Como alguém profundamente envolvido com metalurgia, frequentemente me pego explorando técnicas eficazes para moldar materiais. Neste artigo, compartilharei 4 dicas para estampagem profunda e formando chapas metálicas que melhoraram significativamente meus projetos. Compreender as nuances desses processos pode fazer uma diferença substancial na obtenção de precisão e qualidade. Seja você um profissional experiente ou iniciante, esses insights ajudarão você a aprimorar suas habilidades e otimizar seus resultados na fabricação de chapas metálicas. Vamos mergulhar nessas dicas essenciais!

A estampagem profunda é uma técnica de estampagem e formando Processo no qual uma chapa plana é conformada em uma peça oca aberta por meio de uma matriz côncava sob a pressão de uma matriz convexa. Em todos os tipos de componentes de chapa metálica, a estampagem profunda é frequentemente utilizada para o processamento de diversas peças cilíndricas, hemisféricos e cabeças parabólicas de tamanho maior ou material mais espesso.

O processo e os requisitos da estampagem profunda

De modo geral, o processo de estampagem profunda deve ser concluído por pressão do prensa hidráulica através da matriz de estampagem profunda. Em geral, o processamento a frio é utilizado apenas para o formato, tamanho ou deformação do material da chapa mais espessa, enquanto a estampagem profunda é utilizada para o processamento a quente.

Processo de estampagem profunda

O diagrama a seguir é o diâmetro de D, a espessura da placa plana redonda colocada no furo de posicionamento da matriz côncava, estampagem profunda nas partes em forma de cilindro do processo de estampagem.

Processo de estampagem profunda, devido à força de estampagem profunda F e convexa, lacuna da matriz côncava entre Z para formar um momento de flexão, contato descendente da matriz convexa com o material da placa após pressão descendente, de modo que o material da placa se curva côncavo e, no convexo, guia arredondado da matriz côncava puxado para dentro do furo da matriz côncava, o material da placa evoluiu lentamente para o fundo do cilindro (matriz convexa sob a parte central do material da placa), parede simples (puxada para dentro do furo na parte circular do material da placa), borda convexa (não puxada para dentro do furo na parte circular) três partes principais; com a matriz convexa Conforme a matriz convexa continua a cair, o fundo do simples é basicamente imóvel, o flange em forma de anel está constantemente encolhendo para o furo e é puxado para dentro do furo da matriz côncava para se transformar em uma parede do cilindro, então a parede simples aumenta gradualmente em altura, o flange encolhe gradualmente e, finalmente, o flange é todo puxado para dentro do furo da matriz côncava para se transformar em uma parede simples, então o processo de estampagem termina. O material da placa redonda se torna um círculo oco aberto com um diâmetro de d1 e uma altura de h.

1. Preparação em branco:

Corte: Uma chapa metálica plana é cortada de uma folha ou bobina maior em um tamanho e formato precisos usando uma prensa de corte.

Lubrificação: A peça bruta é lubrificada para reduzir o atrito e evitar rasgos durante o processo de trefilação.

2. Ferramentas:

Punção: Peça sólida que empurra a peça bruta para dentro da cavidade da matriz.

Matriz: cavidade oca que molda a peça bruta no formato desejado.

Suporte de blank: mantém o blank no lugar e controla o fluxo de material para dentro da cavidade da matriz.

3.Desenho:

O suporte da peça fixa a peça firmemente contra a matriz para evitar enrugamento.

O punção desce, empurrando a peça bruta para dentro da cavidade da matriz. O material é puxado radialmente para dentro e deformado plasticamente no formato desejado.

À medida que o punção avança, a peça bruta continua a ser puxada para dentro da matriz, formando as paredes do componente.

4. Ejeção:

Após a conformação, o punção se retrai e a peça formada é ejetada da matriz usando um mecanismo ejetor.

Análise de deformação por estampagem profunda

O processo de deformação por estampagem profunda pode ser entendido como: o processo de estampagem profunda consiste na contração gradual do flange em forma de anel em direção ao furo côncavo da matriz, transferindo o fluxo para a parede do cilindro. O processo de estampagem profunda é um processo de deformação plástica relativamente complexo. Cada parte da peça bruta, de acordo com sua deformação, pode ser dividida em várias regiões.

1. A parte inferior do cilindro (pequena área de deformação) convexa entra em contato com a parte inferior da área central do material da placa, parte redonda da parte inferior simples. No processo de estampagem profunda, essa área sempre mantém uma forma plana, cercada por tensão radial uniforme, o que pode ser considerado como nenhuma deformação plástica ou área de deformação plástica muito pequena. O material da parte inferior sofrerá força convexa na parede do cilindro, de modo que produz tensão de tração axial.

2. A parte do flange (grande área de deformação) acima da área do anel côncavo da matriz, que é o flange, é a principal área de deformação durante a estampagem profunda. Durante a estampagem profunda, a parte do flange do material, devido à força de estampagem profunda, produz uma tensão de tração radial σ1. Na direção do fluxo de contração para o furo côncavo da matriz, os materiais são comprimidos uns contra os outros, produzindo uma tensão de compressão tangencial σ3. Sua função é a de uma parte em forma de leque da peça bruta F, que é puxada através de uma ranhura imaginária em forma de cunha e se deforma de forma semelhante à de F2, conforme mostrado no gráfico a seguir.

