เวลาอ่านโดยประมาณ: 9 นาที

แผ่นโลหะ ปั๊ม เป็นวิธีการขึ้นรูปพลาสติกโลหะที่สำคัญมาก ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมอากาศยาน ยานยนต์และหัวรถจักร เครื่องใช้ไฟฟ้า บรรจุภัณฑ์อาหาร ฮาร์ดแวร์ประจำวัน การก่อสร้าง บรรจุภัณฑ์ และอุตสาหกรรมอื่นๆ

ข้อบกพร่องจากการขึ้นรูปต่างๆ ที่มักปรากฏในกระบวนการผลิตการปั๊มขึ้นรูปจริงส่งผลกระทบต่อความแม่นยำทางเรขาคณิต สมบัติทางกล และคุณภาพพื้นผิวของชิ้นส่วนปั๊มขึ้นรูป เนื่องจากมีพารามิเตอร์กระบวนการมากมายที่เกี่ยวข้องกับคุณภาพของการปั๊มและปัจจัยที่เกี่ยวข้องกัน ทำให้เกิดความยุ่งยากและความท้าทายแก่วิศวกรแม่พิมพ์ในไซต์งานในการซ่อมและทดลองแม่พิมพ์ บทความนี้จะวิเคราะห์สาเหตุของข้อบกพร่องด้านคุณภาพทั่วไปสามประการในกระบวนการปั๊ม ได้แก่ รอยแตก รอยย่น และการตอบสนอง และแนะนำวิธีแก้ปัญหาทั่วไปตามลำดับ

1. ต่อย แตกหัก

แผ่นบางเป็นผลมาจากการยืดแผ่น จากมุมมองทางวิศวกรรม ความหนาของแผ่นจะลดลง 4% เป็น 20% ซึ่งโดยทั่วไปยอมรับได้ อย่างไรก็ตามหากการบางมากเกินไปก็จะไม่เพียงแต่ทำให้อ่อนลงเท่านั้น ความแข็งแกร่งของชิ้นส่วนในกรณีที่รุนแรงอาจทำให้แผ่นแตกและกลายเป็นของเสียได้โดยตรง ดังนั้นปรากฏการณ์การแตกร้าวจึงเป็นหนึ่งในข้อบกพร่องที่สำคัญที่ส่งผลกระทบอย่างร้ายแรงต่อคุณภาพของการปั๊มและการขึ้นรูปชิ้นส่วน

ในการทดสอบแรงดึงของวัสดุ เมื่อการเสียรูปลึกขึ้น พื้นที่แบริ่งของวัสดุจะลดลงอย่างต่อเนื่อง และเอฟเฟกต์การชุบแข็งของวัสดุก็จะเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องเช่นกัน เมื่อผลของการชุบแข็งที่เพิ่มขึ้นสามารถชดเชยการลดพื้นที่แบริ่ง การเสียรูปจะมีเสถียรภาพ หลังจากค่าที่จำกัด วัสดุจะลดระดับลงที่ตำแหน่งที่อ่อนที่สุดก่อนและแตกหักในที่สุด สำหรับวัสดุแผ่น กระบวนการเปลี่ยนรูปของวัสดุโดยพื้นฐานแล้วเหมือนกับการทดสอบแรงดึง เมื่อความเครียดเกินค่าที่กำหนด จะทำให้แผ่นแตก

ตามระดับการแตกที่แตกต่างกัน การแตกร้าวสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท: การแตกด้วยกล้องจุลทรรศน์และการแตกด้วยกล้องจุลทรรศน์ การแตกร้าวด้วยกล้องจุลทรรศน์หมายถึงการสร้างรอยแตกในแผ่นที่มองเห็นด้วยตาเปล่าได้ยาก แม้ว่าความลึกของรอยแตกจะตื้นมาก แต่วัสดุบางอย่างก็ล้มเหลวจริงๆ การแตกร้าวแบบมาโครหมายถึงลักษณะของรอยแตกและรอยแตกที่มองเห็นได้ด้วยตาเปล่าในแผ่น การแตกด้วยกล้องจุลทรรศน์มักเกิดจากการบวมมากเกินไปในระนาบของแผ่นบาง ในขณะที่การแตกด้วยกล้องจุลทรรศน์อาจเกิดจากการบวมล้วนหรือการงออย่างง่าย ในการวิเคราะห์ขั้นสุดท้าย ทั้งการแตกร้าวด้วยกล้องจุลทรรศน์และการแตกด้วยตาเปล่าเกิดจากความเครียดเฉพาะที่ของวัสดุ

