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Comment calculer des pièces d'emboutissage profond

Comment calculer des pièces d'emboutissage profond

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La technologie des pièces d'emboutissage profond

La propriété technologique des pièces d'étirage fait référence à l'adaptabilité des pièces d'étirage au processus d'étirage, qui est une exigence technologique pour la conception de produits d'étirage du point de vue du traitement d'emboutissage profond. Les pièces d'étirage avec de bonnes propriétés de processus peuvent simplifier la structure de la matrice d'étirage, réduire les temps d'étirage et améliorer l'efficacité de la production. La technologie des pièces de dessin tient principalement compte de la forme de la structure, de la taille, de la précision et de la sélection des matériaux des pièces de dessin.

Niveau de tolérance des pièces d'emboutissage profond

La précision dimensionnelle des pièces de dessin générales ne doit pas être trop élevée, qui doit être inférieure au niveau IT13 et non supérieure au niveau IT11. Si le niveau de tolérance est élevé, le processus de mise en forme peut être ajouté pour répondre aux exigences de taille. En raison de la déformation inégale des pièces d'étirage, l'épaisseur des parois supérieure et inférieure peut varier jusqu'à (1,2 ~ 0,75) t, et t est l'épaisseur de la tôle. Pour un étirage mince constant, l'exigence de tolérance d'épaisseur de paroi ne doit pas dépasser la règle de variation d'épaisseur de paroi dans le processus d'étirage.

Dimensions et formes des pièces d'emboutissage

  • Lors de la conception des pièces de dessin, il n'est pas permis de marquer les dimensions internes et externes en même temps. Les dimensions sur le dessin du produit doivent indiquer que la dimension externe ou la dimension interne doit être assurée. Pour les pièces d'emboutissage profond avec marches, la cote dans le sens de la hauteur doit être basée sur le bas. Si la partie supérieure repose sur le fond, la cote en hauteur n'est pas facile à garantir. Le rayon de congé du joint entre le mur et le fond ne peut être marqué que dans la forme intérieure.
  • La forme des pièces d'emboutissage profond doit être aussi simple et symétrique que possible et doit être formée en une seule fois. Le changement des pièces de dessin axisymétriques dans la direction circonférentielle est uniforme, le traitement de la matrice est facile et sa capacité de traitement est la meilleure. Essayez d'éviter d'utiliser des parties de dessin très complexes et asymétriques, et essayez d'éviter les changements de contour brusques. Pour les pièces creuses semi-ouvertes ou asymétriques, il doit être possible de les combiner pour l'emboutissage profond, puis de les couper en deux parties ou plus, comme illustré à la Figure 1-1, afin d'améliorer la condition de contrainte lors de l'emboutissage profond.
Fig. 1-1 Paires de combinaisons pour emboutissage profond
Fig. 1-1 Paires de combinaisons pour emboutissage profond
  • Le rapport de taille de chaque partie de la pièce d'emboutissage profond doit être approprié. La conception de pièces de dessin à bride large et à grande profondeur (c'est-à-dire, diamètre de bride dF>3 d, h≥2 d) doit être évitée dans la mesure du possible car ces pièces nécessitent plus de temps d'étirage et de recuit intermédiaire. Le contour des brides des pièces de dessin doit être similaire à celui des pièces de dessin. La largeur de la bride doit être cohérente. L'incohérence rend non seulement difficile le dessin et l'augmentation du nombre de procédures de travail, mais doit également élargir la marge de coupe et augmenter la consommation de métal.
  • Il y a une pièce de dessin concave sur la surface de la bride, comme illustré à la Fig. 1-2. L'axe concave ci-dessous est cohérent avec la direction du dessin, il peut donc être retiré. Si l'axe du contre-batteur est perpendiculaire à la direction du dessin, il ne peut être enfoncé que lors de la correction finale.
Fig. 1-3 Marge de trou du didacticiel de dessin
  • Lorsqu'il y a des trous dans le fond ou la bride de la pièce à dessiner, la distance entre le bord du trou et la paroi latérale doit être a≥r + 0,5t (ou a≥rp + 0,5 t), comme illustré à la Fig. 1-3.
Fig. 1-3 Marge de trou du didacticiel de dessin
  • Dans le but d'assurer l'assemblage, la paroi latérale de la partie dessin doit pouvoir avoir une certaine pente. Lorsque plusieurs emboutissages sont nécessaires, les surfaces intérieures et extérieures des pièces d'emboutissage doivent pouvoir porter des marques générées au cours du processus d'emboutissage sur le principe d'assurer la qualité de surface nécessaire. Sauf si les pièces ont des exigences particulières, uniquement par des méthodes de mise en forme ou de mise en forme pour éliminer les marques.

