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Tôle estampillage est une méthode de formation de plastique métallique très importante, largement utilisée dans l'aérospatiale, l'automobile et les locomotives, les appareils électriques, les emballages alimentaires, le matériel quotidien, la construction, l'emballage et d'autres domaines industriels.

Divers défauts de formage qui apparaissent souvent dans le processus de production d'emboutissage réel affectent sérieusement la précision géométrique, les propriétés mécaniques et la qualité de surface des pièces d'emboutissage. Comme il existe de nombreux paramètres de processus liés à la qualité de l'emboutissage et que les facteurs sont liés les uns aux autres, cela pose de grandes difficultés et défis aux ingénieurs de moules sur site pour réparer et essayer le moule. Cet article analysera les causes des trois défauts de qualité courants dans le processus d'estampage : les fissures, les plis et le rebond, et présentera respectivement les solutions générales.

1. Perforation Fracture

L'amincissement de la feuille est le résultat de l'étirement de la feuille. D'un point de vue technique, l'épaisseur de la feuille est réduite de 4% à 20%, ce qui est généralement acceptable ; cependant, si l'amincissement est trop important, il ne fera pas que s'affaiblir. La rigidité des pièces, dans les cas graves, peut même directement provoquer la rupture de la feuille et devenir un déchet. Par conséquent, le phénomène de fissuration est l'un des défauts importants qui affectent sérieusement la qualité des pièces d'emboutissage et de formage.

Lors de l'essai de traction du matériau, à mesure que la déformation s'approfondit, la zone d'appui du matériau est continuellement réduite et son effet de durcissement est également continuellement amélioré. Lorsque l'augmentation de l'effet de trempe peut compenser la diminution de la surface d'appui, la déformation est stable ; Après une valeur limite, le matériau se rétrécira d'abord à la position la plus faible et finira par se casser. Pour les matériaux en feuille, le processus de déformation du matériau est fondamentalement le même que l'essai de traction. Lorsque la contrainte dépasse une certaine valeur limite, cela provoque la rupture de la feuille.

Selon les différents degrés de rupture, la rupture peut être divisée en deux types : la rupture microscopique et la rupture macroscopique. La fissuration microscopique fait référence à la génération de fissures dans la feuille qui sont difficiles à voir à l'œil nu. Bien que la profondeur de la fissure soit très faible, certains matériaux ont en fait échoué. La macro fissuration fait référence à l'apparition de fissures et de fractures visibles à l'œil nu dans la tôle. La rupture macroscopique est généralement causée par un gonflement excessif dans le plan de la plaque mince, tandis que la rupture microscopique peut être causée par un gonflement pur ou une simple flexion. En dernière analyse, les ruptures microscopiques et macroscopiques sont causées par une contrainte de traction locale du matériau.

Les occasions de fissuration comprennent généralement une zone de petit rayon dans le processus d'emboutissage profond, le coin du poinçon, le centre de la paroi latérale et la zone où le matériau pénètre dans la cavité et provoque le blocage de l'écoulement.

Puisque la rupture est causée par la déformation dans la zone locale dépassant sa valeur limite, le principe pour éliminer le phénomène de rupture est de modifier la répartition de la force normale de contact et de la force de frottement tangentielle pour réduire la valeur de la déformation en traction dans la zone de rupture. Les méthodes comprennent généralement :

• Choisissez une taille et une forme vierges raisonnables

Pendant le processus de formage de la feuille, la taille et la forme de l'ébauche affecteront la qualité de formage finale. Par exemple, lorsque le tube carré est étiré, l'ébauche carrée est d'abord utilisée pour l'étirement. Si des fissures se produisent, les quatre coins du flan peuvent être coupés avec des tailles appropriées. Le traitement peut éliminer la rupture.

• Ajouter des processus auxiliaires (modifier l'arc ou la pente du produit, augmenter la mise en forme ou traiter l'incision)

Sur le principe de répondre aux exigences fonctionnelles des pièces, augmenter de manière appropriée le congé du moule ou réduire l'inclinaison peut réduire la résistance à l'écoulement du matériau pendant le processus de formage, évitant ainsi la rupture. Les incisions du processus de poinçonnage aux parties appropriées de la plaque, de sorte que la zone facilement rompue puisse être complétée par un matériau de la zone adjacente, afin d'améliorer la déformation de la zone, et également d'éviter la survenue d'une rupture.

