สุดยอดคู่มือการวาดชิ้นส่วนทรงกระบอกลึกโดย Punch

เวลาอ่านโดยประมาณ: 13 นาที

วาดลึก หมายถึงวิธีการประมวลผลปั๊มที่ใช้แม่พิมพ์เพื่อเจาะช่องว่างที่แบนลงในส่วนกลวงที่เปิดอยู่หรือเพื่อเปลี่ยนรูปร่างและขนาดของส่วนกลวงที่เปิดอยู่ กระบวนการวาดลึกใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตภาคอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น รถยนต์ รถแทรกเตอร์ เครื่องมือ อิเล็กทรอนิกส์ การบินและอวกาศ และสิ่งจำเป็นในชีวิตประจำวัน เป็นหนึ่งในกระบวนการพื้นฐานของการปั๊มเย็น ไม่เพียงแต่สามารถประมวลผลชิ้นส่วนที่หมุนได้เท่านั้น แต่ยังประมวลผลรูปร่างของกล่องด้วย ชิ้นส่วนและชิ้นส่วนผนังบางอื่นๆ ที่มีรูปร่างซับซ้อนแสดงไว้ในรูปที่ 1-1 และรูปที่ 1-2

NS ขั้นตอนการวาด แบ่งตามรูปร่างของช่องว่าง: วิธีการขึ้นรูปจากช่องว่างแบบแบนเป็นส่วนกลวงแบบเปิดที่มีก้นเรียกว่าแบบแบน (แรก) การขึ้นรูปจากส่วนกลวงที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางขนาดใหญ่ไปยังส่วนกลวงที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็ก วิธีการนี้เรียกว่าการวาดลึกแต่ละครั้ง กระบวนการวาดถูกแบ่งออกตามการเปลี่ยนแปลงของความหนาของผนัง: กระบวนการวาดซึ่งความหนาของผนังของชิ้นส่วนหลังจากการวาดไม่เปลี่ยนแปลงมากนักเมื่อเทียบกับความหนาของช่องว่างเรียกว่าการวาดการทำให้ผอมบางคงที่ ความหนาของชิ้นงานหลังการวาดจะเท่ากับความหนาของชิ้นงาน กระบวนการวาดที่บางลงอย่างมากเรียกว่าการวาดแบบผอมบาง กระบวนการวาดแบบไม่บางใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิต โครงการนี้เน้นที่การวิเคราะห์กระบวนการและการออกแบบแม่พิมพ์

โครงงานนี้ใช้การออกแบบดายวาดของชิ้นส่วนทรงกระบอกดังแสดงในรูปที่ 1-3 เป็นตัวพา และฝึกผู้อ่านอย่างครอบคลุมเพื่อกำหนดกระบวนการวาดและความสามารถเบื้องต้นในการออกแบบแม่พิมพ์วาด

ส่วนชื่อ: ส่วนทรงกระบอก.

ชุดการผลิต: ชุดกลาง

วัสดุ: เหล็กกล้า 08F

ความหนา: 1.0 มม.

การวาดชิ้นส่วน: ดังแสดงในรูปที่ 1-3

การวาดภาพ กระบวนการและลักษณะการเสียรูป

รูปที่ 1-4 แสดงขั้นตอนการวาดชิ้นส่วนทรงกระบอก ช่องว่างแบนกลมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง D และความหนา t ถูกวาดลึกโดยดายวาดเพื่อให้ได้ชิ้นส่วนที่เรียบง่ายแบบวงกลมแบบเปิดผนังตรงที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางด้านใน d และสูง h และ h> (Dd) /2.

การไหลของพลาสติกชนิดใดที่ว่างเปล่าแบบกลมภายใต้การกระทำของแม่พิมพ์ทำให้เกิดส่วนกลวงแบบเปิด? การถ่ายโอนวัสดุของแผ่นเรียบในระหว่างการวาดลึกจะแสดงในรูปที่ 1-5 หากไม่ได้ใช้แม่พิมพ์ แค่เอาส่วนที่แรเงาสามเหลี่ยมออกในรูปที่ 1-5 จากนั้นงอส่วนที่เหลือของแถบแคบๆ ตามเส้นรอบวงของเส้นผ่านศูนย์กลาง d แล้วเชื่อมเพื่อให้ได้เส้นผ่านศูนย์กลาง d และความสูง h=( Dd)/ 2. ส่วนทรงกระบอกเปิดมีรอยเชื่อมที่ขอบและปากหยัก นี่แสดงว่าต้องเอา "วัสดุส่วนเกิน" ออกเมื่อแผ่นกลมแบนกลายเป็นส่วนทรงกระบอก อย่างไรก็ตาม ช่องว่างกลมแบนไม่ได้ขจัดวัสดุส่วนเกินออกในระหว่างขั้นตอนการวาดแบบลึก และความสูงของชิ้นงานที่ได้จากการวาดแบบลึกนั้นมากกว่า h และความหนาของผนังของชิ้นงานเพิ่มขึ้น ดังนั้น วัสดุในส่วนแรเงาสามเหลี่ยมจึงถือเป็นวัสดุที่ซ้ำซ้อนเท่านั้น ภายใต้การดำเนินการ การไหลและการถ่ายโอนเกิดขึ้น

วิเคราะห์การขนย้ายวัสดุระหว่าง วาดลึก ผ่านการทดสอบกริดเพิ่มเติมสามารถแสดงให้เห็นการไหลของโลหะในระหว่างการวาดลึกดังแสดงในรูปที่ 1-6

ก่อนวาดแบบลึก ให้วาดตารางของวงกลมศูนย์กลางที่มีระยะห่างเท่ากันและเส้นรัศมีที่แบ่งเท่าๆ กันบนช่องว่างทรงกลม หลังจาก วาดลึกคุณจะเห็นว่ากริดในพื้นที่ต่างๆ เปลี่ยนไปเป็นองศาที่แตกต่างกัน ต่อไปนี้จะวิเคราะห์การไหลของโลหะระหว่างกระบวนการวาดผ่านการเปลี่ยนแปลงของกริด

• ตารางด้านล่างของส่วนทรงกระบอกโดยทั่วไปจะคงรูปเดิมไว้ ซึ่งบ่งชี้ว่าโลหะที่ด้านล่างของหมัดไม่มีการไหลที่ชัดเจน
• วงกลมศูนย์กลางที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางวงไม่เท่ากันจะถูกแปลงเป็นวงกลมคู่ขนานที่มีเส้นรอบวงเดียวกันบนผนังกระบอกสูบ ระยะห่างเพิ่มขึ้น และส่วนบนของกระบอกสูบใกล้ขึ้น a1>a2>a3>…>a ซึ่งบ่งชี้ว่าความเครียดในแนวรัศมีของโลหะคือความเครียดแรงดึง และการไหลของโลหะในแนวรัศมีใกล้กับวงกลมรอบนอกมากขึ้น
• เส้นรัศมีศูนย์กลางของการหารเท่ากันในทิศทางแนวรัศมีจะถูกแปลงเป็นเส้นแนวตั้งคู่ขนานบนผนังกระบอกสูบ และเส้นแนวตั้งจะมีระยะห่างเท่ากันกับ b มันแสดงให้เห็นว่าความเครียดในแนวสัมผัสคือแรงอัด และยิ่งโลหะอยู่ใกล้กับวงกลมรอบนอกมากเท่าใด กระแสในแนวสัมผัสก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น
• ดังแสดงในรูปที่ 1-6 (b) หากคุณนำหน่วยจากกริด มันจะเป็นกริดรูปพัดลมก่อนที่จะวาดลึกด้วยพื้นที่ A1 หลังจากการวาดลึก มันจะกลายเป็นตารางสี่เหลี่ยมที่มีพื้นที่ A2 ซึ่งเทียบเท่ากับสล็อตรูปลิ่ม A ที่ดึงตารางเซกเตอร์ด้วยวิธีเดียวกัน ภายใต้การกระทำของความเค้นอัดในแนวสัมผัสและความเค้นแรงดึงในแนวรัศมี โลหะจะสร้างการเสียรูปของการยืดตัวในแนวรัศมีและการเปลี่ยนรูปการอัดในแนวสัมผัสเพื่อสร้างตารางสี่เหลี่ยม
• ตามการวัด ความหนาด้านล่างจะเล็กกว่าเล็กน้อย (โดยทั่วไปจะละเลย) และความหนาของผนังกระบอกสูบจะค่อยๆ เพิ่มขึ้นจากด้านล่างถึงปากกระบอกดังแสดงในรูปที่ 1-7 ซึ่งแสดงว่าปากกระบอกมี การเสียรูปในระดับสูงและโลหะถ่ายโอนจำนวนมาก แต่เนื่องจากความหนาเฉลี่ยของส่วนที่ดึงออกมานั้นเกือบจะเท่ากับความหนาของช่องว่าง การละเว้นการเปลี่ยนแปลงความหนาเล็กน้อยสามารถประมาณได้เนื่องจากพื้นที่ของหน่วยขนาดเล็กยังคงไม่เปลี่ยนแปลงก่อนและหลังการวาด นั่นคือ A₁=A₂แสดงว่าพื้นที่ผิวของชิ้นงานเปล่าและชิ้นงานเท่ากันทั้งก่อนและหลังการวาด

