Thời gian đọc ước tính: 9 phút

Tấm kim loại dập là một phương pháp tạo hình kim loại rất quan trọng, được sử dụng rộng rãi trong hàng không vũ trụ, ô tô và đầu máy, thiết bị điện, bao bì thực phẩm, phần cứng hàng ngày, xây dựng, đóng gói và các lĩnh vực công nghiệp khác.

Các khuyết tật hình thành khác nhau thường xuất hiện trong quá trình sản xuất khuôn dập thực tế ảnh hưởng nghiêm trọng đến độ chính xác hình học, cơ tính và chất lượng bề mặt của các bộ phận dập. Do có nhiều thông số quá trình liên quan đến chất lượng của khuôn dập và các yếu tố liên quan đến nhau, điều này mang lại khó khăn và thách thức lớn cho các kỹ sư khuôn mẫu tại chỗ sửa chữa và thử khuôn. Bài viết này sẽ phân tích nguyên nhân của ba khuyết tật chất lượng thường gặp trong quá trình dập: vết nứt, vết nhăn và độ bật, và giới thiệu các giải pháp chung tương ứng.

1. Đột dập Gãy xương

Độ mỏng tấm là kết quả của quá trình kéo căng tấm. Từ góc độ kỹ thuật, độ dày của tấm giảm 4% xuống 20%, nhìn chung có thể chấp nhận được; tuy nhiên, nếu quá mỏng, nó sẽ không chỉ làm suy yếu Độ cứng của các bộ phận, trong trường hợp nghiêm trọng, thậm chí có thể trực tiếp làm cho tấm bị vỡ và trở thành phế phẩm. Vì vậy, hiện tượng nứt là một trong những khuyết tật quan trọng ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất lượng của chi tiết dập và tạo hình.

Trong thử nghiệm kéo của vật liệu, khi biến dạng ngày càng sâu, diện tích chịu lực của vật liệu liên tục giảm, và tác dụng làm cứng của nó cũng liên tục được tăng cường. Khi sự gia tăng tác dụng tăng cứng có thể bù đắp cho sự giảm diện tích chịu lực, biến dạng ổn định; Sau một giá trị giới hạn, đầu tiên vật liệu sẽ bị lõm xuống ở vị trí yếu nhất và cuối cùng sẽ bị phá vỡ. Đối với vật liệu dạng tấm, quá trình biến dạng vật liệu về cơ bản giống như quá trình thử kéo. Khi biến dạng vượt quá một giá trị giới hạn nhất định, nó sẽ làm cho tấm bị vỡ.

Theo các mức độ khác nhau của vỡ, vỡ có thể được chia thành hai loại: vỡ vi thể và vỡ vĩ mô. Vết nứt vi mô đề cập đến việc tạo ra các vết nứt trên tấm mà khó có thể nhìn thấy bằng mắt thường. Mặc dù độ sâu vết nứt rất nông, nhưng một số vật liệu đã thực sự bị lỗi. Nứt vĩ mô đề cập đến sự xuất hiện của các vết nứt và đứt gãy có thể nhìn thấy bằng mắt thường trong tấm. Vỡ vĩ mô thường do sự trương nở quá mức trong mặt phẳng của tấm mỏng, trong khi vỡ vi mô có thể do hiện tượng phồng đơn thuần hoặc do uốn cong đơn giản. Trong phân tích cuối cùng, cả vết nứt vi mô và vĩ mô đều do biến dạng kéo cục bộ của vật liệu gây ra.

Các trường hợp nứt thường bao gồm một khu vực bán kính nhỏ trong quá trình kéo sâu, góc của cú đấm, tâm của thành bên và khu vực mà vật liệu đi vào khoang và làm cho dòng chảy bị chặn.

Vì sự đứt gãy là do biến dạng cục bộ vượt quá giá trị giới hạn của nó, nguyên tắc để loại bỏ hiện tượng đứt gãy là thay đổi sự phân bố của lực tiếp xúc pháp tuyến và lực ma sát tiếp tuyến để giảm giá trị biến dạng kéo trong vùng đứt. Các phương pháp thường bao gồm:

• Chọn kích thước và hình dạng trống hợp lý

Trong quá trình tạo tấm, kích thước và hình dạng của phôi sẽ ảnh hưởng đến chất lượng tạo hình cuối cùng. Ví dụ, khi ống vuông được kéo căng, đầu tiên ống trống vuông được sử dụng để kéo căng. Nếu có vết nứt, bốn góc của trống có thể được cắt với kích thước thích hợp. Điều trị có thể loại bỏ vết vỡ.

• Thêm các quy trình phụ trợ (thay đổi cung hoặc độ dốc của sản phẩm, tăng đường rạch định hình hoặc quy trình)

Trên cơ sở đáp ứng các yêu cầu về chức năng của các bộ phận, việc tăng miếng fillet của khuôn một cách thích hợp hoặc giảm độ nghiêng có thể làm giảm sức cản dòng chảy của vật liệu trong quá trình tạo hình, do đó tránh được vỡ. Quá trình đục lỗ rạch ở các phần thích hợp của tấm, do đó khu vực dễ bị vỡ có thể được bổ sung vật liệu từ khu vực lân cận, để cải thiện sự biến dạng của khu vực và cũng để tránh sự cố vỡ.

