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Folha de metal estampagem é um método de formação de plástico de metal muito importante, que é amplamente utilizado na indústria aeroespacial, automotiva e locomotivas, eletrodomésticos, embalagens de alimentos, hardware diário, construção, embalagem e outros campos industriais.

Vários defeitos de conformação que muitas vezes aparecem no processo de produção de estampagem real afetam seriamente a precisão geométrica, as propriedades mecânicas e a qualidade da superfície das peças estampadas. Como existem muitos parâmetros de processo relacionados à qualidade da estampagem e os fatores estão relacionados entre si, isso traz grandes dificuldades e desafios para os engenheiros de molde no local para reparar e experimentar o molde. Este artigo analisará as causas dos três defeitos de qualidade comuns no processo de estampagem: rachaduras, rugas e rebote, e apresentará as soluções gerais, respectivamente.

1. Socos Fratura

O desbaste da folha é o resultado do alongamento da folha. Do ponto de vista da engenharia, a espessura da chapa é reduzida de 4% para 20%, o que geralmente é aceitável; no entanto, se o desbaste for muito grande, ele não apenas enfraquecerá. A rigidez das peças, em casos graves, pode até mesmo causar diretamente a ruptura da chapa e se tornar um produto residual. Portanto, o fenômeno de trincas é um dos defeitos importantes que afetam seriamente a qualidade das peças estampadas e conformadas.

No teste de tração do material, à medida que a deformação se aprofunda, a área de apoio do material é continuamente reduzida e seu efeito de endurecimento também é continuamente aprimorado. Quando o aumento do efeito de endurecimento pode compensar a redução da área de rolamento, a deformação é estável; Após um valor-limite, o material será primeiro estrangulado na posição mais fraca e, eventualmente, será quebrado. Para materiais em chapa, o processo de deformação do material é basicamente o mesmo do ensaio de tração. Quando a tensão excede um determinado valor limite, fará com que a folha se quebre.

De acordo com os diferentes graus de ruptura, a ruptura pode ser dividida em dois tipos: ruptura microscópica e ruptura macroscópica. A fissuração microscópica refere-se à geração de fissuras na chapa que são difíceis de ver a olho nu. Embora a profundidade da fissura seja muito rasa, alguns dos materiais realmente falharam. Macrocraqueamento refere-se ao aparecimento de rachaduras e fraturas visíveis a olho nu na chapa. A ruptura macroscópica geralmente é causada por inchaço excessivo no plano da placa fina, enquanto a ruptura microscópica pode ser causada por inchaço puro ou simples flexão. Na análise final, tanto as rupturas microscópicas quanto macroscópicas são causadas por uma deformação de tração local do material.

As ocasiões de rachadura geralmente incluem uma área de pequeno raio no processo de estampagem profunda, o canto do punção, o centro da parede lateral e a área onde o material entra na cavidade e faz com que o fluxo seja bloqueado.

Como a ruptura é causada pela deformação na área local que excede seu valor limite, o princípio para eliminar o fenômeno de ruptura é alterar a distribuição da força de contato normal e da força de atrito tangencial para reduzir o valor da deformação de tração na área de ruptura. Os métodos geralmente incluem:

• Escolha tamanho e forma em branco razoáveis

Durante o processo de conformação da chapa, o tamanho e a forma do blank afetarão a qualidade final da conformação. Por exemplo, quando o tubo quadrado é esticado, o bloco quadrado é usado primeiro para esticar. Se ocorrerem rachaduras, os quatro cantos do blank podem ser cortados com tamanhos apropriados. O tratamento pode eliminar a ruptura.

• Adicione processos auxiliares (altere o arco ou inclinação do produto, aumente a modelagem ou a incisão do processo)

Na premissa de atender aos requisitos funcionais das peças, aumentar adequadamente o filete do molde ou diminuir a inclinação pode reduzir a resistência ao escoamento do material durante o processo de conformação, evitando assim a quebra. O processo de puncionamento realiza incisões em partes apropriadas da placa, de modo que a área facilmente rompida possa ser complementada com material da área adjacente, de modo a melhorar a deformação da área, e também evitar a ocorrência de ruptura.

