Elementi essenziali degli stampi per stampaggio: calcoli di riduzione del disegno

Aug 05, 2023

Nota dell'editore: questo è il sesto di una serie di articoli che presentano i fondamenti della progettazione e della costruzione degli stampi per stampaggio.

Per realizzare una geometria della parte alta, è necessario far fluire il metallo verso l'interno. L'unico modo in cui il metallo scorrerà è limitare la quantità di materiale attorno al perimetro del punzone. Inoltre, la riduzione al minimo del materiale che circonda ciascun punzone deve essere eseguita in più fasi, ciascuna delle quali si traduce in un punzone di diametro più piccolo e più alto del precedente.

Fondamentalmente, il concetto è quello di raccogliere nella prima stazione di trafilatura la superficie necessaria per realizzare il prodotto finale e spostare gradualmente la stessa superficie in una geometria di diametro più piccolo e più alta. Questo è il concetto base della riduzione del pareggio.

Per determinare la dimensione del pezzo grezzo, devi prima determinare l'altezza della parte finale, quindi aggiungere altro materiale che verrà successivamente tagliato. Questo materiale extra è chiamato rottame ingegnerizzato. Ad esempio, se stai tentando di realizzare una tazza rotonda del diametro di 1 pollice. e 4 pollici di altezza, dovrai tagliarla esattamente a 4 pollici di altezza dopo averla formata, quindi l'altezza finale della parte formata dovrà essere poco più di 4 pollici. Aggiungendo il doppio dello spessore del metallo come rifinitura extra il materiale è una buona pratica. In altre parole, se la tazza alta 4 pollici è realizzata in acciaio spesso 0,010 pollici, l'altezza finale del guscio trafilato finito dovrebbe essere di 4,100 pollici.

Calcolando la superficie di una lattina di 1 pollice di diametro. e 4.100 pollici di altezza, puoi determinare matematicamente la dimensione del pezzo grezzo. L'equazione dentroFigura 1ti darà un diametro grezzo approssimativo, ma tieni presente che non considera il raggio nella parte superiore della tazza.

Quindi, in questo esempio, un 4,1 pollici di altezza e 1 pollice di diametro. la tazza richiederebbe uno spazio vuoto di circa 4,171 pollici di diametro.

Per trovare il numero di stazioni di disegno necessarie per l'operazione, avrai bisogno di una tabella di riduzione del disegno (vedi Figura 2). Questa tabella contiene valori matematici basati sulla teoria del rapporto di stiro, ovvero la relazione tra la dimensione del pezzo grezzo e la dimensione del punzone. Molte aziende hanno sviluppato valori di riduzione propri, spesso proprietari, basati sulla loro esperienza e sulla loro nicchia.

I valori numerici in questa tabella cambiano in modo significativo rispetto al tipo e allo spessore del metallo. Come regola generale, i materiali più sottili richiedono più operazioni (riduzioni) rispetto ai materiali più spessi.

La prima stazione di trafilatura, detta stazione di coppettazione, trasforma il fustellato circolare in una tazza tonda. Il concetto fondamentale alla base della prima operazione di trafilatura è quello di ottenere la quantità di materiale necessaria per realizzare la geometria finale. Ciascuna stazione di stiro è quindi correlata e deve seguire la teoria del rapporto di stiro.

Per il design originale della tazza da 1 pollice di diametro. e 4,1 pollici di altezza, dopo aver calcolato la superficie, hai determinato matematicamente che la dimensione del grezzo richiesta è 4,171 pollici di diametro.

FIGURA 1. Questa equazione fornisce un diametro grezzo del grezzo, ma si noti che non considera il raggio nella parte superiore della tazza.

Facendo riferimento alla tabella di riduzione dell'estrazione, è possibile determinare che il pezzo grezzo può essere ridotto solo del 40% nella prima operazione di imbutitura o imbutitura. Ciò significa essenzialmente che il punzone di trafilatura deve essere almeno il 60% del diametro del pezzo grezzo, un calcolo comunemente definito valore inverso. Annotato in rosso sul grafico di riduzione mostrato in Figura 2, il valore inverso aiuta a semplificare i calcoli matematici. Ad esempio, se si sceglie di utilizzare la percentuale di riduzione del 40% anziché il valore inverso, il calcolo per il diametro del punzone di prima imbutitura sarà:

40% x 4,171 pollici = 1,669 pollici

4,171 - 1,669 pollici = 2,502 pollici

60% x 4,171 pollici = 2,502 pollici

Pertanto, per mantenere un rapporto di trafilatura accettabile, il primo punzone di trafilatura (tazza) deve essere maggiore o uguale a 2,502 pollici di diametro.

Poiché la prima operazione di coppettazione è maggiore del diametro della coppetta finita, saranno necessarie maggiori riduzioni. Utilizzando i valori inversi mostrati nel grafico di riduzione della Figura 2, è possibile calcolare ciascuna delle successive stazioni di disegno: