Като доставчик на щамповани се сблъсках с множество запитвания относно изчисляването на силите на щамповане. Разбирането как да се изчислят силите на щамповане е от решаващо значение за успеха на всеки проект за щамповане. Той гарантира, че използваното оборудване може да се справи с натоварването, помага за оптимизиране на процеса и в крайна сметка води до висококачествени щамповани части. В този блог ще споделя някои ключови методи и съображения за изчисляване на силите на щамповане.
Основите на щамповащите сили
Щамповането е производствен процес, използван за оформяне на метални листове в различни форми. По време на щамповането поансонът се притиска в ламарина срещу матрица, което води до деформиране на метала. Силата, необходима за постигане на тази деформация, е това, което наричаме сила на щамповане. Няколко фактора влияят върху силата на щамповане, включително свойствата на материала на метала, дебелината на листа, формата и размера на частта, която се щампова, и вида на операцията за щамповане.
Фактори, влияещи върху силите на щамповане
Свойства на материала
Материалът на ламарината оказва значително влияние върху силата на щамповане. Различните метали имат различни механични свойства, като граница на провлачване, крайна якост на опън и пластичност. Например, неръждаемата стомана обикновено е по-здрава и по-трудна за деформиране в сравнение с алуминия. В резултат на това щамповането на неръждаема стомана изисква по-висока сила. Границата на провлачване на материала е особено важна, тъй като представлява напрежението, при което материалът започва да се деформира пластично. Материал с висока граница на провлачване ще се нуждае от повече сила, за да бъде щампован.
Дебелина на листа
По-дебелите метални листове изискват повече сила за щамповане. Това е така, защото има повече материал за деформиране. Връзката между дебелината на листа и силата на щамповане е приблизително линейна, което означава, че когато дебелината се удвои, силата на щамповане също грубо се удвоява, ако приемем, че други фактори остават постоянни.
Форма и размер на частта
Формата и размерът на детайла, който се щампова, играят решаваща роля при определяне на силата на щамповане. Сложните форми с остри ъгли или дълбоки изтегляния изискват повече сила в сравнение с простите плоски форми. По-големите части също обикновено се нуждаят от повече сила, тъй като има по-голяма площ от материал за деформиране. Например щамповането на голям автомобилен панел ще изисква много по-голяма сила от щамповането на малък електронен компонент.
Вид операция за щамповане
Различните операции на щамповане, като изрязване, пробиване, огъване и изтегляне, изискват различно количество сила. Заготовките и пробиването включват рязане на метала, а необходимата сила се определя главно от якостта на срязване на материала и периметъра на среза. Операциите по огъване, от друга страна, зависят от огъваемостта на материала и радиуса на огъване. Операциите по изтегляне, които включват разтягане на метала в триизмерна форма, обикновено изискват най-високи сили.
Изчисляване на силите на щамповане
Заглушаваща и пробиваща сила
Силата, необходима за операциите за заготовка и пробиване, може да се изчисли по следната формула:
[F = L\пъти t\пъти S]
където (F) е силата на щамповане, (L) е периметърът на среза (сумата от дължините на всички ръбове, които се изрязват), (t) е дебелината на металния лист и (S) е якостта на срязване на материала.
Например, ако пробиваме кръгъл отвор с диаметър (d = 10) mm в алуминиев лист с дебелина 2 mm и якост на срязване (S = 100) MPa. Първо, изчисляваме периметъра на отвора (L=\pi d=\pi\times10 = 31,4) mm. След това, използвайки формулата, (F = L\times t\times S=31,4\times2\times100 = 6280) N.
Сила на огъване
Силата на огъване може да се оцени по следната формула:
[F=\frac{K\times L\times t^{2}\times S}{W}]
където (K) е константа, която зависи от метода на огъване и материала (обикновено между 0,3 и 0,6), (L) е дължината на завоя, (t) е дебелината на листа, (S) е крайната якост на опън на материала и (W) е ширината на отвора на матрицата.
Чертежна сила
Изчисляването на силата на изтегляне е по-сложно, тъй като включва множество фактори като коефициент на изтегляне, свойства на материала и триене. Опростена формула за максималната сила на теглене е:
[F = \pi D_{p}\times t\times S\times(1 - \frac{d}{D})]
където (D_{p}) е диаметърът на поансона, (t) е дебелината на листа, (S) е крайната якост на опън на материала, (d) е диаметърът на изтеглената част и (D) е първоначалният диаметър на заготовката.
Практически съображения при изчисляване на сила
Въпреки че горните формули осигуряват добра отправна точка за изчисляване на силите на щамповане, има няколко практически съображения, които трябва да бъдат взети под внимание.
Инструментална екипировка и ефективност на машината
Ефективността на инструменталната екипировка и машината за щамповане може да повлияе на действителната необходима сила. Износени инструменти или машина с ниска ефективност може да изисква повече сила за постигане на същия резултат. Редовната поддръжка на инструменталната екипировка и машината е от съществено значение за осигуряване на оптимална работа.
Триене
Триенето между поансона, матрицата и ламарината може да увеличи силата на щамповане. Използването на лубриканти може да намали триенето и необходимата сила. Въпреки това, видът на смазката и методът на смазване трябва да бъдат внимателно избрани въз основа на материала и операцията по щамповане.
Марж на безопасност
Винаги е препоръчително да добавите граница на безопасност към изчислената сила на щамповане. Това отчита всички несигурности в свойствата на материала, вариации в производствения процес и неочаквани фактори. Обикновено се използва граница на безопасност от 10 - 20%.
Заключение
Точното изчисляване на силите на щамповане е сложна, но важна задача в индустрията за щамповане. Чрез разбиране на факторите, които влияят върху силите на щамповане и използване на подходящите формули, можем да гарантираме, че нашите операции по щамповане са ефективни и произвеждат висококачествени части. В нашата компания имаме богат опит в операциите по щамповане и можем да предоставим индивидуални решения за различни индустрии. Ако търситеЩамповани части от неръждаема стоманена ламарина по поръчка за телекомуникации, ние сме тук, за да помогнем.
Ако имате някакви проекти за щамповане или се нуждаете от повече информация относно силите за щамповане и нашите услуги, препоръчваме ви да се свържете с нас за обсъждане на обществената поръчка. Ние се ангажираме да ви предоставим най-добрите решения, съобразени с вашите специфични нужди.
Референции
- Дитер, GE (1986). Механична металургия. Макгроу - Хил.
- Kalpakjian, S., & Schmid, SR (2014). Производствено инженерство и технология. Пиърсън.