• Ajuste os parâmetros de fratura ou a força do suporte em branco

Embora o uso de fratura possa evitar rugas na peça do flange, seu efeito colateral é aumentar a resistência ao fluxo do material na matriz. Portanto, parâmetros de fratura inadequados podem causar resistência excessiva ao fluxo, resultando em trincas na chapa.

• Melhorar as condições de lubrificação

A relação entre qualidade de estampagem e lubrificante é extremamente importante. Más condições de lubrificação ou seleção inadequada de lubrificantes podem causar rachaduras nas chapas.

2. Socos Ruga

O enrugamento também é um defeito de qualidade típico no processo de estampagem, que afeta diretamente a qualidade da superfície do produto; mais grave, às vezes haverá enrugamento e depois passará a ferro pelo molde, danificando a peça ou até arranhando o molde, o que traz resultados extremos para a grande perda.

A causa do enrugamento é oposta à causa da fissuração, que é causada pela instabilidade da direção da espessura da chapa devido à tensão de compressão local excessiva. Essa forma de instabilidade é chamada de instabilidade de compressão. Quando ocorrem rugas, a direção das rugas é perpendicular à tensão de compressão, mas não pode ser simplesmente considerado que quaisquer rugas são causadas por tensão de compressão.

Existem várias rugas durante a estampagem e formação de chapas metálicas. De acordo com as diferentes causas, elas podem ser divididas em rugas de acúmulo de material e rugas de instabilidade. As rugas de acúmulo de material são causadas por muito material entrando na cavidade da cavidade. As rugas são causadas pela instabilidade, e as rugas de instabilidade referem-se às rugas causadas pela instabilidade do flange de compressão com força de ligação fraca na direção da espessura da chapa e a instabilidade da parte esticada desigual. Embora o enrugamento não enfraqueça a resistência e a rigidez da peça como o rasgo, isso afeta a precisão e a beleza da peça. Se ocorrerem rugas no processo intermediário, elas também podem afetar o andamento normal do próximo processo.

Quando a tensão de compressão local do material é muito grande, é fácil causar rugas, principalmente quando o material está sob ação de tração e compressão. Portanto, o princípio da eliminação de rugas é prever com precisão o fluxo do material e aumentar as rugas. Força de contato normal, as práticas de engenharia geralmente incluem:

• Aumente a força do suporte em branco

A força do suporte do blank pode aumentar a resistência ao fluxo do material na matriz e pode aliviar o enrugamento da borda do flange.

• Aumente o número de rebotes ou aumente a altura

Os rebotes são divididos em barras redondas, barras quadradas e barras de tração. A resistência de alimentação aumenta por sua vez. O rebote a ser usado precisa ser considerado em muitos aspectos, como a profundidade de desenho da peça de trabalho, as propriedades do material e a forma do produto. A configuração razoável de ressaltos, o controle científico da resistência à alimentação, a mudança do estado de tensão interna dos materiais e o ajuste da direção do fluxo do material podem efetivamente melhorar os defeitos de enrugamento.

• Modifique o produto e a forma do molde para absorver o excesso de material

3. Socos Rebote

O rebote da chapa metálica refere-se a um fenômeno no qual a forma e o tamanho do material sofrem uma mudança na direção oposta à deformação quando carregado devido à recuperação elástica do material após a remoção da carga externa durante o processo de estampagem e conformação. O rebote é um defeito de conformação inevitável no processo de conformação de chapas metálicas, especialmente no processo de dobra.