Hauteur de la pièce d'emboutissage profond

Lors de la conception de la partie dessin, la hauteur doit être minimisée afin qu'elle puisse être complétée par un ou deux processus de dessin. Pour diverses formes de pièces de dessin, l'utilisation d'un processus peut être dessinée dans les conditions suivantes.

  • Voir le tableau 1-1 pour la hauteur d'un seul dessin du cylindre.
Le nom du matérielAluminiumDuralLaitonCuivre doux cuivre pur
Profondeur relative hauteur de dessin h/d0.73~0.750.60~0.650.75~0.800.68~0.72
Tableau 1-1 Hauteur limite d'un dessin
  • La condition pour un dessin de pièces en forme de boîte est que lorsque le rayon du coin arrondi de la pièce en forme de boîte r = (0,05 ~ 0,20) B (B est la largeur du côté court de la pièce en forme de boîte), la hauteur de la partie dessinée h<(0.3~0.8) B.
  • Pour les pièces à collerette, la condition d'une traction est que le rapport du diamètre de la partie cylindrique des pièces à l'ébauche d/D≥0,4.

Le rayon de congé de la pièce d'emboutissage profond

Le rayon du congé entre la bride de la pièce de dessin et la paroi du cylindre doit être r≥2t. Afin de faciliter le dessin en douceur, r≥(4~8)t est généralement pris. Quand r≤2t, la procédure de mise en forme doit être ajoutée.

Le rayon du congé entre le bas de la partie de dessin et la paroi du cylindre doit être rp≥2t. Afin de faciliter le dessin en douceur, rp≥(3~5)t est généralement pris. Lorsque les pièces nécessitent rp<t, il est nécessaire d'augmenter le processus de mise en forme.

Sélection des matériaux des pièces d'emboutissage profond

Les matériaux utilisés pour l'emboutissage profond nécessitent généralement une bonne plasticité, un faible rapport de résistance à la flexion, un grand coefficient de directivité d'épaisseur de plaque et une petite directivité de plan de plaque.

Calcul du processus d'emboutissage profond de pièces cylindriques

Le calcul du processus d'étirage comprend la détermination de la taille de l'ébauche, la détermination des temps d'étirage et le calcul de la taille du produit semi-fini.

Calcul de la taille de l'ébauche de pièces simples d'emboutissage rotatif

Pour déterminer la marge de rognage

En raison de l'anisotropie du matériau en feuille, le centre de la laine et la matrice convexe et concave ne peuvent pas coïncider complètement dans la production réelle, de sorte que l'embouchure de la partie d'étirage ne peut pas être très nette. Habituellement, il y a un processus de coupe pour couper la partie irrégulière. Pour cette raison, l'allocation de rognage doit être laissée à l'avance lors du calcul de la Vide Taille. La tolérance de coupe pour les pièces cylindriques et les pièces à bride est indiquée respectivement dans le Tableau 1-2 et le Tableau 1-3.

Hauteur d'emboutissage profond h (mm)Hauteur relative d'emboutissage profond h/d ou h/BHauteur relative d'emboutissage profond h/d ou h/BHauteur relative d'emboutissage profond h/d ou h/BHauteur relative d'emboutissage profond h/d ou 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
Tableau 1-2 Surépaisseur de coupe ∆h des pièces embouties sans rebord
Unités : mm

Noter:
B est la largeur du côté d'un carré ou la largeur du petit côté d'un rectangle ;
Un processus de coupe intermédiaire doit être stipulé pour les pièces de grande profondeur ;
Pour le matériau mince d'une épaisseur inférieure à 0,5 mm pour un étirage multiple, il doit être augmenté de 30% selon la valeur du tableau.