• Điều chỉnh các thông số đứt gãy hoặc lực giữ trống

Mặc dù việc sử dụng bẻ gãy có thể ngăn ngừa nếp nhăn ở phần mặt bích, nhưng tác dụng phụ của nó là tăng khả năng chống chảy của vật liệu vào khuôn. Do đó, các thông số đứt gãy không phù hợp có thể gây ra lực cản dòng chảy quá mức, dẫn đến nứt tấm.

• Cải thiện điều kiện bôi trơn

Mối quan hệ giữa chất lượng tem và chất bôi trơn là vô cùng quan trọng. Điều kiện bôi trơn kém hoặc lựa chọn chất bôi trơn không phù hợp có thể gây ra các vết nứt tấm.

2. Đột dập Nếp nhăn

Nhăn cũng là một khuyết tật chất lượng điển hình trong quá trình dập, ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng bề mặt của sản phẩm; nghiêm trọng hơn, đôi khi sẽ bị nhăn và sau đó bị khuôn là ủi, làm hỏng phôi hoặc thậm chí là xước khuôn, mang lại hậu quả rất lớn là thất thoát lớn.

Nguyên nhân gây nhăn ngược lại với nguyên nhân nứt là nguyên nhân mất ổn định về phương chiều dày của tấm do ứng suất nén cục bộ quá mức. Dạng mất ổn định này được gọi là mất ổn định nén. Khi xuất hiện nếp nhăn, phương của nếp nhăn là vuông góc với ứng suất nén, nhưng không thể đơn giản coi mọi nếp nhăn là do ứng suất nén.

Có nhiều nếp nhăn khác nhau trong quá trình dập và tạo hình kim loại tấm. Theo các nguyên nhân khác nhau, chúng có thể được chia thành nếp nhăn tích tụ vật chất và nếp nhăn không ổn định. Các nếp nhăn tích tụ vật liệu là do quá nhiều vật liệu đi vào khoang của khoang. Nếp nhăn là do mất ổn định, và nếp nhăn do mất ổn định đề cập đến các nếp nhăn gây ra bởi sự không ổn định của mặt bích nén với lực liên kết yếu theo hướng chiều dày của tấm và sự mất ổn định của phần bị kéo căng không đều. Mặc dù nhăn không làm suy yếu sức mạnh và độ cứng của chi tiết như rách, nhưng nó ảnh hưởng đến độ chính xác và vẻ đẹp của chi tiết. Nếu nếp nhăn xuất hiện trong quá trình trung gian, chúng cũng có thể ảnh hưởng đến tiến trình bình thường của quá trình tiếp theo.

Khi ứng suất nén cục bộ của vật liệu quá lớn sẽ dễ gây ra hiện tượng nhăn, nhất là khi vật liệu chịu tác dụng của lực căng và nén. Do đó, nguyên tắc của việc xóa nếp nhăn là phải dự đoán chính xác dòng chảy của chất liệu và sự gia tăng nếp nhăn. Lực lượng tiếp xúc thông thường, thực hành kỹ thuật thường bao gồm:

• Tăng lực giữ trống

Lực giữ trống có thể làm tăng sức cản dòng chảy của vật liệu vào khuôn và có thể làm giảm độ nhăn của mép mặt bích.

• Tăng số lần bật lại hoặc tăng chiều cao

Rebounds được chia thành thanh tròn, thanh vuông và thanh kéo. Lần lượt sức đề kháng của thức ăn tăng lên. Việc sử dụng độ bật nào cần được xem xét từ nhiều khía cạnh, chẳng hạn như chiều sâu bản vẽ của phôi, đặc tính vật liệu và hình dạng sản phẩm. Việc thiết lập hợp lý các lần bật lại, kiểm soát khoa học sức cản của thức ăn, thay đổi trạng thái ứng suất bên trong của vật liệu và điều chỉnh hướng dòng vật liệu có thể cải thiện hiệu quả các khuyết tật nếp nhăn.

• Sửa đổi sản phẩm và hình dạng khuôn để hấp thụ vật liệu thừa

3. Đột dập Dội lại

Sự phục hồi kim loại tấm là hiện tượng mà hình dạng và kích thước của vật liệu bị thay đổi theo hướng ngược lại với biến dạng khi chịu tải do sự phục hồi đàn hồi của vật liệu sau khi tải trọng bên ngoài được loại bỏ trong quá trình dập và tạo hình. Đảo lại là một khuyết tật hình thành không thể tránh khỏi trong quá trình tạo hình kim loại tấm, đặc biệt là quá trình uốn.

