Op maat gemaakte precisie-stempel- en tekenmatrijzen voor zuurstofcilinders en kleine waterverwarmers

I. Stresskenmerken van stempelmatrijzen
Tijdens het stempelproces omvatten de krachten die door de matrijs worden gedragen voornamelijk stempelkracht, zijdruk, wrijving en terugveerkracht. Stempelkracht is de belangrijkste externe kracht die plastische vervorming van het werkstuk veroorzaakt, waardoor direct de sterkte-eisen van de matrijsstructuur worden bepaald; zijdelingse druk en wrijving beïnvloeden de nauwkeurigheid van de matrijsgeleiding en de materiaalstroom; terugveringskracht bepaalt de maatnauwkeurigheid en vormkwaliteit van het product. Een uitgebreide analyse van deze stressfactoren is een voorwaarde voor het rationeel ontwerp van de matrijsstructuur.

II. Berekeningsmethode voor stempelkracht
De stempelkracht is een sleutelparameter bij het stempelen, en de nauwkeurigheid van de berekening bepaalt rechtstreeks de rationaliteit van het matrijsontwerp. Een veelgebruikte schattingsformule is als volgt:

$$F=L × t × sigma_f$$
Waar:

- $$F$$ is de stampkracht, in Newton (N);

- $$L$$ is de effectieve knip- of ponslengte, in millimeters (mm);

- $$t$$ is de plaatdikte van het werkstuk, in millimeters (mm);

- $$sigma_f$$ is de materiaalstroomspanning, in megapascal (MPa).

Vloeispanning wordt genomen als de mediaan van de vloeigrens en treksterkte van het materiaal, wat de uitgebreide weerstand van het materiaal tijdens plastische vervorming weerspiegelt.

III. Overweging van zijdelingse druk en wrijving Zijwaartse druk ontstaat door de wrijving en compressie van het materiaal ter hoogte van het matrijsgeleidingsgedeelte, en de waarde ervan is een bepaald deel van de stempelkracht. Het optimaliseren van de wrijvingscoëfficiënt kan de zijdruk verminderen, matrijsslijtage verminderen en de levensduur van de matrijs verlengen. Het gebruik van smeermiddelen en het optimaliseren van procesparameters zijn de belangrijkste methoden om dit te bereiken.

De zijdelingse druk $$F_s$$ wordt als volgt berekend:

$$F_s=\\mu \\times F$$ Waarbij $$\\mu$$ de wrijvingscoëfficiënt is, bepaald op basis van de toestand van het materiaaloppervlak en de smeringsomstandigheden, met een waardebereik van 0,1~0,3.

IV. Verificatie van de structurele sterkte van de matrijs Na het bepalen van de stempelkracht en de daarmee samenhangende spanningen, is het noodzakelijk om krachtverificatie uit te voeren op de belangrijkste matrijscomponenten om er zeker van te zijn dat er onder spanning geen plastische vervorming of vermoeidheidsschade optreedt. Met behulp van eindige-elementenanalysesoftware (FEA), gecombineerd met de berekende spanningsgegevens, kan de spanningsverdeling tijdens matrijsbewerking nauwkeurig worden gesimuleerd, wat een basis vormt voor ontwerpoptimalisatie.

Het kiezen van geschikte matrijsmaterialen en warmtebehandelingsprocessen om de hardheid, taaiheid en slijtvastheid van de matrijs te verbeteren, is een belangrijke garantie dat de matrijs bestand is tegen hoge -intensieve stempeldruk.