โอกาสในการแตกร้าวโดยทั่วไปรวมถึงพื้นที่รัศมีเล็ก ๆ ในกระบวนการวาดลึก มุมของหมัด ศูนย์กลางของแก้มยาง และพื้นที่ที่วัสดุเข้าไปในโพรงและทำให้การไหลถูกปิดกั้น

เนื่องจากการแตกร้าวเกิดจากความเครียดในพื้นที่เฉพาะที่เกินค่าขีดจำกัด หลักการในการกำจัดปรากฏการณ์การแตกร้าวคือการเปลี่ยนการกระจายของแรงสัมผัสปกติและแรงเสียดทานในแนวดิ่งเพื่อลดค่าความเครียดแรงดึงในพื้นที่แตก วิธีการโดยทั่วไปรวมถึง:

• เลือกขนาดและรูปร่างของช่องว่างที่เหมาะสม

ในระหว่างกระบวนการขึ้นรูปแผ่นงาน ขนาดและรูปร่างของช่องว่างจะส่งผลต่อคุณภาพการขึ้นรูปขั้นสุดท้าย ตัวอย่างเช่น เมื่อยืดท่อสี่เหลี่ยม ช่องว่างสี่เหลี่ยมจะถูกใช้เพื่อยืดออกก่อน หากเกิดรอยแตก สามารถตัดมุมทั้งสี่ของช่องว่างด้วยขนาดที่เหมาะสมได้ การรักษาสามารถขจัดการแตกร้าวได้

• เพิ่มกระบวนการเสริม (เปลี่ยนส่วนโค้งหรือความชันของผลิตภัณฑ์ เพิ่มรูปร่างหรือตัดกระบวนการ)

บนสมมติฐานของการปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านการทำงานของชิ้นส่วน การเพิ่มเนื้อของแม่พิมพ์อย่างเหมาะสมหรือการลดความลาดเอียงสามารถลดความต้านทานการไหลของวัสดุในระหว่างกระบวนการขึ้นรูป ดังนั้นจึงหลีกเลี่ยงไม่ให้เกิดการแตกหัก กระบวนการเจาะจะทำการกรีดที่ส่วนที่เหมาะสมของแผ่น เพื่อให้บริเวณที่แตกง่ายสามารถเสริมด้วยวัสดุจากบริเวณที่อยู่ติดกัน เพื่อปรับปรุงการเสียรูปของพื้นที่ และเพื่อหลีกเลี่ยงการแตกร้าว

• ปรับพารามิเตอร์การแตกหักหรือแรงจับยึด

แม้ว่าการใช้การแตกหักสามารถป้องกันรอยยับในส่วนหน้าแปลนได้ แต่ผลข้างเคียงคือการเพิ่มความต้านทานการไหลของวัสดุเข้าไปในแม่พิมพ์ ดังนั้น พารามิเตอร์การแตกหักที่ไม่เหมาะสมอาจทำให้เกิดความต้านทานการไหลมากเกินไป ส่งผลให้แผ่นแตกร้าว

• ปรับปรุงสภาพการหล่อลื่น

ความสัมพันธ์ระหว่างคุณภาพการปั๊มและสารหล่อลื่นมีความสำคัญอย่างยิ่ง สภาวะการหล่อลื่นที่ไม่ดีหรือการเลือกสารหล่อลื่นที่ไม่เหมาะสมอาจทำให้แผ่นแตกร้าวได้

2. ต่อย ริ้วรอย

การย่นยังเป็นข้อบกพร่องด้านคุณภาพโดยทั่วไปในกระบวนการปั๊ม ซึ่งส่งผลกระทบโดยตรงต่อคุณภาพพื้นผิวของผลิตภัณฑ์ ร้ายแรงกว่านั้น บางครั้งอาจมีรอยย่นและถูกรีดโดยแม่พิมพ์ ทำให้ชิ้นงานเสียหาย หรือแม้แต่เกาแม่พิมพ์ ซึ่งทำให้เกิดการสูญเสียครั้งใหญ่

