Tiefziehvorgang (mit Diagramm) | Drücken Sie auf Arbeiten

Nachdem Sie diesen Artikel gelesen haben, erfahren Sie Folgendes: 1. Bedeutung des Tiefziehens 2. Mechanik des Tiefziehens 3. Kraftanforderung 4. Einflussvariablen 5. Bedarf an Lagermaterial 6. Fehler.

Bedeutung des Tiefziehens:

Die Herstellung von tiefen, kupferähnlichen Produkten aus dünnem Blech wird als Tiefziehen bezeichnet. Der Prozess beinhaltet einen Schlag mit einer runden Ecke und eine Matrize mit einem großen Radius. Der Stanzstempelabstand ist etwas größer als die Dicke des zu tiefziehenden Blechs.

Bei der durch den Stempel aufgebrachten Last wird das Blech gezwungen, radial zu fließen und in den Formhohlraum zu sinken, um einen Becher zu bilden. Das Verfahren eignet sich am besten für komplex geformte Probleme. Der Vorgang des Tiefziehens ist in Abb. 6.39 dargestellt.

Mechanik des Tiefziehens:

Die Mechanik des Tiefziehvorgangs ist in Abb. 6.40 dargestellt. Das Tiefziehen umfasst fünf Schritte: Biegen, Richten, Reibung, Kompression und Spannung.

Kurze Besprechungen dieser Phasen werden unten gegeben:

1. Biegen:

Wenn die Belastung beginnt, wird der Rohling zuerst auf die runde Kante des Formhohlraums gebogen.

2. Richten:

Bei weiterer Erhöhung der Belastung wird nun der gebogene Teil des Rohlings gerade gerichtet, um das ringförmige Stanzformspiel abzusenken. Das Ergebnis ist eine kurze, gerade, vertikale Wandformation.

3. Reibung:

Als nächstes beginnt der Rest des Rohlings radial zu fließen und in das Düsenloch zu sinken. Die Reibungskraft zwischen der unteren Fläche des Rohlings und der oberen ebenen Fläche der Form versucht jedoch, diesen Fluss zu behindern. Die Größe der Reibungskraft sinkt, wenn sich das leere Metall zu bewegen beginnt.

4. Kompression:

Nun wird der Rohling Druckspannungen ausgesetzt. Die Breite des Sektors schrumpft, so dass der größere Umfang des Rohlings in den kleineren Umfang des Formhohlraums passen kann.

5. Spannung:

Bei weiterer Erhöhung der aufgebrachten Last sinkt fast der gesamte Metallrohling in den Formhohlraum und bildet so eine lange vertikale Wand. Der verbleibende Rohling hat die Form eines kleinen Ringflansches. Die senkrechte Wand wird einer einachsigen Spannung ausgesetzt, wie in Abb. 6.40 (b) gezeigt.

Kraftbedarf für Tiefziehen:

Der Tiefziehprozess umfasst fünf Stufen, wie zuvor erläutert: Biegen, Richten, Reibung, Kompression und Spannung. So werden unterschiedliche Teile des Rohlings unterschiedlichen Spannungsstufen ausgesetzt, wie in Abb. 6.41 dargestellt.

Daher ist die Verformung des Rohlings nicht gleichmäßig. Aufgrund der zweiachsigen Druckspannungen wird der Flansch dicker, während die vertikale Wand aufgrund der einachsigen Spannung dünner wird.

Die maximale Ausdünnung tritt am untersten Teil der vertikalen Wand neben dem Boden des Bechers auf. Aufgrund dieser einachsigen Spannungsverdünnung wird an der Stelle der maximalen Ausdünnung ein Ausfall erwartet.

Die maximale Ziehkraft kann daher durch folgende Gleichung angegeben werden:

Wobei F = maximal erforderliche Zugkraft.

d = Durchmesser des Stempels

t = Dicke des Rohlings.

δ _T = Zugfestigkeit des Rohlings.

Variablen, die sich auf das Tiefziehen auswirken:

Die Auswirkungen verschiedener Variablen auf den Tiefziehprozess werden im Folgenden beschrieben:

1. Bankinhaber:

Wenn im Tiefziehprozess, wenn

Wobei D _o = Blinddurchmesser

d = Lochdurchmesser

t = Blechstärke.

Der Ringflansch knickt und kräuselt sich. Dieser Fehler wird als Faltenbildung bezeichnet. Um Faltenbildung oder Knicken des dünnen Rohlings zu vermeiden, ist es, ihn auf seiner gesamten Fläche zu unterstützen. Dies wird erreicht, indem der Rohling zwischen der oberen Oberfläche des Gesenkstahls und der unteren Oberfläche eines ringförmigen Rings angeordnet wird. Der ringförmige Ring wird als Rohlinghalter bezeichnet, der Druck auf den Rohling ausübt.

Andererseits erhöht die Verwendung eines Niederhalters den Reibungswiderstand und damit den Kraftbedarf für den Betrieb. Um dies zu kompensieren, werden Schmiere wie Seifenlösung, Mineralöl und Wachse auf beide Oberflächen des Rohlings aufgetragen. Normalerweise wird die Niederhalterkraft als 1/3 der Ziehkraft angenommen, d

Wobei F _bf = Bankkraft erforderlich

F _DF = Ziehkraft

2. Die Corner Radius:

Der Eckenradius der Matrize muss optimal sein. Ein kleiner Eckenradius der Matrize würde die Biege- und Richtkräfte erhöhen. Daher wäre eine Erhöhung der Ziehkraft und der Endausgabe nicht zufriedenstellend.

