1. Classification de processus de base
Selon ses propriétés de déformation, le processus d'emboutissage peut être divisé en deux catégories : la séparation des matériaux et le formage.
Le processus de séparation fait référence au processus d'emboutissage dans lequel l'ébauche est cassée et séparée après que la contrainte de la partie déformée ait atteint la résistance à la traction sous l'action de la force d'emboutissage, de manière à obtenir une pièce de la forme et de la taille souhaitées.
Le processus de formage fait référence au processus d'emboutissage dans lequel la contrainte de la partie déformée de l'ébauche atteint le point d'élasticité sous l'action de la force de poinçonnage, mais n'atteint pas la résistance à la traction, de sorte que l'ébauche est déformée plastiquement sans fracture ni séparation , obtenant ainsi une pièce de la forme et de la taille requises. .
2. Types de processus de séparation
Selon leurs différents mécanismes de déformation, le processus de séparation est divisé en deux catégories : poinçonnage et réparation.
Poinçonnage : fait référence au poinçonnage d'une feuille avec une matrice le long d'une certaine courbe ou ligne droite (y compris les catégories suivantes)
La remise à neuf est une méthode de traitement distincte pour le retraitement de la section de la pièce découpée. La déformation de remise à neuf est un mécanisme de coupe, et la précision dimensionnelle et la qualité de la section transversale de la pièce sont meilleures que celles de la pièce découpée.
3. Types de processus de moulage
Il existe de nombreux procédés de formage, notamment : les procédés de pliage, d'emboutissage profond, de bordage, de renflement et d'extrusion. (détails comme suit :)
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Perforation
1. Introduction à la forme et au processus de formage des produits de découpe
La forme du produit de découpage. La section du produit de découpage est divisée en : angle d'effondrement, zone claire, zone de fracture et bavure. Ces quatre formes sont produites à différentes étapes, différentes parties et sous différentes contraintes lors du processus de découpe du produit.
Comme le montre la figure ci-dessus, 1. Angle d'affaissement : la hauteur est approximativement égale à 8 % T à 15 % T ; 2. Bande claire : la hauteur est approximativement égale à 15 % T à 55 % T ; 3. Zone de faille : la hauteur est approximativement égale à 35 % T à 75 % T ; 4. Glitch : la hauteur est approximativement égale à 5 % T à 10 % T
1) Étape de déformation élastique
Analyse des contraintes : le matériau à l'arête de coupe est soumis à une force de cisaillement et l'amplitude de la force est inférieure à la limite élastique. Si la force disparaît, le matériau revient à son état d'origine.
Description de l'état : le poinçon exerce une pression sur le matériau et le matériau se comprime légèrement dans le bord de coupe de la matrice.
2) Étape de déformation plastique
Analyse des contraintes : le matériau est sollicité latéralement vers le centre, et dépasse progressivement la limite élastique
Description de l'état : le poinçon pénètre plus profondément dans le matériau et, à ce stade, la pièce de découpe produit un angle effondré et une bande brillante
3) Étape de cisaillement
Analyse des contraintes : la contrainte partielle du matériau près du bord de coupe de la matrice atteint d'abord la résistance au cisaillement du matériau, ce qui augmente les fissures générées par le matériau à côté du bord de coupe de la matrice. A ce moment, la matière à l'arête de coupe du poinçon est encore en phase de déformation plastique. Au fur et à mesure que le poinçon pénètre davantage dans le matériau, le matériau à proximité du poinçon atteint également la résistance au cisaillement et des fissures sont également générées. Ensuite, les deux fissures se chevauchent et le matériau se sépare.
