Холодная штамповка сталей прочностью в 1,5 Гигапаскаля: осуществимо ли это? (перевод статьи журнала MetalForming Magazine: https://www.metalformingmagazine.com/article/?/end-market/automotive/cold-forming-of-1-5-gpa-steel-is-it-feasible) - завершение
Пружинение
При повышении уровня прочности стали принято считать, что пружинение детали (что это такое? см. https://tttttt.me/metalformingforall/775) становится трудно контролируемым, и большинство производителей штамповой оснастки сейчас используют компьютерное моделирование (симуляции) для предсказания пружинения и проведения соответствующей компенсации формы штампа. Но, по актуальным отчетам одного из автопроизводителей, даже в случае использования самых продвинутых методов компьютерной симуляции только 55% измеряемых точек на детали из ультравысокопрочной стали с первого раза попадают в допуск ±1 мм. Поэтому для сталей с пределом прочности 1180 МПа и более, многие производители штамповой оснастки вынуждены учитывать упругие деформации самих штампов (штампы эластично деформируются от детали). В этом случае, когда запускается составная симуляция с учетом упругой деформации штампов, процент попадания в допуск ±1 мм может быть увеличен с 55 до 93 (здесь надо учитывать общемировую тенденцию к ужесточению допусков на штампованные детали кузова; всё меньше областей замеров имеет допуск ±1 мм, и всё больше ±0,7 мм и ±0,5 мм). Обратите внимание на сравнение пружинения туннеля, отштампованного из трех разных классов сталей без применения компенсации в штампах: обычная «мягкая» сталь, сталь с пределом прочности в 980 МПа, ультравысокопрочная сталь с прочностью в 1,2 ГПа.
Производительность
Производительность в сравнении холодной листовой и горячей листовой штамповки зависит от размера детали и ее толщины. В идеальном случае линии горячей штамповки могут выдавать скорость до 24 деталей в минуту — что сопоставимо со скоростями некоторых линий холодной штамповки. В реальных же условиях чаще всего холодная штамповка оказывается более производительной по сравнению с горячей. Последний фактор, который надо учитывать: по мере увеличения прочности сталей для холодной штамповки увеличивается и износ рабочих поверхностей штампов, образование задиров и даже вероятность растрескивания/разрушения штампа.
#немного_матчасти #переводы #аналитика #benchmarking
Поддержать канал:
5469550046228679
Пружинение
При повышении уровня прочности стали принято считать, что пружинение детали (что это такое? см. https://tttttt.me/metalformingforall/775) становится трудно контролируемым, и большинство производителей штамповой оснастки сейчас используют компьютерное моделирование (симуляции) для предсказания пружинения и проведения соответствующей компенсации формы штампа. Но, по актуальным отчетам одного из автопроизводителей, даже в случае использования самых продвинутых методов компьютерной симуляции только 55% измеряемых точек на детали из ультравысокопрочной стали с первого раза попадают в допуск ±1 мм. Поэтому для сталей с пределом прочности 1180 МПа и более, многие производители штамповой оснастки вынуждены учитывать упругие деформации самих штампов (штампы эластично деформируются от детали). В этом случае, когда запускается составная симуляция с учетом упругой деформации штампов, процент попадания в допуск ±1 мм может быть увеличен с 55 до 93 (здесь надо учитывать общемировую тенденцию к ужесточению допусков на штампованные детали кузова; всё меньше областей замеров имеет допуск ±1 мм, и всё больше ±0,7 мм и ±0,5 мм). Обратите внимание на сравнение пружинения туннеля, отштампованного из трех разных классов сталей без применения компенсации в штампах: обычная «мягкая» сталь, сталь с пределом прочности в 980 МПа, ультравысокопрочная сталь с прочностью в 1,2 ГПа.
