2.2 Analiza deformacionih oblika procesa i radnih stanica u tehnologiji hladnog sabiranja
Hladno presovanje (prešanje) proizvoda za pričvršćivanje završava se presom ili automatskom mašinom za hladno presovanje. Kod sekvencijalnog hladnog prešanja, jednostrukog i višestaničnog hladnog kovanja, oblik poluproizvoda u gornjoj sekvenci ili gornjoj stanici kovanja (prešanja) direktno utiče na formiranje sledeće sekvence ili sledeće stanice. Stoga je kako odrediti ispravan oblik deformacije na osnovu razumne alokacije omjera deformacije direktno povezan s budućom deformacijom i kvalitetom proizvoda.
2.2.1 Proces hladnog sabijanja (prešanja) za učvršćivače u obliku šipke
Obrada učvršćivača u obliku šipke hladnom presovanjem treba uzeti u obzir relevantne parametre svakog procesa (stanice). Glavni parametri uključuju omjer kovanja, gdje su Lo i do originalna dužina i promjer kovanog dijela zadatka; D. H predstavlja prečnik i visinu radnog komada nakon kovanja, kao što je prikazano na slici 36-7.
Lo/do je mjera uzdužne stabilnosti deformacije narušavanja blanka, odnosno sposobnosti dijela zazora za narušavanje da se odupre uzdužnom savijanju tokom narušavanja. Što je manja vrijednost Lo/do, to je povoljnije za kovanje glave; Kada je vrijednost Lo/do prevelika, dolazi do uzdužnog savijanja u dijelu kovanja zadatka. Osim vrijednosti Lo/do, postoje i drugi faktori koji utiču na uzdužnu stabilnost uznemirujuće deformacije gredica. Bilo da se radi o automatskoj mašini za hladno savijanje ili mašini za sečenje, bilo da seče sečivom ili rezačem za čahure, rezni deo blanka ne može biti okomit na njegovu osu i treba da ima nagib od 1 stepen do 5 stepeni. Na taj način, prilikom hladnog sabijanja (prešanja), početna sila probijanja na gredku nije u centru, te će doći do ekscentričnosti, uzrokujući neravnomjernu silu na gredku, što rezultira neravnomjernom deformacijom i savijanjem uslijed uzdužnog savijanja pri oblikovanju glave. Kod presjeka s malim uglovima nagiba, uzdužno savijanje nastalo tijekom deformacije nije očito, što neće utjecati na kvalitetu glave. U procesu hladnog presovanja, nakon rezanja, glavna svrha sređivanja zareza za oblikovanje je da se to postigne.
Osim toga, donji kraj početne šupljine za probijanje je površina prijenosa za primjenu sile kovanja na gredicu. Ako je centar pomaknut, centar rezultujuće sile će neizbježno biti pomaknut. Slično, to je također faktor koji utječe na stvaranje uzdužnog savijanja. Upotreba gornje šipke s oprugom tokom početnog probijanja (vidi sliku 36-13) može ublažiti ovaj udar. Drugi faktori kao što su radna tačnost alatne mašine i nivo podešavanja operatera za ugradnju armature takođe imaju uticaj na početno oblikovanje štancanjem.
Kako bi se poboljšala stabilnost gredice tokom početne deformacije probijanjem, posebno za čelik sa niskim udjelom ugljika i druge vrste čelika sa lošim svojstvima rezanja, kako bi se povećala stabilnost gredice tokom deformacije, osim konusnog oblika, treba imati i biti cilindrična šupljina sa visinom od 1.5-2mm u radnoj šupljini na malom kraju početnog štancanja, kao što je prikazano na slici 36-12.
Slika 36-12 Oblik unutrašnje šupljine početnog udarca za narušavanje
Prema iskustvu, kada je Lo/do manji ili jednak 2,3, potrebno je samo jedno kovanje da bi se formirala glava bez uzdužnog savijanja. Kada je Lo/do manji od ili jednak 4,5, potrebna su dva procesa kovanja da se završi oblikovanje glave; Kada je Lo/do manje od ili jednako 8, formiranje glave treba da se završi kroz tri kruga kovanja. Ukratko, što je veća vrijednost Lo/do, to je potrebno više puta kovanja. Za srednje ugljični čelik i legirani čelik, zbog hladnog obradnog kaljenja uzrokovanog kovanjem, kasniji proces deformacije je teško izvesti. U tom slučaju, kontinuirano hladno kovanje (prešanje) treba zamijeniti uzastopnim hladnim prešanjem. Poluproizvodi između procesa se omekšavaju i žare kako bi se smanjila tvrdoća poluproizvoda i uklonio unutrašnji napon koji nastaje tokom deformacije procesa.
