Matryce do gięcia i wykrawania blach; Części do głębokiego tłoczenia do tłoczenia metali

I. Wprowadzenie

Matryce do tłoczenia kompozytów mogą wykonywać wiele procesów, takich jak wykrawanie, formowanie i gięcie w jednej operacji tłoczenia, zmniejszając liczbę przenoszenia detali, poprawiając wydajność produkcji i spójność produktu, a także stanowią główny sprzęt w nowoczesnej produkcji tłoczenia. Racjonalność zintegrowanego projektu konstrukcyjnego i naukowy charakter zróżnicowanego doboru materiałów do obszarów funkcjonalnych bezpośrednio determinują wydajność i niezawodność matrycy. W artykule tym, w oparciu o rzeczywistą produkcję, wyjaśniono kluczowe punkty integracji strukturalnej kompozytowych matryc do tłoczenia i sformułowano schematy doboru materiałów dla każdego obszaru funkcjonalnego, zapewniając odniesienie dla praktyki branżowej.

II. Zintegrowany projekt strukturalny kompozytowych matryc do tłoczenia

1. Zintegrowana koncepcja projektowa: zintegrowanie procesów wykrawania, formowania i gięcia w tej samej matrycy, przyjęcie modułowej i ustandaryzowanej konstrukcji konstrukcyjnej, w której każda jednostka funkcjonalna (moduł wykrawania, moduł formujący, moduł prowadzący) jest połączona za pomocą standardowych interfejsów w celu zapewnienia skoordynowanego działania, ograniczenia-błędów połączeń między procesami i poprawy wydajności produkcji.

2. Strategia optymalizacji strukturalnej: Analiza elementów skończonych (FEA) służy do symulacji warunków naprężeń podczas procesu tłoczenia, oceny właściwości mechanicznych, optymalizacji wymiarów kluczowych-części nośnych, pogrubienia podstawy matrycy i zwiększenia grubości żeber wzmacniających w celu zwiększenia sztywności matrycy i odporności na zużycie. Konstrukcja matrycy obejmuje wbudowane-kanały rozpraszające ciepło o średnicy 1,0–1,5 mm, równomiernie rozmieszczone w strefach formowania i wykrawania, w połączeniu z automatycznym systemem smarowania zapewniającym kontrolę temperatury matrycy w zakresie 50–80 stopni podczas pracy, co zapewnia ogólną równowagę wydajności.

III. Podział obszarów funkcjonalnych i zasady doboru materiałów

1. Podział obszaru funkcjonalnego: W oparciu o warunki naprężenia i zużycia podczas procesu tłoczenia matryca jest wyraźnie podzielona na cztery obszary funkcjonalne. Każdy obszar charakteryzuje się różnymi obciążeniami roboczymi i środowiskami, co skutkuje znacząco różnymi wymaganiami materiałowymi: strefa wykrojenia (odpowiedzialna za operacje wykrawania, przy skupionych naprężeniach i dużym zużyciu), strefa formowania (odpowiedzialna za operacje zginania i rozciągania, wymagające powtarzającego się odkształcania), strefa prowadzenia (odpowiedzialna za pozycjonowanie i prowadzenie, wymagająca stabilności wymiarowej) oraz strefa podparcia (odpowiedzialna za całkowitą-nośność matrycy wymagającą sztywności.

2. Zróżnicowane zasady doboru materiałów: W obszarze zaślepienia wykorzystano wysokostopową-stal narzędziową D2 lub SKD11, która jest hartowana próżniowo i poddawana obróbce kriogenicznej w celu uzyskania twardości HRC58-62, co zapewnia wysoką twardość i odporność na zużycie; w obszarze formowania wykorzystuje się stal matrycową H13 o twardości kontrolowanej na poziomie HRC55-58 po obróbce cieplnej, równoważąc wytrzymałość i odporność na zmęczenie, aby zapobiec pękaniu podczas formowania; w obszarze prowadzącym zastosowano stal łożyskową GCr15 poddaną azotowaniu w celu poprawy stabilności wymiarowej i odporności na zużycie; w obszarze podparcia zastosowano stal konstrukcyjną węglową 45 #, która jest hartowana i odpuszczana w celu zapewnienia sztywności przy jednoczesnym obniżeniu kosztów.