1. del racionalne zasnove
Kalup je v glavnem zasnovan glede na zahteve uporabe, njegova struktura pa včasih ne more biti popolnoma razumna in enakomerno simetrična. To od oblikovalca zahteva, da pri načrtovanju kalupa sprejme nekaj učinkovitih ukrepov, ne da bi to vplivalo na njegovo delovanje, in poskuša biti pozoren na proizvodni proces, racionalnost strukture in simetrijo geometrijske oblike.
(1) Poskusite se izogniti ostrim vogalom in odsekom z velikimi razlikami v debelini
Na stičišču debelih in tankih delov kalupa mora biti gladek prehod. To lahko učinkovito zmanjša temperaturno razliko v prečnem prerezu kalupa, zmanjša toplotno napetost in hkrati zmanjša nehkratnost transformacije tkiva v prečnem prerezu ter zmanjša napetost tkiva. Slika 1 prikazuje, da kalup uporablja prehodni zavoj in prehodni stožec.
(2) Ustrezno povečajte procesne luknje
Pri nekaterih kalupih, ki ne morejo zagotoviti enakomernega in simetričnega prečnega prereza, je treba neskoznjo luknjo spremeniti v skoznjo luknjo ali ustrezno povečati nekatere procesne luknje, ne da bi to vplivalo na delovanje.
Slika 2a prikazuje matrico z ozko votlino, ki se bo po kaljenju deformirala, kot je prikazano s pikčasto črto. Če se v zasnovo dodata dve procesni luknji (kot je prikazano na sliki 2b), se temperaturna razlika prečnega prereza med postopkom kaljenja zmanjša, toplotna napetost se zmanjša in deformacija se znatno izboljša.
(3) Čim bolj uporabljajte zaprte in simetrične strukture
Ko je oblika kalupa odprta ali asimetrična, je porazdelitev napetosti po kaljenju neenakomerna in se zlahka deformira. Zato je treba pri splošnih deformabilnih kalupih žlebov pred kaljenjem izdelati ojačitev in jo po kaljenju odrezati. Obdelovanec žleba, prikazan na sliki 3, je bil po kaljenju prvotno deformiran pri R in ojačan (šrafiran del na sliki 3), kar lahko učinkovito prepreči deformacijo zaradi kaljenja.
(4) Uporabite kombinirano strukturo, to je izdelavo preusmerjevalnega kalupa, ločite zgornji in spodnji kalup preusmerjevalnega kalupa ter ločite matrico in udarec
Za velike matrice s kompleksno obliko in velikostjo > 400 mm ter luknjače z majhno debelino in dolgo dolžino je najbolje uporabiti kombinirano strukturo, ki poenostavi kompleks, zmanjša veliko na majhno in spremeni notranjo površino kalupa v zunanjo površino, kar ni le priročno za obdelavo ogrevanja in hlajenja.
Pri načrtovanju kombinirane strukture jo je treba na splošno razgraditi po naslednjih načelih, ne da bi to vplivalo na natančnost prileganja:
- Debelino prilagodite tako, da je prečni prerez kalupa z zelo različnimi prečnimi prerezi po razgradnji v osnovi enakomeren.
- Razgradite na mestih, kjer je enostavno ustvariti napetost, razpršite njeno napetost in preprečite razpoke.
- Sodelujte s procesno luknjo, da bo struktura simetrična.
- Primeren je za hladno in toplo obdelavo ter enostaven za montažo.
- Najpomembneje je zagotoviti uporabnost.
Kot je prikazano na sliki 4, gre za velik matricni rezalni stroj. Če se uporabi integralna struktura, ne bo le toplotna obdelava otežena, ampak se bo tudi votlina po kaljenju neenakomerno skrčila in celo povzročila neenakomernost in popačenje ravnine rezalnega roba, kar bo pri nadaljnji obdelavi težko odpraviti. Zato se lahko uporabi kombinirana struktura. V skladu s črtkano črto na sliki 4 je razdeljena na štiri dele, ki se po toplotni obdelavi sestavijo in oblikujejo, nato pa se zmeljejo in uskladijo. To ne le poenostavi toplotno obdelavo, ampak tudi reši problem deformacije.
2. del: pravilna izbira materiala
Deformacija in razpoke pri toplotni obdelavi so tesno povezane z uporabljenim jeklom in njegovo kakovostjo, zato je treba izbrati jeklo glede na zahteve glede delovanja kalupa. Pri razumni izbiri jekla je treba upoštevati natančnost, strukturo in velikost kalupa ter naravo, količino in metode obdelave obdelanih predmetov. Če kalup na splošno nima zahtev glede deformacije in natančnosti, se lahko za zmanjšanje stroškov uporabi ogljikovo orodno jeklo; za dele, ki se zlahka deformirajo in razpokajo, se lahko uporabi legirano orodno jeklo z večjo trdnostjo in počasnejšo kritično hitrostjo kaljenja in hlajenja; na primer, za izdelavo elektronskih komponent se je prvotno uporabljalo jeklo T10A, ki se je po kaljenju v vodi in hlajenju v olju močno deformiralo in zlahka razpokalo, votlina za kaljenje v alkalni kopeli pa se ni zlahka utrdila. Zdaj se uporablja jeklo 9Mn2V ali jeklo CrWMn, katerega trdota in deformacija pri kaljenju lahko izpolnita zahteve.
Vidimo lahko, da je uporaba legiranega jekla, kot je jeklo 9Mn2V ali CrWMn, stroškovno učinkovita tudi v primerih, ko deformacija kalupa iz ogljikovega jekla ne izpolnjuje zahtev. Čeprav so stroški materiala nekoliko višji, je problem deformacije in razpok rešen.
Ob pravilni izbiri materialov je treba okrepiti tudi pregled in upravljanje surovin, da se prepreči razpoke v kalupih zaradi toplotne obdelave zaradi napak v surovinah.
Uredil May Jiang iz MAT Aluminum
Čas objave: 16. september 2023
