Kylmäpään muodostusprosessi (2)

1.2 Metallin plastisen muodonmuutoksen peruslait

1.2.1 Vähimmäisvastuksen laki

Metallin muodonmuutoksen aikana muotoaan muuttavan kappaleen hiukkasilla on mahdollisuus liikkua kaikkiin suuntiin ja muotoutuvan kappaleen pisteiden liike tapahtuu niiden minimivastussuuntaa pitkin, jota kutsutaan minimiresistanssin laiksi.

Kuusikantaisten pulttien moniasemaisessa kylmäsuunnassa toisen aseman tarkkuussuunnan aikana metalli virtaa ylöspäin ja muodostaa välähdyksen alemman muotin aukkoon, mikä on ilmentymä minimiresistanssin laista. Kuvasta 36-4 näkyy, että kun aihio on sekaisin muotissa, se ei ainoastaan ​​täytä ylä- ja alamuotin onteloita, vaan myös virtaa kaikkiin suuntiin ylä- ja alamuotin muodostamien rakojen läpi. Metalli voi täyttää muotin ontelon vain silloin, kun vastus välähdysvirtaukselle on suurempi kuin vastus muottiontelon muissa osissa. Ylemmän muotin alaspäin suuntautuvassa liikkeessä metallin virtausvastus salamassa kasvaa salaman paksuuden pienentyessä, jotta varmistetaan ylemmän ja alemman muotin onteloiden lopullinen täyttö.

Kuva 36-4 Kaaviokaavio metallin virtauksesta minimivastuksen lain mukaan häiriön aikana

1.2.2 Tilavuuden invarianssin laki

Metallin plastisessa muodonmuutoksessa tiheyden muutos on erittäin pieni ja se voidaan jättää huomiotta. Muovisen muodonmuutoksen kohteena olevan esineen tilavuus pysyy vakiona, ja metalliaihion tilavuus ennen plastista muodonmuutosta on yhtä suuri kuin muodonmuutoksen jälkeinen tilavuus.

Tilavuuden invarianssin laki on laskea tilavuus tuotteen muodon ja koon perusteella ja määrittää sitten tarvittavan aihion tarkka koko.

Vähimmäisresistanssin laki on tärkein perusta metallin muodonmuutosten lukumäärän määrittämisessä, muodonmuutosten määrän jakamisessa joka kerta ja muottirakenteen muodon määrittämisessä suunnittelussa.

1.2.3 Päätekijät, jotka vaikuttavat metallin virtaukseen muodonmuutoksen aikana

a. Kitkan vaikutus

Muotin ja aihion kosketuspinnalla on muodonmuutoksen aikana väistämättä kitkavoima, joka muuttaa metallin virtauksen ominaisuuksia kitkavoiman vaikutuksesta. Kuten kuvasta 36-5 näkyy, suorakaiteen muotoisia viallisia materiaaleja käännettäessä litteiden levyjen väliin, kitkan vaikutuksesta johtuen vastus on erilainen kumpaankin suuntaan ja muodonmuutoksen aikana poikkileikkaus ei voi pysyä suorakulmaisena. Vähimmäisvastuksen lain mukaan se pyrkii vähitellen pyöreään muotoon. Jos kitkavoimaa ei ole, aihio on ihanteellisessa tasaisessa muodonmuutostilassa ja geometrinen muoto on edelleen samanlainen ennen muodonmuutosta ja sen jälkeen.

Kuva 36-5 Kaavio metallin virtauksesta takottaessa suorakaiteen muotoisia poikkileikkausaihioita litteiden levyjen välillä

Kuva 36-6 on kaaviomainen kaavio pyöreän aihion kaatumisesta. Kun kitkaa ei ole, rengaskomponentti puristuu korkealle, ja vakiotilavuustilan mukaan metallin halkaisija kasvaa sekä ulko- että sisäkerroksessa, eli kaikki metallit virtaavat säteittäisesti ulospäin. Kitkan esiintymisen vuoksi virtaus on estynyt. Mitä lähempänä sisäkerros metalli on, sitä suurempi vastus ulospäin virtaamiselle, mikä on jopa suurempi kuin sisäänpäin virrattaessa, jolloin virtaussuunta muuttuu. Kuten kuvasta näkyy, rengasmaisessa komponentissa näkyy virtausrajapinta (dN).

b. Muotin muodon vaikutus

Muottien eri muodoista johtuen myös aihioon kohdistuva voima sekä muotin ja aihion välinen kitkavoima ovat erilaisia, mikä johtaa eroihin metallin virtausvastuksessa eri suuntiin, mikä johtaa eroihin aihion jakautumisessa. metallin virtaustilavuus eri suuntiin.

c. Itse metallien epätasaisten ominaisuuksien vaikutus

Itse metallien epätasaiset ominaisuudet heijastavat epätasaista koostumusta, epätasaista rakennetta ja epätasaista sisälämpötilaa muodonmuutoksen aikana. Näiden ominaisuuksien epäyhtenäisyys johtaa lisäjännityksiin, jotka tasapainottavat toisiaan metallin sisällä. Sisäisten voimien vuoksi metallin virtausvastus vaihtelee ja muodonmuutos tapahtuu ensin siinä osassa, jolla on pienin vastus.

2. Metallin kylmäpäällystysprosessi (ekstruusio).

2.1 Kylmäpäällystysprosessin (ekstruusio) peruskäsitteet

2.1.1 Kylmäpäättely ja kylmäpuristus

Aseta aihio huoneenlämpötilassa automaattisen kylmäpäällystyskoneen tai puristuskoneen muottiin, kohdista muottiin painetta ja käytä ylä- ja alamuotin suhteellista liikettä aihion muodon muuttamiseen muotin ontelossa, alentaa sen korkeutta, ja kasvattaa sen poikkileikkausta. Tätä painekäsittelymenetelmää kutsutaan kylmäpääsyksi automaattisille kylmäpäällystyskoneille ja kylmäpuristamiseksi puristuskoneille.