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Description de l'état : le matériau est séparé et lorsque les fissures supérieures et inférieures se chevauchent, elles se déchirent et produisent des bavures
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Points clés et exemples de conception de la technologie de poinçonnage liés à la conception du produit
1. Classification, fonction et structure des produits de découpage
perçant
Fonction 1. Utilisé comme trou traversant général (exigences inférieures) ; 2. Utilisé comme trou inférieur autotaraudant (la conception du produit nécessite une proportion plus élevée de bandes lumineuses); 3. Utilisé comme trou d'arbre de haute précision (ne nécessite pas de bavures, moins de courroies fracturées) (par ébavurage mécanique ou inversion de moule)
Remarque : lors de la conception du trou de poinçonnage, en raison de la limitation de la force du poinçon, la taille du trou ne doit pas être trop petite (généralement supérieure à 0.5T)
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Découpage estampage
Fonction 1. Utilisé comme forme générale (exigences moindres) ; 2. Utilisé comme assemblage de soudage laser bout à bout (pas de bavures, de grandes bandes lumineuses, de petits espaces dans la zone de fracture); 3. Utilisé comme support de décoration souple (nécessite un curling ou un ébavurage)
Remarque : 1. Lors de la conception du produit, les joints des lignes droites ou des courbes des pièces d'obturation doivent avoir des coins arrondis appropriés. (Sinon, le stress de la matrice sera concentré et facilement endommagé); 2. Compte tenu de la technologie de traitement de la découpe au fil, les pièces de masquage ou l'angle R minimum des pièces de masquage ne doivent pas être inférieurs à R0.2.
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Couper la langue, couper la chanson
Fonction 1. Utilisé comme boucle ; 2. Utilisé comme limite ; 3. Enregistre le processus, améliore le taux d'utilisation des matériaux et combine les deux processus de coupe et de pliage en un seul. (Inconvénient : la direction de la bavure ne peut pas être modifiée, elle doit être opposée à la direction du poinçon)
Remarque : Il est nécessaire que la distance entre la partie coupée et la partie pliée soit suffisamment grande pour répondre à la résistance du poinçon.
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Points d'attention dans la conception structurelle de la coupe et de la flexion de la langue :
1) La largeur du poinçon doit être suffisamment grande lors de la coupe, et la distance entre la partie coupante et la partie pliée doit être supérieure à 5 mm lors de la conception de la pièce, sinon la résistance du poinçon sera faible, ce qui affectera la durée de vie du moule.
2) Lors de la conception du moule, la partie coupante du bord du couteau doit assurer un bord droit d'environ 3 mm pour empêcher le couteau de s'effondrer. Il doit y avoir une cassure de part et d'autre du poinçon, afin de s'assurer qu'il est d'abord coupé puis plié.
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Résumé des points de conception du produit liés au masquage
1) Lors de la conception du produit, les joints des lignes droites ou des courbes des pièces d'obturation doivent avoir des coins arrondis appropriés. (Raison : 1. L'angle R minimum de la coupe de fil ordinaire est 0.2, et les angles vifs ne sont pas faciles à garantir. 2. La matrice aux angles vifs Concentration de contrainte, le moule est facilement endommagé après avoir été stressé.)
2) La direction de la bavure doit être marquée lors de la conception du produit. La bavure est très importante pour la sécurité du personnel d'assemblage et d'exploitation du produit. (Remarque : la direction de la bavure est marquée, pas la direction du poinçonnage)
3) Lors de la conception du trou de poinçonnage, en raison de la limitation de la force du poinçon, la taille du trou ne doit pas être trop petite (généralement supérieure à 0.5T, essayez de ne pas faire le diamètre du trou moins de 0.8T)
4) Lors de la conception du produit, la résistance à la traction du matériau doit être inférieure à 630 MPa autant que possible, sinon le moule sera difficile à fabriquer. (Lorsque la résistance à la traction du produit est inférieure à 630 MPa, le matériau du moule peut être sélectionné parmi un acier à moule ordinaire relativement bon marché, tel que : Cr12, Cr12MoV, SKD11, D2, etc. Lorsque la résistance à la traction du produit est supérieure à 630 MPa , le matériau du moule doit être choisi parmi un acier spécial pour moules plus coûteux, tel que SKH-9)
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5) Lorsque la conception du produit a des exigences particulières pour la section de poinçonnage, la valeur minimale acceptable de chaque section doit être marquée.
