Thời gian đọc ước tính: 18 phút

Hồ sơ là một trong những nguyên liệu thô quan trọng cho các thành phần kim loại tấm. Các hình dạng phổ biến được sử dụng trong kim loại tấm là góc, rãnh, dầm chữ I và tròn, thanh phẳng, ống, ... Tùy theo thiết bị gia công khác nhau của các doanh nghiệp sản xuất mà có các phương pháp cắt khác nhau. hồ sơ khác blanking, trong đó những cách được sử dụng rộng rãi nhất là: blanking cưa và đục lỗ.

Hồ sơ cưa

Cưa là phương pháp gia công cắt bỏ vật liệu hoặc kerf và rãnh của phôi thông qua chuyển động cắt của răng cưa, có thể chia thành cưa thủ công và cưa cơ khí theo các cách tác dụng lực khác nhau trong quá trình cưa; Nó có thể được chia thành cưa vòng, cưa đĩa và cưa ma sát tùy theo các loại lưỡi cưa khác nhau được sử dụng.

Cưa thủ công

Cưa tay bằng tay là một trong những cách xẻ vật liệu kim loại (hay còn gọi là phôi) bằng cưa tay, cưa tay có cấu tạo chủ yếu là cung cưa và lưỡi cưa.

Cung cưa dùng để căng lưỡi cưa. Có hai loại cố định và điều chỉnh, như trong hình dưới đây. Lưỡi cưa thường được làm bằng thép cacbon cán nguội nhưng cũng được làm bằng thép công cụ cacbon hoặc thép hợp kim, được làm cứng bằng cách xử lý nhiệt. Loại lưỡi cưa thường sử dụng có chiều dài 300 mm (chiều dài giữa hai lỗ lắp), rộng 12 mm, dày 0,8 mm loại này.

1. Sự lựa chọn của răng cưa

Cưa bằng tay công cụ quan trọng nhất là răng cưa, bước răng được xác định bằng số răng trên mỗi inch (25,4 mm) chiều dài, được chia thành 3 loại thô, trung bình và mịn. Các loại răng cưa khác nhau có thể được lựa chọn để hoàn thành việc cắt các cấu hình vật liệu khác nhau, phụ kiện đường ống, vật liệu tấm dưới vật liệu. Việc lựa chọn loại răng dựa trên các đặc tính cơ học và độ dày của vật liệu được cưa (xem bảng bên dưới).

Các loại răng cưa và phạm vi lựa chọn

Kiểu răng cưa	Số răng cưan （n / 25,4mm）	Phạm vi ứng dụng
Thô Trung bình Tốt	14~18 22~24 32	Cưa thép mềm, đồng thau, nhôm, đồng nguyên chất, gang, nhựa và các vật liệu khác Cưa thép cứng trung bình, ống đồng có thành dày Tấm kim loại mỏng, ống có thành mỏng và vật liệu cứng

Lưỡi cưa thông thường được sử dụng tốt nhất cho độ cứng trung bình của cưa vật liệu sau đây, khi sử dụng lưỡi cưa răng mịn để cưa vật liệu cứng, hoặc sử dụng lưỡi cưa kim cương tráng thủy tinh, gốm sứ, thép cứng, bắt đầu cưa khi sử dụng đầu trước của lưỡi cưa dựa vào cạnh của mặt và góc nghiêng của bề mặt vật liệu α là khoảng 15 °, và đảm bảo rằng có ba răng cùng một lúc tiếp xúc với vật liệu. Để làm cho kích thước của máy cưa bắt đầu chính xác, trước tiên bạn có thể sử dụng ngón tay cái bên trái của mình để dựa vào mặt bên của lưỡi cưa để được hướng dẫn, áp lực nhẹ trong một khoảng cách ngắn qua lại đẩy và kéo, để làm cho cưa lưỡi dễ ăn vào, xem hình bên dưới.

