1. Definiciones
El área de la sección transversal del punzón en una matriz ciega suele ser menor que el tamaño del orificio de la matriz. Existe un espacio específico, conocido como holgura, entre el punzón y la matriz. Esto se puede ver en la siguiente ilustración.
2. Influencia del juego en la calidad de la sección de corte.
A partir del análisis del proceso de deformación del troquel, se determinó que cuando el espacio del troquel es razonable, las microfisuras producidas en el borde del punzón y el troquel coincidirán entre sí. Esto da como resultado una gran banda brillante en la sección de corte, un ángulo de colapso y rebabas pequeños, una conicidad moderada de la sección y una superficie de la pieza de trabajo relativamente plana.
Como resultado, la calidad de las piezas ciegas se puede lograr satisfactoriamente, como se muestra en la siguiente figura.
Al moldear, si el espacio es demasiado pequeño, aparecerán dos bandas brillantes distintas en la sección en blanco y la rebaba en el extremo superior será sustancial. Esto se debe principalmente a la presencia de una microfisura superior ubicada en el borde del punzón, causada por un espacio libre insuficiente.
Para evitar esto, se recomienda escalonar la posición de la microfisura inferior en el borde del troquel a una cierta distancia de la posición donde se produce la microfisura superior (ver Fig. 2.3-2). Al hacer esto, las grietas superior e inferior no serán más pesadas que una línea.
A medida que el punzón disminuye, el material intercalado entre las dos fisuras sufrirá un segundo corte, lo que dará como resultado la formación de una segunda banda brillante y un mayor alargamiento de la rebaba, lo que provocará una mala calidad de la sección.
Por otro lado, si el espacio durante el corte es demasiado grande, se producirá la microfisura superior en el borde del punzón, y la posición de la microfisura inferior en el borde del troquel se escalonará hacia adentro una cierta distancia, de modo que las partes superior e inferior grietas no serán más pesadas que un hilo.
El material intercalado entre las dos grietas se estirará mucho a medida que el punzón se contraiga, y eventualmente se rasgará y romperá. Esto dará como resultado una gran zona de fractura en la sección ciega, lo que hará que la zona brillante sea más pequeña y las rebabas y el cono sean más grandes. El ángulo de colapso aumentará, deteriorando aún más la calidad de la sección (ver Fig. 2.3-4).
Con base en el análisis, se puede concluir que incluso si se elige un valor de holgura apropiado en el diseño del dado, no se puede garantizar una distribución uniforme de la holgura del dado debido a problemas de procesamiento o ensamblaje. Como resultado, es poco probable que se logre una calidad de sección ideal y un lado con un espacio pequeño.
Como se señaló anteriormente, si el espacio es demasiado pequeño, la sección exhibirá la característica de un espacio pequeño, y si el espacio es demasiado grande, la sección exhibirá la característica de un espacio grande, que es particularmente pronunciado en troqueles sin postes guía. . .
Por lo tanto, es importante tener esto en cuenta durante la producción.
3. Impacto de la autorización en otros aspectos
(1) Influencia del espacio de corte en la precisión del corte dimensional
Como se analizó anteriormente, durante el corte se producen deformaciones elásticas y plásticas en las piezas metálicas. Esto significa que la deformación elástica debe ocurrir cuando ocurre la deformación plástica.
Debido a la deformación elástica del material durante el corte, habrá una recuperación de esta deformación elástica después de que se complete el proceso de corte. Esta recuperación dará como resultado una cierta desviación entre el tamaño real de la pieza moldeada y el tamaño del borde del punzón y matriz (ver Fig. 2.3-5).
El eje vertical de la figura representa la recuperación elástica de la parte ciega, mientras que el eje horizontal representa la holgura relativa de la parte ciega.
Durante el corte, a medida que aumenta el espacio de corte, la curva de cambio de tamaño de la pieza en bruto revela que la deformación por tracción del metal deformado también aumenta debido al aumento de la tensión de tracción en el área deformada.
Después del corte, el metal comprimido se recuperará elásticamente, lo que dará lugar a una reducción del tamaño de la parte roma. Esta recuperación aumenta al aumentar la eliminación de supresión.
A medida que el espacio ciego disminuye gradualmente, el tamaño de la parte ciega también disminuye. Cuando el espacio libre se reduce hasta cierto punto (punto B en la Fig. 2.3-5), las propiedades de deformación de la parte ciega también cambian. Además del corte, hay deformación por extrusión en el material, lo que hace que la zona de deformación pase de un estado de tensión a un estado de compresión.
Después del corte, el metal comprimido recuperará su elasticidad, haciendo que el tamaño del punzón sea mayor que el tamaño del borde del troquel.
