Partea 1 proiectare rațională
Matrița este proiectată în principal în funcție de cerințele de utilizare, iar structura sa uneori nu poate fi complet rezonabilă și uniform simetrică. Acest lucru impune proiectantului să ia măsuri eficiente la proiectarea matriței, fără a afecta performanța acesteia, și să încerce să acorde atenție procesului de fabricație, raționalității structurii și simetriei formei geometrice.
(1) Încercați să evitați colțurile ascuțite și secțiunile cu diferențe mari de grosime
Ar trebui să existe o tranziție lină la joncțiunea dintre secțiunile groase și subțiri ale matriței. Acest lucru poate reduce eficient diferența de temperatură a secțiunii transversale a matriței, reduce stresul termic și, în același timp, reduce nesimultaneitatea transformării țesutului pe secțiunea transversală și reduce stresul țesutului. Figura 1 arată că matrița adoptă un fileu de tranziție și un con de tranziție.
(2) Măriți corespunzător găurile de proces
Pentru unele matrițe care nu pot garanta o secțiune transversală uniformă și simetrică, este necesar să se schimbe gaura netranzătoare într-una tranzătoare sau să se mărească în mod corespunzător unele găuri de proces fără a afecta performanța.
Figura 2a prezintă o matriță cu o cavitate îngustă, care va fi deformată așa cum se arată pe linia punctată după călire. Dacă în proiect se pot adăuga două găuri de proces (așa cum se arată în Figura 2b), diferența de temperatură a secțiunii transversale în timpul procesului de călire este redusă, tensiunea termică este redusă, iar deformarea este îmbunătățită semnificativ.
(3) Folosiți structuri închise și simetrice pe cât posibil
Când forma matriței este deschisă sau asimetrică, distribuția tensiunii după călire este inegală și se deformează ușor. Prin urmare, pentru matrițele cu jgheab deformabile generale, armarea trebuie făcută înainte de călire și apoi tăiată după călire. Piesa de prelucrat cu jgheab prezentată în Figura 3 a fost inițial deformată la R după călire și armată (partea hașurată din Figura 3), poate preveni eficient deformarea prin călire.
(4) Adoptarea unei structuri combinate, adică realizarea unei matrițe de deviere, separarea matrițelor superioară și inferioară ale matriței de deviere și separarea matriței și a poansonului.
Pentru matrițe mari cu formă și dimensiune complexă >400 mm și poansoane cu grosime mică și lungime mare, este recomandat să se adopte o structură combinată, simplificând complexul, reducând marele la mic și schimbând suprafața interioară a matriței în suprafața exterioară, ceea ce este convenabil nu numai pentru procesarea de încălzire și răcire.
La proiectarea unei structuri combinate, aceasta ar trebui, în general, descompusă conform următoarelor principii, fără a afecta precizia de ajustare:
- Ajustați grosimea astfel încât secțiunea transversală a matriței cu secțiuni transversale foarte diferite să fie practic uniformă după descompunere.
- Se descompune în locuri unde stresul este ușor de generat, dispersează stresul și previne fisurarea.
- Cooperați cu orificiul de proces pentru a face structura simetrică.
- Este convenabil pentru procesare la rece și la cald și ușor de asamblat.
- Cel mai important lucru este să se asigure utilizabilitatea.
După cum se arată în Figura 4, este o matriță mare. Dacă se adoptă structura integrală, nu numai că tratamentul termic va fi dificil, dar și cavitatea se va contracta inconsistent după călire, putând cauza chiar neuniformități și distorsiuni plane ale muchiei așchietoare, care vor fi dificil de remediat în prelucrările ulterioare. Prin urmare, se poate adopta o structură combinată. Conform liniei punctate din Figura 4, aceasta este împărțită în patru părți, iar după tratamentul termic, acestea sunt asamblate și formate, apoi rectificate și potrivite. Acest lucru nu numai că simplifică tratamentul termic, dar rezolvă și problema deformării.
Partea 2 alegerea corectă a materialelor
Deformarea și fisurarea în urma tratamentului termic sunt strâns legate de oțelul utilizat și de calitatea acestuia, așadar ar trebui să se bazeze pe cerințele de performanță ale matriței. Selecția rezonabilă a oțelului trebuie să ia în considerare precizia, structura și dimensiunea matriței, precum și natura, cantitatea și metodele de prelucrare a obiectelor prelucrate. Dacă matrița generală nu are cerințe de deformare și precizie, se poate utiliza oțel carbon pentru scule din punct de vedere al reducerii costurilor; pentru piesele ușor deformabile și fisurate, se poate utiliza oțel aliat pentru scule cu rezistență mai mare și viteză critică de călire și răcire mai lentă; de exemplu, o matriță de componente electronice a folosit inițial oțel T10A, care se deformează mult și se fisurează ușor după călirea cu apă și răcirea cu ulei, iar cavitatea de călire în baie alcalină nu se întărește ușor. Acum se utilizează oțel 9Mn2V sau oțel CrWMn, duritatea la călire și deformare putând îndeplini cerințele.
Se poate observa că, atunci când deformarea matriței din oțel carbon nu îndeplinește cerințele, este totuși rentabil să se utilizeze oțel aliat, cum ar fi oțelul 9Mn2V sau oțelul CrWMn. Deși costul materialului este puțin mai mare, problema deformării și fisurării este rezolvată.
Pe lângă selectarea corectă a materialelor, este necesară și consolidarea inspecției și gestionării materiilor prime pentru a preveni fisurarea în timpul tratamentului termic al matriței din cauza defectelor materiei prime.
Editat de May Jiang de la MAT Aluminum
Data publicării: 16 septembrie 2023