สาเหตุของการย่นอยู่ตรงข้ามกับสาเหตุของการแตกร้าว ซึ่งเกิดจากความไม่แน่นอนของทิศทางความหนาของแผ่นเนื่องจากความเค้นอัดเฉพาะที่มากเกินไป ความไม่เสถียรรูปแบบนี้เรียกว่าความไม่เสถียรของการบีบอัด เมื่อเกิดริ้วรอย ทิศทางของรอยย่นจะตั้งฉากกับแรงกดทับ แต่ไม่อาจพิจารณาได้ง่ายๆ ว่าริ้วรอยใดๆ เกิดจากแรงกดทับ

มีรอยย่นต่างๆ ระหว่างการปั๊มและขึ้นรูปแผ่นโลหะ ตามสาเหตุต่าง ๆ พวกเขาสามารถแบ่งออกเป็นริ้วรอยสะสมวัสดุและริ้วรอยความไม่แน่นอน รอยย่นที่สะสมของวัสดุเกิดจากการที่วัสดุเข้าสู่โพรงมากเกินไป ริ้วรอยเกิดจากความไม่เสถียร และรอยย่นที่ไม่เสถียรหมายถึงรอยย่นที่เกิดจากความไม่เสถียรของหน้าแปลนการกดที่มีแรงยึดเกาะน้อยในทิศทางความหนาของแผ่นและความไม่แน่นอนของส่วนที่ยืดไม่เท่ากัน แม้ว่ารอยย่นไม่ได้ทำให้ความแข็งแกร่งและความแข็งแกร่งของชิ้นส่วนลดลงเหมือนการฉีกขาด แต่ส่งผลกระทบต่อความแม่นยำและความสวยงามของชิ้นส่วน หากรอยยับเกิดขึ้นระหว่างกระบวนการ ก็อาจส่งผลต่อความก้าวหน้าตามปกติของกระบวนการถัดไป

เมื่อความเค้นอัดเฉพาะที่ของวัสดุมีขนาดใหญ่เกินไป จะทำให้เกิดรอยยับได้ง่าย โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อวัสดุอยู่ภายใต้การกระทำของแรงดึงและแรงอัด ดังนั้นหลักการของการกำจัดริ้วรอยก็คือการทำนายการไหลของวัสดุอย่างแม่นยำและเพิ่มการเกิดริ้วรอย แรงสัมผัสปกติ แนวปฏิบัติทางวิศวกรรมโดยทั่วไปรวมถึง:

• เพิ่มแรงยึดที่ว่างเปล่า

แรงยึดที่ว่างเปล่าสามารถเพิ่มความต้านทานการไหลของวัสดุเข้าไปในแม่พิมพ์ และสามารถบรรเทารอยย่นของขอบหน้าแปลนได้

• เพิ่มจำนวนรีบาวน์หรือเพิ่มความสูง

รีบาวน์แบ่งออกเป็นแท่งกลม แท่งสี่เหลี่ยม และแถบเลื่อน ความต้านทานฟีดเพิ่มขึ้นตามลำดับ ซึ่งการรีบาวด์ที่จะใช้นั้นต้องพิจารณาจากหลายๆ ด้าน เช่น ความลึกในการวาดของชิ้นงาน คุณสมบัติของวัสดุ และรูปร่างของผลิตภัณฑ์ การตั้งค่าการรีบาวด์ที่เหมาะสม การควบคุมทางวิทยาศาสตร์ของความต้านทานการป้อน การเปลี่ยนแปลงสถานะความเค้นภายในของวัสดุ และการปรับทิศทางการไหลของวัสดุสามารถปรับปรุงข้อบกพร่องของรอยยับได้อย่างมีประสิทธิภาพ

