Část 1 racionální návrh
Forma je navržena především podle požadavků použití a její struktura někdy nemůže být zcela rozumná a rovnoměrně symetrická. To vyžaduje, aby konstruktér při navrhování formy přijal účinná opatření, aniž by to ovlivnilo její výkon, a snažil se věnovat pozornost výrobnímu procesu, racionalitě struktury a symetrii geometrického tvaru.
(1) Snažte se vyhnout ostrým rohům a úsekům s velkými rozdíly v tloušťce
Na spoji silných a tenkých částí formy by měl být hladký přechod. To může účinně snížit teplotní rozdíl v průřezu formy, snížit tepelné namáhání a zároveň snížit nesouběžnost transformace tkáně na průřezu a snížit namáhání tkáně. Obrázek 1 ukazuje, že forma používá přechodové zaoblení a přechodový kužel.
(2) Vhodně zvětšete procesní otvory
U některých forem, které nemohou zaručit rovnoměrný a symetrický průřez, je nutné změnit neprůchozí otvor na průchozí otvor nebo vhodně zvětšit některé procesní otvory, aniž by to ovlivnilo výkon.
Obrázek 2a znázorňuje zápustku s úzkou dutinou, která se po kalení deformuje, jak je znázorněno tečkovanou čarou. Pokud lze do konstrukce přidat dva procesní otvory (jak je znázorněno na obrázku 2b), sníží se teplotní rozdíl průřezu během procesu kalení, sníží se tepelné namáhání a výrazně se zlepší deformace.
(3) Používejte co nejvíce uzavřené a symetrické struktury
Pokud je tvar formy otevřený nebo asymetrický, rozložení napětí po kalení je nerovnoměrné a forma se snadno deformuje. Proto by u běžných deformovatelných forem žlabů měla být před kalením provedena výztuž a po kalení odříznuta. Žlabový díl znázorněný na obrázku 3 byl původně po kalení deformován v bodě R a vyztužení (šrafovaná část na obrázku 3) může účinně zabránit deformaci při kalení.
(4) Použijte kombinovanou strukturu, tj. vytvořte odváděcí formu, oddělte horní a dolní formu odváděcí formy a oddělte matricu a razník
Pro velké raznice se složitým tvarem a velikostí >400 mm a razníky s malou tloušťkou a dlouhou délkou je nejlepší použít kombinovanou strukturu, zjednodušit složitost, zmenšit velké rozměry na menší a změnit vnitřní povrch formy na vnější, což je nejen pohodlné pro ohřev a chlazení.
Při navrhování kombinované struktury by se obecně měla rozkládat podle následujících principů, aniž by to ovlivnilo přesnost usazení:
- Tloušťku upravte tak, aby průřez formy s velmi odlišnými průřezy byl po rozkladu v podstatě rovnoměrný.
- Rozkládejte se v místech, kde snadno vzniká napětí, rozptylujte jeho napětí a zabraňte praskání.
- Spolupracujte s procesním otvorem, aby byla struktura symetrická.
- Je vhodný pro zpracování za studena i za tepla a snadno se montuje.
- Nejdůležitější je zajistit použitelnost.
Jak je znázorněno na obrázku 4, jedná se o velkou zápustku. Pokud se použije integrální struktura, bude nejen obtížné tepelné zpracování, ale také se dutina po kalení bude smršťovat nerovnoměrně a dokonce způsobí nerovnosti a rovinné deformace břitu, což bude obtížné odstranit při následném zpracování. Proto lze použít kombinovanou strukturu. Podle tečkované čáry na obrázku 4 je rozdělována na čtyři části a po tepelném zpracování se sestaví a vytvarují, poté se brousí a spojí. To nejen zjednodušuje tepelné zpracování, ale také řeší problém deformace.
Část 2 správný výběr materiálu
Deformace a praskání při tepelném zpracování úzce souvisí s použitou ocelí a její kvalitou, proto by se mělo vycházet z požadavků na výkon formy. Přiměřený výběr oceli by měl zohledňovat přesnost, strukturu a velikost formy, jakož i povahu, množství a metody zpracování zpracovávaných předmětů. Pokud forma obecně nemá žádné požadavky na deformaci a přesnost, lze z hlediska snížení nákladů použít uhlíkovou nástrojovou ocel. Pro snadno deformovatelné a praskající díly lze použít legovanou nástrojovou ocel s vyšší pevností a pomalejší kritickou rychlostí kalení a chlazení. Například pro elektronické součástky se původně používala ocel T10A, která se po kalení ve vodě a chlazení v oleji velmi deformovala a snadno praskala, a dutina pro kalení v alkalické lázni se obtížně vytvrdila. Nyní se používá ocel 9Mn2V nebo CrWMn, jejíž tvrdost a deformace při kalení splňují požadavky.
Je vidět, že i když deformace formy vyrobené z uhlíkové oceli nesplňuje požadavky, je stále nákladově efektivní použít legovanou ocel, jako je ocel 9Mn2V nebo ocel CrWMn. I když jsou náklady na materiál o něco vyšší, problém deformace a praskání je vyřešen.
Při správném výběru materiálů je také nutné posílit kontrolu a správu surovin, aby se zabránilo praskání forem při tepelném zpracování v důsledku vad surovin.
Upraveno May Jiang z MAT Aluminum
Čas zveřejnění: 16. září 2023