2. Phương pháp cưa cho các loại phôi khác nhau

Các phương pháp cưa khác nhau để cưa các cấu hình khác nhau, hoặc để cưa cùng một biên dạng với các yêu cầu khác nhau.

• Thanh cưa

Nếu yêu cầu bề mặt cưa thanh bằng phẳng thì nên cưa liên tục từ đầu đến cuối. Nếu yêu cầu không cao, có thể thay đổi hướng nhiều lần khi cưa, để có thể cưa lại vật liệu thanh sau một góc nhất định, để dễ cưa vì bề mặt cưa trở nên nhỏ hơn, và hiệu quả có thể được cải thiện.

• Cưa ống

Không phải lúc nào cưa ống cũng được, nếu không, răng cưa rất dễ bị kẹt và sứt mẻ, phương pháp cưa đúng là: khi cưa qua vật liệu ống, vật liệu ống dọc theo hướng cưa đẩy để quay một cách thích hợp. góc và sau đó cưa, để ống nhiều hơn một vài hướng, mỗi hướng cưa xuyên qua thành bên trong có thể được.

• Cưa vật liệu dạng tấm mỏng

Cưa vật liệu dạng tấm mỏng phải càng xa càng tốt từ mặt rộng của cưa trở xuống, khi cưa chỉ từ mặt hẹp của tấm vật liệu xuống, có sẵn hai tấm kẹp, gỗ với nhau, để tránh răng cưa bị móc, nhưng cũng để cải thiện độ cứng của vật liệu tấm, để cưa không bị mẻ, như thể hiện trong hình sau (a). Bạn cũng có thể kẹp vật liệu ván mỏng trực tiếp trên tấm băng và sử dụng cưa tay để cưa đẩy theo đường chéo bên để số lượng răng tiếp xúc với tấm ván mỏng tăng lên để tránh sứt mẻ răng cưa, như thể hiện trong hình dưới đây (b).

• Cưa thép phẳng

Cưa thép dẹt, để có được đường may gọn gàng, nên từ mặt phẳng rộng hơn của vật liệu phẳng dưới lưỡi cưa, sao cho độ sâu cưa nông, lưỡi cưa không kẹt hoặc hỏng răng và lưỡi cưa.

• Góc và cưa kênh

Thép góc cưa và thép kênh nên dùng từ hai phía (hoặc ba phía), nhưng mỗi bên cưa ra một mặt phẳng, phải thay đổi vị trí kẹp.

cưa cơ khí

Ngoài cưa thủ công, các công cụ cưa thường được sử dụng là: cưa tay, cưa vòng tốc độ cao và tốc độ thấp, cưa ma sát, cưa vòng kim loại và cưa quả lắc cung nói chung là cưa cơ khí, hình sau (a), (b), ( c) thường được sử dụng là máy cưa gió cầm tay, máy cắt đá mài và máy cưa vòng cung và các hình dạng thiết bị cưa khác.

Các thiết bị cưa nói trên không chỉ có thể được sử dụng để cắt bề mặt mà còn để cắt các vật liệu kim loại khác. Khi cưa vật liệu, nói chung có thể lựa chọn để sử dụng tùy theo tính chất và kích thước của vật liệu cưa.

Đục và cắt biên dạng

Trong sản xuất, việc cắt thép góc, thép kênh, và các cấu hình khác và cấu hình đặc biệt thường được đảm bảo bằng các phương pháp gia công cơ học như cưa hoặc phay, nhưng khi lô sản xuất các bộ phận lớn hơn và có nhiều chủng loại hơn, thì gia công cơ khí truyền thống phương pháp này không có lợi cho việc nâng cao hiệu quả kinh tế do hiệu quả sản xuất thấp và cần xem xét nhiều hơn đến gia công khuôn đột dập.