Hauteur d'emboutissage profond h (mm)Diamètre relatif de bride dt/d ou Bt/BDiamètre relatif de bride dt/d ou Bt/BDiamètre relatif de bride dt/d ou Bt/BDiamètre relatif de bride dt/d ou 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
Tableau 1-3 Surépaisseur de coupe ∆h des pièces embouties à bride
Unités : mm

Noter:
B est la largeur du côté d'un carré ou la largeur du petit côté d'un rectangle ;
Un processus de coupe intermédiaire doit être stipulé pour les pièces de grande profondeur ;
Pour le matériau mince d'une épaisseur inférieure à 0,5 mm pour un étirage multiple, il doit être augmenté de 30% selon la valeur du tableau.

Calculer la surface des pièces

Afin de faciliter le calcul, les pièces sont résolues en plusieurs géométries simples, et leurs surfaces sont respectivement calculées puis additionnées. Les pièces représentées sur les figures 1 à 4 peuvent être considérées comme composées d'une partie de paroi droite 1 de cylindre, d'une partie de table à billes 2 formée par rotation d'arc et d'une plaque circulaire 3 au fond.

Fig. 1-4 Calcul de la taille brute des pièces cylindriques

La surface totale de la pièce est la somme de la surface A1 de la paroi droite du cylindre, de la surface A2 de la table à billes et de la surface A3 de la plaque circulaire inférieure.

UNE1 = πd ( Hr ) ( 1-1 )

UNE2 = π/4 [ 2πr ( d-2r ) + 8r2 ] ( 1-2 )

UNE3 = π/4 ( d-2r)2                            ( 1-3 )

π/4 D2 = UN1 + Un2 + Un3 = ∑Aje                       ( 1-4 )

Dans la formule
d—le diamètre moyen de la partie cylindrique de la pièce à dessiner, mm ;
H—la hauteur de la pièce de dessin, mm ;
r - le rayon du congé au niveau du congé de l'axe de la pièce, mm ;
D—diamètre vierge, mm.

Pour trouver la taille du blanc

Pour trouver le diamètre de l'ébauche D est

Équation (1-5)

Pour l'équation (1-5), si l'épaisseur de l'ébauche t < 1 mm, le diamètre extérieur et la hauteur extérieure ou la taille interne sont utilisés pour le calcul. Si l'épaisseur de l'ébauche t≥1 mm, chaque taille doit être remplacée par la taille de la ligne médiane de l'épaisseur de la pièce pour le calcul. Pour les pièces d'emboutissage rotatif couramment utilisées, la formule de calcul du diamètre de l'ébauche peut être obtenue en se référant aux manuels pertinents.

Calcul de la mauvaise taille de la laine des pièces complexes d'emboutissage rotatif

La taille de l'ébauche de la pièce de dessin de forme complexe peut être calculée à l'aide de la règle de Kurikin, c'est-à-dire que la surface du corps rotatif obtenue lorsque le bus de n'importe quelle forme tourne autour de l'axe est égale au produit de la longueur du bus et la circonférence du centre de gravité tourné autour de l'axe, comme illustré à la Fig. 1-5.

Fig. 1-5 Bus du corps de rotation
Fig. 1-5 Bus du corps de rotation

C'est-à-dire que la surface du corps en rotation est

A=2πRXL ( 1-6 )

Puisque la zone avant et après le dessin est égale, le diamètre du flan D est

πD2/4 = 2πRXG (1-7)

Équation-1-8

Dans la formule
A - surface du corps rotatif, mm2;
RX—la distance entre le centre de gravité du bus du corps en rotation et l'axe de rotation (appelé rayon de rotation), mm ;
D—diamètre de la billette, mm ;
L—la longueur du bus du corps rotatif, mm.

Selon l'équation (1-6), le diamètre de la billette peut être calculé tant que la longueur de la barre omnibus du corps rotatif et le rayon de rotation du centre de gravité sont connus. Trouver la longueur du bus et la position centroïde de la méthode a la méthode analytique, la méthode analytique de dessin, la méthode de dessin 3, peut se référer aux informations pertinentes pour comprendre.

Déterminer le nombre d'emboutissage profond

Concept et signification du coefficient d'emboutissage profond

Le degré de déformation dans dessin profond peut être exprimé par le rapport de la hauteur et du diamètre de la pièce à dessiner. Plus le rapport est petit, plus le degré de déformation peut être petit dans un seul dessin. Les grands rapports nécessitent deux emboutissages profonds ou plus pour se former. Mais lors de la conception du processus de dessin et de la détermination du nombre nécessaire de processus de dessin, le coefficient de dessin est généralement utilisé comme base de calcul.