• ปรับเปลี่ยนผลิตภัณฑ์และรูปทรงแม่พิมพ์เพื่อดูดซับวัสดุส่วนเกิน

3. ต่อย สะท้อนกลับ

การสะท้อนกลับของโลหะแผ่นหมายถึงปรากฏการณ์ที่รูปร่างและขนาดของวัสดุมีการเปลี่ยนแปลงไปในทิศทางตรงกันข้ามกับการเสียรูปเมื่อโหลดเนื่องจากการคืนตัวแบบยืดหยุ่นของวัสดุหลังจากที่โหลดภายนอกถูกลบออกระหว่างกระบวนการปั๊มและขึ้นรูป การเด้งกลับเป็นข้อบกพร่องในการขึ้นรูปที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ในกระบวนการขึ้นรูปโลหะแผ่น โดยเฉพาะอย่างยิ่งกระบวนการดัด

การเด้งกลับของวัสดุแผ่นส่งผลกระทบต่อรูปร่างและความแม่นยำของมิติของชิ้นส่วนที่เกิดขึ้นอย่างจริงจัง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ด้วยการใช้แผ่นเหล็กความแข็งแรงสูงอย่างแพร่หลาย ปรากฏการณ์การสะท้อนกลับได้รับความสนใจมากขึ้นเรื่อยๆ เนื่องจากให้ผลผลิตสูงและความต้านทานแรงดึงสูง วัสดุแผ่นที่มีความแข็งแรงสูงจึงมีความแข็งแกร่งและความแข็งที่มากกว่า และแสดงปรากฏการณ์การสะท้อนกลับที่ชัดเจนยิ่งขึ้นหลังจากขนถ่ายที่อุณหภูมิห้อง

หลังจากการวิเคราะห์เชิงลึกของปรากฏการณ์การสะท้อนกลับ เราได้เรียนรู้ว่าสาเหตุหลักของปรากฏการณ์การสะท้อนกลับคือสถานะการเสียรูปของแต่ละส่วนของวัสดุแผ่นไม่ตรงกัน ในขั้นตอนการเปลี่ยนรูป เมื่อถอดแม่พิมพ์ออก วัสดุแต่ละส่วนจะต้องได้รับการฟื้นฟูอย่างยืดหยุ่น ซึ่งนำไปสู่การกระจายความเค้นตกค้างที่ไม่สม่ำเสมอในทิศทางความหนาหรือทิศทางในระนาบของวัสดุแผ่น และเกิดการเด้งกลับในที่สุด

มีปัจจัยที่มีอิทธิพลมากมายที่ส่งผลต่อปริมาณการสะท้อนกลับของโลหะแผ่น เช่น คุณสมบัติทางกลของวัสดุเอง เนื้อแม่พิมพ์ และช่องว่างระหว่างแม่พิมพ์เว้าและแม่พิมพ์นูน แรงยึดจับเปล่า และอื่นๆ สำหรับผู้ออกแบบกระบวนการขึ้นรูปโลหะแผ่น วิธีที่ง่ายกว่าในการลดข้อผิดพลาดทางเรขาคณิตของชิ้นงานที่เกิดจากปรากฏการณ์การสะท้อนกลับคือการลดการสะท้อนกลับของชิ้นงานโดยการปรับพารามิเตอร์กระบวนการ เพื่อให้ขนาดเรขาคณิตของชิ้นงานตรงตาม ข้อกำหนดการออกแบบ

• ประสิทธิภาพของวัสดุ

ยิ่งโมดูลัสยืดหยุ่นของวัสดุมีขนาดเล็กเท่าใด ขีดจำกัดของผลตอบแทนก็จะยิ่งสูงขึ้น ปรากฏการณ์การแข็งตัวของงานก็จะยิ่งรุนแรงขึ้น (ค่า n สูง) และการตอบสนองของการเสียรูปการดัดก็จะยิ่งมากขึ้น การฟื้นตัวของแผ่นเหล็กความแข็งแรงสูงและแผ่นเหล็กโลหะผสมอลูมิเนียมนั้นใหญ่กว่าแผ่นเหล็กธรรมดา