นอกจากนี้ เนื่องจากระดับการเสียรูปและการชุบแข็งชิ้นงานที่แตกต่างกัน ความแข็งของแต่ละส่วนของผนังกระบอกสูบตามทิศทางความสูงจึงแตกต่างกัน และความแข็งของปากส่วนจะสูงขึ้น ดังแสดงในรูปที่ 1- 7.

โดยสรุป ลักษณะการเสียรูปในระหว่างการวาดลึกสามารถสรุปได้ดังนี้

• วัสดุที่อยู่ใต้หมัดนั้นโดยทั่วไปแล้วจะไม่เสียรูปและจะกลายเป็นด้านล่างของกระบอกสูบหลังจากการดึงลึก การเสียรูปส่วนใหญ่จะเน้นที่บริเวณหน้าแปลนแบนบนพื้นผิวของแม่พิมพ์ (ส่วนวงแหวนของ Dd) ซึ่งเป็นพื้นที่การเสียรูปหลักของการเสียรูปการวาด
• การเสียรูปของโซนการเปลี่ยนรูปไม่สม่ำเสมอ มันถูกบีบอัดและย่อให้สั้นลงในแนวสัมผัสและยืดออกในแนวรัศมี ยิ่งเข้าปากมาก ยิ่งบีบและยืดตัว ความหนาของแผ่นที่ปากเพิ่มขึ้น

ความเครียดและความเครียดในระหว่างการวาดลึก

โดยการวิเคราะห์ความเค้นและความเครียดของแผ่นในระหว่าง ขั้นตอนการวาดจะช่วยแก้ปัญหาในกระบวนการในงานเขียนแบบและรับรองคุณภาพของผลิตภัณฑ์ ในกระบวนการวาดลึก วัสดุมีสถานะความเค้นและความเครียดที่แตกต่างกันในส่วนต่างๆ ชิ้นส่วนทรงกระบอกเป็นส่วนที่วาดลึกที่ง่ายที่สุดและธรรมดาที่สุด รูปที่ 1-8 แสดงความเค้นและความเครียดของชิ้นส่วนทรงกระบอกในระยะหนึ่งของการวาดครั้งแรกด้วยตัวยึดเปล่า ความหมายของสัญลักษณ์แต่ละตัวในรูปมีดังนี้