Le coefficient d'étirage fait référence au rapport du diamètre de la pièce cylindrique après étirage au diamètre de l'ébauche (ou du produit semi-fini) avant étirage, comme indiqué sur la Fig. 1-6, à savoir :

Le premier coefficient de dessin m1=d1/RÉ

Le deuxième coefficient de tirage m2=d2/RÉ

……

Nième coefficient d'étirage mm=dm/RÉ

Fig. 1-6. Dessin multiple de pièces cylindriques

Dans la formule
D—diamètre de l'ébauche,
1,ré2,……,rém— le diamètre médian du cylindre après chaque tirage.

Le rapport entre le diamètre moyen dm de l'embouti et le diamètre du flan D est appelé coefficient d'emboutissage total, c'est-à-dire le coefficient d'emboutissage nécessaire à l'embouti, qui s'exprime par m.

m = rém/D = d1 /D*d2/ré1*ré3/ré2*……*rén-1/rén-2*rém/rén-1= m1m2m3……mn-1mm                  (1-9)

D'après ce qui précède, on peut voir que le coefficient d'étirage total m représente le taux de changement du diamètre de l'ébauche avant et après l'étirage, et sa valeur est toujours inférieure à 1. Il reflète la taille de la déformation de compression tangentielle du bord extérieur du billette pendant le dessin. Plus le coefficient d'étirage est petit, plus la différence de diamètre avant et après l'étirage est grande, plus la zone "triangle supplémentaire" à transférer est grande et plus la déformation d'étirage est importante.

Au contraire, le degré de déformation est plus faible. Par conséquent, il peut être utilisé comme indice pour mesurer le degré de déformation en emboutissage profond. Mais si dans le processus d'emboutissage profond, la valeur de m est trop petite, peut rendre les pièces d'emboutissage profond ou minces variables sévères ultra pauvres, plissement et fracture, donc les limites de la diminution de m ont un objectif, les limites sont comparées. dans la zone de force de la plus grande contrainte de traction égale à la résistance à la traction effective de la section dangereuse du coefficient d'emboutissage profond, est appelé coefficient d'emboutissage limite.

La valeur du coefficient d'étirage limite est généralement obtenue par une méthode expérimentale dans certaines conditions d'étirage, comme indiqué dans le Tableau 1-4 et le Tableau 1-5.

Coefficient d'étirage limiteEpaisseur relative du flan (t/D) x100Epaisseur relative du flan (t/D) x100Epaisseur relative du flan (t/D) x100Epaisseur relative du flan (t/D) x100Epaisseur relative du flan (t/D) x100Epaisseur relative du flan (t/D) x100
 2.0~1.51.5~1.01.0~0.60.6~0.30.3~0.150.15~0.08
m10.48~0.500.50~0.530.53~0.550.55~0.580.58~0.600.60~0.63
m20.73~0.750.75~0.760.76~0.780.78~0.790.79~0.800.80~0.82
m30.76~0.780.78~0.790.79~0.800.80~0.810.81~0.820.82~0.84
m40.78~0.800.80~0.810.81~0.820.82~0.830.83~0.850.85~0.86
m50.80~0.820.82~0.840.84~0.850.85~0.860.86~0.870.87~0.88
Tableau 1-4 Coefficient d'emboutissage limite des pièces cylindriques avec serre-flan

Noter:
Les données du tableau sont applicables à l'emboutissage sans recuit intermédiaire. Si le processus de recuit intermédiaire est utilisé, la valeur doit être inférieure de 2% ~ 3% à la valeur du tableau
Les données d'étirage du tableau s'appliquent au carbone d'étirage ordinaire et au laiton H62 tels que 08, 10 et 15 Mn. Pour les matériaux avec de mauvaises performances d'étirage, tels que 20, 25, Q215, Q235 et duralumin, la valeur doit être supérieure de 1,5%-2,0% à la valeur du tableau ; Pour les matériaux avec une bonne plasticité, tels que 05, 08, 10 et aluminium doux, etc., la valeur dans le tableau doit être 1,5%-2,0% ;
La plus petite valeur dans le tableau s'applique au plus grand rayon de congé de matrice [ rmourir = (8~15)t ], tandis que la plus grande valeur s'applique au plus petit rayon de congé de matrice [ rmourir = (4~8)t ].

