Ево основних информација: Методе за контролу повратног одскока у деловима за штанцање аутомобила.

Апстракт: Спрингбацк је значајан недостатак у штанцању лима, који озбиљно утиче на квалитет обликовања и тачност димензија штанцаних делова. То је недостатак производа који је тешко ефикасно превазићи током производње. То не само да смањује квалитет производа и ефикасност производње, већ и омета имплементацију аутоматизованих производних линија за штанцање, што га чини критичним питањем које хитно треба решити у технологији производње каросерије аутомобила. Овај рад класификује проблем повратног опруге који се јавља при формирању савијања аутомобилских штанцаних делова, анализира факторе који утичу на опругу и предлаже различите мере за контролу опруге.

1. Класификација Спрингбацк дефеката
Уобичајени дефекти опружног поврата који утичу на склапање каросерије су сажети у следеће категорије, као што је приказано у табели 1.

Табела 1: Класификација уобичајених дефеката опруге

2. Главни фактори који утичу на Спрингбацк

2.1 Својства материјала
У оквиру еластичне фазе, што је већа граница течења и већи модул еластичности материјала, то је озбиљнија појава његовог радног очвршћавања и већа је отпорност од деформације савијања; обрнуто, што је јачи отпор еластичној деформацији, то је мања вредност опруге.

2.2 Релативни радијус савијања
Што је мањи релативни радијус савијања, то је мања вредност опруге; обрнуто, што је већи релативни радијус савијања, то је већа вредност повратног опруге. Ово објашњава зашто се радни предмети са великим радијусима закривљености тешко савијају и формирају.

2.3 Централни угао савијања
Већи средишњи угао савијања ( ) указује на дужу зону деформације, што резултира већим кумулативним повратним опругом и снажнијим повратним опругом. Међутим, то не утиче на повлачење радијуса закривљености.

2.4 Фитинг за зазор
Постоји размак од једне дебљине материјала између релативних радних делова калупа за смештај производа. Након обраде калупа, потребно је локално постављање да би се олакшао проток материјала. За матрице за савијање, већи зазор у радним деловима доводи до јачег поврата; ако је толеранција дебљине лима већа, вредност опруге је нестабилнија, што отежава одређивање одговарајућег зазора матрице.

2.5 Облик дела
Различити облици делова имају значајно различите ефекте на опругу. На пример, повратни удар дела у облику слова У- је мањи од дела у облику слова В- због међусобног ограничавања обе стране. Када се савијају делови сложеног{4}}обликованог облика у једном процесу савијања, међусобно ограничење између њихових компоненти и трење између површине дела и површине матрице мењају стање напона сваког дела (генерално повећавајући затезни напон у зони деформације савијања), на тај начин утичући на повратак. Додавање другог корака обликовања би ово значајно побољшало.

2.6 Метода формирања
Метода савијања дела озбиљно ограничава његову вредност повратног опруге. Генерално, корективно савијање даје бољу повратну снагу него слободно савијање. Да би се постигао исти ефекат на истом делу, корективно савијање захтева много већу корективну силу од слободног савијања. Ако се иста сила примени коришћењем обе методе, резултујуће стање напона-деформације у зони деформације ће се разликовати од стања слободног савијања.

Што је већа корективна сила при корективном савијању, то је мања опруга, јер изузетно велика корективна сила савијања чини тангенцијално затезно напрезање и на унутрашњој и на спољашњој страни зоне деформације, узрокујући да се влакна са обе стране издужују, постижући жељени ефекат формирања. После растерећења, и унутрашња и спољна страна зоне деформације се скраћују услед еластичног опоравка. Пошто је унутрашњи правац опруге супротан од спољашњег смера, тенденција дела према спољашњем опругу је ублажена или чак елиминисана до неке мере. На пример, када се коригује савијање дела у облику слова В-, ако је релативни полупречник савијања мањи од 0,2-0,3, величина повратне опруге Δа може бити нула или негативна.