6) Lors de la découpe, faites attention à concevoir l'angle de coupe sur le produit pour faciliter le démoulage, réduisant ainsi l'usure du poinçon.
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2. Brève introduction de matrice de poinçonnage
1) poinçonnage, matrice de découpage
2) Moule d'ébavurage
3) Matrice de poinçonnage latérale
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Pliage de la forme du produit et introduction du processus de formage
1. Forme des produits courbés
Mécanisme de formage en flexion : la contrainte sur le matériau métallique est supérieure à la limite élastique (limite d'élasticité) mais inférieure à la limite de rupture (résistance à la traction), ce qui entraîne une modification de la courbure de la tôle dans la zone de déformation en flexion, formant un pli.
Analyse des contraintes de flexion: lors de la flexion, la face interne du matériau est soumise à une contrainte de compression et la face externe est soumise à une contrainte de traction, et la contrainte de traction joue un rôle dominant, de sorte que la couche neutre du matériau est le centre de la matériau qui est biaisé vers le côté intérieur de la courbure.
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Couche neutre : environ 0.255 T à partir de l'intérieur du matériau
La fibre extérieure du matériau se déplace par rapport au matériau en raison de la contrainte de traction, et l'insuffisance du matériau est complétée par la direction de la largeur
2. Processus de pliage (prenez la courbe en V comme exemple) :
1) Le mouvement du poinçon et de la feuille de contact (ébauche) produit un moment de flexion dû aux différentes forces de point de contact des moules convexes et concaves, et une déformation élastique se produit sous l'action du moment de flexion, entraînant une flexion.
2) Au fur et à mesure que le poinçon continue à descendre, l'ébauche et la surface de la matrice entrent progressivement en contact, de sorte que le rayon de courbure et le bras de flexion sont réduits en conséquence, et le point de contact entre l'ébauche et la matrice se déplace des deux épaules de la matrice aux deux pentes de la matrice.
3) Alors que le poinçon continue à descendre, les deux extrémités du flan entrent en contact avec la pente du poinçon et commencent à se plier.
4) Dans l'étape d'aplatissement, alors que l'écart entre le poinçon et la matrice continue de diminuer, la feuille est aplatie entre le poinçon et la matrice.
5) Au stade de la correction, lorsque le trait est terminé, la feuille est corrigée de sorte que les coins arrondis et les bords droits s'adaptent au poinçon pour former la forme souhaitée.
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3. Deux types de problèmes susceptibles de se produire dans les produits pliés (rebondissement, fissuration)
1) Rebond :
La raison du retour élastique : le matériau est composé de plusieurs couches de fibres et la contrainte de chaque couche de fibres est différente (la couche la plus externe a la plus grande contrainte de traction, la couche la plus interne a la plus grande contrainte de compression, l'amplitude des deux les forces diminuent vers la couche neutre), donc après flexion, toutes les couches de fibres ne sont pas sollicitées au-delà de la limite élastique du matériau, de sorte que le matériau en phase de déformation élastique présente un phénomène de récupération
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1) La contrainte et la déformation de la couche neutre sont nulles
2) La contrainte de compression de la couche neutre augmente progressivement vers l'intérieur
3) La contrainte de traction de la couche neutre augmente progressivement vers l'extérieur
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1) Lorsque la pièce d'emboutissage est pliée, la contrainte de la plupart des couches de matériau pénètre dans la zone de déformation plastique et ces couches de matériau ne reviennent pas.
2) La contrainte de la couche de matériau plus proche de la couche neutre est toujours dans la région de déformation élastique, et ces couches de matériau rebondiront après la disparition de la force externe (le poinçon de pliage quitte la pièce)
Facteurs affectant le rebond :
(1) Plus la limite élastique du matériau est élevée, plus la contrainte de déformation requise est importante et plus le rebond est important
(2) Plus le rayon de courbure relatif R/T du matériau est petit, plus la contrainte est concentrée, plus la proportion de déformation élastique est petite et plus le rebond est petit.