O rebote do material da folha afetou seriamente a forma e a precisão dimensional das peças formadas. Especialmente nos últimos anos, com o uso generalizado de chapas de aço de alta resistência, o fenômeno do rebote tem atraído cada vez mais atenção. Devido à alta resistência ao escoamento e à tração, o material de folha de alta resistência tem maior rigidez e dureza e exibe um fenômeno de rebote mais óbvio após o descarregamento à temperatura ambiente.

Após uma análise aprofundada do fenômeno de rebote, descobrimos que a principal razão para o fenômeno de rebote é que o estado de deformação de cada parte do material da chapa não é sincronizado. Na fase de deformação, quando o molde é descarregado, cada parte do material precisa ser restaurada elasticamente, o que leva a uma distribuição desigual de tensões residuais na direção da espessura ou no plano do material da chapa e, eventualmente, ocorre o rebote.

Existem muitos fatores de influência que afetam a quantidade de rebote da chapa metálica, como as propriedades mecânicas do próprio material, o filete do molde e a folga entre os moldes côncavos e convexos, a força do suporte do blank e assim por diante. Para os projetistas do processo de conformação de chapas metálicas, a maneira mais fácil de reduzir o erro geométrico da peça de trabalho causado pelo fenômeno de rebote é reduzir o rebote da peça de trabalho ajustando os parâmetros do processo, de modo que o tamanho geométrico da peça de trabalho atenda ao requisitos de concepção.

• Desempenho do material

Quanto menor o módulo de elasticidade do material, maior o limite de escoamento, mais sério o fenômeno de encruamento (grande valor de n) e maior o rebote da deformação de flexão. O rebote de chapas de aço de alta resistência e chapas de aço de liga de alumínio é maior que o das chapas de aço comuns.

• Raio de curvatura relativo

O raio de curvatura relativo refere-se à razão entre o raio de curvatura e a espessura do material quando a chapa é dobrada. Quando o raio de flexão relativo diminui, a deformação tangencial total na superfície externa da folha dobrada aumenta, e a deformação plástica e os componentes de flexão elástica também aumentam ao mesmo tempo, mas a proporção de deformação elástica na deformação total diminui, então O rebote também diminui; pelo contrário, quando o raio de curvatura relativo aumenta, à medida que aumenta a proporção de deformação elástica na deformação total, o rebote também aumenta.

• Espaço entre moldes côncavos e convexos

Para o problema de rebote, a folga entre as matrizes côncavas e convexas da matriz de estampagem tem impacto no rebote e na qualidade da superfície da melhor peça. Quanto menor o intervalo, menor o ângulo de rebote e quanto maior o intervalo, maior o ângulo de rebote. No entanto, se a folga for muito pequena, a superfície da peça de trabalho será arranhada ou a espessura ficará fina; quando a folga é menor que a espessura do material, a peça pode ter um rebote negativo.

• Golpe

O tamanho do curso também afeta o estado de tensão da chapa metálica durante o processo de estampagem e conformação. Para peças trefiladas rasas, o curso é menor e a influência da tensão de flexão é maior do que a da tensão de tração, de modo que a tendência de rebote é mais óbvia; para peças trefiladas profundas, o curso é maior e a tensão de tração durante o processo de estampagem Como resultado, as superfícies superior e inferior do material da folha formam um estado de estiramento bidirecional, a tendência de rebote é parcialmente compensada e a quantidade de rebote é pequeno.

• Força do suporte em branco

Aumentar a força do suporte do blank pode reduzir o rebote da chapa, mas aumentar a força do suporte do blank é baseado na premissa de que a peça não tem outros defeitos de conformação. A força do retentor do blank geralmente pode ser aumentada aumentando a força do retentor do blank ou definindo um rebote.

• Coeficiente de fricção

O atrito entre a superfície da chapa curva e a superfície do molde pode alterar o estado de tensão de cada parte da chapa curva. Acredita-se geralmente que o atrito pode aumentar a tensão de tração na zona de deformação e pode tornar a forma da peça próxima à forma do molde, reduzindo assim o rebote da estampagem da chapa.

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