การตีขึ้นรูปเป็นกระบวนการผลิตที่สำคัญซึ่งเกี่ยวข้องกับการขึ้นรูปโลหะโดยใช้แม่พิมพ์ภายใต้แรงดันสูง ในฐานะซัพพลายเออร์การตีโลหะ ฉันเข้าใจถึงความสำคัญของการออกแบบแม่พิมพ์ที่เหมาะสมในการรับประกันคุณภาพ ประสิทธิภาพ และความคุ้มค่าของกระบวนการตีขึ้นรูป ในบล็อกนี้ ฉันจะพูดถึงข้อควรพิจารณาในการออกแบบแม่พิมพ์ที่สำคัญในการตีขึ้นรูป
การเลือกวัสดุสำหรับแม่พิมพ์
การเลือกใช้วัสดุแม่พิมพ์เป็นพื้นฐานในการออกแบบแม่พิมพ์ แม่พิมพ์ต้องทนทานต่อแรงกดดัน อุณหภูมิ และการสึกหรอสูงในระหว่างกระบวนการตีขึ้นรูป วัสดุทั่วไปสำหรับแม่พิมพ์ ได้แก่ เหล็กกล้าเครื่องมือ เช่น H13 ซึ่งมีความแข็ง ความเหนียว และความต้านทานต่อความล้าจากความร้อนได้ดีเยี่ยม สำหรับการใช้งานที่ต้องการความทนทานต่อการสึกหรออย่างมาก อาจใช้แม่พิมพ์คาร์ไบด์ได้ อย่างไรก็ตาม คาร์ไบด์มีความเปราะและมีราคาแพงกว่าเหล็กกล้าเครื่องมือ
เมื่อเลือกวัสดุแม่พิมพ์ เราต้องพิจารณาประเภทของการตีขึ้นรูป (การตีขึ้นรูปแบบเปิดหรือแบบปิด) สำหรับเปิดการตีขึ้นรูปในกรณีที่โลหะมีรูปร่างผิดปกติระหว่างแม่พิมพ์ที่มีรูปทรงแบนหรือเรียบง่าย วัสดุแม่พิมพ์ควรจะมีความเหนียวที่ดีในการทนต่อแรงขนาดใหญ่ที่เกี่ยวข้อง ในการตีขึ้นรูปแบบปิดในกรณีที่โลหะปิดอยู่ภายในแม่พิมพ์อย่างสมบูรณ์ วัสดุแม่พิมพ์จะต้องมีความต้านทานการสึกหรอสูงเพื่อรักษาความแม่นยำของช่องแม่พิมพ์
เรขาคณิตตาย
รูปทรงของแม่พิมพ์ถือเป็นข้อพิจารณาที่สำคัญอีกประการหนึ่ง ช่องแม่พิมพ์ควรได้รับการออกแบบให้เข้ากับรูปร่างของชิ้นส่วนการตีขั้นสุดท้าย ซึ่งจำเป็นต้องมีความเข้าใจโดยละเอียดเกี่ยวกับขนาด ความคลาดเคลื่อน และข้อกำหนดด้านผิวสำเร็จของชิ้นส่วน
- มุมร่าง: มุมร่างถือเป็นสิ่งสำคัญในการออกแบบแม่พิมพ์ เป็นมุมที่เพิ่มเข้ากับผนังแนวตั้งของช่องแม่พิมพ์เพื่ออำนวยความสะดวกในการถอดชิ้นส่วนที่ปลอมแปลงออกจากแม่พิมพ์ หากไม่มีมุมร่างที่เหมาะสม ชิ้นส่วนอาจติดอยู่ในแม่พิมพ์ ทำให้เกิดความเสียหายต่อชิ้นส่วนหรือตัวแม่พิมพ์เอง มุมร่างมักจะอยู่ระหว่าง 3° ถึง 7° ขึ้นอยู่กับความซับซ้อนของชิ้นส่วนและวัสดุการตีขึ้นรูป