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2) fissuration
Lorsque la contrainte sur une partie de la couche de matériau de la pièce est supérieure à la limite de traction pendant le pliage, la pièce se fissure. (Plus la couche de matériau est éloignée de la couche neutre, plus la contrainte et la déformation sont importantes)
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Façons d'éviter les fissures : lors du pliage, l'angle R à l'intérieur du coin est trop petit. (généralement la valeur R n'est pas inférieure à 0.5T)
4. Caractéristiques de déformation des produits de flexion
(1) En raison de la contrainte de traction de la fibre externe du matériau, le matériau se déplace relativement et le défaut du matériau est complété par les directions de largeur et d'épaisseur, de sorte que la largeur du matériau est réduite.
(2) En raison de la contrainte de compression des fibres de la couche interne du matériau, le matériau de la couche interne se déplace dans le sens de la largeur, ce qui entraîne une augmentation de la largeur de la couche interne du matériau.
(3) Lorsque la largeur est inférieure à 3 fois l'épaisseur du matériau, le phénomène ci-dessus est évident et la conception du produit doit éviter que la largeur soit inférieure à 3 fois l'épaisseur du matériau.
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5. Points clés et exemples de conception du processus de pliage liés à la conception du produit
(1) The fillet radius of the bent part should not be smaller than the minimum bending radius to avoid cracks; but it should not be too large, otherwise the rebound will be large due to incomplete deformation. (Generally, the minimum bending radius R>=0.5T)
Avis:
1) Lors de la conception du produit, l'angle de flexion R doit être évité pour être trop petit, sinon il provoquera facilement une concentration de contraintes.
2) La dimension de l'angle R doit être marquée à l'intérieur. (Raison spécifique : la pièce est proche du poinçon lors du pliage, et l'angle R du poinçon détermine l'angle R de la pièce, et il est facile à contrôler et à régler.)
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(2) The length of the bending edge of the bending part should not be too small, otherwise the length of the support of the mold to the material is too small during the bending, it is not easy to obtain parts with accurate shape, and the bending part is often easy to fall out. H>R plus 2T.
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Remarque : lors de la conception du produit, évitez de plier le bord droit trop petit, sinon cela provoquera facilement une chute vers l'extérieur et il est difficile de contrôler la verticalité.
(3) La pièce de pliage ne doit pas être pliée lors du changement soudain de largeur de la pièce pour éviter les déchirures. S'il doit être plié lors du changement soudain de largeur, la rainure de processus doit être conçue à l'avance.
(4) Étant donné que l'ébauche glissera plus ou moins pendant le pliage, le trou de traitement doit être conçu autant que possible lors de la conception du produit.
6. Brève introduction de la matrice de pliage
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Formulaire de processus de moulage et introduction au processus
1. Classification et introduction du processus de moulage
Mécanisme de formage : La contrainte sur le matériau métallique est supérieure à la limite élastique (limite d'élasticité) mais inférieure à la limite de rupture (résistance à la traction), et le mode de déformation souhaité par le concepteur est produit dans la plage de déformation plastique.
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Classification du processus de formage : 1. Emboutissage profond 2. Extrusion 3. Bordage 4. Retournement (pompage) 5. Rétrécissement et évasement
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2. Points clés du processus de moulage liés à la conception du produit et aux exemples de conception
1) Pressez
Il y a trois fonctions de coque convexe d'extrusion :
(1) Utilisé comme goupille d'auto-positionnement entre deux pièces
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Avis:
un. Lorsque le bossage est utilisé comme goupille de positionnement, le diamètre du bossage doit être strictement contrôlé. Généralement, la tolérance de diamètre du bossage peut être contrôlée à environ plus /- 0.04mm
b. Puisque la coque convexe est extrudée, les côtés de la coque convexe sont tous des bandes brillantes ;
(2) Utilisé comme limite du mécanisme de mouvement
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(3) Utilisé comme bosse pour le soudage par projection
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Points d'attention et taille de poinçon de la conception de coque convexe :
Principles: 1) It is necessary to ensure that there is sufficient material connection between the convex hull and the matrix, otherwise the convex hull is easy to fall off. 2) When used as projection welding, the bump diameter D>{{0}}t plus 0,7 et supérieur à 1,8 mm.
