تشكيل الرسم العميق للصفائح المعدنية

تشكيل الرسم العميق للصفائح المعدنية

رسم عميق هي عملية ختم يتم فيها تمرير مادة من الصفائح المسطحة عبر قالب مقعر تحت ضغط المثقاب لتشكيل جزء مجوف مفتوح.من بين الأنواع المختلفة لمكونات الصفائح المعدنية، غالبًا ما يتم استخدام السحب العميق لمعالجة الأجزاء البسيطة المستديرة المختلفة، والرؤوس النصف كروية والمكافئة المكونة من مواد أكبر أو أكثر سمكًا.

عملية الرسم العميق ومتطلباته

بشكل عام، يجب إكمال معالجة الرسم العميق باستخدام قالب السحب من خلال ضغط المكبس.في ظل الظروف العادية، يتم استخدام المعالجة الباردة، ويتم استخدام المعالجة الساخنة فقط للسحب العميق لتشكيل صفائح أكثر سمكًا ذات أبعاد خارجية أكبر أو تشوهات أكبر.

1. عملية الرسم

يوضح الشكل عملية الرسم المتمثلة في وضع لوحة مسطحة دائرية فارغة بقطر D وسمك t في فتحة تحديد موضع القالب وسحبها إلى جزء أسطواني.

أثناء عملية السحب العميق، بسبب لحظة الانحناء التي تشكلها قوة السحب F والفجوة Z بين القوالب المحدبة والمقعرة، يتحرك القالب المحدب للأسفل ليلامس الورقة ثم يمارس ضغطًا للأسفل، مما يتسبب في ثني الورقة وتقعرها ، ويتم توجيهه نحو الزوايا الدائرية للقوالب المحدبة والمقعرة.عندما يتم سحب المثقاب إلى أسفل في ثقب القالب، تتطور مادة الصفائح ببطء إلى ثلاثة أجزاء: الجزء السفلي، والجدار، والشفة؛مع استمرار المثقاب في النزول، لا يتحرك الجزء السفلي بشكل أساسي، وتستمر الحافة الحلقية في الانكماش باتجاه الفتحة ويتم سحبها إلى التجويف.

تتحول فتحة القالب إلى جدار أسطوانة، وبالتالي يزيد جدار الأسطوانة تدريجيًا وتتقلص الحافة تدريجيًا.أخيرًا، يتم سحب الحافة بالكامل إلى فتحة القالب وتحويلها إلى جدار أسطوانة، وتنتهي عملية الرسم.تتحول الورقة الدائرية إلى أسطوانة مجوفة مفتوحة قطرها d1 وارتفاعها h.

2. تحليل تشوه الرسم العميق

وفقًا لعملية تشوه الرسم، يمكن معرفة أن عملية الرسم هي العملية التي تتقلص فيها الحافة الحلقية تدريجيًا وتتدفق نحو فتحة القالب لتصبح جدار الأسطوانة.تعتبر عملية السحب العميق من عمليات التشوه البلاستيكي المعقدة نسبياً، ويمكن تقسيم كل جزء تالف من الشعر إلى عدة مناطق حسب ظروف التشوه الخاصة به.

2.1 الجزء السفلي من الأسطوانة: الجزء الدائري الذي يضغط فيه الجزء السفلي من المثقاب لأسفل ويلامس المنطقة الوسطى من الورقة هو الجزء السفلي.أثناء عملية الرسم، تحافظ هذه المنطقة دائمًا على شكل مسطح وتخضع لتوتر شعاعي موحد حولها.يمكن اعتبار أنه لا يوجد تشوه بلاستيكي أو منطقة تشوه بلاستيكية صغيرة، وتنقل المادة السفلية قوة الثقب إلى جدار الأسطوانة، مما يؤدي إلى توليد إجهاد شد محوري.

2.2 جزء الحافة: المنطقة الحلقية على القالب هي الحافة، وهي منطقة التشوه الرئيسية أثناء السحب العميق.أثناء السحب العميق، تولد مادة الفلنجة إجهاد شد شعاعي بسبب قوة السحب.، عندما تتقلص المواد وتتدفق نحو فتحة القالب، تضغط المواد على بعضها البعض لتوليد إجهاد ضغط عرضي 3. وتشبه وظيفتها وظيفة سحب جزء على شكل قطاع من الفراغ F من خلال أخدود وهمي على شكل إسفين ليصبح تشوه F، كما هو مبين في الشكل.

