Los 4 secretos que nunca sabrá sobre el proceso de formación de placas gruesas

Hay alrededor de 23 tipos de cajas de paletas que se utilizan comúnmente en los vagones de carga ferroviarios, que pueden fijar el acoplador y evitar la deformación y el desplazamiento bajo la acción de la carga dinámica durante la operación;Aproximadamente 12 tipos de paletas de seguridad de uso común pueden evitar que el acoplador o el cuerpo de la paleta se caigan, lo que resulta en el papel de los incidentes de tráfico.Hay un total de 35 tipos de los dos, y los moldes correspondientes son hasta 7 juegos.Aumentar la cantidad de pedidos de repuestos aumentará significativamente el costo de fabricación de herramientas y moldes.El proceso original de formación del cuerpo de la paleta es el prensado en caliente.El calentamiento de la hoja no solo aumenta el costo de producción sino que la calidad del producto es apenas marginal.Al mismo tiempo, el calentamiento de la hoja reduce correspondientemente el contenido de carbono de la hoja, dando como resultado una disminución de las propiedades mecánicas de la hoja.Por lo tanto, es necesario volver a examinar el nuevo método de proceso y la estructura del molde para realizar la transición del proceso de prensado en caliente a prensado en frío.

Investigación

El grosor del cuerpo del palé y del palé de seguridad es de 16 mm, el material es Q235A y ambos son piezas formadoras de placas gruesas.La imagen del producto del cuerpo del palet se muestra en la figura.La profundidad de compresión es de 16 mm, 24 mm, 35 mm, 40 mm, 45 mm, 50 mm, 55 mm.Después del prensado en caliente, las piezas de trabajo se apilan en pilas bajo la acción del estrés térmico y la gravedad, la planitud de las dos alas es de 1,1 ~ 1,4 mm, y la planitud de la parte inferior A es una elevación en forma de arco de 0,8 ~ 1,2 m, que no puede cumplir con los requisitos técnicos del producto.La estructura de la paleta de seguridad es similar a la forma, estructura y tamaño del cuerpo de la paleta, y también tiene el problema de calidad de una planitud deficiente.

Análisis de proceso

Cálculo de la fuerza de formación

De acuerdo con el manual de diseño de troqueles de estampación, la fuerza de conformado en frío P = 4x0.6x1.3x210x16x16x 38 / (16 + 15) = 205t, 4 es el número de flexión de la chapa, 0.6 es la constante teórica, 1.3 es el trabajo coeficiente de condición, y 210 es la placa El ancho del material, 16 es el grosor de la hoja, 38 es la resistencia a la tracción del material y 15 es el radio de filete de formación de la pieza de trabajo, por lo que es posible prensar en frío en una prensa hidráulica de 31,5 toneladas.

Determinación del ángulo de rebote

La clave para el diseño del molde de compresión radica en la determinación del ángulo de rebote y la cantidad de anti-deformación.El radio de curvatura relativo de la pieza de trabajo formada es la relación entre el radio del filete de formación y el grosor del material de la hoja, 15/16 = 0,94, el valor es pequeño, por lo que no se considera el filete de formación El retroceso elástico solo considera el resorte parte posterior del ángulo de flexión, el valor de la deformación inversa del ángulo de la parte posterior del resorte y el grosor de la hoja, el límite elástico del material, la resistencia a la tracción del material, el ángulo de formación, la forma de la pieza de trabajo, y el tonelaje de presión del equipo, el espacio de formación del molde está relacionado, y hay muchos factores que influyen.La fórmula de cálculo teórico es una fórmula empírica y el ángulo de rebote de la pieza de trabajo es difícil de controlar con precisión.Por este motivo, se realiza la prueba realista de prensa en frío y el análisis de simulación numérica se realiza en el software JSTAMP.

Diagrama esquemático del ángulo de la pieza de trabajo

● Según el manual de diseño del molde, el ángulo de rebote calculado teóricamente es de 1,0 °, la planitud de las dos alas se calcula en 1,31 mm y la planitud de la parte inferior es de 3,32 mm, que es relativamente grande.

Tabla numérica de planitud de prensado en frío del cuerpo del palet

● Utilizando el molde de prensado en caliente existente, no hay ángulo de rebote ni anti-deformación.Como se muestra en la figura, la prueba de prensa en frío se realiza bajo la presión de 240T de la prensa hidráulica.Después de la prueba de prensa en frío, la pieza de trabajo se reforma y se perfora para garantizar que el material de prueba no se desperdicie.Los valores de planitud se muestran en la tabla.Se puede ver que el rebote real de las dos alas es mayor que el cálculo teórico, y el rebote real del fondo es menor que el cálculo teórico.