Quando o flange é grande e a chapa é fina, a parte do flange perderá estabilidade e arqueará devido à tensão compressiva tangencial durante o trefilamento, formando o chamado “fenômeno de enrugamento”, por isso o anel de crimpagem é comumente usado para crimpar o flange.

3. Parede do cilindro (área de transferência de força): Esta é a área de deformação, onde a parte do flange do material é submetida à compressão tangencial, alongamento radial e transferência de fluxo de contração, basicamente não ocorrendo grandes deformações. Ao continuar a estampagem profunda, a transferência de força da matriz convexa para o flange desempenha o papel de transferência de força de estampagem profunda para o próprio material da parede simples durante o processo de estampagem profunda, suportando o papel de tensão de tração unidirecional, ligeiramente alongada longitudinalmente e com espessura ligeiramente mais fina.

4. Flange da peça de canto da matriz côncava (zona de transição) e peça de transição de intersecção de parede simples, onde a deformação do material é mais complexa, além das mesmas características da peça de flange que está sujeita a tensão de tração radial e tensão de compressão tangencial, força, além do papel de extrusão de canto da matriz côncava e função de flexão e a formação de tensão de compressão espessa.

5. Canto convexo da matriz (área de transição) Parede simples e parte de transição de interseção inferior simples, radial e tangencial para suportar o papel de tensão de tração, espessa para o papel de extrusão e flexão pelo canto convexo da matriz e tensão de compressão, processo de estampagem profunda, o alongamento radial, a espessura de algum afinamento, o afinamento mais grave ocorre no canto convexo da matriz e a parede do cilindro, o início da estampagem profunda, é na matriz convexa, côncava entre, precisa transferir o material menos, pela deformação O grau de pequeno, o grau de endurecimento a frio é baixo, mas também não convexo canto da matriz no atrito útil, precisa transferir a área de força de estampagem profunda e menor. Portanto, este local se torna o mais provável de quebrar durante a estampagem profunda "seção perigosa".

Variação da espessura da parede de peças estampadas profundamente

A espessura irregular da parede das peças estampadas pode ser vista na figura a seguir. A figura a seguir mostra a variação da espessura da parede da estampagem profunda com cabeça elíptica de aço carbono, e a figura b mostra a variação da espessura da parede das peças cilíndricas flangeadas estampadas com anel de crimpagem.

Requisitos do processo de processamento de estampagem profunda

O uso do processo de estampagem profunda pode completar o processamento de peças de formas complexas, obtendo o cilindro, escalonado, cônico, quadrado, esférico e várias formas irregulares de peças de paredes finas. No entanto, a precisão do processamento de estampagem profunda está relacionada a muitos fatores, como as propriedades mecânicas do material e espessura do material, estrutura do molde e precisão do molde, o número de processos e a sequência de processos, etc. A precisão de fabricação das peças de estampagem profunda geralmente não é alta, a precisão apropriada está no nível IT11 abaixo, ao mesmo tempo, devido ao impacto do desempenho de deformação da estampagem profunda, o processo de estampagem profunda de peças é bom ou ruim, afeta diretamente as peças podem ser processadas com o método mais econômico e simples, e até mesmo afeta as peças que podem ser processadas com o método de estampagem profunda. As peças de estampagem profunda dos requisitos do processo são as seguintes.

1. O formato das peças de estampagem profunda deve ser o mais simples e simétrico possível. No projeto das peças de estampagem profunda, deve-se combinar o processamento das peças de estampagem profunda, na medida do possível, com o objetivo de facilitar a conformação e atender aos requisitos de forma. A tabela a seguir apresenta a classificação do grau de facilidade de conformação por estampagem profunda. Todos os tipos de peças de estampagem profunda na figura apresentam sua dificuldade de conformação de cima para baixo, em ordem crescente. A dificuldade do mesmo tipo de peças de estampagem profunda aumenta da esquerda para a direita. Onde: e indica o comprimento mínimo da aresta reta, f indica o tamanho máximo da peça estampada, a indica o comprimento do eixo curto e b indica o comprimento do eixo longo.

2. Para peças cilíndricas de estampagem profunda com flange, a flange mais adequada está na seguinte faixa para estampagem profunda com anel de crimpagem: d+12t≤d convexo≤d+ 25t

onde d – diâmetro da parte redonda simples, mm.

T – espessura do material, mm.

d convexo – diâmetro do flange, mm.

3. A profundidade do desenho não deve ser muito grande (ou seja, H não deve ser maior que 2d). Quando uma peça pode ser puxada para dentro, sua altura é ideal: sem flange em peças redondas simples: H ≤ (0,5 ~ 0,7) d

4. no desenho do cilindro de partes profundas, a parte inferior e a parte da parede do raio de canto r convexo devem encontrar r convexo ≥ t, flange e parede entre o raio de canto r côncavo ≥ 2t, das condições propícias à deformação, o melhor para tomar r convexo ≈ (3 ~ 5) t, r côncavo ≈ (4 ~ 8) t. Se r convexo (ou r côncavo) ≥ (0,1 ~ 0,3) t, pode aumentar a modelagem.

Demonstração em vídeo