مهر زنی و کشیدن قالب های دقیق سفارشی برای سیلندرهای اکسیژن و آبگرمکن های کوچک

I. ویژگی های استرس کوبیدن قالب ها
در طی فرآیند مهر زنی، نیروهای متحمل شده توسط قالب عمدتاً شامل نیروی مهر زنی، فشار جانبی، اصطکاک و نیروی برگشت فنری است. نیروی مهر زنی اصلی ترین نیروی خارجی است که باعث تغییر شکل پلاستیک قطعه کار می شود و به طور مستقیم نیازهای مقاومت ساختار قالب را تعیین می کند. فشار جانبی و اصطکاک بر دقت هدایت قالب و وضعیت جریان مواد تأثیر می گذارد. نیروی برگشت فنری دقت ابعاد و کیفیت شکل دهی محصول را تعیین می کند. تجزیه و تحلیل جامع این عوامل تنش یک پیش نیاز برای طراحی منطقی ساختار قالب است.

II. روش محاسبه نیروی مهر زنی
نیروی مهر زنی یک پارامتر کلیدی در شکل دهی مهر است و دقت محاسبه آن مستقیماً منطقی بودن طراحی قالب را تعیین می کند. یک فرمول تخمینی که معمولاً استفاده می شود به شرح زیر است:

$$F=L × t × sigma_f$$
کجا:

- $$F$$ نیروی مهر زنی به نیوتن (N) است.

- $$L$$ طول برش یا پانچ موثر بر حسب میلی‌متر است.

- $$t$$ ضخامت ورق قطعه کار، بر حسب میلی‌متر است.

- $$sigma_f$$ تنش جریان مواد، بر حسب مگا پاسکال (MPa) است.

تنش جریان به عنوان میانه استحکام تسلیم و استحکام کششی ماده در نظر گرفته می شود که منعکس کننده مقاومت جامع ماده در هنگام تغییر شکل پلاستیک است.

III. در نظر گرفتن فشار جانبی و اصطکاک فشار جانبی از اصطکاک و فشردگی مواد در قسمت راهنمای قالب ناشی می شود و مقدار آن نسبت معینی از نیروی مهر زنی است. بهینه سازی ضریب اصطکاک می تواند فشار جانبی را کاهش دهد، سایش قالب را کاهش دهد و عمر قالب را افزایش دهد. استفاده از روان کننده ها و بهینه سازی پارامترهای فرآیند، روش های اصلی برای دستیابی به این هدف است.

فشار جانبی $$F_s$$ به صورت زیر محاسبه می شود:

$$F_s=\\mu \\times F$$ که در آن $$\\mu$$ ضریب اصطکاک است که با توجه به شرایط سطح مواد و شرایط روغن کاری تعیین می‌شود، با محدوده مقدار 0.1-0.3.

IV. تأیید استحکام سازه قالب پس از تعیین نیروی مهر زنی و تنش های مربوطه، لازم است تأیید نیرو بر روی اجزای اصلی قالب انجام شود تا اطمینان حاصل شود که تغییر شکل پلاستیک یا آسیب خستگی تحت تنش وجود ندارد. با استفاده از نرم افزار تحلیل المان محدود (FEA)، همراه با داده های تنش محاسبه شده، توزیع تنش در طول عملیات قالب را می توان به طور دقیق شبیه سازی کرد و مبنایی برای بهینه سازی طراحی فراهم کرد.

انتخاب مواد قالب و فرآیندهای عملیات حرارتی مناسب برای بهبود سختی، چقرمگی و مقاومت در برابر سایش قالب، تضمین مهمی برای مقاومت در برابر فشار کوبیدن با شدت بالا-قالب است.