Các đặc điểm của quá trình xử lý khoảng trống hồ sơ

Hầu hết quá trình gia công biên dạng là đột một mặt, lực đột không cân bằng, cả vật liệu và vật liệu đột đều chịu lực bù trừ, dễ làm cho đột dập hoặc lệch vật liệu và nứt. Trong khi khuôn đột chịu lực đẩy ngang thì thanh đột cũng chịu một phản lực, dẫn đến lực cong vênh lớn khi đột dập, ảnh hưởng đến an toàn khi vận hành.

Thiết kế khuôn đột dập hồ sơ

Theo quan điểm của các đặc điểm này của quá trình gia công khuôn đột dập, khi thiết kế khuôn đột dập biên dạng, cần xem xét đầy đủ ảnh hưởng của lực đột bên và ảnh hưởng của lực bên này phải được kiểm soát hoặc loại bỏ càng nhiều càng tốt, và Các biện pháp thường được thực hiện là: đặt khối cho phôi và khuôn dập lồi (thường được đặt trên khuôn lõm, hình thức và vị trí của khối phải được xem xét cùng với hình dạng của phôi đột dập và kết cấu khuôn, sao cho để bù đắp một cách hiệu quả ảnh hưởng của lực cắt ngang) Hoặc kéo dài một phần chiều dài của cạnh không làm việc của khuôn để trước khi đột dập, khuôn cắt và nút được gắn chặt trước, hoặc khuôn được gắn chặt được gắn vào khuôn lõm ở phần được kéo dài để bù lại lực bù được tạo ra bởi vết cắt và đảm bảo tuổi thọ của khuôn và chất lượng của phôi cắt.

Để tránh hiện tượng cong vênh có thể xảy ra khi đột và cắt, ảnh hưởng đến chất lượng đột và sự an toàn của người vận hành. Các thiết bị ép trước và dỡ tải của tấm ép được lắp vào khuôn.

Để kiểm soát hoặc loại bỏ ảnh hưởng của lực bên trong quá trình đột dập, khuôn thường sử dụng cấu trúc kín, do đó lực bên trên dao cắt được cân bằng tốt hơn trong cấu trúc kín và giảm xu hướng cong vênh trong quá trình đột.

Cấu trúc khuôn đột lỗ thông thường được sử dụng

Hình dưới đây mô tả khuôn cắt góc thường được sử dụng trong sản xuất. Để góc không bị cong vênh khi cắt, tấm ép trước và không tải được làm bằng lò xo và cao su để đảm bảo sự ổn định và an toàn khi vận hành. Khuôn trên và khuôn dưới được dẫn hướng bởi các trụ dẫn hướng, và các dao cắt trên và dưới được chặn để chịu lực đẩy bên.

Khi làm việc, phôi được đưa đến vít định vị 6 dọc theo rãnh hình chữ V trên giá đỡ 11 và đĩa áp suất dưới 9. Khi khuôn trên đi xuống, đĩa áp suất trên 3 và dao cắt dưới 10 và tấm áp suất dưới 9 và dao cắt trên 12 kẹp phôi tương ứng, và dao cắt trên 12 và dao cắt dưới 10 hoàn thành việc cắt thép góc với nhau.

Dao cắt trên 12 và dao cắt dưới 10 góc cạnh làm việc được lấy 90 °, cắt dần từ hai bên ra ngoài, do đó lực đột giảm. Các dao cắt dưới 10 là thiết kế đối xứng, mài mòn cạnh một mặt, có thể quay 180 ° sử dụng. Trong thiết kế khuôn cắt loại vật liệu thép góc, phải đảm bảo rằng biên dạng và khuôn lõm phù hợp, nghĩa là, khoang lõm và góc định hình là giống nhau, góc chứa khuôn lồi hơn góc chứa hồ sơ, như thể hiện trong Hình (a), (b) sau đây, tương tự, vật liệu hình chữ U được cắt ra, cũng phải đảm bảo rằng hốc lõm và góc định hình là như nhau, nhưng khuôn lồi chứa góc hơi nhỏ hơn 90 ° [xem phần sau hình (c)], để giảm lực cắt và cải thiện chất lượng mặt cắt.