Coefficient d'étirage limiteEpaisseur relative du flan (t/D) x100Epaisseur relative du flan (t/D) x100Epaisseur relative du flan (t/D) x100Epaisseur relative du flan (t/D) x100Epaisseur relative du flan (t/D) x100
 1.52.02.53.0>3.0
m10.650.600.550.530.50
m20.800.750.750.750.70
m30.840.800.800.800.75
m40.870.840.840.840.78
m50.900.870.870.870.82
m60.900.900.900.85
Tableau 1-5 Coefficient d'emboutissage limite des pièces cylindriques sans serre-flan

Remarque : Ce tableau s'applique aux matériaux 08, 10 et 15Mn. Les éléments restants sont les mêmes que les notes du tableau 1-3.

Afin d'éviter les défauts de froissement et de fissuration lors du processus d'étirage, il est nécessaire de réduire le degré de déformation de l'étirage et d'augmenter le coefficient d'étirage, de manière à réduire la possibilité de plissement et de fissuration. Le coefficient de dessin exprime le degré de difficulté du processus de dessin, et le nombre de dessins peut être déterminé si le coefficient de dessin limite autorisé pour chaque dessin est connu.

La détermination du nombre d'emboutissage profond

Les temps d'emboutissage profond ne peuvent être estimés qu'approximativement et finalement déterminés par le calcul du processus. Il existe plusieurs méthodes pour déterminer au préalable le nombre d'emboutissages profonds pour les pièces de cylindre sans bride.

  • Méthode de récurrence

Si la hauteur relative t/D de l'ébauche de la pièce cylindrique est connue, les temps d'étirage peuvent être directement tracés à partir du Tableau 1-4 ou du Tableau 1-5 les coefficients d'étirage limites m1、m2、m3、… 、mm, puis calculer le diamètre d1 du premier dessin, et calculer à partir du diamètre d1 du premier dessin au diamètre dm du nième dessin.

1=m1RÉ; ré2=m21; …; rém=mmn-1                          (1-10)

Jusqu'à l'obtenu dm n'est pas supérieur au diamètre requis de la pièce d'étirage, alors n est le nombre d'étirages. De cette manière, non seulement le nombre d'étirages peut être trouvé, mais également le diamètre du produit semi-fini obtenu par le procédé intermédiaire peut être connu.

  • Méthode de calcul

Si un flan d'un diamètre de D est finalement étiré dans une pièce d'étirage d'un diamètre de dn, le nombre d'étirages n peut également être approché par la formule empirique suivante.

lgdmC= (n-1) Igmm + lg (m1RÉ)
n=1 + [ lgdm – lg (m1D) ]/ Igmm (1-11)

Dans la formule, mn—la valeur moyenne de chaque coefficient de dessin après la deuxième fois.

Le n calculé par la formule (1-11) n'est généralement pas un nombre entier. Afin de faciliter le processus de dessin et d'éviter l'apparition de traction et de fissuration, la plus petite valeur entière ne doit pas être arrondie, mais la plus grande valeur entière doit être choisie, de sorte que le dessin sélectionné réel d.coefficients soit légèrement plus grand que le préliminaire valeur estimée.

  • La méthode de la table de correspondance

Les temps d'étirage des pièces cylindriques sans rebord peuvent également être directement déterminés en se référant à la hauteur relative connue h/d des pièces d'étirage et à la hauteur relative t/D de l'ébauche dans le Tableau 1-6.

Tirez le nombre nEpaisseur relative du flan (t/D) x100Epaisseur relative du flan (t/D) x100Epaisseur relative du flan (t/D) x100Epaisseur relative du flan (t/D) x100Epaisseur relative du flan (t/D) x100Epaisseur relative du flan (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
Tableau 1-6 Hauteur de phase maximale h/d pour les pièces dessinées cylindriques sans rebord

Noter:
Un grand rapport h/d est applicable au rayon de coin arrondi de la matrice dans la première procédure (de rdie = 8t à t/D x 100 = 2~1,5 à rdie = 15t à t/D x 100 = 0,15~0,08) ; Petit rapport pour petit rayon de congé de filière (rdie = 4~8t) ;
Les temps d'étirage indiqués dans le tableau s'appliquent aux pièces d'étirage en acier 08 et en acier 10.