Što je veći omjer D/H, veća je poteškoća kovanja. U stvari, konačne dimenzije deformacije proizvoda koji predstavljaju D i H mogu se izračunati kao zapremine, a zatim se može izračunati potrebna dužina Lo i prečnik do zazora. Broj vremena narušavanja može se odrediti korištenjem vrijednosti Lo/do.
(1) Određivanje početnog oblika narušavanja glave vijka sa šesterokutnom glavom
Razumno određivanje oblika početnog kovanja će olakšati protok metala u šupljini kalupa, održati protok metalnih vlakana stabilnim i olakšati deformaciju sljedeće radne stanice.
Oblik početnog kovanja je konusni, a postoje dva oblika početne šupljine konusnog kalupa za kovanje: jedan bez opružne gornje šipke (igle) i drugi sa opružnom gornjom šipkom (igla), kao što je prikazano na slici {{0 }}.
Slika 36-13 Šupljina prototipa za početni poremećaj
Slika 36-14 Oblik unutrašnje šupljine početnog udarca za narušavanje
Konusni probijač bez opružne gornje šipke koristi se za narušavanje obradaka dugih šipki; Matrica za probijanje s opružnom gornjom šipkom koristi se za izradke s kraćim dijelovima šipke. Ugao konusa konusne šupljine bez gornje šipke opruge za početno probijanje treba biti odgovarajuće veći, što olakšava odvajanje radnog predmeta od početne matrice za kovanje. Općenito, uzima se kao 8 stepeni do 16 stepeni, a oblik unutrašnje šupljine inicijalnog probijača je prikazan na slici 36-14.
Kod kovanja sa tri udarca potrebno je kovati dva konusa. Prvi konus ima posebno mali ugao konusa, između 2 stepena i 3 stepena, igra osnovnu ulogu u oblikovanju, osiguravajući dobro poravnanje i stabilnost tokom druge početne deformacije kovanja. Veličina radne šupljine konusnog probijača može se izračunati na osnovu volumena oblika glave koji treba narušiti, prečnika žice i udaljenosti između probijača i matrice. Sa slike 36-15 se vidi da se zapremina cele konusne glave sastoji od dva dela: zapremine V1 i zapremine V2, odnosno V-konusa=V1+V2 , a V-konus je jednak volumenu glave proizvoda nakon preciznog kovanja, što je V. Ako se V može izračunati iz veličine proizvoda, tada je V1=V-V2.
Slika 36-15 oblik embrionalne glave
Na slikama 36-15, može se vidjeti da postoje mnoga ograničenja na V2, kao što je razmak između probijača i matrice, dubina radne šupljine matrice, oblik punjenja metala iznutra, i prečnik cevi koji formira V2. Stoga se općenito koriste empirijske formule:
V1=KV (mm3) (Formula 36-17)
U formuli, V - volumen koji čini glavu proizvoda
K - Koeficijent oblika proizvoda
Za vijke sa šestougaonom glavom i zavrtnje sa šestougaonom glavom, K=0.75-0.85;
Za vijke sa poluokruglom glavom, K{{0}}.7 do 0.8;
Za upuštene vijke, K{{0}}.5 do 0.6.
Mali krajnji prečnik dM konusa jednak je ili nešto manji od minimalne veličine sirovog materijala, a veliki krajnji prečnik DK konusa se uzima kao 1.2-1.3 dM.
Kada je DK=1.2dM, zapremina V1 konusa je:
Kada je DK=1.3dM,
(2) Određivanje početnog oblika kovanja mašinskih vijaka
Postoji mnogo tipova mašinskih vijaka, koji se uglavnom razlikuju od geometrijskog oblika glave. Sve u svemu, omjer kovanja (S=Lo/do i D/h) za oblikovanje glava zavrtnja mašina je relativno mali, što ga čini lakšim za kovanje. Za jednostavne mašinske vijke u obliku glave, kliknite na radni komad proizveden hladnim kovanjem, kao što je prikazano na slici 36-16, i može se koristiti jednokratno kovanje. Međutim, mnoge varijante mašinskih vijaka imaju složene žljebove na glavi. Za tip poprečnog žljeba, formiranje glave zahtijeva dva ili više nagiba. Početni oblik štancanja igra odlučujuću ulogu u kovanju proizvoda koji ispunjavaju zahtjeve žljebova prema standardima.