Hình dưới đây là một cấu trúc khác của khuôn cắt hình chữ U, chủ yếu được sử dụng cho vật liệu dày hơn (> 6 mm) và bề mặt cắt có yêu cầu cao hơn đối với các miếng cắt. Khi làm việc, khuôn trên đi xuống, đầu tiên bằng dao hai đĩa 2 sẽ kênh thép về hai phía của rãnh hình chữ V sâu 2 ~ 3 mm, khuôn trên tiếp tục đi xuống, theo mép trên 1 và mép dưới 3 sẽ cắt tất cả.

Hình dưới đây mô tả cấu tạo của khuôn cắt góc tấn.

Trước khi làm việc trên khuôn này, đầu búa phải được lắp vào lỗ trục khuôn tương ứng của thanh trượt ép. Khi làm việc, đặt thép góc vào rãnh hình chữ V, và khi thanh trượt ép đi xuống, đầu búa đập vào khuôn trên 1, và lưỡi trên 8 được lắp trên đó sẽ đi xuống và khi đi xuống, nó sẽ cắt với lưỡi dưới trên khuôn dưới 12, và thép góc có thể bị cắt.

Có thể cắt thép góc có độ dày khác nhau. Cắt thép góc dày từ 6mm trở xuống, lưỡi cắt trên và dưới giữa khoảng cách cắt 0,3 ~ 0,4 mm, cắt thép góc có độ dày lớn hơn 6 mm, lưỡi trên và dưới giữa khoảng cách cắt 0,5 ~ 1,0 mm.

Tương tự, hồ sơ cũng có thể được hoàn thành bằng cách đột dập. Có hai phương pháp gia công chung cho đột dập biên dạng, đó là cắt đầu và cắt cuối, nhưng dù sử dụng phương pháp nào thì việc gia công cũng được thực hiện bằng cách kẹp chặt và sau đó đột dập. Do đó, việc thiết kế khuôn bế nên được hoàn thành bằng cách kẹp biên dạng bằng khuôn lõm bên trong và bên ngoài trước rồi mới cắt bằng khuôn lồi. Hình sau mô tả cấu tạo của khuôn cắt biên dạng.

Hình dưới đây cho thấy khuôn cắt cuối của biên dạng ống vuông, có thể kết thúc cắt phần cuối của biên dạng ống vuông và cắt các bộ phận hình hộp vuông cùng một lúc. Khi làm việc, biên dạng được gắn trên trục gá 4, và khi khuôn trên đi xuống, thanh trượt 3 được đẩy sang phải bởi nêm nghiêng trái 6, và nửa bên trái của biên dạng được cắt bằng dao hình chữ V của nó. cạnh 5, khi đó nêm xiên bên phải 6 đẩy mép dao hình chữ V trên thanh trượt bên phải để cắt nửa biên dạng còn lại, lúc này nêm xiên trái được tách ra khỏi tiếp điểm và được kéo về vị trí ban đầu bởi lò xo 1. Vị trí ban đầu của con trượt 3 được định vị bằng nút chặn 2. Sau khi khuôn trên đi lên, biên dạng được rút ra khỏi trục gá 4 bằng cách nhấn chốt thoát 7. Lưỡi dao 5 luôn thực hiện chuyển động có hướng giữa trụ. 8 và trục gá 4.

Hình (b) dưới đây cho thấy khuôn cắt bộ gõ được sử dụng để cắt biên dạng được thể hiện trong hình (a).

Khi làm việc, đầu tiên, biên dạng được đặt bên trong lưỡi cắt cố định 2 và lưỡi dao di chuyển 7, và khối định vị 3 điều khiển chiều dài của biên dạng cắt. Với chuyển động đi xuống của trượt máy ép, cán khuôn 8 đẩy lưỡi dao di động 7 xuống trong suốt hành trình làm việc của máy ép, để nó cọ xát với lưỡi dao cố định 2 và cắt biên dạng.

