Metallumformung: Der ultimative Leitfaden

Stanzen und Umformen von Metall
Umformen von Werkstücken

Hole FLanging

Das Bördeln von Löchern ist ein Stanzverfahren, bei dem eine Form verwendet wird, um den Rand des Lochs des Teils in einem bestimmten Winkel zu einer aufrechten oder geraden Kante zu drehen.

Löcher bördeln
Löcher bördeln

Loch Flanschen Typ:

Je nach Form des Rohlings und der Kante des zu bördelnden Lochs gibt es sowohl auf der ebenen Platte als auch auf der gekrümmten Oberfläche, wie z. B. das Bördelloch auf dem Rohrrohling, Bördellöcher, die abgerundet oder nicht abgerundet sein können.

Loch Flanschen Typ

1.1  Rundlochbördelung

  1. Verformungseigenschaften des Rundlochbördelns
Verformungseigenschaften des Rundlochbördelns

Verformungseigenschaften von Rundlochbördelungen:

  • Die Verformung ist lokal und findet hauptsächlich im ringförmigen Teil (d1-d0) am Boden des Stempels statt. Dieser Bereich ist der Verformungsbereich des Rundlochbördelns.
  • Das Material in der Verformungszone wird in tangentialer und radialer Richtung gedehnt, was zu einer Verformung führt, die sowohl in tangentialer als auch in radialer Richtung gestreckt ist und eine geringere Dicke aufweist.
  • Die Verformungsfläche ist nicht gleichmäßig, die radiale Dehnung ist nicht offensichtlich, die tangentiale Verformung ist groß, und je weiter der Mund ausgedehnt wird, desto dünner wird er.
Verformungseigenschaften des Rundlochbördelns

  1. Formgebungsgrenze des Rundlochbördelns
Formgebungsgrenze des Rundlochflansches

Die Umformgrenze wird durch den Lochrandfaktor K ausgedrückt:

Lochfraßfaktor K

Grenzwert für den Bördelungsfaktor Kmin.

Faktoren, die den Grenzlochbördelkoeffizienten beeinflussen:

  1. Prozessgestaltung des Rundlochbördelns
Prozessgestaltung des Rundlochbördelns

(1) Technologie des runden Lochs

  • Der Radius der Hohlkehle zwischen der vertikalen Kante nach dem Bördeln und dem Flansch sollte folgendermaßen aussehen: Materialstärke t 2mm, r = (1 ~ 2) t;
  • Wenn die oben genannten Anforderungen nicht erfüllt werden können, muss nach dem Drehen der Löcher ein Umformungsprozess hinzugefügt werden, um den erforderlichen Verrundungsradius einzustellen.
  • Nach dem Bördeln ist die Dicke der vertikalen Kantenöffnung am stärksten reduziert, und die Dicke an der dünnsten Stelle beträgt:
Technologie des runden Lochs

(2) Prozessanordnung für Rundloch

In der Regel muss das Loch vor dem Bördeln vorgestanzt werden, und dann wird bestimmt, ob es je nach Höhe des Lochs und des Bördelkoeffizienten auf einmal gedreht werden kann, und dann wird das Formverfahren für die Bördelteile festgelegt.

Prozessanordnung für Rundloch

(3) Prozessberechnung für das Bördeln von Plattenlöchern

1) Bestimmen Sie den Durchmesser des vorgestanzten Lochs

Bestimmen Sie den Durchmesser des vorgestanzten Lochs

2) Berechnen Sie die Höhe des Lochs, um festzustellen, ob das Loch einmal erfolgreich gedreht werden kann.

Berechnen Sie die Höhe des Lochs, um festzustellen, ob das Loch einmal erfolgreich gedreht werden kann

3) Bestimmen Sie die Anzahl der Drehlöcher

Wenn die Höhe des Lochrandes H <HmaxEs kann auf einmal geflanscht werden.

Bestimmen Sie die Anzahl der Drehlöcher

(4) Prozessberechnung, bei der zuerst das untere Loch gezeichnet und dann das Loch gebördelt wird

Prozessberechnung, bei der zuerst das untere Loch gezeichnet und dann das Loch gebördelt wird

1) Berechnen Sie die Höhe h, die nach dem Vorzeichnen erreicht werden kann:

Berechnen Sie die nach dem Vorzeichnen erreichbare Lochrandhöhe h

2) Berechnen Sie den Vorstanzdurchmesser und die Ziehhöhe vor dem Lochbördeln:

Berechnung des Vorstanzdurchmessers und der Ziehhöhe vor dem Bördeln

3) Berechnung des Tiefziehverfahrens

(5) Berechnung der Bördelkraft des Lochs

Berechnung der Bördelkraft des Lochs

Wenn ein zylindrischer Flachbodenstempel zum Anflanschen eines Lochs verwendet wird, kann er wie folgt berechnet werden:

Wenn ein zylindrischer Flachbodenstempel zum Anflanschen eines Lochs verwendet wird, kann er wie folgt berechnet werden

Die Kraft zum Bördeln von Löchern mit einem konischen oder kugelförmigen Stempel ist etwas geringer als der nach der obigen Formel berechnete Wert.

  1. Form mit rundem Loch

(1) Struktur der Form der Rundloch-Bördelung

Formaler Lochstempel zum Bördeln

Formaler Lochstempel zum Bördeln

Umgekehrte Loch-Bördelform

Umgekehrte Loch-Bördelform

AusblendungTiefziehen, Stanzen und Bördeln von Verbundwerkzeugen

Verbundwerkzeuge zum Stanzen, Tiefziehen, Lochen und Bördeln

(2) Struktur und Größe des Arbeitsteils der Loch-Bördel-Matrize

1) Aufbau und Größe des runden Lochers

2) Spielraum C zwischen konvexer und konkaver Matrize

Spielraum C zwischen konvexer und konkaver Matrize
Spielraum C zwischen konvexer und konkaver Matrize

1.2 Unrundes Loch Flanschen

Unrundlochbördelung

Flanschen

Bördeln bezeichnet ein Stanzverfahren, bei dem eine Form verwendet wird, um die Kanten des Produkts in einem bestimmten Winkel zu einer aufrechten oder geraden Kante zu machen.

Entsprechend der Form der gebördelten Außenkante:

  • Innerer gebogener Flansch an der Außenkante
  • Nach außen gebogener Flansch an der Außenkante
Flanschen

2.1 Innerer gebogener Flansch an der Außenkante

Innerer gebogener Flansch an der Außenkante

Die Verformung ähnelt einer Rundlochverformung, die zur Dehnung gehört.

Der Verformungsbereich wird hauptsächlich tangential gestreckt, und die Verformung an den Rändern ist am größten, was leicht zu Rissen führt.

Der Grad der Verformung ist:

Der Grad der Verformung

2.2 Äußeres gebogener Flansch am äußeren Rand

Äußerer gebogener Flansch an der Außenkante

Die nach außen gewölbte Bördelverformung der Außenkante ähnelt dem Flachziehen und gehört zu den Verformungen des Kompressionstyps.

Die Verformungszone des Knüppels erzeugt hauptsächlich eine Druckverformung unter der Einwirkung einer tangentialen Druckspannung, die leicht zu Stabilitätsverlust und Faltenbildung führt.

Der Grad der Verformung kann wie folgt ausgedrückt werden:

Grad der Verformung

2.3  Methode der Außenrandbördelung

  • Berechnungsmethode für die Größe des Rohlings
  • Formaufbau: Stahlform oder weiche Form
  • Kontrolle des Rückpralls erforderlich
  • Bei vertikalen Kanten mit unterschiedlichen Richtungen sollte die Methode der segmentierten Bördelung angewendet werden.

Löcherbördeln, Bördeln und Formgebung

Löcherbördeln, Bördeln und Formgebung

Weitere Lektüre: Ausdünnungsbördeln

Das Ausdünnungslochbördeln oder Bördeln bezeichnet einen Verformungsprozess, bei dem ein kleinerer Matrizenspalt verwendet wird, um die Dicke der vertikalen Kante zu verdünnen und in der Höhe zu vergrößern.

Ausdünnungsbördelung

Einschnürung

Das Einschnüren ist ein Stanzverfahren, bei dem eine Form verwendet wird, um die radiale Abmessung des Endes eines hohlen oder rohrförmigen Teils zu verringern.

Einschnürung

3.1 Merkmale der Verformung der Einschnürung

  1. Merkmale der Verformung der Einschnürung
Merkmale der Verformung der Einschnürung

  • Zone A - die nicht verformte Zone, die einer plastischen Verformung unterzogen wurde
  • Bereich C - nicht verformter Bereich, der auf die Verformung wartet
  • Zone B - die Verformungszone, die verformt wird
  • Die Vermeidung von Instabilität und Faltenbildung ist das Hauptproblem, das es beim Einschnüren zu lösen gilt.
  1. Grenze der Halsverformung
Grenze der Halsverformung

Der Grad der Einschnürungsverformung wird durch das Verhältnis des Halsdurchmessers nach der Einschnürung zum Durchmesser des Rohlings vor der Einschnürung ausgedrückt.

Schrumpfungskoeffizient: m = d / D

Der Mindestwert des Einschnürungskoeffizienten, der sich unter der Prämisse ergibt, dass die Stabilität des Einschnürungselements gewährleistet ist, wird als Grenzeinschnürungskoeffizient [m] bezeichnet.

[m] ist abhängig von der Plastizität des Materials und der Stützstruktur der Form.

Stanzform für verschiedene Stützmethoden

Stanzform für verschiedene Stützmethoden

3.2 Gestaltung des Necking-Prozesses

  1. Bestimmung der Rohlingsgröße

Siehe Tabelle 6-4 für die Bestimmung der Größe des Rohlings des Einschnürungsstücks.

  1. Bestätigung der Einschnürungszeiten

Wenn der tatsächliche Einschnürungskoeffizient m kleiner ist als der Grenzeinschnürungskoeffizient [m], kann die Einschnürung nicht auf einmal durchgeführt werden.

Die Anzahl der Einschnürungen kann wie folgt berechnet werden:

Bestätigung der Einschnürungszeiten

  1. Berechnung der Einschnürungskraft
Berechnung der Einschnürungskraft

Wenn es keine Einschnürung durch eine Stütze gibt, ist die Einschnürungskraft gleich:

Einschnürungskraft

3.3  Nackendie Struktur der Matrize

Stanzform ohne Stütze

Stanzform ohne Stütze

Stanzform mit externer Abstützung

Stanzform mit externer Abstützung
Stanzform mit externer Abstützung

Zusammengesetzte Matrizen zum Aushalsen und Bördeln

Zusammengesetzte Matrizen zum Aushalsen und Bördeln

Ausbeulen

Ausbeulen

Das Ausbauchen ist ein Stanzverfahren, bei dem eine Form verwendet wird, um das Innere eines Hohlkörpers unter der Einwirkung von wechselseitigen Zugspannungen plastisch zu verformen, um ein konvexes Teil zu erhalten.

Das Ausbeulen ist eine Prägemethode

4.1 Merkmale der Beulverformung (zwei Fälle)

Der Verformungsbereich ist fast der gesamte Rohling oder das offene Ende, und das offene Ende des Rohlings wird zusammengezogen und verformt.

Daher ist die Verformung im Verformungsbereich ein Verformungszustand, bei dem der Umfang gestreckt, axial gestaucht und die Dicke verringert wird.

Die Verformungszone ist auf den zu verformenden Teil in der Mitte des Rohlings begrenzt.

Die Verformungszone bewirkt hauptsächlich eine Dehnungsverformung in Umfangsrichtung und eine Ausdünnung in Dickenrichtung.

Merkmale der wulstigen Verformung

Das Ausbeulen ist ein dehnungsbildender Prozess.