Durante la punción se aplica el mismo proceso de deformación y el mismo principio de recuperación elástica, pero los objetos medidos son diferentes. Como resultado, la conclusión es opuesta a la de las piezas romas, lo que significa que el tamaño de las piezas perforadas aumenta al aumentar el espacio de corte.
Cuando el valor de holgura es menor que cierto valor (punto A en la Fig. 2.3-5), el tamaño de la pieza perforada disminuirá, lo que significa que el tamaño del orificio perforado es menor que el tamaño del punzón.
Es importante tener en cuenta que la precisión dimensional de las piezas moldeadas depende principalmente del diseño y la precisión del mecanizado del troquel de moldeo. El análisis anterior se llevó a cabo con una cierta precisión de fabricación del troquel, y el impacto del juego en la precisión es mucho menor en comparación con el troquel mismo.
(2) El impacto de la autorización de supresión en la fuerza de supresión
Cuanto menor es el espacio, mayor es el componente de tensión de compresión en la zona de deformación del material, lo que lleva a una mayor resistencia a la deformación del material y a un aumento de la fuerza de corte requerida durante el corte. Por otro lado, cuanto mayor es el espacio, mayor es el componente de tensión de tracción en el área de deformación del material, lo que reduce la resistencia a la deformación del material y la fuerza de corte requerida durante el corte.
Sin embargo, la experiencia práctica muestra que cuando el espacio (en un lado) aumenta gradualmente dentro del rango del 5% al 2% del espesor del material, no hay una disminución significativa en la fuerza de corte.
(3) Influencia de la holgura ciega en la fuerza de descarga y la fuerza de empuje
Cuanto menor es el hueco, mayor es la recuperación elástica del material en la zona de deformación, provocando que el tamaño de la pieza punzonada sea menor y el tamaño de la pieza moldeada sea mayor. Como resultado, aumentan la fuerza de descarga y la fuerza de empuje.
A medida que aumenta el espacio, debido a la recuperación elástica reducida del material, el tamaño de la pieza perforada aumenta y el tamaño de la pieza moldeada disminuye, haciendo más fácil descargar material del punzón o expulsar piezas de la abertura de la matriz.
Normalmente, cuando el espacio (en un lado) aumenta del 10% al 20% del espesor del material, la fuerza de descarga es cercana a cero.
(4) Influencia del espacio de corte en la vida útil del troquel
La experiencia práctica ha demostrado que entre los muchos factores que afectan la vida útil del troquel, el espacio de corte es el más importante.
Durante el proceso de corte, se produce una intensa fricción entre el punzón y el orificio perforado y entre la matriz y la pieza en bruto. Cuanto menor es el juego, más intensa es la fricción, lo que es extremadamente perjudicial para la vida útil de la matriz.
Sin embargo, una holgura mayor reducirá la fricción entre el borde del punzón y la matriz y el material, y puede mitigar los efectos adversos de una holgura desigual causada por errores de fabricación e instalación de la matriz, mejorando así su vida útil.
4. Determinación del valor de liquidación
El término “espacio libre razonable” se refiere a un espacio libre que permite una calidad satisfactoria de la sección de la pieza, una alta precisión dimensional, minimiza la fuerza de corte (fuerza de descarga y fuerza de empuje) y da como resultado una larga vida útil del troquel cuando se utiliza para cortar.
Sin embargo, no es posible satisfacer todos estos requisitos simultáneamente utilizando un único valor de espacio. Por lo tanto, en la producción, es necesario considerar de manera integral la influencia de varios factores y seleccionar un rango de holgura apropiado como un holgura razonable en función de los requisitos específicos de las piezas.
El límite superior de este rango representa el rango máximo razonable y el límite inferior representa el rango mínimo razonable. En otras palabras, una brecha razonable se refiere a un rango de valores.
Al diseñar el troquel, se recomienda seleccionar el espacio libre en función de la pieza específica y los requisitos de producción, siguiendo los siguientes principios.
(1) Cuando no existen requisitos especiales para la calidad de la sección transversal de la pieza contracortada, se puede seleccionar un valor de separación mayor para mejorar la vida útil del troquel y reducir la fuerza de corte para obtener mayores beneficios económicos.
(2) Cuando existen requisitos elevados para la calidad de la sección transversal de las piezas contracortadas, se debe seleccionar un valor de holgura más pequeño.
(3) Al diseñar el tamaño del filo del troquel de corte, se debe tener en cuenta que el troquel sufrirá desgaste durante el uso, lo que aumentará la holgura del filo. El tamaño del filo debe calcularse en función del valor de espacio mínimo.
En la práctica, la industria de troqueles ha acumulado una gran cantidad de valores empíricos para piezas estampadas con diferentes espesores de diversos materiales de estampado, por lo que el método de cálculo del espacio teórico solo se utiliza como referencia.