عندما تكون الحافة كبيرة وتكون مادة الصفائح رقيقة، فإن جزء الحافة سوف يفقد الاستقرار بسبب ضغط الضغط العرضي أثناء السحب، مما يشكل ما يسمى بـ 'ظاهرة التجاعيد'.لذلك، غالبًا ما يتم استخدام حامل فارغ للضغط على الحافة.

2.3 الجدار البسيط: هذه هي المنطقة المشوهة، والتي تتكون من نقل تدفق مادة جزء الحافة من خلال الضغط العرضي، والتمدد الشعاعي والانكماش، ولم تعد تخضع بشكل أساسي لتشوه كبير.عندما يستمر الرسم، فإنه يلعب دور نقل قوة السحب للثقب إلى الحافة.تتحمل مادة الجدار البسيطة نفسها إجهاد الشد أحادي الاتجاه أثناء عملية نقل قوة السحب، وهي ممدودة طوليًا قليلاً وأكثر سمكًا قليلاً.هناك ترقق.

2.4 جزء الزاوية المستديرة من القالب المقعر: الجزء الانتقالي حيث تلتقي الحافة وجدار الأسطوانة.تشوه المادة هنا أكثر تعقيدًا.بالإضافة إلى أن لها نفس خصائص جزء الفلنجة، أي أنها تخضع لإجهاد الشد الشعاعي وإجهاد الضغط العرضي.كما أنها تتحمل ضغطًا مضغوطًا سميكًا مقعرًا يتكون من قذف وثني شرائح القالب.

2.5 الجزء المدور من المثقاب: الجزء الانتقالي حيث يلتقي الجدار البسيط وأسفل الاسطوانة، يتعرض لإجهاد الشد في الاتجاهين الشعاعي والعرضي، والاتجاه السميك يتعرض لبثق وثني المدور جزء من لكمة لإنتاج الإجهاد الضاغط.أثناء عملية الرسم، يتم تمديد الاتجاه الشعاعي وتقليل السمك.يحدث التخفيف الأكثر خطورة عند المفصل بين الزاوية المستديرة المثقوبة وجدار البرميل.

عندما يبدأ الرسم، يكون بين القوالب المحدبة والمقعرة، لذلك يلزم نقل كمية أقل من المواد.درجة التشوه صغيرة، ودرجة تصلب العمل البارد منخفضة، ولا يوجد احتكاك مفيد في الزوايا الدائرية للثقب.المنطقة التي تحتاج إلى نقل قوة السحب صغيرة.لذلك، أصبح هذا الجزء هو 'القسم الخطير' الذي من المرجح أن ينكسر أثناء الرسم العميق.

3. تغيرات سماكة الجدار للأجزاء المسحوبة بعمق

يمكن رؤية سمك الجدار غير المستوي للأجزاء المرسومة بعمق من الصورة.الصورة توضح تغير سمك جدار الرأس الإهليلجي من الفولاذ الكربوني أثناء الرسم، والصورة توضح تغير سمك جدار الأسطوانة ذات الحواف باستخدام الحامل الفارغ.

4. متطلبات العملية لمعالجة الرسم العميق

يمكن استخدام عملية الرسم العميق لمعالجة الأجزاء ذات الأشكال المعقدة، والحصول على الأجزاء ذات الجدران الرقيقة ذات الأشكال الأسطوانية والمتدرجة والمخروطية والمربعة والكروية ومختلف الأشكال غير المنتظمة.ومع ذلك، فإن دقة معالجة الأجزاء المرسومة بعمق ترتبط بالعديد من العوامل، مثل الخواص الميكانيكية وسمك المادة للمادة، وهيكل القالب ودقة القالب، وعدد العمليات وتسلسل العمليات، وما إلى ذلك. دقة الأجزاء المرسومة بعمق ليست عالية بشكل عام، والدقة المناسبة أقل من مستوى IT11.

في الوقت نفسه، نظرًا لتأثير أداء التشوه بالسحب العميق، تؤثر قابلية معالجة الأجزاء المرسومة بعمق بشكل مباشر على ما إذا كان يمكن استخدام الجزء بالطريقة الأكثر اقتصادا وبساطة.تتم معالجتها بطريقة الرسم العميق، بل وتؤثر على ما إذا كان يمكن معالجة الجزء بطريقة الرسم العميق.متطلبات العملية للأجزاء المرسومة بعمق هي كما يلي.