3. Методе контроле опруге
У свим процесима савијања еластопластичног лима постоји неравномерна расподела деформација дуж правца дебљине у зони деформације савијања, што доводи до неједнаког напрезања. Када се формира утиснути део, постоји заостали напон унутар запремине лима. Пре вађења из калупа, ови неуједначени напони се балансирају контактном силом калупа. Након вађења из калупа, тражи се нова равнотежа сила и ослобађа се локално заостало напрезање, што доводи до извесног одступања између коначних димензија обликованог дела и димензија облика калупа, односно долази до повратног опружања, као што је приказано на слици 1.

Да би се смањило повратно оптерећење узроковано деформацијом савијања, материјале са ниским напоном течења треба изабрати што је више могуће, а истовремено испуњавати захтеве чврстоће производа. Челичне плоче високе{1}}врсте имају много већи напон течења од обичних металних плоча, што доводи до већег поврата. Дебљина плоче такође значајно утиче на савијање опруге; генерално, дебље плоче резултирају мањом повратном снагом. Радијус савијања радног дела такође има значајан утицај на опругу; мањи радијус савијања доводи до мањег повлачења након формирања и истовара. Због тога, радијус савијања треба што је више могуће минимизирати, под условом да то дозвољава обликовност плоче.

3.1 Заокруживање угла Р дела за савијање Метода директног побољшања напрезања у делу за савијање да би се смањила опруга коришћењем метода обликовања назива се метода заокруживања и обликовања (слика 2). Обликовањем дела могу се променити области расподеле напона на спољној и унутрашњој страни дела за савијање, смањујући подручје затезног напрезања изван кривине. Када се вредност заобљеног угла подеси на одређени ниво, постиже се пластична деформација. Када је унутрашњи напон савијања већи од спољашњег напрезања, може доћи до негативног повратног одскока. У дизајну производа, Р вредност дела за савијање би идеално требало да буде испод 8 мм. Када се користи Р метода са заобљеним углом, разлика између радијуса и радијуса савијања генерално треба да буде мања од 3 мм; у супротном, то ће утицати на тачност утиснутих делова. 3.2 Двостепено-Савијање у једном процесу

Процес савијања је подељен у две фазе како би се елиминисало опруге.

Прва фаза савијања користи велики размак (углавном 1,15-1,3 пута дебљину материјала). Због великог размака, материјал лима се нагиње, а радијус савијања матрице је такође велики, што резултира грубо савијеним листом. Друга фаза савијања преобликује велики радијус савијања прве фазе у мањи радијус савијања (као што је приказано на слици 3).

Размак у првој фази деформације треба подесити од почетног малог зазора и постепено повећавати на основу ефекта контролисања повратног одскока у другој фази. Током друге фазе деформације савијања, мали зазор може лако изазвати хабање матрице, што доводи до храпавости радног предмета. Да би се елиминисало храпавост, шупљина калупа треба да се подвргне третману површинског очвршћавања.

3.3 Очвршћавање унутрашњег угла
Отврдњавање унутрашњег угла се користи за компресију са унутрашње стране савијеног подручја како би се елиминисало опруге. Ова метода је посебно ефикасна код савијања лима у облику слова У- због симетричног савијања са обе стране. Приликом савијања лима у Л-облику, притисак на хоризонтални део материјала слаби, изазивајући промене димензија производа. Судећи по облику, притисак је слаб на месту савијања. Ова метода није погодна за формиране делове који захтевају и чврстоћу и еластичност.

Додатно, опруга се може подесити променом димензије С (промена дебљине на рубу) (као што је приказано на слици 4). Често, компресија филета узрокује благу промену дужине прирубнице. За производе са малим толеранцијама висине прирубнице, понекад је потребна компензација за несавијену дужину.

3.4 Очвршћавање облика
Метода савијања бочних зидова алата за савијање, остављајући трагове очвршћавања на челичној плочи (као што је приказано на слици 5) назива се обрада каљењем облика. Ребра за стврдњавање могу огребати производ, тако да је потребан пажљив избор на основу карактеристика производа. Ознаке отврдњавања се углавном користе на површинама које нису-тање. Ова метода потискивања опруге је ефикаснија за дебље листове.