- Radii และ Fillets: มีการใช้รัศมีและฟิลเลต์ที่มุมและขอบของช่องแม่พิมพ์ ช่วยลดความเข้มข้นของความเครียดในระหว่างกระบวนการตีขึ้นรูป ซึ่งสามารถป้องกันการแตกร้าวของแม่พิมพ์และปรับปรุงการไหลของโลหะ โดยทั่วไปรัศมีและฟิลเล็ตที่ใหญ่ขึ้นส่งผลให้โลหะไหลได้ดีขึ้นและมีอายุการใช้งานยาวนานขึ้น
- ร่องแฟลช: ในการตีขึ้นรูปแบบปิด จะใช้ร่องแฟลชเพื่อควบคุมโลหะส่วนเกินที่ถูกบีบออกจากโพรงแม่พิมพ์ในระหว่างกระบวนการตีขึ้นรูป การออกแบบร่องแฟลชส่งผลต่อปริมาณแฟลชที่ผลิตและการกระจายแรงกดภายในแม่พิมพ์ ร่องแฟลชที่ได้รับการออกแบบมาอย่างดีช่วยให้มั่นใจได้ว่าจะมีการเติมช่องแม่พิมพ์อย่างเหมาะสมและปรับปรุงคุณภาพของการตีขึ้นรูป
เสร็จสิ้นพื้นผิวตาย
การตกแต่งพื้นผิวของแม่พิมพ์มีผลกระทบอย่างมากต่อคุณภาพของชิ้นส่วนที่หลอม พื้นผิวแม่พิมพ์ที่เรียบสามารถลดแรงเสียดทานระหว่างแม่พิมพ์กับโลหะ ซึ่งช่วยในการไหลเวียนของโลหะและปรับปรุงพื้นผิวของการตีขึ้นรูป นอกจากนี้ยังช่วยลดการสึกหรอของแม่พิมพ์อีกด้วย
โดยทั่วไปเราใช้เทคนิคการเจียร การขัด และการเคลือบเพื่อให้ได้พื้นผิวที่ต้องการ การเคลือบ เช่น ไทเทเนียมไนไตรด์ (TiN) ให้ประโยชน์เพิ่มเติม เช่น ความแข็งที่เพิ่มขึ้น ความต้านทานการสึกหรอ และลดแรงเสียดทาน
การรักษาความร้อนของแม่พิมพ์
การอบชุบด้วยความร้อนถือเป็นขั้นตอนสำคัญในการผลิตแม่พิมพ์ ใช้เพื่อเพิ่มคุณสมบัติทางกลของวัสดุแม่พิมพ์ เช่น ความแข็ง ความเหนียว และความต้านทานการสึกหรอ กระบวนการบำบัดความร้อนมักจะรวมถึงการดับและการแบ่งเบาบรรเทา
การชุบแข็งเกี่ยวข้องกับการทำให้แม่พิมพ์เย็นลงอย่างรวดเร็วจากอุณหภูมิสูงเพื่อทำให้วัสดุแข็งตัว อย่างไรก็ตาม การดับยังสามารถทำให้เกิดความเครียดภายในแม่พิมพ์ ซึ่งอาจนำไปสู่การแตกร้าวได้ จากนั้นจึงดำเนินการแบ่งเบาบรรเทาความเครียดเหล่านี้และปรับปรุงความทนทานของแม่พิมพ์ พารามิเตอร์การอบชุบด้วยความร้อนจำเพาะขึ้นอยู่กับวัสดุแม่พิมพ์และข้อกำหนดของกระบวนการตีขึ้นรูป
การกวาดล้างตาย
การกวาดล้างแม่พิมพ์คือช่องว่างระหว่างแม่พิมพ์บนและล่างในกระบวนการตีขึ้นรูป ในการตีขึ้นรูปแบบเปิด การกวาดล้างจะส่งผลต่อปริมาณการเสียรูปและรูปร่างของการตีขึ้นรูป ในการตีขึ้นรูปแบบปิด ระยะห่างของแม่พิมพ์ที่เหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้แน่ใจว่าการเติมโพรงแม่พิมพ์ถูกต้อง และป้องกันการตีขึ้นรูปมากเกินไป