الدقة الهيكلية والعفن، وعدد العمليات وتسلسل العمليات، وما إلى ذلك. دقة تصنيع الأجزاء المرسومة بعمق ليست عالية بشكل عام، والدقة المناسبة أقل من مستوى IT11.في الوقت نفسه، نظرًا لتأثير أداء التشوه بالسحب العميق، تؤثر قابلية معالجة الأجزاء المرسومة بعمق بشكل مباشر على ما إذا كان يمكن استخدام الجزء بالطريقة الأكثر اقتصادا وبساطة.تتم معالجتها بطريقة الرسم العميق، بل وتؤثر على ما إذا كان يمكن معالجة الجزء بطريقة الرسم العميق.متطلبات العملية للأجزاء المرسومة بعمق هي كما يلي.

4.1 يجب أن يكون شكل الأجزاء المرسومة بعمق بسيطًا ومتماثلًا قدر الإمكان.عند تصميم الأجزاء المرسومة بعمق، ينبغي أن تؤخذ في الاعتبار تكنولوجيا معالجة الأجزاء المرسومة بعمق، ويجب اعتماد شكل أسهل في التشكيل ويمكن أن يلبي متطلبات الاستخدام قدر الإمكان.الصورة توضح التصنيف حسب صعوبة تشكيل الرسم العميق.في الشكل، تزداد صعوبة تشكيل الأنواع المختلفة للأجزاء المرسومة بعمق من أعلى إلى أسفل.

تزداد صعوبة الأجزاء المتشابهة المرسومة بعمق من اليسار إلى اليمين.من بينها: يمثل e الحد الأدنى لطول الحافة المستقيمة، ويمثل f الحد الأقصى لحجم الجزء المرسوم بعمق، ويمثل a طول المحور القصير، ويمثل 6 طول المحور الطويل.

4.2 بالنسبة للأجزاء الأسطوانية المسحوبة ذات الشفاه، عند الرسم باستخدام حامل فارغ، تكون الحافة الأكثر ملاءمة في النطاق التالي:

4.3 يجب ألا يكون عمق الرسم كبيرًا جدًا (أي يجب ألا يكون H أكبر من 2d).عندما يمكن رسمه في وقت واحد، يفضل أن يكون ارتفاعه:

4.4 بالنسبة للأجزاء الأسطوانية المرسومة، يجب أن يفي نصف قطر الشرائح r بين القاع والجدار بـ ra>t، ونصف قطر الشرائح بين الحافة والجدار r>2t.من منظور الظروف المؤدية إلى التشوه، فمن الأفضل أن تأخذ r ≈(3~5)t، r≈(4~8)t.إذا r (أو r)>(0.1~0.3)t، يمكن إضافة التشكيل.

الشكل الهيكلي لقالب الرسم واختياره

على الرغم من أن أشكال أجزاء الرسم العميق متنوعة، إلا أن هيكل قوالب الرسم موحد نسبيًا.اعتمادًا على ظروف عمل الرسم والمعدات المستخدمة، تختلف أيضًا هياكل قوالب السحب.يتطلب اعتماد هيكل قالب الرسم بشكل عام حسابات عملية ضرورية، ومن ثم يمكن اختيار خطة عملية الرسم وفقًا لذلك.

يمكن إجراء معالجة الرسم العميق على مكبس عام أحادي الإجراء، أو على مكبس مزدوج أو ثلاثي الإجراء.يمكن تقسيم قوالب الرسم التي تعمل على مكابس أحادية الفعل إلى نوعين: قوالب الرسم لأول مرة وقوالب السحب لأول مرة والرسم اللاحق.اعتمادا على ما إذا كان سيتم استخدام حامل فارغ، يمكن تقسيمه إلى نوعين: مع حامل فارغ وبدون حامل فارغ.وفقًا لنوع المكبس، يمكن تقسيمها إلى قوالب رسم تستخدم في المكابس أحادية الفعل، وقوالب رسم مستخدمة في مكابس مزدوجة الفعل، وما إلى ذلك.

1. قالب الرسم الأول

تُظهر الصورة أول قالب رسم عميق بدون حامل الحواف.عند الرسم، ضع المادة الفارغة المسطحة أولاً في لوحة تحديد الموضع الموجودة على القالب، وتتحرك اللكمة إلى الأسفل مدفوعة بشريط تمرير المكبس، وتضغط على المادة السيئة في القالب حتى يتم سحب جميع المواد السيئة إلى القالب وتصنيعها.يتجاوز الطرف العلوي لقطعة العمل المسحوبة بعمق حلقة الكاشطة.عندما تدفع شريحة الضغط المثقاب للتحرك للأعلى، تقوم حلقة المكشطة بكشط قطعة العمل من المثقاب لإكمال عملية الرسم العميق.