Sự phục hồi của vật liệu tấm đã ảnh hưởng nghiêm trọng đến hình dạng và độ chính xác kích thước của các bộ phận được tạo thành. Đặc biệt trong những năm gần đây, với việc sử dụng rộng rãi thép tấm cường độ cao, hiện tượng bật trở lại ngày càng thu hút nhiều sự chú ý. Do cường độ chảy và độ bền kéo cao, vật liệu tấm cường độ cao có độ cứng và độ cứng cao hơn và thể hiện hiện tượng phục hồi rõ ràng hơn sau khi dỡ hàng ở nhiệt độ phòng.

Sau khi phân tích sâu về hiện tượng bật nẩy, chúng tôi được biết nguyên nhân chính dẫn đến hiện tượng bật nẩy là do trạng thái biến dạng của từng bộ phận của tấm vật liệu không đồng bộ. Trong giai đoạn biến dạng, khi dỡ khuôn, mỗi phần của vật liệu cần được phục hồi đàn hồi, dẫn đến sự phân bố ứng suất dư không đồng đều theo hướng chiều dày hoặc hướng mặt phẳng của vật liệu tấm, và cuối cùng xảy ra hiện tượng bật lại.

Có nhiều yếu tố ảnh hưởng ảnh hưởng đến lượng phục hồi của tấm kim loại, chẳng hạn như tính chất cơ học của bản thân vật liệu, miếng fillet khuôn và khoảng cách giữa khuôn lõm và khuôn lồi, lực giữ trống, v.v. Đối với các nhà thiết kế quá trình tạo hình kim loại tấm, cách dễ dàng hơn để giảm sai số hình học của phôi do hiện tượng bật lại là giảm độ bật của phôi bằng cách điều chỉnh các thông số của quá trình, sao cho kích thước hình học của phôi đáp ứng yêu cầu thiết kế.

• Hiệu suất vật liệu

Mô đun đàn hồi của vật liệu càng nhỏ, giới hạn chảy càng cao, hiện tượng biến cứng khi làm việc càng nghiêm trọng (giá trị n lớn), và biến dạng uốn phục hồi càng lớn. Sức bật của thép tấm cường độ cao và thép tấm hợp kim nhôm lớn hơn so với thép tấm thông thường.

• Bán kính uốn tương đối

Bán kính uốn tương đối đề cập đến tỷ lệ giữa bán kính uốn với chiều dày vật liệu khi tấm bị uốn. Khi bán kính uốn tương đối giảm, tổng biến dạng tiếp tuyến trên bề mặt ngoài của tấm uốn tăng lên, đồng thời các thành phần biến dạng dẻo và uốn đàn hồi cũng tăng lên, nhưng tỷ trọng của biến dạng đàn hồi trong tổng biến dạng giảm, do đó sức bật cũng giảm; ngược lại, khi bán kính uốn tương đối tăng lên, khi tỷ trọng của biến dạng đàn hồi trong tổng biến dạng tăng lên, thì sức bật cũng tăng lên.

• Khoảng cách giữa khuôn lõm và khuôn lồi

Đối với vấn đề phục hồi, khe hở giữa các khuôn lõm và lồi của khuôn dập có ảnh hưởng đến sức bật và chất lượng bề mặt của chi tiết tốt nhất. Khe hở càng nhỏ thì góc bật càng nhỏ, và khoảng cách càng lớn thì góc bật càng lớn. Tuy nhiên, nếu khe hở quá nhỏ, bề mặt của phôi sẽ bị xước hoặc bề dày sẽ trở nên mỏng; khi khe hở nhỏ hơn chiều dày vật liệu, phôi có thể có độ bật âm.

• Đột quỵ

Kích thước của hành trình cũng ảnh hưởng đến trạng thái ứng suất của tấm kim loại trong quá trình dập và tạo hình. Đối với các chi tiết được kéo nông, hành trình nhỏ hơn và ảnh hưởng của ứng suất uốn lớn hơn ứng suất kéo, do đó xu hướng bật lại rõ ràng hơn; Đối với các bộ phận được kéo sâu, hành trình lớn hơn và ứng suất kéo trong quá trình dập Kết quả là, bề mặt trên và dưới của vật liệu tấm tạo thành trạng thái căng hai chiều, xu hướng phục hồi được bù đắp một phần và lượng phục hồi nhỏ.

• Lực lượng chủ trống

Việc tăng lực giữ phôi có thể làm giảm độ bật của tấm, nhưng việc tăng lực giữ phôi dựa trên tiền đề là bộ phận không có khuyết tật hình thành nào khác. Lực giữ trống thường có thể được tăng lên bằng cách tăng lực giữ trống hoặc bằng cách thiết lập độ bật.

• Hệ số ma sát

Ma sát giữa bề mặt của tấm cong và bề mặt của khuôn có thể làm thay đổi trạng thái ứng suất của từng phần của tấm cong. Thông thường người ta tin rằng ma sát có thể làm tăng ứng suất kéo trong vùng biến dạng, và có thể làm cho hình dạng của chi tiết gần với hình dạng của khuôn, do đó làm giảm độ bật của tấm dập kim loại.

Máy đục lỗ để bán