3. Geometrie des Rohlings:

Die Geometrie des Rohlings hat einen deutlichen Einfluss auf den Prozess und das Endprodukt. Der Ausdruck der Geometrie ist die Zahl, die die Dicke als Prozentsatz des Durchmessers angibt, d

Zahl, die leere Geometrie darstellt = t / D × 100

Bei einem kleineren Zahlenwert (z. B. 0, 5) sollte mit übermäßiger Faltenbildung gerechnet werden, sofern kein Platzhalter verwendet wird. Andererseits tritt bei höheren Werten der Anzahl (z. B. 3) keine Faltenbildung auf, und daher ist kein Rohlinghalter erforderlich.

4. Zeichnungsverhältnis:

Eine weitere wichtige Variable ist das Ziehverhältnis, das als definiert werden kann

Wobei R = Ziehverhältnis

D = Durchmesser des Rohlings

d = Durchmesser des Stempels

Für einen erfolgreichen Zeichenvorgang muss der Wert unter zwei liegen.

5. prozentuale reduktion:

Die prozentuale Reduzierung wird durch angegeben

Wobei r = prozentuale Reduktion.

D = Durchmesser des Rohlings.

d = Durchmesser des Stempels

Für ein einwandfreies Produkt ohne Reißen muss der Wert von r unter 50 Prozent liegen. Wenn das Endprodukt lang ist und die prozentuale Verringerung um mehr als 50 Prozent erhöht werden muss, muss zuerst ein Zwischenbecher hergestellt werden, wie in Abb. 6.42 gezeigt.

Der Zwischenbecher muss eine prozentuale Verringerung unter 50 Prozent haben. Der Wert für die prozentuale Reduzierung beträgt normalerweise 30 Prozent für die erste Neuzeichnung, 20 Prozent für die zweite und 10 Prozent für die dritte Neuzeichnung. Das Produkt sollte nach jedem zweiten Nachziehvorgang geglüht werden, um die Arbeitshärtung zu beseitigen und somit ein Reißen des Produkts zu vermeiden.

Bedarf an Lagermaterial beim Tiefziehen:

Als Grundlage für die Blindentwicklungsberechnung gilt die Regel, dass das Volumen des Metalls konstant ist. In anderen Welten entspricht die Oberfläche des Endprodukts der Oberfläche des ursprünglichen Rohlings. Betrachten wir ein Beispiel, wie in Abb. 6.44 gezeigt. Die Oberfläche des Bechers ist die Bodenfläche plus die Wandfläche.

∴ Gemäß der Regel.

Oberfläche des Zuschnitts = Oberfläche des Bechers

Somit kann der Durchmesser des Rohlings (D) nach der obigen Formel erhalten werden.

Zeichnung von gestuften, konischen und gewölbten Bechern:

Die Stufenschalen werden durch Tiefziehen in zwei oder mehr Stufen hergestellt. In der ersten Stufe wird ein Becher mit großem Durchmesser gezogen. In der zweiten Stufe wird nur am unteren Teil des Bechers ein Nachziehvorgang durchgeführt.

In gleicher Weise können konische und konische Becher nicht direkt gezogen werden. Zuerst müssen sie zu abgestuften Bechern verarbeitet werden, die dann geglättet und zu den erforderlichen gedrehten Bechern gedehnt werden. Die tiefen Zeichnungen verschiedener Becher sind in Abb. 6.45 dargestellt.

Fehler in tiefgezogenen Teilen:

Das Folgende ist eine kurze Beschreibung von häufig gefundenen Fehlern:

1. Faltenbildung oder Faltenbildung:

Die Faltenfehler sind eine Art Knicken des nicht gezogenen Teils des Zuschnitts. Dieser Fehler wird durch zu hohe Druckspannungen verursacht, wenn das Schlankheitsverhältnis einen bestimmten Wert überschreitet. Dies kann in den vertikalen Wänden auftreten, wie in Abb. 6.46 (a) und (h) gezeigt. Wenn dieser Fehler beim Ziehen eines gewölbten Bechers auf der Stanznase auftritt, wird dies als Faltenbildung bezeichnet.

2. Reißen:

Der Reißfehler tritt gewöhnlich in dem Radius auf, der den Tassenboden und die Wand verbindet. Dieser Fehler wird durch hohe Zugspannungen verursacht, die auf die Behinderung des Metallflusses im Flansch zurückzuführen sind.

3. Earing:

Wie der Name schon sagt, wird die Bildung von Ohren an den freien Rändern eines tiefgezogenen zylindrischen Bechers als Ohrfehler bezeichnet (Abb. 6.46 (c)). Dieser Defekt wird durch die Anisotropie des Blechs verursacht.

4. Oberflächenmarkierungen:

Zu diesen Fehlern gehören Abziehspuren, Polieren, Stufenringe usw. Dieser Fehler wird durch ein ungeeignetes Stanzen der Matrize und schlechte Schmierung verursacht.

5. Oberflächenunregelmäßigkeiten:

Dieser Defekt wird durch ungleichmäßiges Nachgeben von Metall aufgrund ungleichmäßiger Kräfte verursacht.

Beispiel 1:

Bestimmen Sie die Anzahl der Ziehungen, wenn ein Becher mit 8 cm Höhe und 4 cm Durchmesser aus Stahlblech mit einer Dicke von 3 mm hergestellt werden soll. Bestimmen Sie auch den Durchmesser in verschiedenen Stadien der Neuzeichnung. Angenommen, die Reduktion bei der 1., 2. und 3. Ziehung beträgt 47%, 23% bzw. 17%.

Lösung:

Gegebene Tassenhöhe = h = 8 cm.

Durchmesser des Bechers = d = 4 cm.

Blechstärke = t = 3 mm.

Finden:

(i) Anzahl der Unentschieden

(ii) Durchmesser in verschiedenen Stadien der Neuzeichnung.

Verwendete Formel: