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Nov 23, 2023

Die Wissenschaft: So führen Sie eine Zugreduktion durch

Wenn ich eine Schulung durchführe, bringe ich normalerweise eine Auswahl an Stempeln mit

Wenn ich eine Schulung durchführe, bringe ich in der Regel eine Auswahl an Stanzteilen mit. Am häufigsten begutachten die Teilnehmer diejenigen, die mit einem mehrstufigen Ziehverfahren hergestellt wurden, das allgemein als Ziehreduktion bezeichnet wird.

Unter Ziehen versteht man die Verdrängung von Metall durch plastisches Fließen oder Einziehen. Bei der Ziehreduzierung wird durch eine Reihe von Ziehvorgängen die Oberfläche eines Rohlings schrittweise in eine Geometrie verschoben, die einen kleineren Durchmesser und eine höhere Höhe als jede der vorherigen Stationen aufweist.

Damit das Metall nach innen fließt und in eine andere Geometrie verdrängt wird, muss jede der Ziehstationen die Menge des verdrängten Materials minimieren.

Der erste Ziehvorgang, die sogenannte Tiefziehstation, formt die Ronde in einen Rundbecher. Das Grundkonzept des ersten Zeichenvorgangs besteht darin, die für die endgültige Geometrie erforderliche Materialmenge zu erhalten. Jede Ziehstation ist somit miteinander verbunden und muss der Ziehverhältnistheorie folgen.

Das Grenzziehverhältnis (LDR) ist das Verhältnis zwischen dem Durchmesser des Ziehstempels und dem Durchmesser des Rohlings; Mit anderen Worten: Es handelt sich um das Verhältnis des maximalen Rohlingsdurchmessers, der sicher in einen Becher gezogen werden kann.

Bei einem axialsymmetrischen Becherziehvorgang besteht der Zylinder zunächst aus einem einfachen runden Rohling, dessen Rohlingsdurchmesser größer als der Becherdurchmesser ist. Damit sich der runde Rohling in die kleinere Zylinderform umwandelt, muss das Metall beim Komprimieren gleichzeitig nach innen in Richtung der Mittellinie des Bechers fließen. Diese Umfangskompression erzeugt einen Widerstand für das Metall.

Wenn der Rohling zu groß ist, ist die Kompression zu hoch, der Durchfluss wird eingeschränkt und es kann zu Einschnürungen oder Rissen kommen. Wenn die Kompression dadurch kontrolliert wird, dass zwischen der Matrizenfläche und der Ziehunterlage ein Abstand vorgesehen wird, der nicht viel größer ist als die Dicke des Metalls, erhält das Teil einen flachen Flansch. Wenn das Metall nicht kontrolliert wird, wird der Flansch stark knittern (sieheAbbildung 1 ). Eine hohe Umfangskompression in Kombination mit einem hohen Metallfluss führt dazu, dass das Metall am offenen Ende des Bechers oder des Flansches dicker wird. Der wichtigste Punkt, den es zu beachten gilt, ist, dass Metall unter Druck einen großen Strömungswiderstand aufweist.

Auch wenn es bei manchen Materialien eher konservativ und bei anderen übertrieben ist, ist es eine gute Faustregel, einen Rohling zu verwenden, der nicht größer als das Zweifache des Stempeldurchmessers ist. Wenn der Stempel beispielsweise einen Durchmesser von 2 Zoll hat, verwenden Sie einen Rohling, der nicht größer als 4 Zoll ist. Wenn der Rohling größer als 4 Zoll sein muss, müssen Sie möglicherweise mehr als eine Ziehstation verwenden, um das Teil herzustellen. Wenn mehr als ein Vorgang erforderlich ist, ändert sich der LDR-Prozentsatz.

Um den Rohlingsdurchmesser zu bestimmen, berechnen Sie zunächst die Gesamtoberfläche des fertigen Teils und die Menge an zusätzlichem Material, das Sie für den Beschnittabfall benötigen. Es ist wichtig, dass Sie den Rohlingsdurchmesser mithilfe von Oberflächenberechnungen bestimmen, anstatt den linearen Abstand durch das Teil zu messen. Obwohl diese Methode bei größeren, konturierten Teilen funktionieren kann, die hauptsächlich durch Strecken hergestellt werden, ist sie katastrophal, wenn bei einem runden Teil eine Zugreduzierung durchgeführt wird. Dies gilt insbesondere dann, wenn das herzustellende Teil einen kleinen Durchmesser und eine sehr hohe Höhe hat.

Benutzen Sie eine Ziehreduktionstabelle, um die Anzahl und den Durchmesser jeder Ziehstation zu bestimmen (sieheFigur 2 ). Dieses Diagramm zeigt die kritische Beziehung zwischen dem Durchmesser des Rohlings und dem Durchmesser des ersten Ziehvorgangs. Außerdem wird angezeigt, wie viel Metall für jede weitere Station nachgezogen werden kann. Der Reduktionsprozentsatz variiert je nach Dicke des Metalls.

Abbildung 1 Wenn die Kompression dadurch kontrolliert wird, dass zwischen der Matrizenfläche und der Ziehunterlage ein Abstand vorgesehen wird, der nicht viel größer ist als die Dicke des Metalls, erhält das Teil einen flachen Flansch. Wenn das Metall nicht kontrolliert wird, wird der Flansch stark knittern.

Wenn Sie beispielsweise ein Teil herstellen, das einen Rohling mit 10 Zoll Durchmesser aus 0,050 Zoll dickem Metall erfordert, zeigt das Diagramm, dass der erste Zeichnungsprozentsatz von Rohling zu Zeichnung 53 Prozent beträgt. Das bedeutet, dass der erste Ziehstempel mindestens 53 Prozent des Rohlingsdurchmessers oder einen Mindestdurchmesser von 5,3 Zoll haben muss. Die Verwendung eines Ziehstempels mit einem kleineren Durchmesser als 5,3 Zoll kann zum Ausfall führen.

Wenn der Produktdurchmesser, den Sie erreichen möchten, kleiner als 5,3 Zoll ist, benötigen Sie einen zweiten Ziehvorgang, um den Becher von 5,3 Zoll auf einen kleineren Durchmesser umzuwandeln, der höher als der Becher ist. Der zweite Ziehreduzierungsprozentsatz beträgt 71 Prozent für 0,050 Zoll dickes Material. Die Multiplikation des Durchmessers mit 71 Prozent ergibt 3,763 Zoll als minimalen Durchmesser des zweiten Ziehstempels.

Ist dieser Durchmesser größer als der Produktdurchmesser, ist eine dritte Zugreduzierung erforderlich. Das Diagramm zeigt diese Reduzierung mit 74 Prozent, und 74 Prozent von 3,763 Zoll sind 2,784 Zoll.

Dieser Vorgang wiederholt sich, bis Sie einen Wert erreicht haben, der gleich oder kleiner als Ihr endgültiger Teildurchmesser ist. Beachten Sie, dass es nach der vierten Ziehstation üblich ist, den gleichen Ziehreduzierungsprozentsatz wie beim vierten Arbeitsgang beizubehalten. Beachten Sie, dass eine Ziehreduzierung darauf beruht, dass die Oberfläche des Teils bei jedem Ziehvorgang gleich bleibt.

Figur 2Verwenden Sie eine Ziehreduktionstabelle, um die Anzahl und den Durchmesser jeder Ziehstation zu bestimmen.