Del 1 rationell design
Formen är huvudsakligen utformad enligt användningskraven, och dess struktur kan ibland inte vara helt rimlig och jämnt symmetrisk. Detta kräver att konstruktören vidtar effektiva åtgärder vid formdesign utan att påverka formens prestanda, och försöker vara uppmärksam på tillverkningsprocessen, strukturens rationalitet och den geometriska formens symmetri.
(1) Försök att undvika skarpa hörn och sektioner med stora skillnader i tjocklek
Det bör finnas en jämn övergång vid övergången mellan tjocka och tunna sektioner i formen. Detta kan effektivt minska temperaturskillnaden i formens tvärsnitt, minska termisk spänning och samtidigt minska osamtidigheten i vävnadsomvandlingen på tvärsnittet, och minska vävnadens spänning. Figur 1 visar att formen använder övergångsfilé och övergångskon.
(2) Öka processhålen på lämpligt sätt
För vissa formar som inte kan garantera ett enhetligt och symmetriskt tvärsnitt är det nödvändigt att ändra det icke-genomgående hålet till ett genomgående hål eller öka vissa processhål på lämpligt sätt utan att påverka prestandan.
Figur 2a visar en form med en smal kavitet, som kommer att deformeras enligt den streckade linjen efter kylning. Om två processhål kan läggas till i konstruktionen (som visas i figur 2b) minskas temperaturskillnaden i tvärsnittet under kylningsprocessen, den termiska spänningen minskas och deformationen förbättras avsevärt.
(3) Använd slutna och symmetriska strukturer så mycket som möjligt
När formens form är öppen eller asymmetrisk är spänningsfördelningen ojämn efter kylning och den är lätt att deformera. Därför bör förstärkning göras före kylning för generellt deformerbara rännformar och sedan skäras av efter kylning. Rännans arbetsstycke som visas i figur 3 deformerades ursprungligen vid R efter kylning, och förstärkning (den skrafferade delen i figur 3) kan effektivt förhindra kylningsdeformation.
(4) Använd en kombinerad struktur, det vill säga att skapa en avledningsform, separera de övre och nedre formarna i avledningsformen och separera formen och stansen.
För stora formar med komplex form och storlek >400 mm och stansar med liten tjocklek och lång längd är det bäst att använda en kombinerad struktur, förenkla komplexiteten, reducera den stora till den lilla och ändra formens inre yta till den yttre ytan, vilket inte bara är bekvämt för uppvärmning och kylning.
Vid utformning av en kombinerad struktur bör den generellt delas upp enligt följande principer utan att påverka passformens noggrannhet:
- Justera tjockleken så att formens tvärsnitt med mycket olika tvärsnitt i princip är enhetligt efter sönderdelning.
- Sönderfall på platser där spänningar lätt kan genereras, fördela dess spänningar och förhindra sprickbildning.
- Samarbeta med processhålet för att göra strukturen symmetrisk.
- Den är bekväm för kall och varm bearbetning och enkel att montera.
- Det viktigaste är att säkerställa användbarheten.
Som visas i figur 4 är det en stor form. Om den integrerade strukturen används kommer inte bara värmebehandlingen att vara svår, utan även håligheten kommer att krympa ojämnt efter kylning, och till och med orsaka ojämnheter och planförvrängning av skäreggen, vilket kommer att vara svårt att åtgärda vid efterföljande bearbetning. Därför kan en kombinerad struktur användas. Enligt den streckade linjen i figur 4 är den uppdelad i fyra delar, och efter värmebehandling monteras och formas de, och slipas sedan och matchas. Detta förenklar inte bara värmebehandlingen, utan löser också problemet med deformation.
Del 2. Korrekt materialval
Deformation och sprickbildning vid värmebehandling är nära relaterade till det använda stålet och dess kvalitet, så det bör baseras på formens prestandakrav. Rimligt val av stål bör ta hänsyn till formens precision, struktur och storlek, samt de bearbetade objektens art, kvantitet och bearbetningsmetoder. Om den allmänna formen inte har några krav på deformation och precision kan kolstål användas för att minska kostnaderna. För lätt deformerade och sprickande delar kan legerat verktygsstål med högre hållfasthet och långsammare kritisk kylnings- och kylningshastighet användas. Till exempel användes ursprungligen T10A-stål för elektroniska komponenter, med stor deformation och lätt sprickbildning efter vattenkylning och oljekylning, och alkalibadsläckningshåligheten är inte lätt att härda. Använd nu 9Mn2V-stål eller CrWMn-stål, vars kylningshårdhet och deformation kan uppfylla kraven.
Det kan ses att även om deformationen av formen av kolstål inte uppfyller kraven, är det fortfarande kostnadseffektivt att använda legerat stål som 9Mn2V-stål eller CrWMn-stål. Även om materialkostnaden är något högre, löses problemet med deformation och sprickbildning.
Samtidigt som man väljer material korrekt är det också nödvändigt att stärka inspektionen och hanteringen av råvaror för att förhindra sprickbildning i formen på grund av råmaterialdefekter.
Redigerad av May Jiang från MAT Aluminum
Publiceringstid: 16 september 2023
