Vilka är övervägandena vid formsmidning?

Formsmidning är en avgörande tillverkningsprocess som involverar formning av metall med hjälp av formar under högt tryck. Som leverantör av formsmide förstår jag betydelsen av korrekt formdesign för att säkerställa smidesprocessens kvalitet, effektivitet och kostnadseffektivitet. I den här bloggen kommer jag att diskutera de viktigaste övervägandena vid formsmidning.

Materialval för stansar

Valet av formmaterial är grundläggande för formdesign. Formar måste tåla höga tryck, temperaturer och slitage under smidesprocessen. Vanliga material för formar inkluderar verktygsstål som H13, som erbjuder utmärkt hethårdhet, seghet och motståndskraft mot termisk utmattning. För applikationer där extrem slitstyrka krävs kan hårdmetallformar användas. Men hårdmetall är sprödare och dyrare än verktygsstål.

När vi väljer formmaterial måste vi överväga typen av smidesoperation (öppen eller stängd formsmidning). FörÖppna formsmidning, där metallen deformeras mellan plana eller enkelt formade formar, bör formmaterialet ha god seghet för att motstå de stora krafterna som är involverade. ISluten formsmidning, där metallen är helt innesluten i formarna, måste formmaterialet också ha hög slitstyrka för att bibehålla precisionen i formhåligheten.

Die Geometri

Formens geometri är en annan kritisk faktor. Formhåligheten bör utformas för att matcha formen på den slutliga smidesdelen. Detta kräver en detaljerad förståelse av delens dimensioner, toleranser och krav på ytfinish.

1. Utkastvinklar: Dragvinklar är viktiga i formkonstruktionen. De är de vinklar som läggs till de vertikala väggarna i formhåligheten för att underlätta avlägsnandet av den smidda delen från formen. Utan ordentliga dragvinklar kan delen fastna i formen, vilket leder till skada på delen eller själva formen. Dragvinkeln varierar vanligtvis från 3° till 7°, beroende på detaljens och smidesmaterialets komplexitet.
2. Radier och filéer: Radier och filéer används vid hörn och kanter av formhåligheten. De hjälper till att minska spänningskoncentrationerna under smidesprocessen, vilket kan förhindra sprickbildning i formen och förbättra metallens flöde. Större radier och filéer resulterar i allmänhet i bättre metallflöde och längre livslängd.
3. Flash Grooves: I sluten formsmidning används snabbspår för att kontrollera överskottsmetallen som pressas ut ur formhåligheten under smidesprocessen. Utformningen av blixtspåren påverkar mängden blixt som produceras och tryckfördelningen i formen. Ett väl utformat flashspår kan säkerställa korrekt fyllning av formhåligheten och förbättra smidningens kvalitet.

Ytfinish

Formens ytfinish har en betydande inverkan på kvaliteten på den smidda delen. En slät formyta kan minska friktionen mellan formen och metallen, vilket hjälper till i metallens flöde och förbättrar smidningens ytfinish. Det minskar också slitaget på formen.

Vi använder vanligtvis slip-, polerings- och beläggningstekniker för att uppnå önskad ytfinish. Beläggningar som titannitrid (TiN) kan ge ytterligare fördelar, inklusive ökad hårdhet, slitstyrka och minskad friktion.

Värmebehandling av matriser

Värmebehandling är ett viktigt steg i tillverkningen av formverktyg. Det används för att förbättra de mekaniska egenskaperna hos formmaterialet, såsom hårdhet, seghet och slitstyrka. Värmebehandlingsprocessen innefattar vanligtvis härdning och härdning.

Släckning innebär snabb kylning av formen från en hög temperatur för att härda materialet. Emellertid kan härdning även införa inre spänningar i formen, vilket kan leda till sprickbildning. Anlöpning utförs sedan för att lindra dessa påfrestningar och förbättra formens seghet. De specifika värmebehandlingsparametrarna beror på formmaterialet och kraven för smidesprocessen.

Die Clearance

Formspel är utrymmet mellan de övre och nedre formarna i en smidesoperation. Vid öppen formsmidning påverkar spelet mängden deformation och formen på smidet. Vid stängd formsmidning är korrekt formavstånd avgörande för att säkerställa korrekt fyllning av formhåligheten och förhindra översmidning.