يتم استخدام قالب السحب الأول بدون حامل الحافة بشكل عام لأجزاء الرسم الضحلة ذات عمق سحب صغير يمكن الضغط عليه دفعة واحدة.عندما يكون المثقاب صغيرًا، يمكن اعتماد الهيكل العام وتثبيته بواسطة لوحة تثبيت المثقاب.من أجل منع قطعة العمل من الالتصاق بإحكام بالمثقب، يجب تصميم فتحات تهوية على المثقاب.

يوضح الشكل (أ) قالبًا مقعرًا عاديًا ذو نهاية مسطحة مع أقواس، وهو مناسب بشكل أساسي لمعالجة الأجزاء الكبيرة.تُظهر الصورة ب فتحة قالب مدببة، وتظهر الصورة ج فتحة قالب مقعرة ذات شكل ملتف.إنها مناسبة لمعالجة الأجزاء الصغيرة.نظرًا لأن بنية القالب في الصورة قبل الميلاد تُظهر شكلًا انتقاليًا منحنيًا للفراغ أثناء الرسم، فإن الحجم يزداد.

القدرة على مقاومة عدم الاستقرار، تساعد قوة فم القالب على منطقة التشوه الفارغة أيضًا على إنتاج تشوه الضغط العرضي، مما يقلل من مقاومة الاحتكاك ومقاومة تشوه الانحناء، وهو مفيد لتشوه الرسم العميق ويمكن أن يحسن جودة الجزء ولكن المعالجة أطول صعوبة.

تُظهر الصورة ب أول رسم عميق بحلقة حافة مرنة.يتم تثبيت حلقة الحافة المرنة على القالب العلوي.عندما تتحرك الثقب للأسفل، يتم ضغط المادة السيئة بإحكام تحت تأثير قوة الزنبرك، بحيث تكون المادة السيئة قريبة من الجزء المقعر أثناء عملية الرسم.

نظرًا لمحدودية مساحة القالب العلوية، لا يمكن تركيب النوابض السميكة، لذلك هذا النوع من القوالب مناسب فقط لسحب الأجزاء ذات الضغط المنخفض.يتم استخدامه عادةً لرسم قطع العمل بمواد رقيقة وعمق صغير وسهل التجاعيد.

عند رسم قطعة عمل بعمق كبير، يلزم وجود زنبرك أكبر (أو مطاط) ويكون من الصعب تثبيته إذا كان الزنبرك لا يزال موضوعًا على الجزء العلوي من القالب.ولذلك، يمكن استخدام هيكل مثبت على الجزء السفلي لتسهيل تعديل قوة الحامل الفارغ.

2. قالب الرسم العميق لكل مرة بعد المرة الأولى

يوضح الشكل (أ) الرسومات العميقة الأولى واللاحقة بدون حامل فارغ.يمكنها سحب المنتجات شبه النهائية التي تم سحبها بعمق إلى حجم معين ثم سحبها بعمق مرة أخرى.بشكل عام، يمكن استخدامه للتطبيقات التي تكون فيها درجة التشوه ليست كبيرة ويتطلب أن يكون سمك جدار الأجزاء المرسومة موحدًا.

وتأكد من دقة القطر والأبعاد لقطع العمل مع ترقق طفيف.بالنسبة لهذا النوع من القوالب، عادة من أجل منع فقدان الاحتكاك، يجب تقليل طول جزء عمل الجدار المستقيم من القالب المقعر قدر الإمكان.

يوضح الشكل ب هيكل قالب الرسم للمرة الأولى والأوقات اللاحقة للأجزاء الأسطوانية ذات حلقات الحافة.يعتمد جهاز تحديد الموضع 11 هيكلًا من نوع الأكمام ويلعب دور الضغط على الحواف وتحديد المواقع في نفس الوقت.يتم توفير قوة الضغط بواسطة قوة الأسطوانة المنقولة بواسطة دبوس القاذف 13.

من أجل منع التجاعيد عند سحب المادة بعمق، يمكن تعديل موضع طرف القاذف الحدي 3 لضبط الضغط.يمكن لحجم قوة الحافة أن يحافظ على توازن قوة حامل الحافة مع منع تثبيت المواد السيئة بإحكام شديد.

عملية عمل القالب هي: تتحرك شريحة التثقيب لأعلى، ويتم فتح القالب، ويقوم دبوس القاذف 13 برفع جهاز تحديد الموضع 11 إلى جهاز التثقيب 1 من خلال لوحة تثبيت جهاز تحديد الموضع 12 تحت تأثير أسطوانة الضغط.

