Част 1 рационален дизайн
Формата е проектирана главно според изискванията за употреба и понякога структурата ѝ не може да бъде напълно разумна и равномерно симетрична. Това изисква от дизайнера да предприеме някои ефективни мерки при проектирането на формата, без да се засягат нейните характеристики, и да се опита да обърне внимание на производствения процес, рационалността на структурата и симетрията на геометричната форма.
(1) Опитайте се да избягвате остри ъгли и участъци с големи разлики в дебелината
Трябва да има плавен преход на съединението на дебелите и тънките секции на матрицата. Това може ефективно да намали температурната разлика в напречното сечение на матрицата, да намали термичното напрежение и същевременно да намали неедновременността на трансформация на тъканта в напречното сечение и да намали напрежението в тъканта. Фигура 1 показва, че матрицата използва преходно филе и преходен конус.
(2) Увеличете подходящо технологичните отвори
За някои форми, които не могат да гарантират равномерно и симетрично напречно сечение, е необходимо непроходният отвор да се промени в проходен отвор или да се увеличат някои технологични отвори по подходящ начин, без това да повлияе на производителността.
Фигура 2а показва матрица с тясна кухина, която ще се деформира, както е показано с пунктираната линия, след закаляване. Ако в конструкцията могат да се добавят два технологични отвора (както е показано на Фигура 2б), температурната разлика в напречното сечение по време на процеса на закаляване се намалява, термичното напрежение се намалява и деформацията се подобрява значително.
(3) Използвайте затворени и симетрични структури, доколкото е възможно
Когато формата е отворена или асиметрична, разпределението на напрежението след закаляване е неравномерно и е лесно да се деформира. Следователно, за общите деформируеми форми за улеи, армировката трябва да се направи преди закаляване и след това да се отреже след закаляване. Заготовката за улей, показана на Фигура 3, първоначално е деформирана при R след закаляване и армировката (защрихованата част на Фигура 3) може ефективно да предотврати деформацията от закаляване.
(4) Приемете комбинирана структура, т.е. изработете отклоняваща се матрица, отделете горната и долната матрица на отклоняващата се матрица и отделете матрицата и перфоратора.
За големи матрици със сложна форма и размер >400 мм и щанци с малка дебелина и голяма дължина е най-добре да се възприеме комбинирана структура, опростяваща сложната част, намаляваща голямото до малко и променяща вътрешната повърхност на матрицата на външната, което е удобно не само за обработка на нагряване и охлаждане.
При проектирането на комбинирана структура, тя обикновено трябва да се разложи съгласно следните принципи, без това да повлияе на точността на сглобяване:
- Регулирайте дебелината така, че напречното сечение на матрицата с много различни напречни сечения да е основно равномерно след разлагането.
- Разлагат се на места, където е лесно да се генерира напрежение, разсейват напрежението му и предотвратяват напукване.
- Сътрудничете с технологичния отвор, за да направите структурата симетрична.
- Удобен е за студена и топла обработка и лесен за сглобяване.
- Най-важното е да се осигури използваемост.
Както е показано на Фигура 4, това е голяма матрица. Ако се използва интегрална структура, не само термичната обработка ще бъде трудна, но и кухината ще се свие неравномерно след закаляване и дори ще причини неравности и равнинно изкривяване на режещия ръб, което ще бъде трудно за отстраняване при последваща обработка. Следователно, може да се използва комбинирана структура. Съгласно пунктираната линия на Фигура 4, тя е разделена на четири части и след термична обработка те се сглобяват и формоват, след което се шлифоват и съчетават. Това не само опростява термичната обработка, но и решава проблема с деформацията.
Част 2 правилен избор на материал
Деформацията и напукването при термична обработка са тясно свързани с използваната стомана и нейното качество, така че изборът трябва да се основава на изискванията за производителност на матрицата. Разумният избор на стомана трябва да отчита прецизността, структурата и размера на матрицата, както и естеството, количеството и методите на обработка на обработваните обекти. Ако общата матрица няма изисквания за деформация и прецизност, може да се използва въглеродна инструментална стомана, за да се намалят разходите; за лесно деформируеми и напукващи се части може да се използва легирана инструментална стомана с по-висока якост и по-бавна критична скорост на закаляване и охлаждане; например, за електронни компоненти, първоначално използвана стомана T10A, която е с голяма деформация и лесна за напукване след закаляване във вода и охлаждане с масло, а кухината за закаляване в алкална баня не е лесна за закаляване. Сега се използва стомана 9Mn2V или CrWMn, чиято твърдост при закаляване и деформация могат да отговорят на изискванията.
Може да се види, че когато деформацията на формата, изработена от въглеродна стомана, не отговаря на изискванията, все още е рентабилно да се използва легирана стомана, като например 9Mn2V или CrWMn. Въпреки че цената на материала е малко по-висока, проблемът с деформацията и напукването е решен.
При правилния избор на материали е необходимо също така да се засили инспекцията и управлението на суровините, за да се предотврати напукване на матриците при термична обработка поради дефекти на суровините.
Редактирано от Мей Джианг от MAT Aluminum
Време на публикуване: 16 септември 2023 г.