σ₁, ε₁- ความเค้นและความเครียดในแนวรัศมี

σ₂, ε₂- ความเค้นและความเครียดในทิศทางความหนา

σ₃, ε₃—ความเครียดและความเครียดในทิศทางสัมผัส

ตามสถานะความเค้นและความเครียดที่แตกต่างกัน ช่องว่างที่วาดสามารถแบ่งออกเป็น 5 พื้นที่: โซน I คือส่วนหน้าแปลน ซึ่งเป็นโซนการเสียรูปหลักของ ขั้นตอนการวาด; โซน II คือมุมของแม่พิมพ์ซึ่งเป็นโซนการเปลี่ยนแปลง Ⅲ โซนเป็นส่วนผนังของกระบอกสูบซึ่งทำหน้าที่ส่งแรง โซน IV คือส่วนที่โค้งมนของหมัด ซึ่งเป็นโซนทรานซิชันด้วย โซน V คือส่วนล่างของกระบอกสูบซึ่งถือได้ว่าไม่มีการเสียรูปของพลาสติก

ที่ตำแหน่งเหนือมุมของผนังกระบอกสูบและด้านล่างเล็กน้อย ความเค้นดึง σ₁ ที่สร้างขึ้นมีขนาดค่อนข้างใหญ่เนื่องจากพื้นที่หน้าตัดสำหรับส่งแรงดึงมีขนาดเล็ก ในเวลาเดียวกัน มีวัสดุที่ต้องถ่ายโอนน้อยลงในที่นี้ ดังนั้นระดับการเสียรูปของวัสดุจึงน้อยมาก การชุบแข็งงานลดลง และความแข็งแรงของวัสดุก็ต่ำลงด้วย เมื่อเปรียบเทียบกับมุมมนของหมัดแล้ว ไม่มีแรงเสียดสีใดมากไปกว่ามุมมนของหมัด ดังนั้น ในระหว่างกระบวนการวาดลึก การผอมบางจึงรุนแรงที่สุดที่มุมของผนังกระบอกสูบและด้านล่าง ซึ่งจะกลายเป็นส่วนที่อ่อนแอที่สุดของทั้งส่วน ส่วนนี้มักจะเรียกว่า "ส่วนอันตราย" ถ้าเกิดความเครียด σ₁ ในส่วนที่เป็นอันตรายเกินขีด จำกัด ความแข็งแรงของวัสดุส่วนที่ดึงออกมาจะแตกที่นั่น แม้ว่าจะไม่มีรอยแตกร้าว แต่วัสดุจะบางเกินไป ณ สถานที่นั้นเนื่องจากมีความเครียดมากเกินไป ชิ้นงานจึงถูกทิ้งเนื่องจากความคลาดเคลื่อนมากเกินไป

จากการวิเคราะห์ข้างต้น จะเห็นได้ว่าปัญหาด้านคุณภาพหลักในระหว่างการวาดแบบลึกคือรอยยับในบริเวณหน้าแปลนระนาบและรอยแตกใน "ส่วนที่เป็นอันตราย"

ปัญหาในกระบวนการวาดลึก

ริ้วรอย

ในระหว่างการวาดลึกเนื่องจากแรงกดในแนวสัมผัส σ₃ ของวัสดุหน้าแปลน เมื่อความเค้นอัดนี้ถึงระดับหนึ่ง ทิศทางสัมผัสของวัสดุแผ่นจะโค้งเนื่องจากความไม่เสถียร ซึ่งทำให้เกิดคลื่นในทิศทางสัมผัสรอบหน้าแปลน การโค้งงออย่างต่อเนื่องของรูปร่างเรียกว่าการย่นดังแสดงในรูปที่ 1-9 (a) เมื่อส่วนที่ดึงออกมามีรอยย่น วัสดุในโซนการเปลี่ยนรูปหน้าแปลนของส่วนที่เบากว่ายังคงสามารถดึงเข้าไปในแม่พิมพ์ได้ แต่จะทำให้เกิดการกระเพื่อมที่ปากของชิ้นงาน ดังแสดงในรูปที่ 1-9 (ข) ซึ่ง จะส่งผลต่อคุณภาพของชิ้นงาน เมื่อรอยย่นรุนแรง ส่วนที่ดึงออกมาจะหักเนื่องจากวัสดุหน้าแปลนหลังจากการย่นไม่สามารถผ่านช่องว่างระหว่างแม่พิมพ์นูนและเว้าได้ ดังแสดงในรูปที่ 1-9 (c) ริ้วรอยเป็นหนึ่งในสาเหตุหลักของการเสียรูปอย่างล้ำลึก