Slika 36-16 Kliknite na radni komad proizveden hladnim glavom
Prilikom formiranja precizne glave kovanja, žljeb je također podvrgnut namještanju i ekstruziji. U ovom trenutku, deformacija glave proizvoda ne samo da uzrokuje da metal teče i ispunjava veliki kraj glave zbog narušavanja, već ima i tendenciju da teče u suprotnom smjeru sile zbog istiskivanja žljeba, čime se utiče na punjenje metala na ivici velikog kraja. Naročito u smjeru žlijeba, postoji jasan fenomen "nedostaje mesa". Kako bi se riješio problem lokalne nepotpunosti, vrh početnog štancanja je napravljen u obliku kružnog luka. Za početno probijanje šrafova sa poprečnim žljebovima sa ravnom glavom, vrh je napravljen u konusnom obliku sa uglom konusa od 120 stepeni do 150 stepeni, kao što je prikazano na slici 36-17. Njegova svrha je da smanji obrnuti tok metala tokom deformacije, što je korisno za punjenje velikog kraja glave.
Određivanje početnog oblika kovanja unutrašnjih šestougaonih vijaka sa cilindričnom glavom. Vijci sa unutrašnjom šestougaonom cilindričnom glavom s hladnom glavom (sa omjerom kovanja manjim od 1,5) imaju složene geometrijske oblike i visoke zahtjeve za performansama proizvoda zbog duboke unutrašnje šestougaone rupe na glavi, sa ocjenama 8,8, 10,9 i 12,9. Čelik koji se koristi je čelik srednjeg ugljika, legirani čelik, sa lošim performansama hladnog oblikovanja i složenom deformacijom glave, uključujući narušavanje, ekstruziju naprijed i obrnuto ekstruziju. Stoga, početno štancanje takvih proizvoda općenito treba proći kroz početni i drugi predbroj. Slika 36-18 navodi nekoliko uobičajenih početnih oblika kovanja u proizvodnji. U drugom prednaslovu niza, unutrašnja heksagonalna preformirajuća konkavna rupa je formirana na glavi kako bi se smanjila deformacija prilikom rafiniranja unutrašnje heksagonalne rupe na sljedećoj radnoj stanici. Otpor proticanju metala pri reverznoj ekstruzijskoj deformaciji je smanjen, tako da je opterećenje koje nosi heksagonalni proboj što je moguće više minimizirano, a protok metala je ravnomjerno ispunjen na rubovima gornjeg i donjeg kraja glave.
Slika 36-17 Poprečni žljeb s ravnom okruglom glavom proces hladnog kačenja
Slika 36-18 Šematski dijagram inicijalnog i drugog kova za zavrtnje sa šestougaonom cilindričnom glavom sa hladnom glavom
(4) Precizno kovanje učvršćivača u obliku šipke
Precizno kovanje učvršćivača u obliku šipke je proces kovanja prethodno oblikovane prazne glave u radnu šupljinu između gornjeg i donjeg kalupa kako bi se dobio konačni oblik i veličina glave proizvoda.
Deformacija glave varira ovisno o geometrijskim dimenzijama glave proizvoda i općenito može imati sljedeće oblike:
a. Vijci sa šestouglom i četvrtastom glavom
Područje za formiranje prikazano na slici 36-19 ima tri područja, pri čemu se 1/3 visine glave formira u gornjoj šupljini modela, 1/3 do 2/5 se formira u donjoj šupljini modela, a ostatak formira blještave ivice u razmaku između gornjeg i donjeg kalupa. Konačno, proces obrezivanja se koristi za završetak obrezivanja šesterokutnih i četvrtastih glava.
b. Mašinski vijci sa poluokruglom i ravnom okruglom glavom, sa glavom potpuno formiranom u gornjoj šupljini matrice (lagano probijanje).
c. Proizvodi kao što su unutrašnji šestougaoni vijci sa cilindričnom glavom i udubljeni vijci sa šestougaonom glavom, sa glavom formiranom u donjoj šupljini kalupa. Budući da se radi o preciznom kovanju, radne šupljine gornjih i donjih kalupa moraju zadovoljiti zahtjeve veličine glave proizvoda.
(5) Proces redukcije šipki za pričvršćivanje
Vijci sa šestougaonom glavom su široko rasprostranjeni pričvršćivači sa širokim rasponom nivoa čvrstoće, u rasponu od 3,6 do 12,9 nivoa, koji se proizvode. Za vijke sa šestougaonom glavom srednje i niske čvrstoće, dva procesa se generalno koriste za proizvodnju, jedan je proces fine šipke, a drugi je proces grube redukcije šipke. Takozvana tanka šipka je žica koja je ekvivalentna prečniku navojne gredice za hladno kovanje. Veličina žice se vrlo malo mijenja, a šipka se može direktno uvijati u niti; Gruba šipka je žica koja je veća od vanjskog prečnika navoja. U procesu hladnog kovanja, jedna, dva ili više redukcija se postavljaju kako bi dužina navoja dostigla veličinu praznog vijka.
