Apa prinsip utama desain cetakan stamping lembaran logam? Bagaimana cara menghindari retak, kusut dan penipisan bahan yang berlebihan?

Prinsip utama desain cetakan stamping lembaran logam

Kontrol fluiditas material

Desain permukaan perpisahan yang wajar: Pastikan jalur aliran material lancar dan mengurangi resistensi terhadap perubahan mendadak.

Optimalisasi drawing ribs: Dalam pemrosesan lembaran logam baja tahan karat, drawing ribs (penampang melingkar/persegi panjang) disusun pada permukaan blanking untuk mengontrol aliran masuk material secara tepat dan menyeimbangkan regangan dan kompresi lokal.
Tujuan: Untuk mencapai deformasi plastis yang seragam dan menghindari penipisan atau penumpukan yang berlebihan pada area tertentu.

Kekuatan struktural dan ketepatan cetakan

Kekakuan dan ketahanan aus: Terbuat dari baja dengan kekerasan tinggi seperti Cr12MoV, kekerasan bagian-bagian utamanya adalah HRC58-62. Tingkatkan kolom pemandu (≥4 grup) dan penyesuaian interferensi untuk menekan offset yang disebabkan oleh gaya lateral.

Permukaan akhir: Permukaan kerja dipoles hingga di bawah Ra0,4μm untuk mengurangi hambatan gesekan.

Koordinasi parameter proses

Penyesuaian dinamis gaya dudukan kosong: Pemrosesan lembaran logam pada sasis dan kabinet mencapai kontrol zonasi gaya dudukan kosong melalui pegas gas nitrogen atau sistem hidraulik (seperti memberikan tekanan di area tepi untuk mencegah kerutan dan mengurangi tekanan di area tengah untuk mencegah retak).

Klasifikasi kecepatan stamping: Proses deep drawing mengadopsi kurva kecepatan "lambat-cepat-lambat" untuk mengurangi risiko retak akibat benturan.

Tindakan pencegahan dan pengendalian cacat

Hindari retak (patahnya material)

Tingkatkan radius fillet: Fillet punch/die harus ≥5 kali ketebalan material (t) untuk mengurangi konsentrasi tegangan.

Optimalkan bentuk pukulan: Gunakan pukulan berundak atau bulat untuk menghilangkan tegangan tarik.

Peningkatan pelumasan: Gunakan pelumas dengan viskositas tinggi yang mengandung aditif bertekanan ekstrim (seperti olefin tersulfurisasi) untuk mengurangi koefisien gesekan lebih dari 30%.

Menghambat kerutan (ketidakstabilan material)

Kontrol yang tepat terhadap gaya penahan blanko: Unit gaya penahan blanko diatur sebesar 1,5 hingga 2 kali kekuatan luluh material (misalnya, 2 hingga 3MPa untuk baja SPCC).

Meningkatkan kepadatan batang regangan: Pada daerah rawan kerutan (seperti permukaan yang berubah secara tiba-tiba), tingkatkan kepadatan batang regangan, dengan tinggi batang 6-8 ton dan lebar batang 12-15 ton.

Pra-peregangan material: Lepaskan tekanan lokal melalui proses pemotongan (Carry Hole).

Mencegah penipisan berlebihan (ketebalan tidak merata)

Simulasi CAE sebelumnya: Memanfaatkan AutoForm/Dynaform untuk mensimulasikan aliran material dan mengidentifikasi area berisiko tinggi dengan tingkat penipisan lebih dari 20%.

Kontrol laju penjarangan: Selama tahap desain, laju penjarangan dapat dikontrol hingga ≤15% (untuk bahan aluminium) atau ≤20% (untuk baja karbon rendah).

Alokasi multi-proses: Bagian gambar dalam digambar 2 hingga 3 kali, dengan proses anil tambahan di antaranya (misalnya, baja tahan karat dianil ketika deformasinya 40%).

Penerapan Kasus Khas

Stamping cangkang tangki bahan bakar mobil

Tingkat retak di sudut adalah 15%.

Penanggulangan: Tingkatkan fillet dadu dari 3t menjadi 6t. Tambahkan kemiringan pemandu 20° pada pukulan; Kekuatan penahan kosong telah dikurangi dari 250t menjadi 180t.

Hasil: Laju retak berkurang menjadi 0,5%, dan laju penjarangan dioptimalkan dari 25% menjadi 18%.

Logika inti: Menyeimbangkan aliran material melalui optimalisasi geometri cetakan (sudut fillet/panduan), dan mencapai keseimbangan dinamis antara tegangan dan tekanan melalui simulasi CAE dan pengaturan parameter (gaya penahan kosong/tulang rusuk), yang secara fundamental menekan timbulnya cacat.