Производительность
Производительность в сравнении холодной листовой и горячей листовой штамповки зависит от размера детали и ее толщины. В идеальном случае линии горячей штамповки могут выдавать скорость до 24 деталей в минуту — что сопоставимо со скоростями некоторых линий холодной штамповки. В реальных же условиях чаще всего холодная штамповка оказывается более производительной по сравнению с горячей. Последний фактор, который надо учитывать: по мере увеличения прочности сталей для холодной штамповки увеличивается и износ рабочих поверхностей штампов, образование задиров и даже вероятность растрескивания/разрушения штампа.
#немного_матчасти #переводы #аналитика #benchmarking
Поддержать канал:
5469550046228679
Porsche Werzeugbau: передовой уровень механической обработки штампов. Внутренний поставщик оснастки Porsche (подробнее см. https://tttttt.me/metalformingforall/493) в рамках модернизации производства штампов закупил не только новейший сервопресс усилием 25000 КН, но и два гигантских высокоскоростных пятиосевых механообрабатывающих центра группы Starrag HSC серии Droop+Rein FOGS 35 68 N40C. Сначала, разумеется, была проведена проработка технического задания и оценка действующего оборудования для механической обработки: были выявлены узкие места в части точности, скорости обработки и уровня шероховатости после финишной «механички». Что нужно учитывать: Porsche Werzeugbau уже давно изготавливает штампы по большей части для деталей из алюминиевых сплавов. Помимо более низкой пластичности алюминия, его более низкой прочности и жесткости готовых деталей (в чем разница между прочностью и жесткостью? https://tttttt.me/metalformingforall/571), лист из алюминиевого сплава еще и более мягкий — то есть более склонный к образованию задиров, наколов, глубоких царапин и прочее = более чувствительный к уровню шероховатости рабочих поверхностей штампа. Разумеется, сильнее всего это ощущается на вытяжке; но даже обычные съемники-прижимы операций пробивки и обрезки для деталей из алюминиевых сплавов производители вынуждены упрочнять путем ионного (плазменного) азотирования для достижения идеального уровня шероховатости во избежание образования дефектов! Иными словами, требования по механической обработке штампов для деталей из алюминиевых сплавов еще жестче по сравнению с аналогичными штампами для сталей. Тем интереснее конечный результат на площадке Porsche Werzeugbau в Шварценберге (экс-ГДР, ныне ФРГ). Один из важнейших показателей: время обдирки-затирки-полировки после финишной механической обработки было сокращено на 20%. Разумеется, это не значит, что штампы не нужно спаривать — доводить «споттинг» (что это такое? см. https://tttttt.me/metalformingforall/389). Но работу «на полу» после «механички» это облегчает — это знает каждый, кому приходилось долго и нудно затирать специальными камнями «строчки» от резца в труднодоступных местах рабочей поверхности штампа для «лицевых» деталей. Сокращается это время на затирку за счет специальных сменных «головок» станка, в частности, одна из них — с относительно низкой скоростью вращения в 6000 оборотов в минуту — была разработана именно для труднодоступных мест вроде стенок матрицы с мелкими выштамповками и т.п. Отмечу еще плюсы от подобных сверхточных центров механической обработки:
- в случае «преимущественного» споттинга для ключевых спариваемых зон (для сокращения времени споттинга) можно назначать более мелкие припуски в 0,05 мм, а может и меньше — центр может это обеспечить;
- для полулицевых деталей вроде внутренних панелей дверей, капота, багажника можно вообще уйти от затирки камнями, особенно для стальных деталей (см. чистоту поверхности для внутренней панели двери на иллюстрации ниже). #benchmarking #starrag #переводы #porsche #аналитика #немного_матчасти
Поддержать канал:
5469550046228679
- в случае «преимущественного» споттинга для ключевых спариваемых зон (для сокращения времени споттинга) можно назначать более мелкие припуски в 0,05 мм, а может и меньше — центр может это обеспечить;
- для полулицевых деталей вроде внутренних панелей дверей, капота, багажника можно вообще уйти от затирки камнями, особенно для стальных деталей (см. чистоту поверхности для внутренней панели двери на иллюстрации ниже). #benchmarking #starrag #переводы #porsche #аналитика #немного_матчасти
Поддержать канал:
5469550046228679