Controllo del flusso e ottenimento dell'allungamento nelle operazioni di imbutitura profonda

Figura 1

Ottenere una parte senza pieghe e la percentuale di allungamento desiderata in una parte imbutita in profondità a volte può essere molto frustrante e richiedere molto tempo. Rughe, fratture, metallo allentato, fibbie e incrostazioni di olio sono problemi quotidiani nel settore della costruzione di stampi e dello stampaggio.

Per affrontare queste difficoltà è necessario comprendere bene il flusso del metallo e il modo in cui viene influenzato dai cordoni di trascinamento, dai cordoni a gradino e dalle barre di trascinamento, nonché dagli effetti della geometria della parte. Questo articolo si concentra sui principi di specifica, progettazione e risoluzione dei problemi di questi quattro elementi di base.

Le perle di trafilatura sono sporgenze simili a nervature montate sul legante o sulla superficie dell'anello di trafilatura che limitano e controllano il flusso di metallo nella cavità dello stampo e sul punzone di una trafila. In poche parole, i cordoni di trafilatura agiscono come rallentatori per il materiale che viaggia nella cavità dello stampo.

Immagina di viaggiare in macchina a 55 miglia orarie. Davanti a te vedi un dosso con un raggio graduale e che scorre dolcemente. A meno che tu non sia un pilota acrobatico, è probabile che rallenterai prima di toccare il dosso per permetterti di superarlo senza problemi.

Se invece di un dosso sulla strada vedessi davanti a te un grande cordolo di cemento, molto probabilmente freneresti bruscamente in modo da poter guidare molto lentamente oltre l'ostacolo. Se il cordolo fosse troppo alto, potresti scegliere di non superarlo affatto.

La tua decisione sulla velocità con cui superare l'ostacolo si basa, in parte, sulla geometria dell'ostruzione. Le perle di disegno utilizzano lo stesso principio di base per controllare il materiale che viene tirato nella cavità dello stampo dall'azione verticale di una pressa per stampaggio.

Disegnare le perline costringe il materiale a piegarsi e distendersi prima di entrare nella cavità dello stampo. Questa azione crea una forza di contenimento sulla lamiera, che fa sì che il materiale entri nella cavità dello stampo a velocità ridotta e con un volume ridotto. L'altezza, la forma e le dimensioni del tallone e della cavità del tallone determinano la quantità di forza restrittiva generata. Un cordone di stiro e un raggio della cavità affilati riducono il flusso del metallo, mentre un cordone di stiro e un raggio della cavità ampi consentono al materiale di fluire più liberamente (vedereFigura 1).

Una perlina a gradino ha una funzione molto simile a una perlina semicircolare convenzionale, tranne per il fatto che ha una forma diversa. I gradini in genere si trovano sul perimetro esterno dell'apertura del punzone del raccoglitore. Questa posizione consente un controllo ottimale del flusso di metallo vicino al punzone di trafilatura e offre l'opportunità di risparmiare materiale.

I gradini possono essere fissati con meno forza rispetto ai tradizionali cordoni semicircolari e spesso riducono la quantità di incrudimento che si verifica durante il processo di piegatura e dispiegamento. L'incrudimento è ridotto principalmente perché il materiale è soggetto a meno flessioni e inflessioni quando vengono utilizzati i gradini (vedifigura 2).

Le perle di trafilatura possono essere lavorate a macchina, saldate o inserite sopra o all'interno dell'anello di trafilatura o della superficie legante di una fustella. Poiché i cordoni di trazione e di gradino sono solitamente soggetti a una notevole usura abrasiva e adesiva, devono essere realizzati in acciaio per utensili molto resistente all'usura. Inoltre, devono fondersi gradualmente con la superficie su cui si trovano. Questa transizione sfumata modifica progressivamente la forza restrittiva, riducendo la possibile azione di taglio o strappo delle zone di "cotenna" o addendali del guscio trafilato.

figura 2

Determinare la posizione migliore per un cordone è un giudizio basato principalmente sulla geometria della parte. Le aree più profonde di un guscio trafilato richiedono un maggiore flusso di materiale; le aree poco profonde del guscio consumano meno materiale. Il consumo di materiale tra le due superfici può essere stimato utilizzando l'analisi della lunghezza della linea.

Per evitare che il materiale in eccesso scorra nelle aree poco profonde di una parte, è necessario disegnare cordoni o gradini nelle aree di alimentazione della superficie del legante. Sperimentare con carta vetrata o tela smerigliata tra il legante e la superficie dell'anello di disegno può aiutare a determinare la posizione migliore per una perlina di disegno. A causa della loro natura abrasiva, i materiali agiscono come pinze per trattenere il materiale e impedirgli di entrare nella cavità dello stampo, imitando così le perle di trafilatura.