深图101.

介绍

什么是深图画

深度绘图是一种用于创建无缝的金属成型过程,钣金部件在一端关闭,深度大于其半径。深拉部件通过将金属绘制到腔中而不是通过在模具上拉伸或稀疏来实现它们的形状,因此原始的纸张厚度与开始完成的基本相同。深拉伸部分可以通过其深度和光滑的辐射角度识别。示例范围从罐,盆,桶和压缩气瓶到孔眼,水槽和汽车车身板。

简单的零件可以通过一个步骤画出其成品形状,而复杂的形状,包括特别深的零件,可能需要多个步骤。拉深通常与落料和穿孔等其他技术结合使用,以创建成品。在某些情况下,所有步骤都可以通过一次按压完成。

拉深的优点

深度绘图已经存在了几个世纪,并且有充分的理由。该过程准确且可重复于许多优点:

  • 没有接缝:深绘制产生均匀且无缝的形状,减少成品部分中的潜在弱点。
  • 力量:在某些情况下,变形过程中的材料硬化可以增加零件的强度。
  • 均匀性:深拉件从生产开始到生产结束都具有高度的一致性。
  • 快速循环时间:为深层绘图设置的压力机可以快速循环,使这种非常有效的方法来产生大量的零件。
  • 减少技术劳动:深绘可以自动化,显着降低劳动力成本。
  • 低维护:深度绘制设置需要比竞争流程更少的维护。
  • 更快的装配:深绘图可以产生具有封闭端的形状,减少或消除对制造或焊接的需要作为二次过程。

何时使用深绘图

深拉深对韧性金属效果最好。一般来说,任何可以冷轧成板的金属都应该有足够的延展性来进行深拉,但材料的性能如加工硬化或各向异性也可能需要考虑。合适的材料包括铝合金、黄铜、铜及铜合金、钛、冷轧低碳钢和一些不锈钢。

深度绘图的理想形状包括矩形和轴对称结构,如圆柱体或半球,但该过程也可以处理更复杂的形状。

根据正在生产的形状,工具和设置成本可能会很大。出于简单的形状,成本可能低于其他过程,但随着复杂性的增加提高了成本。在某些情况下,该成本可能会通过深度绘图的最小停机,低维护,减少产品的寿命来抵消。可以提高复杂性的因素包括:

  • 部分特征的存在和位置
  • 特征方向
  • 特征突出
  • 零件尺寸和比例,包括材料厚度
深拔出不锈钢水槽

过程考虑因素

在设计深度绘制的部分时,应考虑以下考虑因素:

  • 过程
    • 年产量
    • 目标生产率
    • 目标定价
    • 成品的形状和公差
    • 形成进展和阶段数量
  • 材料类型和机械性能
    • 材料等级,热处理情况
    • 拉伸性:塑性应变比和应变硬化
    • 各向异性
    • 空白尺寸,形状和厚度
  • 压力机
    • 多站或单站
    • 转移或进步
    • 单动或双动
    • 缓冲能力
  • 工具
    • 快速更改工具功能
    • 单一动作模具
    • 双行动模具
    • 复合模
    • 渐进模具
    • 多模带转移机构

替代过程

在某些情况下,其他过程可用于实现类似的结果。这些过程包括:

  • 液压成形:使用液压代替固定冲头的先进的纸张和管成型工艺,以产生不适合深拉的几何形状,包括底切或凸出的形状。
  • 旋转:适用于一些轴对称部件的工艺,其使旋转坯料抵抗成形,同心旋转的心轴。工具成本通常低于深度绘图,但循环时间较长,设置可能需要更熟练的机器编程器。
  • 制造:对于原型制作或小型生产运行,部件可以通过焊接或其他连接过程从多个纸张生产。在大多数情况下,制造仅适用于生产量不足以足够高,证明专用工具的成本。

深绘制过程

概述

在其最基本的形式中,深绘制使用冲头施加钣金坯料进入模腔,以产生高,光滑,封闭的部分,与坯料相同的薄片厚度。为了鼓励金属流动,必须放射冲头的管芯和鼻的引线,冲头的直径必须落入材料的可接受尺寸范围内,并且必须小心地调节冲头和模具之间的间隙。过多的间隙,部分皱起。太少,部分撕裂。许多深度绘图设置添加一个空白支架和压力垫,以最大限度地减少缺陷并允许更深的绘制。