Om stansspelet är för stort kan det hända att metallen inte fyller hålrummet helt, vilket resulterar i ofullständig smide. Å andra sidan, om spelrummet är för litet kan för högt tryck krävas, vilket kan leda till matrisskador och ökad energiförbrukning.

Överväganden i smidesprocessen

Formkonstruktionen måste också ta hänsyn till den specifika smidesprocessen. Till exempel vid varmsmidning utsätts formarna för höga temperaturer, vilket kan orsaka termisk expansion och påverka smidningens dimensionella noggrannhet. Därför bör formkonstruktionen tillåta termisk expansion och säkerställa att formen kan behålla sin form och prestanda vid förhöjda temperaturer.

Vid kallsmidning utsätts formarna för höga tryck men lägre temperaturer. Formdesignen för kallsmidning bör fokusera på att uppnå hög precision och god ytfinish, samt motstå de höga tryckkrafterna.

Kostnadseffektivitet i formdesign

Som leverantör av formsmide är kostnadseffektivitet alltid en viktig fråga. Formdesignen bör balansera kvalitetskraven för smidningen med kostnaden för tillverkning och underhåll av formen.

1. Förenkling av formdesign: Att förenkla formkonstruktionen kan minska tillverkningskostnaden. Till exempel kan användning av standardformkomponenter och minimering av komplexiteten i formhåligheten sänka bearbetningstiden och kostnaden.
2. Långsiktigt Die Life: Att designa formen för en lång livslängd kan också minska den totala kostnaden. Detta kan uppnås genom korrekt materialval, värmebehandling och ytbehandling, såväl som genom att ta hänsyn till smidesprocessens förhållanden.

Kvalitetskontroll i formdesign

Kvalitetskontroll är en integrerad del av formdesignen. Vi använder avancerad mät- och inspektionsteknik för att säkerställa att formen uppfyller designspecifikationerna. Detta inkluderar användning av koordinatmätmaskiner (CMM) för att mäta dimensionerna på formhåligheten och oförstörande testmetoder som ultraljudstestning för att upptäcka inre defekter i formen.

Regelbundet underhåll och inspektion av formarna under smidesprocessen är också viktigt. Detta kan hjälpa till att identifiera eventuella tecken på slitage, skada eller deformation tidigt och vidta korrigerande åtgärder för att förhindra kvalitetsproblem i smidet.

Överväganden för olika smidesmaterial

Olika smidesmaterial har olika egenskaper, vilket kräver specifika överväganden för formkonstruktionen. Till exempel,Smide i rostfritt stålär svårare än att smida kolstål på grund av dess högre hållfasthet och lägre värmeledningsförmåga. Formarna för smide av rostfritt stål måste ha högre slitstyrka och bättre värmeavledningsförmåga.

Aluminiumsmide är å andra sidan relativt enkelt på grund av sin låga densitet och goda formbarhet. Emellertid bör formarna för aluminiumsmide utformas för att förhindra vidhäftning mellan formen och aluminiumet, eftersom aluminium har en tendens att fastna på formytan.

Slutsats

Sammanfattningsvis är formdesign i formsmide en komplex process som kräver en omfattande förståelse av olika faktorer, inklusive materialval, geometri, ytfinish, värmebehandling och smidesprocessförhållanden. Som leverantör av formsmide har vi åtagit oss att tillhandahålla högkvalitativa smidda delar genom att ägna stor uppmärksamhet åt dessa formkonstruktionsöverväganden.

Om du är i behov av smidda delar av hög kvalitet, inbjuder vi dig att kontakta oss för upphandling och förhandling. Vi har expertis och erfarenhet för att möta dina specifika krav och ge dig de bästa lösningarna.

Referenser

• Dieter, GE (1988). Mekanisk metallurgi. McGraw - Hill.
• Kalpakjian, S., & Schmid, SR (2014). Tillverkningsteknik och teknik. Pearson.
• Lindberg, L. (1994). Formsmideteknik. Marcel Dekker.