Bump height H>{{0}}(0.4t plus 0.25), et supérieur à 0,5 mm
Les dimensions de conception de la hauteur limite de la coque convexe sont indiquées dans la figure ci-dessous
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Remarque : lors du marquage de la taille de la coque convexe, seule la taille de la partie convexe peut être contrôlée et la taille de la partie concave ne peut pas être contrôlée.
Structure de matrice convexe d'extrusion : La taille de la matrice détermine le diamètre de la coque convexe. Le dé à coudre et le poinçon d'extrusion déterminent ensemble la hauteur de la coque convexe. Remarque : lors du marquage de la taille de la coque convexe, seule la taille de la partie convexe peut être contrôlée et la taille de la partie concave ne peut pas être contrôlée.
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2) trou de pompage
Le trou de pompage a deux fonctions :
a) utilisé comme pièces de connexion de rivet (y compris le rivetage par poinçonnage et le rivetage par rotation);
Avantages : les rivets peuvent être omis, ce qui réduit les coûts.
Inconvénients : ne peut pas supporter une force d'arrachement ou une force de cisaillement importante.
Poinçonnage et rivetage : il agit comme une liaison fixe.
Tirant trou tournant rivetage : il agit comme un arbre tournant.
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b) Utilisé comme écrou de connexion
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Points d'attention dans la conception des trous et la taille du poinçon :
Principes : a) Un flux de matière suffisant doit être assuré (c'est-à-dire que la faisabilité du pompage doit être calculée).
b) Lorsqu'il est utilisé comme rivetage tournant, le diamètre extérieur du trou d'extraction (dimension diamètre extérieur standard) doit être contrôlé.
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Remarque : Le moule peut contrôler à la fois les diamètres intérieur et extérieur du trou de pompage, le poinçon contrôle le diamètre intérieur ; la matrice contrôle le diamètre extérieur, mais pas en même temps. Autrement dit, chaque partie ne peut contrôler qu'une seule valeur.
c) Lorsqu'il est utilisé comme écrou, le diamètre intérieur du trou de pompage (dimension diamètre intérieur standard) doit être contrôlé.
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d) Lorsqu'il est utilisé comme écrou, il faut s'assurer que l'épaisseur de la règle amincie est supérieure à 1,3 fois le pas du filetage.
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e) Lorsqu'il est utilisé comme écrou et a des exigences de résistance, il faut s'assurer que la hauteur minimale du bord droit après le perçage du trou est supérieure à 3 fois le pas du filetage.
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Calcul de faisabilité du trou de pompage :
Hole Hole: Un processus d'emboutissage dans lequel le matériau est transformé en une bride latérale le long de la circonférence du trou intérieur.
Coefficient de rotation du trou : le rapport du diamètre du trou pré-perforé au diamètre du bord droit après avoir tourné le trou (plus le coefficient de rotation du trou est grand, plus le degré de déformation est petit)
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Facteurs affectant le coefficient de trou tournant :
a) La plasticité du matériau, meilleure est la plasticité, plus le coefficient de rotation du trou est petit.
b) Le diamètre relatif D/t du trou pré-perforé, plus le D/t est petit, plus le coefficient de rotation du trou est petit.
c) Méthode de traitement des trous. (Si le trou tournant est plus haut, il n'est pas facile de se fissurer lorsque la bavure est située à l'intérieur ; lorsqu'elle est située à l'extérieur, il est nécessaire d'augmenter le processus de surface de guidage, puis de percer le trou.)
d) La forme de la perforatrice. (Le poinçon sphérique peut réduire le coefficient de rotation et augmenter le degré de déformation.)