• Ajustez les paramètres de fracture ou la force du serre-flan

Bien que l'utilisation de la fracture puisse empêcher les plis dans la partie bride, son effet secondaire est d'augmenter la résistance à l'écoulement du matériau dans la matrice. Par conséquent, des paramètres de rupture inappropriés peuvent entraîner une résistance à l'écoulement excessive, entraînant des fissures dans la tôle.

• Améliorer les conditions de lubrification

La relation entre la qualité d'emboutissage et le lubrifiant est extrêmement importante. De mauvaises conditions de lubrification ou une mauvaise sélection de lubrifiants peuvent provoquer des fissures dans la tôle.

2. Perforation Ride

Le froissement est également un défaut de qualité typique dans le processus d'estampage, qui affecte directement la qualité de surface du produit ; plus grave, il y aura parfois des plis puis sera repassé par le moule, endommageant la pièce ou même rayant le moule, ce qui apporte des résultats extrêmes à la grosse perte.

La cause du froissement est opposée à la cause de la fissuration, qui est causée par l'instabilité de la direction de l'épaisseur de la feuille due à une contrainte de compression locale excessive. Cette forme d'instabilité est appelée instabilité de compression. Lorsque des rides apparaissent, la direction des rides est perpendiculaire à la contrainte de compression, mais on ne peut pas simplement considérer que toutes les rides sont causées par une contrainte de compression.

Il existe divers plis lors de l'emboutissage et du formage de la tôle. Selon les différentes causes, elles peuvent être divisées en rides d'accumulation de matière et rides d'instabilité. Les rides d'accumulation de matériau sont causées par trop de matériau entrant dans la cavité de la cavité. Les rides sont causées par l'instabilité, et les rides d'instabilité font référence aux rides causées par l'instabilité de la bride de compression avec une faible force de liaison dans le sens de l'épaisseur de la feuille et l'instabilité de la partie étirée inégale. Bien que le froissement n'affaiblisse pas la résistance et la rigidité de la pièce comme le déchirement, il affecte la précision et la beauté de la pièce. Si des rides apparaissent au cours du processus intermédiaire, elles peuvent également affecter le déroulement normal du processus suivant.

Lorsque la contrainte de compression locale du matériau est trop importante, il est facile de provoquer des plis, notamment lorsque le matériau est sous l'action d'une tension et d'une compression. Par conséquent, le principe de l'élimination des plis est de prédire avec précision l'écoulement du matériau et d'augmenter les plis. Force de contact normale, les pratiques d'ingénierie incluent généralement :

• Augmenter la force du serre-flan

La force du serre-flan peut augmenter la résistance à l'écoulement du matériau dans la matrice et peut atténuer le froissement du bord de la bride.

• Augmenter le nombre de rebonds ou augmenter la hauteur

Les rebonds sont divisés en barres rondes, barres carrées et tirettes. La résistance à l'alimentation augmente à son tour. Le rebond à utiliser doit être pris en compte sous de nombreux aspects, tels que la profondeur d'emboutissage de la pièce, les propriétés du matériau et la forme du produit. Le réglage raisonnable des rebonds, le contrôle scientifique de la résistance à l'alimentation, le changement de l'état de contrainte interne des matériaux et l'ajustement de la direction du flux de matériau peuvent améliorer efficacement les défauts de rides.

• Modifier le produit et la forme du moule pour absorber l'excédent de matière

3. Perforation Rebond

Le rebond de la tôle fait référence à un phénomène dans lequel la forme et la taille du matériau subissent un changement dans le sens opposé à la déformation lorsqu'il est chargé en raison de la récupération élastique du matériau après la suppression de la charge externe pendant le processus d'emboutissage et de formage. Le rebond est un défaut de formage inévitable dans le processus de formage de la tôle, en particulier le processus de pliage.

