Materiais de Estamparia e Noções Básicas de Moldagem

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Requisitos de material para processamento de blanks

Os materiais usados para soco não deve apenas atender aos requisitos técnicos do design do produto, mas também atender aos requisitos do processo de estampagem e aos requisitos de processamento após a estampagem (como corte, galvanoplastia, soldagem, etc.). Os requisitos básicos do processo de estampagem para materiais são os seguintes.

• boa plasticidade

Para o estampagem processo, a fim de facilitar a deformação de estampagem e melhorar a qualidade das peças, o material deve ter boa plasticidade. Para o processo de separação, materiais com boa plasticidade podem obter corte de melhor qualidade. Para o processo de deformação, a plasticidade é boa e o grau permitido de deformação do material é grande, o que pode reduzir o número de processos de estampagem e o número de recozimento intermediário.

• Boa qualidade de superfície

Ao estampar os materiais, a superfície do material de estampagem geralmente deve ser lisa e lisa, livre de incrustações de óxido, rachaduras, pontos de ferrugem, arranhões e outros defeitos. O material com boa qualidade de superfície, a peça de trabalho não é fácil de ser quebrada durante a perfuração e há menos desperdício. O molde não é fácil de arranhar, a vida útil é melhorada e a qualidade da superfície das peças é boa.

• Tolerância de espessura de acordo com os padrões nacionais

A tolerância de espessura do material deve estar de acordo com os padrões nacionais, e uma certa folga do molde é adequada para uma certa espessura do material. Tolerância de espessura demais afetará a qualidade da peça de trabalho e poderá danificar o molde e o equipamento.

Materiais comumente usados e propriedades mecânicas do processamento de perfuração

Os materiais comumente usados para estampagem incluem materiais metálicos e materiais não metálicos, e os materiais metálicos são divididos em dois tipos: metais ferrosos e metais não ferrosos.

Os materiais de metal ferroso comumente usados são os seguintes.

• Placa de aço carbono comum, como Q195, Q235, etc.
• Chapa de aço estrutural de carbono de alta qualidade. Como 08, 08F, 10, 20, etc.
• Chapa de aço estrutural de baixa liga. Como Q345 (16Mn), Q295 (09Mn2) e assim por diante.
• Placa de aço silício elétrica, como DT1, DT2.
• Placa de aço inoxidável, como 1Cr18Ni9Ti, 1Cr13, etc.

Os metais não ferrosos comumente usados são cobre e ligas de cobre. Os graus são T1, T2, H62, H68, etc., que possuem boa plasticidade, condutividade elétrica e condutividade térmica. Existem também alumínio e ligas de alumínio. As classes comumente usadas são 1060, 1050A, 3A21, 2A12, etc., com boa plasticidade, resistência à deformação pequena e leve.

Materiais não metálicos incluem baquelite, borracha e placas de plástico.

O material mais comumente usado para estampagem é o material de folha, especificações comuns como 710 mm × 1420 mm e 1000 mm × 2000 mm, etc., a produção em massa pode usar especificações especiais de material de tira (material de bobina), circunstâncias especiais podem usar material de bloco, é adequado para pequenos lotes de peça única Produção e estampagem de metais não ferrosos caros.

De acordo com a qualidade da superfície, o material da folha pode ser dividido em três tipos: I (superfície de alta qualidade), II (superfície de qualidade superior) e III (superfície de qualidade geral).

As chapas de aço tratadas com alumínio usadas para estampagem profunda de peças complexas podem ser divididas em três tipos: ZF (mais complexo), HF (muito complexo) e F (complexo); chapas finas de aço de baixo teor de carbono de trefilação profunda geral podem ser divididas em Z (estiramento mais profundo), S (estiramento profundo), P (estiramento comum); o estado de fornecimento de chapa metálica pode ser dividido em M (estado recozido), C (estado temperado), Y (estado endurecido), Y2 (estado semi-endurecido, 1/2 duro), etc.; a chapa metálica tem dois estados de laminação: laminação a frio e laminação a quente.

As propriedades mecânicas das folhas de metal comumente usadas são mostradas na Tabela 1-2.

Representação de materiais comumente usados em desenhos de puncionamento

No estampagem dados de processo e desenhos, existem regulamentos especiais sobre a representação de materiais e exemplos são dados aqui para ilustração.

Chapa de aço: 

A característica mostrada é a placa de aço 08, o tamanho da folha é 1.0X1000X1500, precisão comum, superfície de acabamento de alto nível, placa de aço laminada a frio de repuxo profundo. Para classes de materiais, consulte as informações relevantes.