Dù sử dụng phương pháp đột lỗ nào thì việc thiết kế khuôn đột lỗ định hình vẫn tập trung vào việc kiểm soát hoặc loại bỏ biến dạng có thể xảy ra do lực đột bên và ảnh hưởng đến độ chính xác đột. Do đó, cấu trúc của khuôn đột lỗ và các biện pháp áp dụng cũng có thể áp dụng cho việc thiết kế khuôn đột dập. Mặt cắt ngang của biên dạng thường phức tạp hơn so với mặt cắt và đối với các mặt cắt có cấu trúc mặt cắt khác nhau, hình dạng của khuôn phải được thiết kế phù hợp để đảm bảo chất lượng cắt. Hình dưới đây cho thấy các hình dạng khuôn dập được khuyến nghị cho các cấu hình đột lỗ có mặt cắt ngang khác nhau.

Cơ chế thất bại chính trên cú đấm và cái chết

Chần là một quá trình sản xuất kim loại, trong đó phôi kim loại được lấy ra khỏi dải hoặc tấm kim loại chính khi nó được đục lỗ. Vật liệu được loại bỏ là phôi kim loại mới hoặc phôi kim loại mới. Bề mặt cắt của dải cắt được tạo ra bằng quy trình đột lỗ kim loại thông thường có một phần góc cạnh và có vẻ ngoài thô ráp trong vùng đứt gãy của vết cắt.

Trong quá trình đột / dập phôi, hoạt động của các bộ phận làm việc (đột và dập) phụ thuộc vào vật liệu làm việc (độ dày, cường độ kéo, cường độ chảy) và khả năng của thép dụng cụ để đối phó với ứng suất phát sinh trên các cạnh cắt.

Do áp lực lên mép trống của đột và khuôn, sự phân bố ứng suất phức tạp đạt được trong quá trình phôi. Sau khi làm dẻo vật liệu, tùy thuộc vào phương pháp của quá trình, có thể thu được các dạng hình học khác nhau của bề mặt giao nhau và kích thước đường gờ. Trong trường hợp vật liệu dạng tấm bị biến dạng, lực đột phá gây ra tải trọng cho các dụng cụ. Các áp suất lớn nhất gần với các cạnh cắt của dụng cụ. Áp lực của vật liệu đột lỗ trên bề mặt đột lỗ và ma sát gây ra mài mòn dụng cụ nhiều. Vectơ phản lực tác dụng ngược hướng với chuyển động làm việc của quả đấm. Điều này gây ra sự uốn cong của tấm, dẫn đến tác động ngang của lực. Khe hở giữa các mép dao xác định giá trị và hướng của lực tiếp xúc.

1. Biến dạng dẻo

Biến dạng vĩnh viễn xảy ra khi ứng suất nén vượt quá cường độ chịu nén của thép dụng cụ. Độ cứng là thông số quan trọng.

Sứt mẻ và vỡ toàn bộ: Cả vết nứt bắt đầu và sự phát triển của vết nứt đều bị xóa bởi độ dẻo / dai của thép dụng cụ cao. Cấu trúc vi mô của thép công cụ Luyện kim bột rất mịn và đồng nhất mang lại cho công cụ mức độ bền va đập tốt và giới hạn mỏi trong trường hợp có tính chất giòn.

2. Mài mòn

Sự mài mòn xuất hiện trên các tiếp điểm trượt giữa dụng cụ và vật liệu gia công. Sự mài mòn là do các hạt cứng tiếp xúc với bề mặt dụng cụ. Các đặc tính quan trọng của thép công cụ là độ cứng, khối lượng cacbit lớn và độ cứng cao của cacbit.