深绘制设置

坯料支架是平坦的或轮廓板,其中心为打孔开口。在绘图期间,空白支架施加压力以保持与模具面的坯料接触。这种压力有助于抵消金属板的倾向从压缩箍应力皱纹,这些压缩箍应力围绕模腔的引线半径围绕着围绕的旋转箍应力。所需的空白支架力随材料厚度而变化。厚坯料,厚度至直径比为0.03或更大,需要很少或没有坯料支架力,而薄的坯料可能需要高达30%的拉伸载荷。

在某些情况下,还需要应用缓冲力以将坯料保持在冲头的鼻子上以防止稀疏或撕裂。在绘图期间,压力垫推动坯料,使其与冲头的鼻子接触。这有助于抵消金属板的趋势,从拉伸应力伸展或撕裂,其中挡板缠绕在拳头鼻周围。压力焊盘力通常需要使用具有模具缓冲能力的双动机。

成功因素

对影响拉深的所有参数的全面检查超出了本文的范围。相反,我们将看几个关键因素:间隙,拉延压下比,冲头和压边力,和常见缺陷。

清除

无缺陷的深度绘制取决于适当的冲头和模具清除。太少,材料将被刺穿或撕裂而不是流入模腔。太多了,工件会皱纹。在深层绘图中,间隙值趋于下降到107至115%的板材厚度之间。相比之下,切割操作的间隙约为纸张厚度的3至8%。

减少减少比例

迫使坯料进入模腔减少了坯料的直径,并产生圆周压缩应力,因为空白在模具的引线半径上变形。直径的减小越大,应力越高。压力越高,流动阻力越大。如果流动阻力超过坯料的拉伸强度,则坯料将伸展或撕裂冲头的鼻子附近。

为了避免这种情况,必须设计该过程以减少空白的直径不超过材料可以容忍。这种限制绘制比(LDR)基于材料,厚度和已经绘制的次数变化。拉伸比通常包括在拉伸减少图表中的原料的规格中。如果在深度绘制期间的减少超过该限制,则需要在阶段中绘制部分。

示例:计算圆柱形杯子的空白尺寸和抽取数量

为了说明这一概念,我们将逐步通过基本计算来确定生产羽状圆柱形杯子需要多少绘制,该套轴高出6英寸,直径为4英寸。带有保留法兰或更复杂的形状的杯子需要更复杂的计算,但潜在的概念保持不变。

首先,计算空白尺寸。因为在深拉伸期间板厚保持基本相同,所以成品部分的表面积加上任何残留的凸缘材料将等于坯料的表面积。在没有法兰的圆柱形杯子的示例中,我们可以计算所需的空白尺寸,其中有以下公式:

其中rB.=空白的半径,rC=杯子的半径,H =杯子的高度

对于6英寸×4“杯,该计算返回空白直径为10.58”。

接下来,计算拉伸减少所需实现我们的最终部分的直径。为此,用零件直径除以空白直径,然后用1减去这个数:

其中dC=杯子的直径和dB.=空白的直径。

我们的示例杯的减少约为62%。为了便于计算,我们将假设我们的空白的LDR为2.0,对于第一个绘制,1.5秒,第三个,1.25。这些转化为第一次抽取的50%,持续30%,持续30%,第三次。因为杯子总计超过50%,因此该过程需要多阶段。

在第一阶段,杯径可以减少50%,导致中间部分直径5.29″。在第二阶段,杯径可减少30%。绘制到这个极限将导致零件直径3.70″。这个直径小于指定的4″,所以杯可以安全地在两个阶段抽出。