Materiais comumente usados para matrizes de punção

A posição dos materiais de molde na indústria de moldes

O material do molde é a base da fabricação do molde. O material do molde e a tecnologia de tratamento térmico desempenham um papel importante e até decisivo na vida útil, precisão e rugosidade da superfície do molde. Portanto, selecione materiais razoavelmente de acordo com as condições de uso do molde, adote tratamento térmico adequado e técnicas de engenharia de superfície, a fim de aproveitar ao máximo o potencial do material do molde, selecione uma estrutura de molde razoável de acordo com as características de desempenho do molde material e adotar medidas de manutenção correspondentes de acordo com as características do material do molde. A espera é muito importante. Somente assim a vida útil do molde pode ser efetivamente melhorada e a falha precoce do molde pode ser evitada.

O desempenho do material do molde afeta diretamente a qualidade e a vida útil do molde, e o desempenho do processo do material do molde afeta a dificuldade do processamento do molde, a qualidade do processamento do molde e o custo do processamento. O projeto no molde, além de projetar uma estrutura de molde razoável, materiais de molde apropriados e processos de tratamento térmico devem ser selecionados para permitir que o molde obtenha bom desempenho de trabalho e longa vida útil.

Princípio de seleção do material da matriz

Os materiais usados para fazer estampagem matrizes incluem ferro fundido cinzento, aço fundido, aço, metal duro ligado ao aço, metal duro, ligas de baixo ponto de fusão, plásticos, borracha de poliuretano, etc.

O material do molde está diretamente relacionado à vida útil do molde, custo de fabricação do molde e custo total do molde. Os seguintes pontos devem ser totalmente considerados ao selecionar os materiais do molde.

• De acordo com a natureza das peças puncionadas, o tipo de processo e as condições de trabalho e funções das peças da matriz, selecione o material do molde. Por exemplo, se as condições de trabalho das peças de trabalho da matriz têm concentração de tensão, carga de impacto, etc., o que exige que o material da matriz selecionado tenha alta resistência e dureza, alta resistência ao desgaste e tenacidade suficiente; as peças de guia requerem resistência ao desgaste e tenacidade relativamente boa, geralmente aço de baixo carbono, cementação superficial e têmpera.

• De acordo com os requisitos de tamanho, forma e precisão das peças estampadas, o material é selecionado. De um modo geral, para moldes com formas simples e pequenas peças estampadas, suas peças de trabalho são geralmente feitas de aço ferramenta de alto teor de carbono; para moldes com formas mais complexas e peças estampadas maiores, ferramentas de liga com menos deformação por tratamento térmico são usadas para peças de trabalho. É feito de aço e as peças de trabalho da matriz de precisão com alta precisão geralmente são feitas de liga dura com boa resistência ao desgaste.

• Lote de produção de peças estampadas. Para peças produzidas em massa, o material do molde deve ser feito de materiais de melhor qualidade que possam garantir a durabilidade do molde; para peças de produção em pequenos lotes, use materiais mais baratos e menos duráveis.

• De acordo com a produção e fornecimento de materiais de molde em meu país, a seleção do material da unidade e as condições de tratamento térmico são consideradas.

Materiais comuns e tratamento térmico de matriz de corte

Os materiais comumente usados em algumas matrizes de estampagem são mostrados na Tabela 1-3 e na Tabela 1-4. Como os materiais usados para fazer os moldes convexos e côncavos são aços-ferramenta, que são relativamente caros e difíceis de processar, o material mais adequado é freqüentemente selecionado de acordo com as condições de trabalho dos moldes convexos e côncavos e o tamanho do lote de produção de as partes.

Cobertura e molde

Socos é um processo de estampagem que usa um molde para separar o material da folha ao longo de uma determinada linha de contorno. A matriz usada no blanking é chamada de matriz de blanking.

De acordo com os diferentes mecanismos de deformação, o blanking pode ser dividido em blanking comum e blanking de precisão. De um modo geral, o blanking é o blanking comum. A seção de blanking fino é mais suave e precisa, mas requer equipamentos e moldes especiais de blanking fino. Este capítulo discute principalmente o blanking comum. A matriz mostrada na Figura 1-5 é uma estrutura típica de uma matriz de punção para estampar uma peça em forma de placa e a relação de tamanho mútuo de suas partes.