Die Verhinderung des Aufplatzens ist das Hauptproblem, das beim Ausbauprozess gelöst werden muss.

4.2  Beulende Umformgrenze

Beulende Umformgrenze

Der Grad der Verformung durch Ausbeulen wird durch das Verhältnis zwischen dem maximalen Durchmesser der konvexen Ausbeulung nach dem Ausbeulen und dem Durchmesser des Rohlings vor dem Ausbeulen ausgedrückt, d. h. durch den Ausbeulkoeffizienten:

Der Grad der wulstigen Verformung

Je größer der Wert des Ausbeulkoeffizienten ist, desto stärker ist die Ausbeulverformung.

4.3 Gestaltung des Ausbauprozesses

  1. Bestimmung der Ausbeulung des Rohlings

Beim Ausbauchen ist die Länge des Rohlings, wenn er sich axial frei verformen kann:

Bestimmung der Ausbeulung des Rohlings
Bestimmung der Ausbeulung des Rohlings

  1. Berechnung der Ausbeulkraft
Berechnung der Ausbeulkraft

σZ - Die tatsächliche Spannung im Bereich der wulstigen Verformung, nehmen Sie σZb bei der näherungsweisen Schätzung.

4.4 Ausbeulverfahren und Struktur der Ausbeulform

  • Es können Stahlformen oder weiche Formen verwendet werden. Weiche Formen sind weit verbreitet.
  • Weiches Formmaterial kann Gummi, Paraffin, PVC-Kunststoff, Hochdruckflüssigkeit und Hochdruckgas sein.
Verfahren zum Ausbauchen und Struktur einer Ausbauchform
Verfahren zum Ausbauchen und Struktur einer Ausbauchform

Gummiwulstform

Gummiwulstform

Ausbeulen von Hochdruck-Flüssigkeitsstempeln

Ausbeulen von Hochdruck-Flüssigkeitsstempeln

Hydraulische Ausbeulung des T-Stücks

Hydraulische Ausbeulung des T-Stücks

Sicken, Pressen der konvexen Hülle und Prägung

5.1  Sicken, konvexes Rumpfpressen

Sicken und konvexes Rumpfformenpressen sind Prägeverfahren, bei denen eine Form verwendet wird, um konvexe Rumpfformen oder Rippen (Verstärkungsrippen) auf dem Teil zu erzeugen.

Sicken, konvexes Rumpfpressen

Merkmale der Sickenbildung und der Bildung konvexer Rümpfe

Merkmale der Sickenbildung und der konvexen Rumpfform

  • Die Deformationszone ist lokal
  • Die Verformungszone wird in beide Richtungen gedehnt und die Dicke verringert; es handelt sich um einen Dehnungstyp, und die Hauptversagensform ist Zugbruch.
  • Die Qualität des Wulstes ist gut
  1. Sicken

Die Umformgrenze der Sicke kann durch den Betrag der Längenänderung der Verformungszone vor und nach der Sicke ausgedrückt werden

Sicken

Sicken

  1. Konvexe Hülle komprimieren

Die Formgrenze der konvexen Hülle kann durch die Höhe h der konvexen Hülle ausgedrückt werden

Konvexe Hülle komprimieren
Konvexe Hülle komprimieren

4 Arten von Metall Stanzprozess

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Shane
Autor

Shane

Gründerin von MachineMFG

Als Gründer von MachineMFG habe ich mehr als ein Jahrzehnt meiner Karriere der metallverarbeitenden Industrie gewidmet. Meine umfangreiche Erfahrung hat es mir ermöglicht, ein Experte auf den Gebieten der Blechverarbeitung, der maschinellen Bearbeitung, des Maschinenbaus und der Werkzeugmaschinen für Metalle zu werden. Ich denke, lese und schreibe ständig über diese Themen und bin stets bestrebt, in meinem Bereich an vorderster Front zu bleiben. Lassen Sie mein Wissen und meine Erfahrung zu einem Gewinn für Ihr Unternehmen werden.

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