1. osa ratsionaalne disain
Vorm on peamiselt projekteeritud vastavalt kasutusnõuetele ning selle struktuur ei pruugi olla täiesti mõistlik ja ühtlaselt sümmeetriline. See nõuab disainerilt vormi projekteerimisel teatud tõhusate meetmete võtmist, ilma et see mõjutaks vormi toimivust, ning püüdma pöörata tähelepanu tootmisprotsessile, struktuuri ratsionaalsusele ja geomeetrilise kuju sümmeetriale.
(1) Püüdke vältida teravaid nurki ja paksuse erinevusega osi
Vormi paksude ja õhukeste sektsioonide ühenduskohas peaks olema sujuv üleminek. See aitab tõhusalt vähendada vormi ristlõike temperatuuride erinevust, termilist pinget ja samal ajal vähendada kudede samaaegset muundumist ristlõikes ning vähendada koe pinget. Joonis 1 näitab, et vorm kasutab üleminekufileed ja üleminekukoonust.
(2) Suurendage protsessiavasid sobivalt
Mõnede vormide puhul, mis ei suuda tagada ühtlast ja sümmeetrilist ristlõiget, on vaja muuta mitte-läbiv auk läbivaks auguks või suurendada mõningaid protsessiavasid vastavalt, ilma et see mõjutaks jõudlust.
Joonisel 2a on kujutatud kitsa õõnsusega matriitsi, mis pärast karastamist deformeerub punktiirjoonega näidatud viisil. Kui konstruktsioonile saab lisada kaks protsessiava (nagu on näidatud joonisel 2b), väheneb ristlõike temperatuuride erinevus karastamisprotsessi ajal, väheneb termiline pinge ja deformatsioon paraneb oluliselt.
(3) Kasutage võimalikult palju suletud ja sümmeetrilisi konstruktsioone
Kui vormi kuju on avatud või asümmeetriline, on pingejaotus pärast kustutamist ebaühtlane ja seda on lihtne deformeerida. Seetõttu tuleks üldiselt deformeeruvate rennvormide puhul enne kustutamist teha tugevdus ja pärast kustutamist see ära lõigata. Joonisel 3 kujutatud rennvormi toorik deformeerus pärast kustutamist algselt R-väärtuse juures ja tugevdatud osa (joonisel 3 viirutatud osa) aitab tõhusalt vältida kustutamisdeformatsiooni.
(4) Kasutage kombineeritud struktuuri, st tehke ümbersuunamisvorm, eraldage ümbersuunamisvormi ülemine ja alumine vorm ning eraldage stants ja stants.
Suurte, keeruka kuju ja suurusega (> 400 mm) stantside ning väikese paksuse ja pikkusega stantside puhul on kõige parem kasutada kombineeritud struktuuri, lihtsustades keerukust, vähendades suurt väikeseks ja muutes vormi sisepinna välispinnaks, mis on mugav mitte ainult töötlemiseks kuumutamisel ja jahutamisel.
Kombineeritud konstruktsiooni projekteerimisel tuleks see üldiselt lagundada järgmiste põhimõtete kohaselt, ilma et see mõjutaks sobivuse täpsust:
- Reguleerige paksust nii, et väga erineva ristlõikega vormi ristlõige oleks pärast lagunemist põhimõtteliselt ühtlane.
- Lagundada kohtades, kus pingeid on lihtne tekitada, hajutada pingeid ja vältida pragunemist.
- Tehke protsessiavaga koostööd, et struktuur oleks sümmeetriline.
- See on mugav nii külma kui ka kuuma töötlemise jaoks ning lihtne kokku panna.
- Kõige tähtsam on tagada kasutatavus.
Nagu joonisel 4 näidatud, on tegemist suure matriitsiga. Integreeritud struktuuri kasutamisel on lisaks kuumtöötluse keerukusele ka õõnsus pärast kustutamist ebaühtlaselt kahanev ning see põhjustab isegi lõikeserva ebaühtlust ja tasapinnalist moonutust, mida on järgneval töötlemisel raske parandada. Seetõttu saab kasutada kombineeritud struktuuri. Joonisel 4 oleva punktiirjoone kohaselt on see jagatud neljaks osaks ning pärast kuumtöötlust need kokku pannakse ja vormitakse ning seejärel lihvitakse ja sobitatakse. See mitte ainult ei lihtsusta kuumtöötlust, vaid lahendab ka deformatsiooniprobleemi.
2. osa õige materjali valik
Kuumtöötluse deformatsioon ja pragunemine on tihedalt seotud kasutatava terase ja selle kvaliteediga, seega peaks see põhinema vormi toimivusnõuetel. Terase mõistlik valik peaks arvestama vormi täpsuse, struktuuri ja suurusega, samuti töödeldavate objektide olemuse, koguse ja töötlemismeetoditega. Kui üldisel vormil puuduvad deformatsiooni- ja täpsusnõuded, saab kulude kokkuhoiu seisukohast kasutada süsinikterast; kergesti deformeeruvate ja pragunevate osade jaoks saab kasutada suurema tugevusega legeerterast, millel on aeglasem kriitiline karastus ja jahutuskiirus; Näiteks elektroonikakomponentide matriitsis kasutati algselt T10A terast, millel oli suur deformatsioon ja mis pärast vees ja õlis karastamist kergesti praguneb ning leelisvannis karastamise õõnsust ei ole kerge karastada. Nüüd kasutage 9Mn2V terast või CrWMn terast, karastuskõvadus ja deformatsioon vastavad nõuetele.
On näha, et kui süsinikterasest vormi deformatsioon ei vasta nõuetele, on siiski kulutõhus kasutada legeerterast, näiteks 9Mn2V terast või CrWMn terast. Kuigi materjalikulu on veidi kõrgem, lahendab see deformatsiooni ja pragunemise probleemi.
Materjalide õige valiku ajal on vaja tugevdada ka tooraine kontrolli ja haldamist, et vältida hallituse kuumtöötluse pragunemist tooraine defektide tõttu.
Toimetanud May Jiang MAT Aluminiumist
Postituse aeg: 16. september 2023