3. Galling và mòn chất kết dính

Cả độ mòn và mòn keo đều được tạo ra bởi ứng suất nén và sự tiếp xúc trượt dẫn đến ma sát lớn và nhiệt độ cao cục bộ có thể dẫn đến các điểm vi hàn làm phá hủy chất lượng bề mặt của dụng cụ. Sau đó, do ứng suất làm việc, các bộ phận của vật liệu thanh bị vật liệu gia công kéo ra khỏi bề mặt dụng cụ. Các thông số quan trọng là độ nhám, hệ số ma sát, độ dai / độ dẻo và độ cứng. Mác thép công cụ có ảnh hưởng lớn và thép công cụ luyện kim có thể đưa ra giải pháp phù hợp, cùng với lớp phủ bề mặt để tối ưu hóa các đặc tính trượt.

Hơn nữa, khi đục lỗ hoặc làm trắng kim loại tấm có độ bền cao tiên tiến, ứng suất và sóng xung kích tăng lên rất nhiều trên các cạnh cắt của dụng cụ. Trong những trường hợp như vậy, việc sử dụng thép công cụ thông thường (loại D2 và M2) không được khuyến khích do mức độ bền mỏi / cường độ va đập quá thấp, dẫn đến nứt sớm và gãy toàn bộ các đột và khuôn. Sứt và nứt có lẽ là cơ chế hư hỏng bất lợi nhất có thể xảy ra trong nhà máy sản xuất.

Với quy trình luyện kim bột, cấu trúc vi mô của thép công cụ ASP được tinh chế nhiều hơn với sự phân bố rất đồng đều của các cacbua sơ cấp mịn hơn. Điều này dẫn đến sự kết hợp giữa độ dẻo dai, sức mạnh và độ cứng được cải thiện so với các loại thép công cụ thông thường.

Thử nghiệm làm trống

Các móc được cắt thành một tấm có độ dày t = 0,5 mm. Tấm được làm bằng thép cacbon không hợp kim C45 (1.0503) để cải thiện nhiệt. Bảng 1 ghi thành phần hóa học và bảng 2 ghi cơ tính sau khi nhiệt luyện.

Thành phần hóa học (trung bình), %

NS	Mn	P	Cr	Si	NS	Ni	Mo	Fe
0.48	0.73	0.011	0.09	0.35	0.01	0.02	0.002	khác

Cơ tính của thép cứng C45

Sức mạnh năng suất Re [MPa]	Độ bền kéo Rm [MPa]	Độ giãn dài A5 [%]	Độ cứng HRC
335	2285	30	55

Quá trình tẩy trắng được thực hiện bằng một cú đấm có mặt nghiêng 12 °. Các kích thước quan trọng nhất của đột lỗ được trình bày trong hình dưới đây. Trong các bài kiểm tra, động tác đấm là 50 cú đánh / phút.

Các thử nghiệm được thực hiện đối với ba giá trị của khe hở đục lỗ (khe hở (C) / độ dày tấm (t)): 5%, 10%, 15% (Hình a). Hành trình của cú đấm được thiết lập để có được độ sâu xuyên H = 1,2 mm (Hình b).

Việc gia công tấm kim loại tấm có đặc tính độ bền cao đòi hỏi đối với đột dập, việc lựa chọn vật liệu có độ bền tốt và khả năng chống mài mòn và mài mòn keo tương đối cao. Trong trường hợp có loạt sản phẩm trống ngắn, tính kinh tế của vật liệu được sử dụng cho các công cụ là rất quan trọng. Cú đấm được làm bằng thép công cụ Isodur K340. Thép có hàm lượng crom ~ 8% được sản xuất trong công nghệ quá trình nấu chảy lại bằng xỉ điện (ESR). Loại thép này có đặc điểm là, ngoài những thứ khác, có khả năng chống mài mòn và độ bền nén cao. Nhờ sự bổ sung vi mô của nhôm, hệ thống thụ động hóa oxit được cải thiện, nơi diễn ra quá trình thụ động hóa bề mặt.

Sau khi thụ động hóa, lớp này làm giảm xu hướng bám dính của các hạt vật liệu đột lỗ vào bề mặt cắt của đột lỗ. Độ cứng của quả đấm sau khi xử lý nhiệt là 62 HRC.