1. dio racionalnog dizajna
Kalup se uglavnom dizajnira prema zahtjevima upotrebe, a njegova struktura ponekad ne može biti potpuno razumna i ravnomjerno simetrična. To zahtijeva od dizajnera da poduzme neke učinkovite mjere prilikom dizajniranja kalupa bez utjecaja na performanse kalupa, te da pokuša obratiti pozornost na proizvodni proces, racionalnost strukture i simetriju geometrijskog oblika.
(1) Pokušajte izbjegavati oštre kutove i dijelove s velikim razlikama u debljini
Na spoju debelih i tankih dijelova kalupa trebao bi postojati gladak prijelaz. To može učinkovito smanjiti temperaturnu razliku presjeka kalupa, smanjiti toplinsko naprezanje, a istovremeno smanjiti neistovremenost transformacije tkiva na presjeku i smanjiti naprezanje tkiva. Slika 1 pokazuje da kalup usvaja prijelazni zaobljeni rub i prijelazni konus.
(2) Odgovarajuće povećajte procesne rupe
Za neke kalupe koji ne mogu jamčiti ujednačen i simetričan presjek, potrebno je promijeniti neprohodni otvor u prolazni otvor ili odgovarajuće povećati neke procesne otvore bez utjecaja na performanse.
Slika 2a prikazuje matricu s uskom šupljinom, koja će se nakon kaljenja deformirati kao što je prikazano isprekidanom linijom. Ako se u dizajn mogu dodati dva procesna otvora (kao što je prikazano na slici 2b), smanjuje se temperaturna razlika presjeka tijekom procesa kaljenja, smanjuje se toplinsko naprezanje i značajno se poboljšava deformacija.
(3) Koristite zatvorene i simetrične strukture koliko god je to moguće
Kada je oblik kalupa otvoren ili asimetričan, raspodjela naprezanja nakon kaljenja je neravnomjerna i lako se deformira. Stoga, za opće deformabilne kalupe s žlijebovima, ojačanje treba napraviti prije kaljenja, a zatim odrezati nakon kaljenja. Izradak žlijeba prikazan na slici 3 izvorno je deformiran pri R nakon kaljenja, a ojačanje (šrafirani dio na slici 3) može učinkovito spriječiti deformaciju kaljenja.
(4) Usvojite kombiniranu strukturu, odnosno izradom kalupa za preusmjeravanje, odvojite gornji i donji kalup kalupa za preusmjeravanje te odvojite matricu i bušilicu
Za velike matrice složenog oblika i veličine >400 mm i bušače male debljine i velike duljine, najbolje je usvojiti kombiniranu strukturu, pojednostavljujući složenost, smanjujući veliko na malo i mijenjajući unutarnju površinu kalupa vanjskom površinom, što nije samo pogodno za obradu zagrijavanja i hlađenja.
Prilikom projektiranja kombinirane strukture, općenito ju treba rastaviti prema sljedećim načelima bez utjecaja na točnost prianjanja:
- Podesite debljinu tako da presjek kalupa s vrlo različitim presjecima bude u osnovi ujednačen nakon raspadanja.
- Razgradite na mjestima gdje se lako stvara naprezanje, raspršite njegovo naprezanje i spriječite pucanje.
- Surađujte s procesnom rupom kako biste strukturu učinili simetričnom.
- Pogodan je za hladnu i toplu obradu i jednostavan za sastavljanje.
- Najvažnije je osigurati upotrebljivost.
Kao što je prikazano na slici 4, radi se o velikom kalupu. Ako se usvoji integralna struktura, ne samo da će toplinska obrada biti teška, već će se i šupljina neravnomjerno skupljati nakon kaljenja, pa čak i uzrokovati neravnine i ravninsko iskrivljenje rezne oštrice, što će biti teško ispraviti u kasnijoj obradi. Stoga se može usvojiti kombinirana struktura. Prema isprekidanoj liniji na slici 4, podijeljena je na četiri dijela, a nakon toplinske obrade sastavljaju se i oblikuju, a zatim bruse i spajaju. To ne samo da pojednostavljuje toplinsku obradu, već i rješava problem deformacije.
Dio 2. Ispravan odabir materijala
Deformacija i pucanje prilikom toplinske obrade usko su povezani s korištenim čelikom i njegovom kvalitetom, stoga bi se trebali temeljiti na zahtjevima za performanse kalupa. Razuman odabir čelika treba uzeti u obzir preciznost, strukturu i veličinu kalupa, kao i prirodu, količinu i metode obrade obrađenih predmeta. Ako opći kalup nema zahtjeve za deformacijom i preciznošću, ugljični alatni čelik može se koristiti radi smanjenja troškova; za lako deformirane i ispucale dijelove može se koristiti legirani alatni čelik s većom čvrstoćom i sporijom kritičnom brzinom kaljenja i hlađenja; Na primjer, za elektroničke komponente izvorno se koristio čelik T10A, koji se velikom deformacijom lako puca nakon kaljenja u vodi i hlađenja uljem, a šupljina za kaljenje u alkalnoj kupelji nije se lako stvrdnjavala. Sada se koristi 9Mn2V čelik ili CrWMn čelik, tvrdoća kaljenja i deformacija mogu zadovoljiti zahtjeve.
Može se vidjeti da kada deformacija kalupa izrađenog od ugljičnog čelika ne zadovoljava zahtjeve, i dalje je isplativo koristiti legirani čelik poput 9Mn2V čelika ili CrWMn čelika. Iako je cijena materijala nešto veća, problem deformacije i pucanja je riješen.
Uz pravilan odabir materijala, potrebno je pojačati i inspekciju i upravljanje sirovinama kako bi se spriječilo pucanje kalupa tijekom toplinske obrade zbog nedostataka sirovina.
Uredio May Jiang iz MAT Aluminuma
Vrijeme objave: 16. rujna 2023.