Calculer la taille des pièces de processus

Les dimensions des pièces de travail comprennent le diamètre du produit semi-fini dm, le rayon du coin arrondi au bas du cylindre rm et la hauteur de la paroi du cylindre hm. Une fois le nombre d'étirages déterminé, le diamètre et la hauteur des pièces de travail doivent être déterminés après avoir ajusté le coefficient d'étirage afin de produire un plus grand degré de déformation d'étirage dans des conditions admissibles.

Déterminer le diamètre dm de pièces de processus

Une fois le nombre de tirages déterminé, l'exigence d'un tirage sûr sans fissuration a été satisfaite. Selon le diamètre de calcul dm doit être égal au diamètre d de la pièce à dessiner, sur la base de m1-m1'≈m2-m2'≈…≈mm-mm', le coefficient de dessin de chaque fois doit être ajusté pour rendre le coefficient de dessin m1、m2、…、mm est supérieur au coefficient d'étirage limite m1'、m2'、…、mm'.

Déterminer la hauteur des pièces de travail

Selon le principe selon lequel la surface des pièces de travail est égale à celle de la billette après emboutissage profond, la formule suivante pour calculer la hauteur des pièces de travail peut être obtenue. Avant de calculer la hauteur des parties de la procédure de travail après chaque dessin, le rayon du congé au bas de chaque partie de la procédure de travail doit être déterminé. La hauteur de chaque pièce de procédure de travail peut être calculée par la formule du diamètre de l'ébauche.

hm = 0,25 (D2/rém - rém) + 0,43 rm/rém (rém + 0.32rm) (1-12)

Dans la formule
hm— la hauteur de la pièce après le nième emboutissage profond, mm ;
D – diamètre de l'ébauche, mm ;
m—Diamètre de la pièce après le nième emboutissage profond, mm ;
rm—le rayon du congé au bas du produit semi-fini lors du nième étirage, mm.

calcul de la force d'étirage et de la force du serre-flan

Calcul de la force de traction

La force de traction calculée à partir de la théorie n'est pas pratique dans l'application pratique, et comme les facteurs d'influence sont plus complexes, le résultat calculé est souvent différent de la force de traction réelle, de sorte que la formule empirique est souvent utilisée pour calculer la force de traction en production. La force d'étirage d'une pièce cylindrique peut être calculée par la formule empirique suivante.

Lors de l'utilisation d'un porte-ébauche pour l'emboutissage profond :

Le premier emboutissage F= πd1bk1                             (1-13)

Après la deuxième fois Fm= πdmbkm (n=2、3、…、i) (1-14)

Sans serre-flan pour emboutissage profond :

Le premier emboutissage F= 1.25π (D – d1) tσb                        (1-15)

Après la deuxième fois Fm= 1,3π (di-1 - réje) tσ(n=2、3、…、i) (1-16)  

Dans la formule
F—force de traction ;
??b—la résistance à la traction du matériau, MPa ;
t—épaisseur du matériau, mm ;
D—diamètre du blanc, mm ;
1…rém—le diamètre moyen de chaque processus d'étirage, mm ;
k1, k2—coefficient de correction, voir Tableau 1-7.

Coefficient d'emboutissage profond m10.550.570.60.620.650.670.70.720.750.770.8
Coefficient de correction k11.000.930.860.790.720.660.60.550.500.450.4
Coefficient d'emboutissage profond m20.70.720.750.770.80.850.90.95
Coefficient de correction k21.00.950.900.850.80.700.60.50
Tableau 1-7 Coefficient de correction

Calcul de la force du serre-flan

Conditions de maintien en blanc

La principale méthode pour résoudre le problème des plis lors de l'emboutissage profond consiste à utiliser un porte-flan anti-froissage, et la force du porte-flan doit être appropriée. Si le degré de déformation du dessin est relativement faible et que l'épaisseur relative du flan est relativement importante, le serre-flan n'est pas nécessaire car il ne se plisse pas. L'utilisation d'un serre-flan pour l'emboutissage profond peut être déterminée par les conditions du tableau 1-8.

