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Der Boden eines bestimmten Automodells ist in Abbildung 1 dargestellt. Die Gesamtabmessungen betragen 2040 mm × 1200 mm × 275 mm. Es ist in der Mitte niedrig und auf beiden Seiten hoch. Das Material ist DC04 und die Rohlinggröße beträgt 2510 mm × 1560 mm × 0,9 mm. Während des CAE-Analyseprozesses weist das Teil den Fehler auf, dass die Mitte des Rohlings zusammenbricht und beim Schließen der Form Falten im geformten Teil entstehen.
Prozessform und Fehlerbeschreibung
Die Pressfläche der Prozessform ist leicht angehoben, wie in Abbildung 2 dargestellt. Der Zweck besteht darin, einen Teil des Materials während des Pressvorgangs zu reservieren, um die Ziehtiefe zu verringern und den Materialzufluss während des Ziehvorgangs zu verringern. In der CAE-Analyse kann der Rohling aufgrund der großen Größe des Rohlings und der niedrigen Mitte des Stempels nicht abgestützt werden und der Rohling kollabiert unter der Wirkung der Schwerkraft, wie in Abbildung 3 dargestellt, was zu Falten im Blech während des Kantenpressvorgangs und Restspuren auf den geformten Teilen führt, was zu Qualitätsmängeln führt.
Lösung des Problems des Zusammenfallens des Rohlings beim Schließen des schwimmenden Stempels
Die häufig verwendeten Lösungen für den Kollapsfehler sind: ① Die Pressfläche wird zu einer ebenen Fläche verarbeitet und der Presszustand wird verbessert, aber die Ziehtiefe nimmt zu, der Materialzufluss nimmt ebenfalls zu, der Verschleiß der Formteile nimmt zu und die Materialausnutzungsrate nimmt ab; ② Wechseln Sie zum Tiefziehen mit doppelter Wirkung, und die Ausbuchtung der Pressfläche wird zu einem Abwärtstrend. Es ist nicht mehr von dem durch die Schwerkraft verursachten Zusammenbruch betroffen, dieser Teil kann diese Produktionsmethode jedoch aufgrund der Einschränkungen der Presse nicht erfüllen; ③ Fügen Sie eine Rohlingsstützvorrichtung (schwimmender Stempel) hinzu, fügen Sie dem Stempel Stützmaterial hinzu, um das Kollabieren des Rohlings zu verhindern und eine Vorbiegung des Rohlings während des Kantenpressvorgangs zu erreichen, aber die Formstruktur ist komplexer als bei herkömmlichen Formen. Nach mehreren Überprüfungen des Stützbereichs und der Hubhöhe hat der Kantenpressvorgang nach der Erhöhung des Stützmaterials das Faltenphänomen beseitigt und die Teile weisen kein Risiko von Falten auf, wie in Abbildung 4 dargestellt.
Fügen Sie dem Stützmaterial einen schwebenden Stempel hinzu
Gemäß dem Arbeitsprinzip der Tiefziehumformung dient der schwimmende Stempel nur zur Unterstützung des Rohlings während des Stanzvorgangs und ist nicht an der Umformung der Teile beteiligt. Seine Hebe- und Senkbewegungen sollten mit dem Blindring synchronisiert sein und dürfen nicht durch Elastizität angetrieben werden. Der schwimmende Stempel sollte gleichzeitig mit dem Anheben des Rohlingshalters angebracht sein, um sicherzustellen, dass der Rohling beim Platzieren effektiv gestützt wird. Wenn der Niederhalter geschlossen ist und nach unten fährt, sollte sich der schwimmende Stempel synchron mit dem Niederhalter nach unten bewegen, sein Hub sollte jedoch kleiner sein als der Hub des Niederhalters. Wenn die Obermatrize in die Position des Schwebestempels und des Ziehstempels absinkt, stoppt der Schwebestempel und die Obermatrize bewegt sich weiter nach unten. Zu diesem Zeitpunkt beteiligt sich der schwimmende Stempel zusammen mit dem Ziehstempel an der Formung des Teils, bis der Ziehvorgang abgeschlossen ist.
1. Schwimmender Stempel 2. Auswerferpolster 3. Federführungskomponenten 4. Rechteckige Feder 5. Begrenzungsschraube 6. Selbstschmierende Führungsplatte aus Kupferlegierung 7. Deckenring 8. Obere Matrizenbasis 9. Stempel-Totpolster 10. Tiefziehstempel 11. Untere Matrizenbasis
Abbildung 5 zeigt den Zustand des Tiefziehformkantenrings mit angehobenem Schwimmstempel. Der Hub des Kantenrings beträgt 220 mm. Unter der Wirkung der Auswerferstange der Presse stimmt die Höhe des schwebenden Stempels nach dem Anheben mit dem Randring überein, wodurch der Rohling effektiv gestützt und ein Zusammenfallen des Rohlings vermieden werden kann. Abbildung 6 zeigt den Aufbau des schwimmenden Stempels und der Form. Der schwimmende Stempel ist im Ziehstempel eingebaut und wird vom Auswerferstift der Presse angetrieben. Die Unterseite ist mit einem Verstellpolster versehen und die umlaufende Führungsplatte dient der Führung. Eine elastische Hilfsrückführung ist so eingerichtet, dass sie den schwimmenden Stempel synchron mit dem Kantenhalter nach unten treibt. Seine andere Funktion besteht darin, zu verhindern, dass die untere Form beim Umdrehen herauskommt. Wenn sich der Niederhalter um 145 mm nach unten bewegt, bewegt sich der schwebende Stempel synchron nach unten in die gleiche Position wie der Ziehstempel. Das Einstellpolster an der Unterseite des schwimmenden Stempels kommt mit dem unteren Matrizensitz in Kontakt. Der schwebende Stempel stoppt seine Bewegung und trennt sich dann vom Auswerfer. Der Blechhalter bewegt sich weiter um 75 mm nach unten und die Zeichnung ist abgeschlossen.
Nachdem die Zeichnung abgeschlossen ist, treibt der Schieber die obere Form nach oben und der Auswerferstift hebt den Blechhalter an. Zu diesem Zeitpunkt hat der Auswerferstift keinen Kontakt mit dem schwimmenden Stempel und der schwimmende Stempel befindet sich noch in einem stationären Zustand. Wenn der Auswerferstift weiter um 75 mm nach oben gedrückt wird, berührt der Auswerferstift den schwebenden Stempel. Zu diesem Zeitpunkt hat sich das durch Ziehen geformte Teil vom Ziehstempel gelöst und wird von begleitet. Der Niederhalter bewegt sich um 75 mm nach oben, und das Anheben des schwebenden Stempels verursacht keine Schäden an den Teilen. Der schwebende Stempel bewegt sich unter der Wirkung des Auswerferstifts synchron mit dem Niederhalter weiter um 145 mm nach oben. Die Rechteckfeder 4 wird synchron um 145mm zusammengedrückt. Der Auswerfer hört auf, sich nach oben zu schieben, und die Form kehrt in den in Abbildung 5 gezeigten Schwebestempel-Anhebezustand zurück. Während der abschließenden Fehlerbeseitigung der Form bewegte sich der Schwebestempel zuverlässig und der Presszustand war faltenfrei, was mit dem Zustand der CAE-Analyse übereinstimmte.
Obwohl der schwimmende Stempel eine unterstützende Rolle in der Form spielen kann, ist er im Wesentlichen Teil des Ziehstempels und seine Montagegenauigkeit und Verarbeitungsgenauigkeit müssen dennoch gewährleistet sein. Der Ziehstempel und der schwimmende Stempel werden von einer selbstschmierenden Führungsplatte aus Kupferlegierung geführt. Nach der Montage wird die konvexe Oberfläche gemeinsam bearbeitet. Der Spalt zwischen dem schwimmenden Stempel und dem Ziehstempel darf nicht zu groß sein und sollte innerhalb von 0,5 mm liegen. Das Auswurfpad ist ein langer Streifen (siehe Abbildung 7). Es ist sowohl ein Auswerferpad als auch eine Montageplatte für die rechteckige Federkomponente. Es muss von der Unterseite der unteren Form bis zur Unterseite des schwimmenden Stempels (einschließlich der daran befestigten rechteckigen Federkomponente) montiert werden, um die Bewegung des schwimmenden Stempels zuverlässig zu übertragen. Die Einstellung der rechteckigen Feder kann verhindern, dass der schwimmende Stempel herauskommt, wenn die Form umgedreht wird, und kann für eine elastische Rückkehr sorgen, wenn sich der schwimmende Stempel nicht durch seine eigene Schwerkraft nach unten bewegen kann, wodurch der Mechanismus zuverlässiger wird.
Der schwimmende Stempel kann das Problem des Zusammenbruchs des Ziehsteinrohlings effektiv lösen. Der Aufbau ist komplexer als beim herkömmlichen Ziehstein. Der Anstellbereich, die Hubhöhe, die Führungsgenauigkeit, die Positioniergenauigkeit, die Verarbeitungstechnik, die Montagetechnik, die Zuverlässigkeit usw. des Pendelstempels müssen demonstriert und analysiert werden. Die Anwendung dieses Mechanismus bietet eine Referenz für die Lösung des Problems des Zusammenbruchs des Ziehmatrizenrohlings und erfüllt die Qualitätsanforderungen für die Formenherstellung und Teileformung.
▍Originalautoren: Zhang Xiuli, Li Xuekun, Yu Xuming
▍Autoreneinheit: Shandong Weifang Futian Mould Co., Ltd.
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