รอยยับระหว่างการวาดนั้นสัมพันธ์กับขนาดของ σ . หรือไม่₃และความหนาสัมพัทธ์ของช่องว่าง t/D และ σ₃ เกี่ยวข้องกับระดับการเสียรูปของรูปวาด เมื่อระดับการเสียรูปของภาพวาดแต่ละภาพมีขนาดใหญ่ และความหนาสัมพัทธ์ t/D ของช่องว่างมีขนาดเล็ก มันจะเกิดรอยยับ มาตรการป้องกันรอยย่นที่มีประสิทธิภาพสูงสุด (และใช้กันมากที่สุดในการผลิต) คือการใช้แหวนย้ำ การลดระดับการเสียรูปของการวาดภาพและเพิ่มความหนาของช่องว่างยังช่วยลดแนวโน้มที่จะเกิดรอยย่นได้อีกด้วย

Rupture

การย่นไม่ได้หมายความว่าการเสียรูปของวัสดุแผ่นถึงขีดจำกัดแล้ว เนื่องจากระดับของการเสียรูปยังคงสามารถปรับปรุงได้หลังจากใช้มาตรการต่างๆ เช่น การเพิ่มแรงดันที่วงแหวนขอบ เมื่อระดับของการเสียรูปเพิ่มขึ้น แรงการเสียรูปจะเพิ่มขึ้นตามไปด้วย เมื่อแรงการเปลี่ยนรูปมากกว่าความสามารถในการบรรทุกของส่วนที่เป็นอันตราย ส่วนที่ดึงออกมาจะแตกหัก ดังแสดงในรูปที่ 1-10 ดังนั้นความสามารถในการบรรทุกของส่วนที่เป็นอันตรายจึงเป็นกุญแจสำคัญในการกำหนดว่าการวาดภาพลึกสามารถดำเนินการได้อย่างราบรื่นหรือไม่

ไม่ว่าส่วนอันตรายจะพังระหว่าง วาดลึก ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของวัสดุ ระดับของการเปลี่ยนรูป รัศมีเนื้อของแม่พิมพ์ และสภาวะการหล่อลื่น ในทางปฏิบัติการผลิต มักใช้วัสดุที่มีดัชนีการชุบแข็งขนาดใหญ่และอัตราส่วนผลตอบแทนน้อยสำหรับการดึงขึ้นรูปลึก และการวัด เช่น การเพิ่มรัศมีการวาดนูนและเว้าเว้าอย่างเหมาะสม เพิ่มจำนวนครั้งในการดึง และปรับปรุงการหล่อลื่นเพื่อหลีกเลี่ยง การเกิดรอยแตก