3.5 Формирање у два- корака за контролу Спрингбацк-а
Метода елиминисања напрезања на унутрашњој и спољашњој страни лима кроз два-степена формирања је приказана на слици 6. Штанцани делови формирани након два процеса имају низак унутрашњи напон и стабилан квалитет. Међутим, ова метода повећава број процеса калупа и трошкове производње.

3.6 Елиминисање заосталог напрезања
Метода за уклањање заосталих напрезања је додавање локалних конвексних облика на површину алата током цртања, а затим уклањање додатих облика у наредним процесима (као што је приказано на слици 7). Ово мења равнотежу заосталог напрезања унутар материјала, чиме се елиминише повратни удар.

3.7 Додавање анти-ребара
Без промене оригиналне функције производа, додавањем ребара против -опруге мења се облик производа и побољшава се чврстоћа савијених делова (као што је приказано на слици 8), чиме се контролише и побољшава опружност.

3.8 Негативан Спрингбацк
Специјалном обрадом површине алата за машинску обраду ствара се негативан повратни удар у лиму. Након што се горња матрица врати, део се враћа назад, а негативна опруга и опруга постижу тражени облик производа (као што је приказано на слици 9).

3.9 Ц-позади{2}}притисак
Приликом формирања челичних плоча високе-облике у облику слова „У“-, метода притискања у облику слова Ц-позади{3}}може ефикасно да смањи количину повратног притиска. Након првог обликовања, висина плоче у облику "几" је Ц, а ширина Ј; након другог формирања, висина плоче у облику "几" је К, а ширина је С. Повратно испирање је једнако 1 - а2о. Друго формирање је процес повратног испирања и прирубљивања. После другог обликовања, деформација вертикалних и прирубничких површина дела у облику "几" је значајно смањена, чиме се контролише тачност кључних делова делова који се преклапају како би се испунили захтеви склопа (као што је приказано на слици 10). Ова метода се обично користи у калупима за машине за штанцање серво мотора.

4. Студија случаја
Следеће описује процес коришћења хладног штанцања да би се решио проблем повратног удара за одређени модел компанијске греде против судара.

Слика 10 Површинско испирање у облику Ц-

4.1 Парт
Као што је приказано на слици 11, унутрашња плоча греде против судара је направљена од ДОЦОЛ 860 високе- плоче, која има високе захтеве за уградњу, а отпорност дела је тешко контролисати.

4.2 Шема процеса штанцања
After analyzing the shape characteristics and material of the part, it was decided to use a drawing process with the process scheme as the first step, using a total of 4 processes to complete the stamping process, namely OP10 DRt OP20 TR/PI^OP30 FURST->ОП40 ПИ/ЦПИ/ЦУТо Слика 12 приказује тело алата за процес цртања.

Слика 10 Површински пробој у облику слова Ц-

4.3 Постојећи проблеми
Део показује јак повратни удар, са максималном опругом од 15 мм у правцу висине и 7 мм у правцу ширине, као што је приказано на слици 13.

4.4 Узроци
Материјал за овај део је увезен из Шведске, Д. ЦОЛ 860, са затезном чврстоћом већом од 800 МПа. Компензација опруге је изведена у складу са стандардним дизајном дела током штанцања, али током производње није усвојена метода контроле опруге, што је резултирало озбиљном повратном опругом због недовољне компензације повратне опруге.

4.5 Решења
ЦАЕ анализа је коришћена да се упореди стварна повратна ситуација дела. Симулацијском анализом утврђено је да је компензација повратне опруге 15 мм у правцу дужине и 7 мм у правцу ширине (као што је приказано на слици 14). Истовремено, зазор матрице је побољшан методом уклапања, а удар/угао у правцу ширине је на одговарајући начин смањен током процеса формирања.

4.6 Провера ефекта
Након модификације матрице методом компензације опруге, износ опруге је био само 2 мм (као што је приказано на слици 15). Након даљих прилагођавања, захтеви дизајна су испуњени. Стварна провера монтаже показала је да све димензије испуњавају услове коришћења.