● Utilizando el software STAMP, se realizaron 3 análisis de cálculo de simulación numérica de retorno por resorte en el estado de 260t, y la cantidad de retorno por resorte fue de solo 0,48 mm, que era menor que el valor calculado teóricamente.La curva de simulación de la tendencia de rebote de la pieza de trabajo se muestra en la figura.

Para desarrollar un programa experimental completo, los estudiantes deben tener las siguientes habilidades: aclarar el propósito del experimento, establecer la relación entre la variable independiente y la variable dependiente, describir el método de observación o medición de la variable y enumerar los pasos importantes y experimentales. equipo.Se ha dado el propósito del experimento y no se incluye en esta escala.En este experimento exploratorio, variables irrelevantes como la selección de ramas, el tratamiento y el procesamiento de las yemas afectarán los resultados experimentales;el período experimental es más largo, lo que implica el problema del registro de datos experimentales;al mismo tiempo, el método de tratamiento de la rama y la selección de concentración involucrados en este experimento. Estas son todas las cosas que no están involucradas en la enseñanza en el aula y deben ser verificadas por los propios estudiantes.Por tanto, se agregan tres elementos: la conciencia de las variables de control, el diseño de tablas para registrar datos experimentales y la revisión de datos.

Compare la diferencia numérica entreprensado en caliente, prensado en frío y análisis de simulación, teniendo en cuenta la conveniencia del ajuste del molde, determine el valor del ángulo de rebote y la anti-deformación, el ángulo de rebote de las dos alas es de 1,2 ° y la anti-deformación inferior El valor de deflexión es 2,5 mm.

Diseño de molde

Diagrama esquemático de la estructura del molde.

1.3.8 ---- Inserto de molde superior ， 2.6.7 ---- Inserto de molde inferior ， 4 ---- Maniquí inferior ， 5 ---- Maniquí superior.

Determine el modelo matemático del molde de compresión de acuerdo con el ángulo de rebote y la cantidad de anti-deformación.Como se muestra en la figura, las dos alas giran hacia abajo 1.2 °, la parte inferior se gira hacia arriba en 2.5 mm y el tamaño del centro del arco 250 se ajusta al tamaño de la intersección de la línea recta 261, el centro del arco El tamaño de 380 se ajusta a el tamaño de intersección de línea recta 370 para asegurar que el tamaño expandido de la capa neutra sea igual, es decir, cuando el molde esté terminado, se espera que rebote al estado inicial de la pieza de trabajo, de modo que la longitud total del plegado La línea permanece sin cambios y el diseño del molde está garantizado La precisión.El diseño paramétrico se realiza bajo el software de diseño tridimensional CREO2.0.Cuando cambia el modelo matemático, las características correspondientes del inserto de compresión y el cuerpo del molde y los dibujos bidimensionales cambiarán y se ajustarán en consecuencia.El radio de filete R15 está en la parte de trabajo del molde.Una vez completado el diseño, marque y modifique, como se muestra en la figura, es conveniente para la regeneración rápida y precisa de las partes tridimensionales del molde, y se mejora la eficiencia del diseño.La estructura final del molde se muestra en la figura.

Los insertos superior e inferior del molde original están todos fijados en el tope.Cuando el molde vibra o hay impurezas entre el inserto y el tope del cuerpo del molde, el molde tardará demasiado tiempo interno y externo en reemplazar los insertos.Se ajusta al concepto lean de cambio rápido de molde.El método de fijación del inserto se cambia a la vía libre de cancelar el tope del inserto superior.La fuerza tiende a desplazarse hacia el centro, pero no hay posibilidad de cambiar el tamaño de la cadena de trabajo.El inserto inferior todavía está fijado en la parte superior del cuerpo del molde.Limitar la fuerza del inserto tiene la posibilidad de un desplazamiento hacia afuera para cambiar el tamaño de la cadena de trabajo.Cuando el molde se reemplaza con otros productos, solo se reemplazan los 4 insertos externos en lugar de todos los insertos en forma de prensa, lo que reduce el tiempo de reemplazo del molde y reduce el costo de fabricación y mantenimiento del molde.

Verificación y conclusión

● La cantidad de anti-deformación se ajustó de 2,5 mm a 1,5 mm, y el molde se ha producido en serie, realizando la transformación tecnológica del prensado en frío.

● Aumente adecuadamente la presión del equipo y procure reducir la deformación elástica y el ángulo de rebote en las esquinas para garantizar la rigidez y la estabilidad dimensional de la pieza de trabajo.

● Realice un diseño de molde flexible tanto como sea posible para evitar la sustitución de los insertos de molde.