ชุบแข็ง

กระบวนการวาดเป็นกระบวนการที่ช่องว่างผ่านการเสียรูปพลาสติกซึ่งต้องมาพร้อมกับการชุบแข็งชิ้นงาน ดังนั้น เมื่อเปรียบเทียบกับชิ้นงานเปล่า ความแข็งและความแข็งแรงของชิ้นงานที่ได้รับหลังการวาดเพิ่มขึ้น และความเหนียวและความเหนียวก็ลดลง จากการทดสอบกริด จะเห็นว่าการเสียรูปของช่องว่างในแต่ละพื้นที่ระหว่างกระบวนการวาดไม่เท่ากัน ตั้งแต่พื้นที่การเสียรูปเล็กๆ ที่ด้านล่างไปจนถึงพื้นที่การเปลี่ยนรูปหลักของหน้าแปลนของปากกระบอกสูบ ดังนั้นคุณสมบัติของ วัสดุที่บิดเบี้ยวหลังจากการวาดก็ไม่สม่ำเสมอเช่นกัน การกระจายความแข็งของส่วนที่ดึงออกมาจะค่อยๆ เพิ่มขึ้นจากด้านล่างสู่ปาก ดังแสดงในรูปที่ 1-7 และส่วนที่อันตรายที่มีการชุบแข็งไม่เพียงพอที่สุดจะปรากฏขึ้นใกล้กับมุมโค้งมนของหมัด นี่เป็นเพียงสิ่งที่ตรงกันข้ามกับข้อกำหนดของกระบวนการ จากมุมมองของกระบวนการ เพื่อป้องกันการแตกร้าวระหว่างกระบวนการเจาะ การชุบแข็งด้านล่างของส่วนวาดควรมีขนาดใหญ่ และการชุบแข็งของปากควรมีขนาดเล็ก

เนื่องจากการชุบแข็งของชิ้นส่วนที่ดึงลึก ความแข็งแกร่งและความแข็งแกร่งของมันจึงสูงกว่าวัสดุเปล่า ซึ่งเป็นประโยชน์ในการปรับปรุงอายุการใช้งานของชิ้นส่วนที่ดึงลึก อย่างไรก็ตาม เมื่อภาพวาดได้รับการออกแบบหลายครั้ง ความเป็นพลาสติกของส่วนที่วาดจะลดลง และช่องว่างกึ่งสำเร็จรูปจะทำให้เสียรูปได้ยากเมื่อวาดต่อไป ดังนั้นควรเลือกระดับการเสียรูปของแต่ละครั้งอย่างถูกต้องและไม่ว่าส่วนกึ่งสำเร็จรูปจะต้องผ่านการอบอ่อนเพื่อคืนสภาพเป็นพลาสติกหรือไม่ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับโลหะบางชนิดที่มีความสามารถในการชุบแข็งอย่างแข็งแกร่ง (สแตนเลส เหล็กทนความร้อน ฯลฯ) คุณควรให้ความสนใจมากขึ้น ตัวอย่างเช่น เหล็กกล้าไร้สนิม 1Cr18Ni9Ti มีความไวต่อการชุบแข็งงานเย็นในการเสียรูปของพลาสติกมาก การเสียรูปเพียงเล็กน้อยจะทำให้เกิดความแข็งและความแข็งแรง การเพิ่มขึ้นนั้นชัดเจน ดังนั้นจึงมักเป็นไปไม่ได้ที่จะเลือกช่องว่างประเภทนี้สำหรับการวาดภาพลึกหลายภาพ

Lugs

เมื่อดึงส่วนทรงกระบอกออกมา ความไม่สม่ำเสมอปกติที่ปลายปากของส่วนที่ดึงออกมาจะเรียกว่าตัวดึง สาเหตุของการดึงคือ anisotropy ของแผ่น ในทิศทางที่ค่าสัมประสิทธิ์ทิศทางความหนาของเพลตต่ำ เพลตจะหนาขึ้นและความสูงของผนังกระบอกสูบจะลดลง ในทิศทางที่ค่าสัมประสิทธิ์ทิศทางความหนาของแผ่นสูง ความหนาของแผ่นเปลี่ยนแปลงเล็กน้อย และความสูงของผนังถังจะสูงขึ้น ในระหว่างการวาดแบบลึก ยิ่งค่าสัมประสิทธิ์ทิศทางของระนาบแผ่นใหญ่ขึ้น Δr ปรากฏการณ์การยื่นออกมาจะรุนแรงมากขึ้นเท่านั้น