Частина 1 раціональний дизайн
Форма в основному проектується відповідно до вимог використання, і її структура іноді не може бути повністю обґрунтованою та рівномірно симетричною. Це вимагає від конструктора вжити деяких ефективних заходів під час проектування форми, не впливаючи на її продуктивність, та намагатися звернути увагу на виробничий процес, раціональність конструкції та симетрію геометричної форми.
(1) Намагайтеся уникати гострих кутів та ділянок із значними відмінностями в товщині
На стику товстих і тонких ділянок форми має бути плавний перехід. Це може ефективно зменшити різницю температур поперечного перерізу форми, зменшити термічне напруження, а також зменшити неодночасність перетворення тканини на поперечному перерізі та зменшити напруження тканини. На рисунку 1 показано, що форма використовує перехідне галтельне згинання та перехідний конус.
(2) Відповідним чином збільште технологічні отвори
Для деяких форм, які не можуть гарантувати рівномірний та симетричний поперечний переріз, необхідно змінити ненаскрізний отвір на наскрізний або відповідним чином збільшити деякі технологічні отвори, не впливаючи на продуктивність.
На рисунку 2a показано штамп із вузькою порожниною, яка після гартування деформується, як показано пунктирною лінією. Якщо в конструкцію можна додати два технологічні отвори (як показано на рисунку 2b), різниця температур поперечного перерізу під час процесу гартування зменшується, термічне напруження зменшується, а деформація значно покращується.
(3) Використовуйте замкнуті та симетричні структури якомога більше
Коли форма форми відкрита або асиметрична, розподіл напружень після гартування нерівномірний, і вона легко деформується. Тому для загальних деформованих жолобових форм армування слід зробити перед гартуванням, а потім обрізати після гартування. Заготовка жолоба, показана на рисунку 3, була спочатку деформована при R після гартування, і армування (заштрихована частина на рисунку 3) може ефективно запобігти деформації під час гартування.
(4) Прийняти комбіновану структуру, тобто створити відвідну форму, розділити верхню та нижню форми відвідної форми, а також розділити штамп та пуансон.
Для великих штампів складної форми та розміру >400 мм та пуансонів малої товщини та великої довжини найкраще використовувати комбіновану структуру, спрощуючи складне, зменшуючи велике до малого та замінюючи внутрішню поверхню форми на зовнішню, що зручно не тільки для нагрівання та охолодження.
Під час проектування комбінованої конструкції її, як правило, слід розкладати відповідно до таких принципів без впливу на точність прилягання:
- Відрегулюйте товщину таким чином, щоб поперечний переріз форми з дуже різними поперечними перерізами був в основному однорідним після розкладання.
- Розкладаються в місцях, де легко виникає напруга, розподіляють її та запобігають розтріскуванню.
- Співпрацюйте з технологічним отвором, щоб зробити конструкцію симетричною.
- Він зручний для холодної та гарячої обробки та простий у складанні.
- Найголовніше – забезпечити зручність використання.
Як показано на рисунку 4, це великий штамп. Якщо прийняти інтегральну структуру, то не тільки термічна обробка буде складною, але й порожнина буде нерівномірно стискатися після гартування, і навіть спричинить нерівномірність та площинне викривлення ріжучої кромки, що буде важко виправити під час подальшої обробки. Тому можна застосувати комбіновану структуру. Згідно з пунктирною лінією на рисунку 4, вона розділена на чотири частини, і після термічної обробки вони збираються та формуються, а потім шліфуються та підганяються. Це не тільки спрощує термічну обробку, але й вирішує проблему деформації.
Частина 2. Правильний вибір матеріалу
Деформація та розтріскування під час термічної обробки тісно пов'язані з використовуваною сталлю та її якістю, тому вибір сталі має базуватися на вимогах до експлуатаційних характеристик форми. Розумний вибір сталі повинен враховувати точність, структуру та розмір форми, а також природу, кількість та методи обробки оброблюваних об'єктів. Якщо загальна форма не має вимог до деформації та точності, для зниження витрат можна використовувати вуглецеву інструментальну сталь; для деталей, що легко деформуються та тріскаються, можна використовувати леговану інструментальну сталь з вищою міцністю та повільнішою критичною швидкістю гартування та охолодження; наприклад, для штампа електронних компонентів спочатку використовувалася сталь T10A, яка значно деформується та легко тріскається після гартування у воді та охолодження в олії, а порожнина гартування в лужній ванні нелегко загартовується. Тепер використовується сталь 9Mn2V або сталь CrWMn, твердість при гартуванні та деформація можуть відповідати вимогам.
Можна побачити, що коли деформація форми з вуглецевої сталі не відповідає вимогам, використання легованої сталі, такої як сталь 9Mn2V або сталь CrWMn, все ще економічно вигідне. Хоча вартість матеріалу дещо вища, проблема деформації та розтріскування вирішується.
Під час правильного вибору матеріалів також необхідно посилити перевірку та управління сировиною, щоб запобігти розтріскуванню прес-форм під час термічної обробки через дефекти сировини.
Під редакцією Мей Цзян з MAT Aluminum
Час публікації: 16 вересня 2023 р.