• รัศมีการดัดสัมพัทธ์

รัศมีการดัดสัมพัทธ์หมายถึงอัตราส่วนของรัศมีการดัดต่อความหนาของวัสดุเมื่อแผ่นงอ เมื่อรัศมีการโค้งงอสัมพัทธ์ลดลง การเปลี่ยนรูปในแนวสัมผัสทั้งหมดบนพื้นผิวด้านนอกของแผ่นโค้งจะเพิ่มขึ้น และการเสียรูปของพลาสติกและการดัดงอแบบยืดหยุ่นก็เพิ่มขึ้นพร้อมกันเช่นกัน แต่สัดส่วนของการเปลี่ยนรูปยางยืดในความเครียดทั้งหมดลดลง ดังนั้น การดีดตัวกลับลดลงด้วย; ในทางตรงกันข้าม เมื่อรัศมีการโค้งงอสัมพัทธ์เพิ่มขึ้น เมื่อสัดส่วนของการเสียรูปยางยืดในการเสียรูปทั้งหมดเพิ่มขึ้น การสะท้อนกลับจะเพิ่มขึ้นด้วย

• ช่องว่างระหว่างเว้าและเว้านูน

สำหรับปัญหาการเด้งกลับ ช่องว่างระหว่างแม่พิมพ์เว้าและเว้าของแม่พิมพ์ปั๊มขึ้นรูปมีผลกระทบต่อการเด้งกลับและคุณภาพพื้นผิวของชิ้นส่วนที่ดีที่สุด ยิ่งช่องว่างเล็กลง มุมสะท้อนกลับยิ่งเล็กลง และช่องว่างยิ่งใหญ่ มุมสะท้อนกลับยิ่งมากขึ้น อย่างไรก็ตาม หากช่องว่างเล็กเกินไป พื้นผิวของชิ้นงานจะเป็นรอยหรือความหนาจะบางลง เมื่อช่องว่างมีขนาดเล็กกว่าความหนาของวัสดุ ชิ้นงานอาจมีการสะท้อนกลับเป็นลบ

• จังหวะ

ขนาดของจังหวะยังส่งผลต่อสถานะความเค้นของโลหะแผ่นในระหว่างกระบวนการปั๊มและขึ้นรูป สำหรับชิ้นส่วนที่ดึงออกมาตื้น จังหวะจะเล็กกว่า และอิทธิพลของความเค้นดัดมากกว่าความเค้นแรงดึง ดังนั้นแนวโน้มของการดีดตัวกลับชัดเจนยิ่งขึ้น สำหรับชิ้นส่วนที่ดึงลึก ระยะชักมีขนาดใหญ่ขึ้น และความเค้นดึงระหว่างกระบวนการปั๊มขึ้นรูป ส่งผลให้พื้นผิวด้านบนและด้านล่างของวัสดุแผ่นเกิดสภาวะการยืดแบบสองทาง แนวโน้มการดีดตัวกลับถูกชดเชยบางส่วน และปริมาณการสะท้อนกลับ เล็ก.

• แรงยึดเปล่า

การเพิ่มแรงของตัวจับยึดชิ้นงานเปล่าสามารถลดการเด้งกลับของแผ่นงานได้ แต่การเพิ่มแรงของตัวจับยึดชิ้นงานเปล่านั้นขึ้นอยู่กับสมมติฐานที่ว่าชิ้นส่วนนั้นไม่มีข้อบกพร่องในการขึ้นรูปอื่นๆ โดยปกติแล้ว แรงจับยึดสามารถเพิ่มขึ้นได้โดยการเพิ่มแรงตัวจับยึดช่องว่างหรือโดยการตั้งค่าการสะท้อนกลับ

• ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน

แรงเสียดทานระหว่างพื้นผิวของแผ่นโค้งกับพื้นผิวของแม่พิมพ์สามารถเปลี่ยนสถานะความเค้นของแต่ละส่วนของแผ่นโค้งได้ เป็นที่เชื่อกันโดยทั่วไปว่าแรงเสียดทานสามารถเพิ่มความเค้นดึงในเขตการเปลี่ยนรูป และทำให้รูปร่างของชิ้นส่วนใกล้เคียงกับรูปร่างของแม่พิมพ์ ซึ่งจะช่วยลดการเด้งกลับของปั๊มโลหะแผ่น

เครื่องเจาะขาย