Varsinaisessa tuotannossa kiinnittimien kylmämuovausprosessi sisältää usein ekstruusiota kylmäpäätyprosessin aikana. Siksi pelkkä kiinnitystuotteiden kylmäpäättelyprosessi on itse asiassa komposiittikäsittelymenetelmä, joka sisältää sekä kylmäpäittämisen että suulakepuristuksen.

2.1.2 Kylmäpään muodonmuutosmenetelmä (ekstruusio)

a. Lävistys erottaa osan aihiosta päärungosta. Kuten langan leikkaaminen, mutterien lävistys ja kuusikulmaisten pulttien pään leikkaaminen.

b. Kääntäminen on prosessointimenetelmä, joka lyhentää aihion korkeutta ja lisää poikkileikkausalaa, kuten mutterien suuntaa, pultin päiden esisuuntausta ja tarkkuussuuntaa.

c. Kun aihio vääntyy alemmassa muotissa kylmän suunnan aikana, metallin virtaussuunta on yhdenmukainen ylemmän muotin liikesuunnan kanssa. Karkean tangon halkaisijan pienentäminen kylmäpäisissä pulteissa ja lieriömäisissä kuusiokoloruuveissa on eräänlainen eteenpäin suuntautuva ekstruusio.

d. Muodonmuutoksen aikana metallin virtaussuunta taaksepäin ekstruusioaihiossa on vastakkainen ylemmän muotin liikesuuntaan nähden. Lieriömäisen kantaruuvin kuusiokoloruuvin kannan muodostaminen kuuluu käänteispuristamiseen.

e. Metallin virtaussuunta komposiittipuristetuissa aihioissa muodonmuutoksen aikana on osittain sama kuin ylemmän muotin liikesuunta, kun taas toiset ovat vastakkaisia. Muodonmuutoksessa on sekä eteenpäin- että taaksepäinpuristusta. Esimerkiksi lieriömäisillä kuusioruuveilla on sekä tangon pienennys (eteenpuristus) että pään muodostus (käänteinen suulakepuristus) muodonmuutoksen aikana samalla työasemalla.

2.1.3 Kylmäsuuntainen (ekstruusio) muodonmuutosaste

a. Deformaatioaste

Se viittaa takomisen lopussa olevan aihion taotun osan pituuden puristumisen suhdetta alkuperäiseen korkeuteen tai aihion poikkileikkauspinta-alan kasvun suhdetta takomisen lopussa suhteessa alkuperäinen poikkileikkausala.

b. Muodonmuutosasteen esitystapa

Ensimmäinen menetelmä käyttää taontasuhdetta (S), kuten on esitetty kuvissa 36-7.

Kuva 36-7 Kaavio muodonmuutosasteesta tangon väännytyksen aikana

h0 - Taotun osan alkuperäinen korkeus

d0 - Taotun osan alkuperäinen halkaisija

Taontasuhde voi määrittää takomisen vaikeuden. Mitä pienempi taontasuhde, sitä pienempi muodonmuutosmäärä ja sitä helpompi muodonmuutos. Mitä suurempi taontasuhde, sitä vaikeampi muodonmuutos on. Metallikuidut virtaavat epäsäännöllisesti, ja osa kuiduista taipuu, jolloin muodostuu pitkittäistaivutusilmiö. Kuten kuvista 36-8 näkyy.

Kuva 36-8 Kaaviokuva pyöreän materiaalin muodonmuutosten aiheuttamasta pitkittäissuuntaisesta taipumisesta ja taittumisesta väännytyksen aikana

Toinen menetelmä käyttää taontanopeutta (ε)

ho, Fo - pään materiaalin alkuperäinen korkeus ja poikkileikkauspinta-ala ennen taontaa

H, F - Työkappaleen korkeus ja poikkipinta-ala takomisen jälkeen

c. Sallittu muodonmuutosaste

Kun kylmäpään muodonmuutosaste ylittää itse metallin muodonmuutosrajan, muotoutuneen työkappaleen kylkeen tulee halkeamia, jotka aiheuttavat viallisia tuotteita. Myös muotin lujuus vaikuttaa, mikä lyhentää sen käyttöikää. Vakavissa tapauksissa se voi aiheuttaa muotin halkeilun ja vaurioitumisen. Metallin sallittu muodonmuutosaste liittyy sen plastisuuteen. Metalleilla, joilla on hyvä plastisuus, on suurempi sallittu muodonmuutosaste kuin metallilla, jonka plastisuus on huono. Mitä suurempi hiiliteräksen hiilipitoisuus on, sitä pienempi on sen plastisuus ja sitä pienempi on sallittu muodonmuutos.

Tuotannossa huonosti plastisten metallien, kuten keskihiiliteräksen ja seosteräksen, kylmätakonnassa käytetään usein teräksen hehkutus- ja pehmennyskäsittelyä, mikä lisää muotin lujuutta ja sitkeyttä, voitelee metallipintaa jne. metallin sallitun muodonmuutosasteen parantamiseksi. Taulukossa 36-1 luetellaan joidenkin terästen sallitut muodonmuutostasot.

2024 tammikuu1Viikko WBMPtuotesuositus:

Korkeat kromiteräspallot:

G5,G10,G16 Kromipallomme tuotetaan yleensä GBT 308.1-2013 ja ISO 3290-1:2014 standardien mukaan. Kovuus räätälöidään vaatimuksesi mukaan.