchouc, de sorte que le dispositif de pression supérieur a une petite force de pression, et ce dispositif est principalement utilisé dans les occasions où le bord de pression n'est pas grand.
1- poignée de moule; 2- siège de moule supérieur; plaque de fixation à 3 poinçons ; 4- ressort; 5- bague porte-blanc ; plaque 6 positions; 7- moule femelle; 8- siège inférieur du moule ; 9- vis de déchargement; 10-coup de poing
Chaque dé de dessin suivant
En raison du coefficient d'emboutissage limité du premier emboutissage profond, de nombreuses pièces ne peuvent pas répondre aux exigences de taille et de hauteur après le premier emboutissage profond. Ils doivent également passer par le deuxième, le troisième ou même plus de temps d'emboutissage profond, qui sont collectivement appelés les temps d'emboutissage suivants. Profond. Les ébauches utilisées pour chaque emboutissage ultérieur sont des pièces cylindriques semi-finies ou des pièces coniques qui ont été embouties pour la première fois, au lieu d'ébauches plates. Par conséquent, le dispositif de positionnement et le dispositif de découpage sont complètement différents de la première matrice d'étirage.
Il existe trois méthodes couramment utilisées pour positionner les matrices d'emboutissage dans chaque processus à l'avenir : la première consiste à utiliser une plaque de positionnement spécifique ; la seconde consiste à traiter une cavité sur la matrice pour le positionnement du produit semi-fini, comme le montre la figure 1-2 ; Le troisième type consiste à utiliser le trou intérieur du produit semi-fini pour se repérer par la forme du poinçon ou la forme du serre-flan. Le dispositif de maintien de bord utilisé à cette époque n'est plus une structure plate, mais une structure cylindrique ou conique.
Comme le montre la figure 1-7, l'ébauche est une pièce cylindrique semi-finie d'une certaine taille après avoir été étirée au cours du processus précédent. Après avoir été placé sur le moule concave 13 du moule, le poinçon d'emboutissage 11 descend au contact de l'ébauche pour emboutissage profond jusqu'à son étirage. Pour la pièce, une fois l'emboutissage terminé, le poinçon d'emboutissage se déplace vers le haut et la partie profonde est retirée par le gradin (col de décharge) situé dans la partie inférieure de la matrice 13.
1- siège inférieur du moule ; 2, 7 broches ; 3, 14 vis ; 4- vis de décharge; 5- siège de moule supérieur; Manche 6 moules ; 8-ressort ; plaque de fixation 9 poinçons ; colonne de 10 supports ; moule 11-convexe; plaque de décharge 12 ; moule à 13 concaves
Matrice de découpage et d'emboutissage
Comme le montre la figure 1-8, il s'agit d'une matrice composée de découpage et d'emboutissage profond. Le moule utilise généralement des bandes comme ébauches, un mécanisme de guidage est donc nécessaire sur le moule. La surface supérieure du poinçon d'emboutissage 19 doit être plus basse que la surface supérieure de la matrice de découpage 4 de sorte que lorsque le moule fonctionne, le matériau est d'abord découpé puis étiré.
Dans le même temps, la quantité d'affûtage du tranchant de la matrice doit être réservée. Pendant le dessin, le coussin d'air de la presse est utilisé pour maintenir le bord à travers la goupille d'éjection 2 et le serre-flan 3. Une fois le dessin terminé, la pièce est éjectée par celui-ci, laissant la pièce dans le moule convexe et concave 17, et enfin , par la tige de poinçonnage 15, le bloc poussoir 18 est poussé vers l'extérieur, et les déchets tombés sont déchargés par la plaque de décharge rigide 20.
1- siège inférieur du moule ; 2- tige d'éjection; 3- anneau porte-blanc ; 4- matrice de découpage ; 5, 13, 22 broches ; 6/12/24-vis ; 7- plaque de fixation de matrice convexe et concave ; plaque à 8 blocs ; 9-Siège de moule supérieur; 10-Manchon de guidage ; 11-Poste de guidage ; Poignée de 14 matrices ; 15- Tige de frappe; 16- Goupille d'arrêt; 17-Moule convexe et concave ; Bloc de 18 pièces ; Moule convexe à 19 tirages ; plaque de déchargement 20 ; 21-plaque de guidage; Plaque de fixation 23 poinçons
Intéressant! Je pense que c'est super!