Le rebond du matériau en feuille a sérieusement affecté la forme et la précision dimensionnelle des pièces formées. Surtout ces dernières années, avec l'utilisation généralisée de plaques d'acier à haute résistance, le phénomène de rebond a attiré de plus en plus d'attention. En raison de la limite d'élasticité et de la résistance à la traction élevées, le matériau en feuille à haute résistance a une rigidité et une dureté supérieures et présente un phénomène de rebond plus évident après déchargement à température ambiante.

Après une analyse approfondie du phénomène de rebond, nous avons appris que la raison principale du phénomène de rebond est que l'état de déformation de chaque partie du matériau en feuille n'est pas synchronisé. Lors de la phase de déformation, lorsque le moule est déchargé, chaque partie du matériau doit être restaurée élastiquement, ce qui entraîne une répartition inégale des contraintes résiduelles dans le sens de l'épaisseur ou dans le plan du matériau en feuille, et finalement un rebond se produit.

De nombreux facteurs influent sur la quantité de rebond de la tôle, tels que les propriétés mécaniques du matériau lui-même, le congé du moule et l'espace entre les moules concaves et convexes, la force du serre-flan, etc. Pour les concepteurs du processus de formage de tôle, le moyen le plus simple de réduire l'erreur géométrique de la pièce causée par le phénomène de rebond consiste à réduire le rebond de la pièce en ajustant les paramètres du processus, de sorte que la taille géométrique de la pièce réponde à la exigences de conception.

• Performances matérielles

Plus le module d'élasticité du matériau est petit, plus la limite d'élasticité est élevée, plus le phénomène d'écrouissage est important (grande valeur de n) et plus le rebond de la déformation en flexion est important. Le rebond des plaques d'acier à haute résistance et des plaques d'acier en alliage d'aluminium est supérieur à celui des plaques d'acier ordinaires.

• Rayon de courbure relatif

Le rayon de courbure relatif fait référence au rapport entre le rayon de courbure et l'épaisseur du matériau lorsque la feuille est pliée. Lorsque le rayon de courbure relatif diminue, la déformation tangentielle totale sur la surface extérieure de la tôle pliée augmente, et les composants de déformation plastique et de flexion élastique augmentent également en même temps, mais la proportion de déformation élastique dans la déformation totale diminue, de sorte que le rebond diminue également ; au contraire, lorsque le rayon de courbure relatif augmente, à mesure que la proportion de déformation élastique dans la déformation totale augmente, le rebond augmente également.

• Espace entre les moules concaves et convexes

Pour le problème de rebond, l'écart entre les matrices concave et convexe de la matrice d'emboutissage a un impact sur le rebond et la qualité de surface de la meilleure pièce. Plus l'écart est petit, plus l'angle de rebond est petit et plus l'écart est grand, plus l'angle de rebond est grand. Cependant, si l'espace est trop petit, la surface de la pièce sera rayée ou l'épaisseur deviendra mince; lorsque l'écart est inférieur à l'épaisseur du matériau, la pièce peut avoir un rebond négatif.

• Accident vasculaire cérébral

La taille de la course affecte également l'état de contrainte de la tôle pendant le processus d'emboutissage et de formage. Pour les pièces étirées peu profondes, la course est plus petite et l'influence de la contrainte de flexion est supérieure à celle de la contrainte de traction, de sorte que la tendance au rebond est plus évidente ; pour les pièces embouties, la course est plus grande et la contrainte de traction pendant le processus d'emboutissage En conséquence, les surfaces supérieure et inférieure du matériau en feuille forment un état d'étirement bidirectionnel, la tendance au rebond est partiellement compensée et la quantité de rebond est petite.

• Force du support de blanc

L'augmentation de la force du serre-flan peut réduire le rebond de la tôle, mais l'augmentation de la force du serre-flan repose sur le principe que la pièce ne présente aucun autre défaut de formage. La force du serre-flan peut généralement être augmentée en augmentant la force du serre-flan ou en définissant un rebond.

• Coefficient de friction

Le frottement entre la surface de la feuille incurvée et la surface du moule peut modifier l'état de contrainte de chaque partie de la feuille incurvée. On pense généralement que le frottement peut augmenter la contrainte de traction dans la zone de déformation et peut rendre la forme de la pièce proche de la forme du moule, réduisant ainsi le rebond de l'emboutissage de la tôle.

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