Existem muitos tipos de processos de blanking. Os comumente usados são corte, estampagem, puncionamento, aparamento, entalhe e corte, entre os quais estampagem e puncionamento são os mais utilizados. O blanking é a perfuração ao longo da linha de rebolo fechada da forma da peça de trabalho, e a parte perfurada é a peça de trabalho. Puncionar é perfurar ao longo da linha de contorno fechada da forma interna da peça de trabalho, e a peça perfurada é desperdiçada. A gaxeta mostrada na Figura 1-6 é completada por dois processos de estampagem e puncionamento. A Figura 1-6(a) mostra o molde, a Figura 1-6(b) mostra a perfuração e a Figura 1-6 (c) mostra o produto de vedação acabado. As propriedades de deformação de estampagem e puncionamento são exatamente as mesmas, mas ao projetar o molde, o método de determinação do tamanho do molde é diferente. Portanto, o processo deve ser distinguido como dois processos.

O processo de estampagem é um dos principais métodos de produção de estampagem, principalmente para os seguintes fins.

• Perfure diretamente as peças acabadas

• Preparação de materiais para outros processos como dobra, repuxo e conformação;

• Reprocessamento da peça conformada (como aparar, cortar língua, desenhar peças, puncionar peças dobradas, etc.).

Análise de deformação de estampagem

• Processo de deformação da folha em branco

No processo de puncionamento, os moldes convexos e côncavos da matriz de puncionamento formam as arestas de corte superior e inferior. Sob a ação da prensa, o punção desce gradativamente, entra em contato e pressuriza o material a ser prensado, de forma que o material seja deformado e separado. O apagamento da folha é concluído em um instante. Quando a folga do molde é normal, todo o processo de separação por deformação do blank pode ser dividido em 3 estágios, conforme mostrado na Figura 1-7.

• Estágio de deformação elástica (Figura 1-7(a))

Quando o punção começa a entrar em contato com o material da folha e pressiona para baixo, o material da folha ao redor do punção e da borda da matriz produzirá concentração de tensão, o que faz com que o material produza compressão elástica, dobra, repuxo profundo e outras deformações complexas. O material da folha é ligeiramente espremido na cavidade da cavidade. Neste momento, o material sob o molde macho é ligeiramente dobrado e o material no molde fêmea está para cima. Quanto maior a lacuna, mais grave será a flexão e a reviravolta. À medida que o punção continua a pressionar, até que a tensão no material atinja o limite elástico.

• Estágio de deformação plástica (Figura 1-7(b))

Quando o punção continua a pressionar, a tensão no material atinge o ponto de escoamento e o material entra no estágio de deformação plástica. O punção é cortado na parte superior da folha, enquanto a parte inferior da folha é espremida na cavidade do molde côncavo. As arestas da superfície de cisalhamento da chapa de metal são arredondadas devido à flexão e alongamento e, ao mesmo tempo, uma pequena seção de arestas retas verticais brilhantes é formada na superfície de corte devido à deformação de cisalhamento plástico. À medida que a profundidade do punção na chapa aumenta, o grau de deformação plástica aumenta e o endurecimento do material na zona de deformação aumenta, e a resistência à deformação por punção continua a aumentar até que o material no lado próximo à aresta de corte apareça com microfissuras devido ao esforço de tração. No final do estágio de deformação plástica, a resistência à deformação por punção atinge seu valor máximo. Devido ao espaço entre os moldes convexo e côncavo, a chapa também é deformada por dobra e estiramento nesta fase. Quanto maior a folga, maior a deformação de flexão e alongamento.

• Estágio de separação da fratura (Figura 1-7(c))

Quando a tensão do material da folha atinge o limite de resistência, o punção continua a pressionar, ocorrem rachaduras no material lateral próximo à borda da matriz côncava e, em seguida, o material lateral próximo à borda do punção produz trincas. As microfissuras superiores e inferiores formadas continuam a se expandir no material à medida que o punção continua a pressionar. Quando as rachaduras superior e inferior se sobrepõem, o material da folha é cisalhado e separado. Posteriormente, o molde macho empurra o material separado para dentro da cavidade do molde fêmea.

A partir da análise do processo de deformação de estampagem acima mencionado, pode-se ver que a deformação do processo de estampagem é muito complicada. Além da deformação por cisalhamento, também existem deformações como repuxo profundo, dobramento e extrusão lateral. Portanto, o plano de peças cegas e materiais residuais não é plano e geralmente se deforma.