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在指定和配置按下时,必须单独计算打孔和空白持有量。打孔力在整个操作中变化,但可能在过程中风的大约1/3达到最大值。通常,空白保持力不超过最大冲击力的30%至40%。绘制珠子可以添加到坯料支架中以减少所需的力量或调节模具的特定区域所需的力量或调节材料的流动。影响力计算的因素包括材料可拉伸性,空白形状和厚度,冲头和模具形状,坯料支架面部形状,拐角半径和减少量。在设计过程时,必须在指定所需的力和输出时考虑这些因素。在大多数情况下,双动机最能适应深图的需求。深绘制力计算器计算所需的力和其他过程参数时可以有用。

常见缺陷的原因和预防

在拉深过程中,通过仔细的零件设计,许多缺陷是可以避免的。设计策略包括:

  • 减少复杂性和不对称性
  • 规划毛坯几何形状以减少多余的材料
  • 调整晶粒取向以使不对称设计中的应力最小化
  • 使用CAD和有限元建模在制造工具之前优化进展和工具设计。通过避免昂贵的试验和错误过程修订,模拟可以节省大量的劳动力和工具成本。

成功的深绘图需要意识延展性和金属流原理。由于其体积和伸展更远的距离,更厚的材料可以容忍比薄材料更好的薄膜;然而,太大的空白可以限制金属流量。大多数深层绘图缺陷是以下一个或多个因素的结果:

  • 力分布不当
  • 没有考虑毛坯材料的性能
  • 拉伸率不正确
  • 摩擦管理不正确

以下是避免普通缺陷和避免它们的方法的简要说明。

耳索

在绘制部分的波浪上部边缘,耳廓是使用各向异性空白材料的副作用。如果纸张在一个平面方向上比其他方向更强,则优于方向流动将在零件顶部形成耳朵。最常见的解决方案是在拉伸部分留出足够的额外材料以允许修剪。额外的材料处理还可以以提高的成本降低各向异性。

皱纹

零件的法兰中的一系列径向脊,皱纹通常是由不一致的金属流引起的。如果脊绘制到模具中,皱纹会显示为垂直缺陷。适当管理径向拉伸应力和周向压缩应力可以减少或消除皱纹。在某些情况下,可能需要多次减少。使用空白支架,修改冲头和模具半径,调整空白尺寸或形状,可以避免皱纹,并绘制空白定位。当使用空白支架时,空白支架不足会导致皱纹。对于0.5%或更低的厚度比,空白保持器可能无效。

使用凹凸珠

绘制珠子可以帮助管理金属流动,而无需过度空白保持器力。覆盖模具腔的凸起轮廓,拉伸珠子迫使坯料弯曲,并且在接近腔体时弯曲并不断地,而不需要额外的坯料支架力。

变薄和撕裂

当零件的垂直壁的应力没有得到适当的考虑时,坯料可能会变薄或在冲头的前缘附近撕裂。变薄和撕裂通常是由于超过材料的极限拉伸比、压边力过大、冲模间隙不足、毛坯形状不正确、润滑不良或工具缺陷,如表面划痕或凹坑等增加摩擦的结果。当撕裂发生在角落,它可能表明空白几何或半径太小的问题。

管理摩擦:润滑和表面光洁度

坯料和工具表面之间的摩擦可能对成品部分的质量产生重大影响。减少摩擦系数可以促进材料流动,改善材料菌株的分布,增加工具寿命。为了管理摩擦,将磨损和坯料支架应接地并拆卸,以确保它们尽可能平滑,并且应在绘图之前将润滑施加到空白的两侧。用于深层绘图的常用润滑剂包括油,肥皂,乳液和蜡。当使用润滑剂时,可能需要增加空白保持力以解释增加的金属流量。确保使用的润滑剂适用于该方法的温度和压力。

按配置

要配置新闻键生成深绘制部分,必须从该部分的制造过程开始。在理想的环境中,该过程将基于材料类型,部件规格,生产量,生产速度和目标定价。然后这些因素对部件的形成进展具有直接影响,这反过来影响所需的压力机的规格和工具。

以下因素有助于确定部分的形成进展:

  • 阶段数目:根据零件尺寸,材料和复杂性,可能需要多次减少。
  • 相关流程:一些深绘制的零件需要像消隐和刺穿这样的其他过程以创建成品部分。
  • 转移方法:在形成进展中,需要从一个阶段移动到下一个阶段。这可以在使用渐进模具或多个模具的单个压力机中完成。通过渐进式模具,中间部件保持连接到废料骨架并用纸张移动。具有多个模具,每个单独的部件必须通过单独的传输机制从站移动到站。使用多次压力机时,必须从按键移动各个部件以按下。

一个进程可以以不同的方式执行,并带有不同的优势和劣势。最好的选择是在经济因素和质量之间取得平衡。额外的注意事项包括:

  • 快速更改工具:对于将用于多个产品的压力机,快速更换工装可以减少从一条产品线到另一条产品线时昂贵的停机时间。另一方面,专注于某一产品的媒体可能不需要这个功能。
  • 高级功能:特别复杂的零件可能受益于特点,如多点压边架或高精度,多点缓冲。
深绘制概念图形

基本参数

床的大小

压力机的床必须能够容纳最大预期工具集的占地面积。对于矩形或复杂的空白形状,床内部分的取向将确定整体床尺寸。如果渐进模具将用于执行多个同时操作,则床需要足够大以容纳具有用于传输津贴的整个模具。可以基于空白尺寸计算床尺寸的粗略估计。因为深拉部分的材料厚度从开始完成保持相同,所以坯料的表面积将等于部件的表面积加上任何剩余的凸缘材料。该表面积关系可用于确定空白尺寸。看 ”计算空白尺寸并减少减少“对于使用羽状圆柱形杯的基本示例。

吨位和速度

对于深绘,必须设法冲压速度以确保在绘图期间确保空白材料正常流动。同样,施加到冲头,空白支架和垫子的力也必须保持在空白的可接受范围内。否则,材料可能薄,撕裂或皱纹。beoplay体育iso下载液压在该地区的液压速率凭借其一致的柱塞速度。

不同材料的拉伸速度相差很大,从18英寸/分钟到200英寸/分钟不等。关闭和剥离速度可以更高。吨位也有很大的不同,并直接与压力机速度、毛坯尺寸、形状和材料有关。在大多数情况下,冲床、压边架和缓冲垫都需要单独的力。

普通材料的深层速度速度
材料 速度(IN / min)
150-175
黄铜 175-200
125-150
18-50
不锈钢 30-40

中风和日光

对于需要剥离的法兰部分,必须在完全缩回的冲头和模具面之间使用足够的日光,以允许从压机中移除成品部分。在实践中,这转化为夏令,这是一倍的新闻冲程。如果新闻稿将用于生产多个部分,笔划和日光应适应最大的预期工具。如果零件可以完全绘制到/通过模具中,则可以缩短行程,以便在绘制完成后允许从模具下方提取。通过多级压力机,必须考虑所有阶段。在一些情况下,中间部件形状可能需要比成品部分更像日光。

高级能力

多点空白架和垫子

深拉部件通常需要使用空白支架来防止皱纹和垫子以防止拉伸,稀释和撕裂。根据部件的形状或复杂性,可能需要对空白的不同区域应用不同的力。在这种情况下,压力机可以配备多点坯料支架和/或缓冲系统,该系统采用多个液压电路,每个液压电路,每个液压电路都有自己的控制,将差压施加到坯料支架和/或垫子上。例如,一些矩形部件在其角落与侧面上有显着不同的力。多点空白支架和/或靠垫使这成为可能。为了进一步提高奇形零件的精度,可以将闭环控制添加到多点系统中。

缓冲选项

缓冲系统通常配置有可调节销以适应多个工具。装备垫式压力机可以在靠垫中运行或不激活垫子。独立的缓冲盒也可作为复古拟合,以扩大现有印刷机的功能。

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在渐进式模具应用中,在启动期间也可以使用垫子以施加抵抗模具,并且当车站没有均匀地装有坯料/部件时,帮助避免重大的偏心装载。

消隐和刺穿

对于渐进过程,可以使用内联的消隐和穿孔能力来配置压力机和刺穿功能。在某些情况下,消隐过程可以产生显着的冲击和振动。为了最大限度地减少这些因素和增加工具并压制寿命,消隐阶段可以配置有液压阻尼器。