وجوه النهاية متدفقة.في هذا الوقت، يتم إدخال الفراغ المرسوم في الحلقة الخارجية لجهاز تحديد الموضع 11. وتبدأ شريحة الضغط في التحرك لأسفل.يبدأ طرف القاذف الحدي 3 في الاتصال بالوجه العلوي للوحة تثبيت جهاز تحديد الموضع 12. وفي الوقت نفسه، يبدأ القالب 2 أيضًا في الاتصال بالسطح العلوي لجهاز تحديد الموضع 11، ومع الضغط

عندما يتحرك شريط التمرير تدريجيًا نحو الأسفل، فإن دبوس القاذف الحدي 3 يضغط تدريجيًا لأسفل على لوحة تثبيت جهاز الموضع 12، ويعمل القالب 2 وجهاز تحديد الموضع 11 معًا لسحب المنتج شبه النهائي تدريجيًا إلى منتج نهائي.عند اكتمال الرسم، يقوم دبوس القاذف 13 بدفع جهاز تحديد الموضع 11 ليكون متسقًا مع السطح العلوي للخرامة 1 تحت تأثير أسطوانة الضغط.وفي نفس الوقت تقوم المطرقة 7 بإخراج الأجزاء المسحوبة من تجويف القالب الأنثوي 2.

بالنسبة للأجزاء المسحوبة بعمق بقطر d ≥ 100 والأجزاء المسحوبة بعمق بالفلنجات أو الأشكال المعقدة، من أجل تسهيل تشكيل السحب العميق، يجب الانتباه إلى العلاقة الصحيحة بين شكل وحجم قوالب التثقيب في السابق والعمليات اللاحقة، بحيث تكون أشكال وأحجام اللكمات التي تمت في العمليات السابقة صحيحة.شكل الفراغ الوسيط يفضي إلى التشكيل في العمليات اللاحقة.تظهر العلاقة بين أبعاد كل عملية رسم ونصف قطر الشرائح في الشكل أ، حيث t هو سمك المادة.

بالنسبة لأجزاء الرسم العميق الأسطوانية الكبيرة والمتوسطة الحجم التي يبلغ قطرها d> 100، بالنسبة للرسومات القليلة الأولى والرسم العميق قبل التشكيل النهائي، غالبًا ما تستخدم زوايا الأسطوانة هيكل توصيل زاوية مائلة 45 لتجنب المواد الزائدة عند زوايا مدورة.إنه أرق ويفضي إلى الرسم العميق.هذا الهيكل لا يجعل من السهل تحديد موقع الشعر في العملية التالية فحسب، بل يقلل أيضًا من الانحناء المتكرر للشعر ووضعه، ويحسن ظروف تشوه المادة أثناء السحب العميق، ويقلل من ترقق المادة.

من المفيد تحسين جودة الجدران الجانبية للأجزاء المختومة.ومع ذلك، تجدر الإشارة إلى أن القطر السفلي يجب أن يكون مساويًا للقطر الخارجي للخرامة أثناء عملية الرسم التالية.العلاقة بين نصف قطر شرائح الثقب والقالب المقعر ونصف قطر شرائح حلقة الحافة في العمليات الأمامية والخلفية كما هو موضح في الشكل ب.يعرض.

3. رسم القالب للضغط المزدوج

عند استخدام الضغط المزدوج للرسم العميق، يضغط شريط التمرير الخارجي على الحافة ويسحب شريط التمرير الداخلي للعمق.الأجزاء المرسومة بعمق والموضحة في الشكل أ يتم قطعها مباشرة وسحبها من الشرائط، وتتم معالجتها بواسطة مكبس رسم مزدوج الفعل.

الشكل ب هو رسم تخطيطي لهيكل القالب للأجزاء المذكورة أعلاه.بعد وضع الشريط بواسطة دبوس تحديد الموضع 2، يعمل الحامل الفارغ 7 وقاعدة القالب السفلية 1 معًا لتنفيذ عملية التقطيع.يتم إخراج الرسم المحدب 4 والقالب المقعر الرسم 3.تعمل الكتل 6 معًا لرسم وتشكيل المادة السيئة بعد تقطيعها.أخيرًا، يقوم طرف القاذف 5 بتحريك كتلة القاذف 6 لدفع الأجزاء المسحوبة خارج تجويف قالب السحب المقعر 3.