หากระยะห่างของแม่พิมพ์มีขนาดใหญ่เกินไป โลหะอาจไม่เต็มช่องแม่พิมพ์จนเต็ม ส่งผลให้การตีขึ้นรูปไม่สมบูรณ์ ในทางกลับกัน หากระยะห่างน้อยเกินไป อาจต้องใช้แรงดันมากเกินไป ซึ่งอาจนำไปสู่ความเสียหายและการใช้พลังงานที่เพิ่มขึ้น
ข้อควรพิจารณาเกี่ยวกับกระบวนการตีขึ้นรูป
การออกแบบแม่พิมพ์ต้องคำนึงถึงกระบวนการตีขึ้นรูปเฉพาะด้วย ตัวอย่างเช่น ในการตีขึ้นรูปร้อน แม่พิมพ์จะต้องสัมผัสกับอุณหภูมิสูง ซึ่งอาจทำให้เกิดการขยายตัวเนื่องจากความร้อน และส่งผลต่อความแม่นยำของมิติของการตีขึ้นรูป ดังนั้น การออกแบบแม่พิมพ์ควรเผื่อการขยายตัวทางความร้อน และให้แน่ใจว่าแม่พิมพ์สามารถรักษารูปร่างและประสิทธิภาพการทำงานได้ที่อุณหภูมิสูง
ในการตีขึ้นรูปเย็น แม่พิมพ์จะต้องได้รับแรงดันสูงแต่มีอุณหภูมิต่ำกว่า การออกแบบแม่พิมพ์สำหรับการตีขึ้นรูปเย็นควรมุ่งเน้นไปที่การได้รับความแม่นยำสูงและผิวสำเร็จที่ดี รวมถึงการทนต่อแรงแรงดันสูง
ต้นทุน - ประสิทธิภาพในการออกแบบแม่พิมพ์
ในฐานะซัพพลายเออร์การตีขึ้นรูป ความคุ้มค่าถือเป็นข้อกังวลหลักเสมอ การออกแบบแม่พิมพ์ควรรักษาสมดุลระหว่างข้อกำหนดด้านคุณภาพของการตีขึ้นรูปกับต้นทุนการผลิตและการบำรุงรักษาแม่พิมพ์
- ลดความซับซ้อนของการออกแบบแม่พิมพ์: การลดความซับซ้อนของการออกแบบแม่พิมพ์สามารถลดต้นทุนการผลิตได้ ตัวอย่างเช่น การใช้ส่วนประกอบแม่พิมพ์มาตรฐานและลดความซับซ้อนของช่องแม่พิมพ์ให้เหลือน้อยที่สุดสามารถลดเวลาและต้นทุนในการตัดเฉือนลงได้
- ชีวิตตายระยะยาว: การออกแบบแม่พิมพ์ให้มีอายุการใช้งานยาวนานสามารถลดต้นทุนโดยรวมได้ ซึ่งสามารถทำได้โดยการเลือกวัสดุที่เหมาะสม การอบชุบด้วยความร้อน และการตกแต่งพื้นผิว ตลอดจนการพิจารณาเงื่อนไขของกระบวนการตีขึ้นรูป
การควบคุมคุณภาพในการออกแบบแม่พิมพ์