Unutrašnji šestougaoni vijak sa cilindričnom glavom je proizvod visoke čvrstoće od 8.8 i više prema nacionalnim standardima. Iako stepen deformacije glave nije značajan, žica koja se koristi ima veću čvrstoću i manju plastičnost. Stoga se obično koristi proces grube redukcije šipke. Tokom hladnog kačenja, vrši se jedno ili više puta redukcije kako bi prečnik šipke sa navojem dostigao veličinu praznog vijka.
Vijci sa šestougaonom glavom usvajaju postupak finog štapa, a stepen deformacije glave tokom hladnog udara je povećan u poređenju sa grubom šipkom. Pogodan je za proizvodnju kratkih proizvoda s punim navojem. Proizvodnja vijaka tehnologijom tankih šipki često se suočava sa sljedećim problemima:
Stepen deformacije glave je veliki i lako se stvaraju pukotine. Ponekad se rezanjem šesterokutnih rubnih pukotina ne mogu u potpunosti ukloniti.
Prilikom narušavanja, glava se često podvrgava uzdužnom savijanju zbog značajne deformacije, što rezultira preklapanjem na udaljenosti od 1/3 od potporne površine, kao što je prikazano na slici 36-20, što uzrokuje prevrtanje vijka.
Slaba čvrstoća vezivanja između glave i šipke postaje skrivena opasnost za okretanje tankih vijaka šipke. Korištenje tehnologije grube redukcije šipke izbjegava gore navedene probleme. Međutim, zbog potrebe za redukcijom, ne samo da povećava silu redukcije, već i čini strukturu kalupa odgovarajućom složenom.
1. Početni kalup za kovanje; 2-konkavni kalup; 3- Komponente; 4-Gornji štap; 5-Blok jastuka
Slika 36-19 Šematski dijagram heksagonalne i kvadratne glave hladnog smjera
Slika 36-20 Šematski dijagram savijanja formiranog namještanjem glava vijaka debelih i tankih šipki
Mora imati redukcijsku matricu, obično obrađenu tvrdom legurom, što povećava cijenu kalupa.
Osim toga, postoje posebni zahtjevi za površinsko podmazivanje i tvrdoću materijala žice. Većina žica koje se koriste u proizvodnji prošla je tretman fosfatiranja i saponifikacije. Žica bi trebala imati tvrdoću od 75-85 HRB nakon sferoidnog žarenja.
Sve u svemu, iako proces grube redukcije šipke ima visoke zahtjeve za žice i kalupe, što povećava troškove proizvodnje, u smislu kvaliteta proizvoda, može smanjiti pucanje proizvoda uzrokovano lošom plastičnošću materijala. Poboljšana upotreba materijala, osigurani zahtjevi za čvrstoćom proizvoda i ukupna ekonomska efikasnost su i dalje dobri.
(6) Rezna ivica glave vijka
Postoje dvije vrste vijaka sa šesterokutnom glavom: oni sa udubljenim glavama i oni sa ravnim glavama. Iz perspektive proizvodnje i upotrebe, vijci sa šestougaonom glavom sa ravnim glavama čine preko 90% ukupne količine. Vijci sa konkavnim rupama na glavi, zbog direktnog hladnog kovanja (presovanja) glave, imaju visoke zahteve za plastičnost žice. Heksagonalne ivice su lošeg kvaliteta ispunjene, često se pojavljuju kao goli uglovi i skloni su klizanju tokom zatezanja. To se osjetljivije odražava na automatsku montažnu liniju opreme, što objektivno ograničava proizvodnju ovog tipa vijka sa glavom.
Vijak sa ravnom glavom i heksagonalnim oblikom formiran je reznim rubovima. Rezne ivice se mogu rasporediti u automatsku mašinu za hladno sečenje sa više stanica prema proizvodnom procesu sa više stanica, ili se mogu završiti namenskom mašinom za sečenje.
2024 Januar3rdSedmica WBMPPreporuka proizvoda:
Zaglavlje umire, Punch:
WBM proizvodi matrice sa konusnim valjcima sa visokom efikasnošću i automatizacijom. Valjci se formiraju na jednoj automatskoj presi sa hladnom glavom i dovode se, seku i probijaju u kalup u pet koraka.
Možemo proizvesti različite tipove i veličine konusnih valjkastih matrica sa osiguranjem kvaliteta, uključujući: kombinovani proboj, vanjski rukav, oštricu, kombinirani proboj, cilindar za punjenje, kombinirane matrice, dvoslojni rukav, umetak.
https://www.w-bm.com/products/Taper-roller-cold-heading-dies/Heading-dies,Punch/400.html
