Гибочные и штамповочные штампы для листового металла; Детали глубокой вытяжки для штамповки металла

I. Введение

Штамповочные штампы из композитных материалов могут выполнять несколько процессов, таких как вырубка, формовка и гибка, за одну операцию штамповки, сокращая количество перемещений заготовок, повышая эффективность производства и стабильность продукции, и являются основным оборудованием в современном штамповочном производстве. Рациональность комплексного конструктивного решения и научность дифференцированного выбора материалов функциональных зон напрямую определяют производительность и надежность штампа. Эта статья, основанная на реальном производстве, разъясняет ключевые моменты структурной интеграции композитных штамповочных штампов и формулирует схемы выбора материалов для каждой функциональной области, предоставляя справочную информацию по отраслевой практике.

II. Комплексное структурное проектирование композитных штампов

1. Концепция интегрированного проектирования: интеграция процессов вырубки, формовки и гибки в одном штампе с использованием модульной и стандартизированной конструкции, при которой каждый функциональный блок (модуль вырубки, модуль формовки, направляющий модуль) подключается через стандартизированные интерфейсы для обеспечения скоординированной работы, уменьшения ошибок меж-соединения процессов и повышения эффективности производства.

2. Стратегия структурной оптимизации. Анализ методом конечных элементов (FEA) используется для моделирования напряженных условий в процессе штамповки, оценки механических свойств, оптимизации размеров основных -деталей подшипников, утолщения основания штампа и увеличения толщины ребер жесткости для повышения жесткости штампа и износостойкости. Конструкция штампа включает встроенные-каналы рассеивания тепла диаметром 1,0–1,5 мм, равномерно распределенные в зонах формования и вырубки, в сочетании с автоматической системой смазки, обеспечивающей контроль температуры штампа в пределах 50–80 градусов во время работы, обеспечивая общий баланс производительности.

III. Функциональное разделение и принципы выбора материалов

1. Разделение функциональных зон. В зависимости от условий нагрузки и износа в процессе штамповки штамп четко разделен на четыре функциональные зоны. Каждая зона имеет разные рабочие нагрузки и условия окружающей среды, что приводит к существенно разным требованиям к материалам: зона вырубки (отвечает за операции вырубки, с концентрированным напряжением и сильным износом), зона формовки (отвечает за операции гибки и растяжения, требующие повторяющейся деформации), направляющая зона (отвечает за позиционирование и направление, требующая стабильности размеров) и зона поддержки (отвечает за общую -несущую способность штампа, требующую жесткости).

2. Принципы дифференцированного выбора материалов. В зоне вырубки используется высоколегированная инструментальная сталь D2 или SKD11, которая подвергается вакуумной закалке и криогенной обработке для достижения твердости HRC58-62, что обеспечивает высокую твердость и износостойкость; в зоне формования используется штампованная сталь H13 с твердостью, контролируемой на уровне HRC55-58 после термообработки, что обеспечивает баланс прочности и усталостной прочности для предотвращения разрушения во время формовки; в направляющей зоне используется подшипниковая сталь GCr15 с азотированной обработкой для улучшения стабильности размеров и износостойкости; В опорной зоне используется углеродистая конструкционная сталь 45#, которая закалена и отпущена для обеспечения жесткости при одновременном снижении затрат.