Méthode d'emboutissage profondLe premier emboutissage profondLe premier emboutissage profondEmboutissage profond ultérieurEmboutissage profond ultérieur
 (t/j) x 100m1(t/j) x 100m2
Avec support vierge<1,5<0,6<1,0<0,8
Pas de support vierge>2.0> 0,6>1.5> 0,8
Avec ou sans serre-flan1.5~2.00.61.0~1.50.8
Tableau 1-8 Conditions avec ou sans serre-flan

Lorsqu'il est déterminé qu'un serre-flan est nécessaire, la taille de la force du serre-flan doit être appropriée. Si la force du support de flan est trop grande, cela augmentera la force de traction du flan dans la matrice et il est facile de fissurer la pièce. S'il est trop petit, il ne peut pas empêcher le froissement du bord convexe et ne peut pas jouer le rôle de serre-flan, de sorte que la taille de la force du serre-flan doit être aussi petite que possible à condition qu'il n'y ait pas de froissement.

Calculer la force du serre-flan

Dans la conception de moules, il s'agit généralement de forcer le serre-flan Fpression légèrement supérieure à la valeur minimale nécessaire pour un effet infroissable, c'est-à-dire en partant du principe que la zone de déformation de la bride du flan est exempte de plis, dans la mesure du possible, choisir une petite force du serre-flan, et selon l'empirie suivante formule de calcul.

Force totale du serre-flan : Fpression =Ap (1-17)
Le premier dessin de pièces cylindriques : Fpression = π/4 [D2 - (ré1 + 2rmourir1)2 ]p (1-18)
L'emboutissage ultérieur de pièces cylindriques :
Fpression = π/4 [dn-12 - (rém + 2rmourir n-1)2 ]p (1-19)

Dans la formule
A—la zone de projection de la billette sous l'anneau de presse, mm2;
P—force unitaire du serre-flan, MPa, comme indiqué dans le tableau 1-9 ;
D—diamètre du blanc, mm ;
1,ré2,… ,rém—le diamètre de la pièce pour la première fois et les suivantes, mm ;
rmourir1、rmourir2、… 、rmourir m—Rayon de congé de chaque matrice d'emboutissage profond, mm.

Le nom du matériel Force du serre-flan unitaire P (MPa)Le nom du matérielForce du serre-flan unitaire P (MPa)
Aluminium 0.8~1.2Plaque d'étain2.5~3.0
Aluminium dur (recuit), Cuivre rouge 1.2~1.8Alliage haute température2.8~3.5
Laiton 1.5~2.0  
Acier douxt<0.5mmt>0.5mm2.5~3.02.0~2.5Acier fortement allié Acier inoxydable3.0~8.5
Tableau 1-9 Force du serre-flan unitaire p

En production, le serre-flan force Fsupport vierge dans un dessin peut également être sélectionné par 1/4 de la force de dessin.

Fsupport vierge=0. 25F1 (1-20)

Théoriquement, la force raisonnable du serre-flan devrait changer avec la tendance au froissement. Le BHF augmente lorsque les rides sont sévères et diminue lorsque les rides ne sont pas sévères, mais il est très difficile d'obtenir ce changement.

Sélection de la pression nominale de la presse

Pour les presses à simple effet, la pression nominale doit être supérieure à la pression totale du procédé. La pression totale du processus est la somme de la force de tirage Fdessin et la force de serre-flan Fsupport vierge.

Fpresse par intérim>Fdessin+Fsupport vierge (1-21)

Pour les presses à double effet, la relation entre la pression nominale des curseurs intérieur et extérieur et la force d'étirage correspondante Fn et la force du serre-flan F doivent être considérées respectivement.

F1>Fdessin F2>Fsupport vierge (1-22)

Dans la formule
Fpresse par intérim—Pression nominale de la presse ;
F1—pression nominale du curseur intérieur ;
F2—pression nominale du curseur extérieur ;
Fdessin— force de traction ;
Fsupport vierge— force du porte-ébauche.

Lors de la sélection de la pression nominale de la presse, une attention particulière doit être portée à la courbe de force du processus sous la courbe de pression admissible du curseur de la presse lorsque la course de dessin est importante, en particulier lorsque la matrice composite de découpage et de dessin est utilisée. La spécification de la presse ne peut pas être déterminée simplement en fonction du fait que la somme de la force de découpe et de la force de tirage est inférieure à la pression nominale de la presse. Sinon, la presse peut être surchargée et endommagée en raison de l'apparition prématurée de la pression d'impact maximale, comme illustré à la Fig. 1-7.

Nous devons considérer le travail effectué par la presse dans la formation d'emboutissage composé de découpe et d'emboutissage profond, et déterminer si le moteur de la presse peut être chargé.

Fig. 1-7 Courbe de la force de tirage et de la pression de pressage
1-La courbe de pression de la presse ; 2—force de traction ; 3—Force de suppression

Dispositif de montage en bordure

À l'heure actuelle, il existe deux principaux types de dispositifs de montage sous pression couramment utilisés en production.

Dispositif de pressage des bords élastiques

Ce type de dispositif est souvent utilisé dans les poinçons ordinaires. Il existe généralement trois types : dispositif de pression des bords en caoutchouc, comme illustré à la Fig. 1-8 (a), dispositif de pression des bords à ressort, comme illustré à la Fig. 1-8 (b), air dispositif de pression du bord du coussin, comme illustré à la Fig. 1-8 (c). La courbe de variation de l'effort de pression de ces trois dispositifs de bridage est représentée sur la Fig. 1-9. De plus, la technologie des ressorts à azote est également progressivement utilisée dans le moule.

Fig. 1-8 Dispositif de pressage des bords élastiques

Avec l'augmentation de la profondeur de traction, la bride du bord est requise, la partie diminue, de sorte que la pression sur le bord est progressivement réduite, à partir de la Fig. 1-9, on peut voir le dispositif de pression du bord en caoutchouc et à ressort. La force de pression réelle est exactement l'opposé de la force de pression nécessaire et augmente avec l'augmentation de la profondeur de traction, en particulier avec l'anneau de pression en caoutchouc. Cela peut augmenter la force d'étirage, entraînant la rupture des pièces, de sorte que les structures en caoutchouc et à ressort ne sont généralement utilisées que pour l'étirage peu profond.

Cependant, ces deux types de structure de dispositif de pression de bord sont simples, il est pratique à utiliser dans les presses de petite et moyenne taille, tant que la spécification du ressort et la marque et la taille du caoutchouc sont correctement sélectionnées, peuvent réduire son impact négatif. Le ressort doit être sélectionné avec une grande quantité de compression totale, et la pression augmente lentement avec la quantité de compression. Le caoutchouc doit être sélectionné avec du caoutchouc souple et la quantité de compression relative doit être garantie comme n'étant pas importante.

La force de pression du caoutchouc augmente rapidement avec la quantité de compression, de sorte que l'épaisseur totale du caoutchouc doit être plus grande, il est suggéré que l'épaisseur totale du caoutchouc ne soit pas inférieure à 5 fois le trait de dessin. L'effet de pression de bord du dispositif de pression de bord de type coussin d'air est bon, et la force de pression n'est fondamentalement pas modifiée avec la course de travail, mais sa structure est complexe, le département de fabrication, d'utilisation et de maintenance est relativement difficile.

Fig. 1-9 Courbe de variation de la force de pression de trois types de dispositifs de pression de bord
Fig. 1-9 Courbe de variation de la force de pression de trois types de dispositifs de pression de bord

Dispositif de pressage des bords rigides

Comme le montre la Fig. 1-10, le dispositif de pression de bord rigide est utilisé pour une presse à double effet, la matrice convexe est installée sur le curseur intérieur de la presse et le dispositif de pression de bord est installé sur le curseur extérieur. Pendant le processus de dessin, le curseur extérieur reste immobile, de sorte que sa force de pression de bord rigide ne change pas dans le processus de roulement, l'effet de dessin est bon et la structure du moule est simple.

Fig. 1-10 Support d'ébauche rigide1—le vilebrequin ; 2—Came ; 3—curseur extérieur ; 4—curseur intérieur ; 5—perforateur ; 6—Anneau de support vierge ; 7—Matrice concave
Fig. 1-10 Porte-flan rigide
1—le vilebrequin ; 2—Came ; 3—curseur extérieur ; 4—curseur intérieur ;
5—Poinçon ; 6—Anneau de support vierge ; 7—Matrice concave

Réflexions de 3 sur « How to Calculate Deep Drawing Parts »

  1. Ashraf dit :

    Le contenu de l'article est détaillé, l'image est claire, ce qui facilite la compréhension.

  2. Rodolfo Garcia Guevara dit :

    how about the calculations when the draw is rectangular profile insted of circular?

    1. HARSLE dit :

      you can contact our service team by service@harsle.com

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