Штамповочный дизайн для пирсинга

Концепция штамповки и пирсинга

• Вырубка — это процесс штамповки, в котором для разделения листового металла используются штампы, в основном включая вырубку (для изготовления деталей) и прошивку (для создания отверстий).
• Процесс вырезания детали (или заготовки) необходимой формы из листового металла называется вырубкой, а процесс создания отверстия необходимой формы в заготовке – прошивкой.
• Матрица, используемая для процессов вырубки, называется вырубной и прошивной матрицей. Его можно использовать для изготовления деталей или подготовки заготовок для последующих этапов, таких как гибка, волочение и формовка.

Характеристики деформации штампа

• Весь процесс вырубки можно разделить на три этапа: этап упругой деформации, этап пластической деформации и этап сдвигового разрушения.

Стадия упругой деформации: под давлением пуансона материал упруго изгибается и слегка вдавливается в кромку штампа, как показано на рисунке ниже.

Стадия пластической деформации: напряжение материала превысило предел упругости. В этот момент пуансон проникает в материал, а материал одновременно проникает в матрицу. Благодаря сопротивлению материала проникновению пуансона и матрицы создается изгибающий момент M, как показано на следующей диаграмме.

Стадия сдвигового разрушения: напряжение вблизи края полости матрицы сначала достигает прочности материала на сдвиг, вызывая появление трещин на краю матрицы. В этот момент материал возле кромки пуансона остается в пластическом состоянии, а пуансон продолжает внедряться в материал (рисунок а). Впоследствии в материале на кромке пуансона также развиваются трещины. Когда односторонний зазор z/2 между пуансоном и матрицей является подходящим, трещины сдвига, возникающие как в пуансоне, так и в матрице, распространяются и совпадают, тем самым отделяя заготовку от материала (рис. b). После отделения пуансон продолжает свое движение, проталкивая заготовку в полость матрицы (рис. в).

Срезанная поверхность : поверхность, полученная в результате вырубки, как показано на рисунке ниже, имеет три отдельные зоны на пробитом отверстии: слегка закругленный угол вверху, известный как перекат (зона деформации), за которым следует гладкая блестящая поверхность, образованная в результате сдвига, называемая зоной полировки, и, наконец, шероховатая поверхность, созданная в результате разрыва, называемая зоной разрушения. На ломовом материале появляются аналогичные три зоны, но в обратном порядке распределения.

Срезанная поверхность и зазор на штампе

Тип I — большой зазор, большой перекат (R), большой угол (а), сильные заусенцы (разрыв при растяжении).

Тип II – относительно большой зазор, относительно большой перекат (R), нормальный угол (а), нормальные заусенцы.

Тип IV – малый зазор, уменьшенный перекат (R), нормальный угол (а), заусенцы от нормального до увеличенного.

Тип V – очень маленький зазор, очень маленький перекат (R), очень маленький угол (a), повышенные заусенцы (как при растяжении, так и при сжатии).

• На рисунке на предыдущей странице показаны изменения поверхности среза при различных зазорах, при этом зазор постепенно уменьшается от типа I к типу V. Тип III представляет собой оптимальный зазор. Эта поверхность состоит из зоны воронения и зоны излома, сопровождающейся накатом (R) и заусенцами. Заусенцы, вызванные растягивающим напряжением, называются разрывом при растяжении. Зона разрушения имеет угол (а).

• При типе II перекат (R) увеличивается по сравнению с типом III, в то время как угол (а) остается практически неизменным, а разрыв при растяжении остается нормальным.

• Если зазор еще больше увеличивается (Тип I), перекат (R) и угол (a) значительно увеличиваются, разрыв при растяжении усиливается и происходит деформация детали.

• При типе IV переворот (R) уменьшается по сравнению с типом III, но угол (а) аналогичен. Из-за уменьшенного зазора в зоне излома появляются светлые пятна, заусенцы умеренные, а в дополнение к разрыву при растяжении появляются заусенцы при сжатии и экструзии.

• Тип V демонстрирует чрезвычайно малый перекат (R), почти полное отсутствие угла (а), чередующиеся слои полированных и изломных зон, а также увеличенные заусенцы (как при растяжении, так и при сжатии). Высота экструзионных заусенцев зависит от остроты кромки матрицы: чем острее кромка, тем ниже высота экструзионных заусенцев.

Благодаря анализу технологии процесса штамповки , корректировке параметров и оптимизации штампованных деталей можно значительно сократить циклы пробных форм, максимизируя прибыльность компании и повышая конкурентоспособность на рынке.