การควบคุมคุณภาพเป็นส่วนสำคัญของการออกแบบแม่พิมพ์ เราใช้เทคนิคการวัดและการตรวจสอบขั้นสูงเพื่อให้แน่ใจว่าแม่พิมพ์มีคุณสมบัติตรงตามข้อกำหนดการออกแบบ ซึ่งรวมถึงการใช้เครื่องวัดพิกัด (CMM) ในการวัดขนาดของช่องแม่พิมพ์และวิธีการทดสอบแบบไม่ทำลาย เช่น การทดสอบด้วยคลื่นเสียงความถี่สูงเพื่อตรวจจับข้อบกพร่องภายในในแม่พิมพ์
การบำรุงรักษาและการตรวจสอบแม่พิมพ์อย่างสม่ำเสมอในระหว่างกระบวนการตีขึ้นรูปก็ถือเป็นสิ่งสำคัญเช่นกัน ซึ่งสามารถช่วยระบุสัญญาณของการสึกหรอ ความเสียหาย หรือการเสียรูปได้ตั้งแต่เนิ่นๆ และดำเนินการแก้ไขเพื่อป้องกันปัญหาด้านคุณภาพในการตีขึ้นรูป
ข้อควรพิจารณาสำหรับวัสดุการตีที่แตกต่างกัน
วัสดุตีขึ้นรูปที่แตกต่างกันมีคุณสมบัติที่แตกต่างกัน ซึ่งจำเป็นต้องพิจารณาการออกแบบแม่พิมพ์โดยเฉพาะ ตัวอย่างเช่น,การตีเหล็กสแตนเลสยากกว่าการตีเหล็กกล้าคาร์บอนเนื่องจากมีความแข็งแรงสูงกว่าและค่าการนำความร้อนต่ำกว่า แม่พิมพ์สำหรับการตีเหล็กสเตนเลสจำเป็นต้องมีความทนทานต่อการสึกหรอสูงกว่าและมีความสามารถในการกระจายความร้อนได้ดีขึ้น
ในทางกลับกัน การตีอะลูมิเนียมนั้นค่อนข้างง่ายเนื่องจากมีความหนาแน่นต่ำและขึ้นรูปได้ดี อย่างไรก็ตาม แม่พิมพ์สำหรับการตีอะลูมิเนียมควรได้รับการออกแบบเพื่อป้องกันการยึดเกาะระหว่างแม่พิมพ์กับอะลูมิเนียม เนื่องจากอะลูมิเนียมมีแนวโน้มที่จะเกาะติดกับพื้นผิวแม่พิมพ์
บทสรุป
โดยสรุป การออกแบบแม่พิมพ์ในการตีขึ้นรูปเป็นกระบวนการที่ซับซ้อนซึ่งต้องใช้ความเข้าใจที่ครอบคลุมเกี่ยวกับปัจจัยต่างๆ รวมถึงการเลือกใช้วัสดุ รูปทรง การตกแต่งพื้นผิว การรักษาความร้อน และเงื่อนไขของกระบวนการตีขึ้นรูป ในฐานะซัพพลายเออร์การตีขึ้นรูป เรามุ่งมั่นที่จะจัดหาชิ้นส่วนปลอมแปลงคุณภาพสูงโดยให้ความสำคัญกับการพิจารณาการออกแบบแม่พิมพ์เหล่านี้อย่างใกล้ชิด
หากคุณต้องการชิ้นส่วนหล่อขึ้นรูปคุณภาพสูง เราขอเชิญคุณติดต่อเราเพื่อจัดซื้อจัดจ้างและเจรจาต่อรอง เรามีความเชี่ยวชาญและประสบการณ์ที่จะตอบสนองความต้องการเฉพาะของคุณและมอบโซลูชั่นที่ดีที่สุดให้กับคุณ
อ้างอิง
- ดีเทอร์, จีอี (1988) โลหะวิทยาเครื่องกล แมคกรอว์ - ฮิลล์
- คัลปักเจียน, เอส., และชมิด, เอสอาร์ (2014) วิศวกรรมการผลิตและเทคโนโลยี เพียร์สัน.
- ลินด์เบิร์ก, แอล. (1994) เทคโนโลยีการตีขึ้นรูป มาร์เซล เด็คเกอร์.