En théorie, il est nécessaire de juger si le processus de pompage est réalisable en fonction du coefficient de pompage (cette méthode doit déterminer trop de facteurs, ce qui prend du temps et demande beaucoup de main-d'œuvre). En général, il peut être jugé en fonction de la relation proportionnelle entre le pré-poinçonnage et l'épaisseur du matériau. Lorsque le diamètre relatif D/t du trou pré-perforé est supérieur à 1, cela est généralement considéré comme faisable.
Calcul de la taille du trou pré-perforé :
Principe : Le principe du volume constant avant et après avoir tourné le trou.
AB={H*EF-(π/4-1)*EF*EF}/T
Diamètre du trou pré-perforé d=D-2*AB
Généralement, l'épaisseur du matériau devient plus mince après avoir tourné le trou et le coefficient d'amincissement est compris entre {{0}}.45 et 0.9.
Le facteur d'amincissement fait référence au rapport de EF à l'épaisseur T de la matière première
It is generally believed that when d>=T, le forage est faisable (valeur empirique, un jugement détaillé peut faire référence au coefficient de forage)
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Structure de moule de dessin de trou
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Structure du poinçon de poinçonnage : a) Lorsqu'un poinçon parabolique est utilisé, la qualité de tournage est supérieure en raison de l'arc excessif. (La structure est la suivante)
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Remarque : Lorsque le rayon de l'arc est différent, l'effet d'extrusion du poinçon sur le matériau est différent. Parce que le petit poinçon d'arc est trop petit, la force d'extrusion instantanée sur le matériau est importante, de sorte que la déformation du matériau est également importante. Par conséquent, dans les mêmes conditions, le petit poinçon à arc est utilisé pour tourner le trou. Plus haut.
b) Poinçon de formage monocoup sans pré-poinçonnage.
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Remarque : La taille du trou de perçage est cohérente avec la taille du trou pré-perforé dans les deux coffrages (A=a, B=b). La structure de poinçonnage et de tournage unique ne convient que dans le cas où les bavures de tournage sont à l'extérieur.
3) Bordures concaves
Le bridage est le processus consistant à transformer le matériau en un côté court sur le côté le long de la courbe de contour.
a) Bordures concaves (bordures allongées) : la déformation est similaire à celle d'un trou.
b) Le taux d'amincissement est compris entre 0.9 et 1 (la zone la plus gravement déformée se trouve sur la face d'extrémité la plus élevée)
Jugement de faisabilité du bridage concave :
a) Taille agrandie
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b) Jugement
Longueur de l'arc final L1 avant le bordage
Longueur de l'arc final L2 après bordage
Lorsque le taux de déformation K de la surface d'extrémité est supérieur au taux d'allongement de la matière première, une fissuration se produit
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Lors de la conception du produit, les valeurs de R, r et h peuvent être ajustées afin que le taux de déformation de la face d'extrémité réponde aux exigences de conception sans fissuration.
4) Bride convexe
a) Bridage convexe (bridage par compression) : La propriété de déformation appartient au moulage par compression.
b) Dimensions agrandies de la bride convexe
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Introduction à d'autres structures de matrices d'emboutissage
1. Structure du moule roulant (méthode 1)
Étapes : 1. Rouler un huitième de cercle, 2. Courber vers le haut en oblique à 80 degrés, 3. Pousser vers le bas pour former un cercle.
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2. Structure du moule roulant (méthode 2)
Étapes : 1. Roulez un quart de cercle, 2. Utilisez le curseur pour pousser latéralement.
3. Aplatissez la structure du moule (aplatissez le bord extérieur)
Étapes : 1. Obturation ; 2. Flexion vers le haut de 9 0 degrés ; 3. Appuyez à 70 degrés (la taille du poinçon R est le double de l'épaisseur du matériau moins 0,3) 4. Aplatir
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4. Structure du moule d'aplatissement (aplatissement du trou intérieur)
Étapes : 1. Obturation ; 2. Flexion vers le haut de 9 0 degrés ; 3. Appuyez à 70 degrés (la taille du poinçon R est le double de l'épaisseur du matériau moins 0,3) 4. Aplatir
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5. Structure d'emboutissage profond
