Oparta na regułach analiza procesu wytłaczania

Wytłaczanie to proces odkształcenia plastycznego , w którym surowiec (kęs) jest zmuszany do przepływu poprzez ściskanie przez otwór matrycy o mniejszej powierzchni przekroju. Proces wytłaczania dzieli się na dwa podstawowe rodzaje: wytłaczanie bezpośrednie i wytłaczanie pośrednie. W wyciskaniu bezpośrednim kęs jest przepychany przez matrycę pod ciśnieniem tłoka , natomiast w wyciskaniu pośrednim matryca porusza się względem pojemnika.

Oparta na regułach analiza procesu wytłaczania pomogłaby w ustaleniu zestawu zasad niezbędnych do rozważenia podczas projektowania produktu, a nawet kosztorysowania produktu. Niektóre zasady omówiono poniżej.

Materiał

Materiał profilu przeznaczonego do wyciskania odgrywa istotną rolę w określaniu parametrów procesu i potencjalnych ograniczeń procesu. Na przykład minimalna grubość wytłaczanej ze stali węglowej wynosi 3 mm, podczas gdy ta sama blacha aluminiowa może być wytłaczana do grubości blachy o minimalnej grubości 1 mm. W procesach wytłaczania można wytwarzać różnorodne materiały, takie jak stal węglowa, aluminium, tytan , magnez , ABS i PVC itp.

Kształt profilu

Procesy wytłaczania umożliwiają wytłaczanie arkuszy w różne kształty profili, ale konieczne jest uwzględnienie cech profili, aby zapewnić wykonalność i wytrzymałość produktu.

grubość ściany

Przy podejmowaniu decyzji o grubości ścianki dowolnego profilu wytłaczanego wytrzymałość i opłacalność to dwa główne czynniki. Chociaż jednolite grubości ścianek są najłatwiejsze do wyprodukowania, grubość ścianek można łatwo zmieniać w razie potrzeby w obrębie profilu. Jeśli zmiany grubości ścian są nieuniknione, należy je wprowadzać stopniowo, a nie gwałtownie. Należy unikać grubych i cienkich przekrojów, ponieważ materiał ma tendencję do szybszego przepływu tam, gdzie występują grubsze przekroje, powodując bardziej oczekiwane zniekształcenie wytłoczonego kształtu.

W przypadku procesu wytłaczania grubość ścianki może wahać się od 1 mm (aluminium) do 32 mm (PCW).

Promień narożnika

W procesach wytłaczania nie można uzyskać ostrych narożników bez dodatkowej obróbki. Wewnętrzne narożniki powinny być zaokrąglone minimalnym promieniem 0,5-1 mm, a ostre krawędzie zewnętrzne zaokrąglone, ponieważ końcówki te mogą łatwo ulec pofalowaniu i nierówności.

Solidne profile, jeśli to możliwe

Profile pełne mogą obniżyć koszty matryc i często są łatwiejsze do wyprodukowania.

Mniej pustych przestrzeni w profilach zamkniętych

Odmiany pustych profili są często bardzo trudne do wyprodukowania, ale pusty profil można zastąpić dwoma profilami teleskopowymi, aby ułatwić wytwarzanie produktu. W wielu przypadkach zmniejszenie liczby wnęk w pustym profilu ułatwia wytłaczanie, co może również zwiększyć stabilność matrycy.

Profile z głębokimi kanałami

W przypadku profili z kieszeniami lub kanałami podstawową zasadą jest stosunek szerokości do wysokości w przybliżeniu 1:3. Zapewnia to, że wytrzymałość matrycy nie jest zagrożona. Przy zastosowaniu większych promieni na otworze kanału i pełnego promienia na dnie, stosunek szerokości do wysokości może wzrosnąć do 1:4.

Radiatory

Zastosowanie żeber chłodzących na profilach znacznie zwiększa powierzchnię odprowadzania ciepła. Powierzchnię można dodatkowo zwiększyć, nadając dowolnym płetwom falistą powierzchnię. Pofałdowana powierzchnia zwiększa powierzchnię odprowadzania ciepła z żeberek. Jednak tam, gdzie wymuszone jest chłodzenie powietrzem wzdłuż profilu, lepiej jest pozostawić żebra gładkie. Pomaga to uniknąć problemu powstawania wirów.

Wykończenie powierzchni

Podczas procesu wytłaczania istotne jest uwzględnienie wykończenia powierzchni odsłoniętych powierzchni produktu. Z reguły im węższa eksponowana powierzchnia, tym bardziej jednolite staje się jej wykończenie. Środniki, kołnierze i nagłe zmiany grubości metalu mogą pojawiać się jako ślady na przeciwległej powierzchni wytłoczki, szczególnie na cienkich przekrojach. Oznakowanie odsłoniętych powierzchni można zminimalizować dzięki zmianom konstrukcyjnym, takim jak zaokrąglenie przejść, aby zmniejszyć ryzyko powstawania smug po przeciwnej stronie.

Symetria

Symetria zapewnia większą równowagę sił i pomaga uniknąć nadmiernie naprężonych obszarów matrycy do wytłaczania. Szczególnie puste przestrzenie w przekroju poprzecznym powinny być zrównoważone.

Tolerancje długości

Niektóre tolerancje odpadów są często zawarte w wymaganej długości ekstruzji. Cięcie idealnej długości podczas produkcji może być trudne i kosztowne, ponieważ metale lub tworzywa termoplastyczne rozszerzają się i kurczą w różnych temperaturach. Większa dokładność jest często możliwa, jeśli długości są odcinane poza linią. Typowa tolerancja długości dla UPVC może wynosić +/- 1 mm (0,2%) na całkowitej długości 500 mm.

Współczynnik wytłaczania

Współczynnik redukcji wytłaczania to stosunek pól przekroju poprzecznego w kształcie otworu matrycy do przekroju pojemnika, przez który kęs jest przepychany. Kęs o dużej średnicy przepchnięty przez bardzo mały otwór matrycy ma wysoki współczynnik rozdrobnienia i czasami może nie być możliwe wyciśnięcie takiej części. Stosunki 75: 1 są powszechne, choć trudne.

Rozwiązaniem jednak dla trudnego kształtu proporcji jest wykonanie części na prasie z mniejszym pojemnikiem. Inną opcją jest użycie matrycy wielootworowej, która umożliwia jednoczesne wytłaczanie wielu profili. Przydają się również w przypadku małych kształtów, które są zbyt długie, aby można je było praktycznie obsługiwać, nawet przy najkrótszych kęsach, które może wyciskać prasa.