Probleme beim Kaltbiegen

Der Kaltumformungsprozess gilt als „Kunst“ und seine Produkte finden breite Anwendung in verschiedenen Bereichen. Branchenexperten haben bereits eingehende theoretische Untersuchungen durchgeführt, und einige Forscher haben den Formprozess computergestützt simuliert und dabei bestimmte Ergebnisse erzielt. Der Kaltbiegeumformungsprozess ist jedoch ein sehr komplexer Prozess. Es gibt noch viele Probleme bei Design und Produktion, die häufig im Debugging- und Produktionsprozess auftreten.

Nehmen wir beispielsweise die Breitprofilblechumformung: Bei einem ungünstigen Design treten im Fehlerbehebungsprozess Verformungsfehler wie Kantenwellen, Sackwellen, Längsbiegungen, Eckfalten, Risse und Verformungen auf. Die Neukonstruktion der Walze nach Auftreten von Problemen führt zwangsläufig zu einer erheblichen Verschwendung von Personal und Material. Wenn wir die Mechanismen dieser Fehler verstehen und versuchen, diese Fehler bereits im Designprozess zu vermeiden oder nach Auftreten der Fehler auf der Grundlage einer ursprünglichen, sinnvollen Verbesserung der Walze diese Fehler zu reduzieren oder sogar zu beseitigen, können wir das gewünschte Ziel der Walzenkonstruktion dennoch erreichen.

Im Folgenden sind die Ursachen für die Probleme im tatsächlichen Betrieb der Kaltbiegeformung und einige einfache Analysen aufgeführt

1. Die Entstehung einer Sackwelle ist hauptsächlich auf die Querzugspannung und Querdehnung zurückzuführen, die beim Biegevorgang der Platte entstehen. Während die Dehnung entlang der Dickenrichtung der Platte relativ gering ist, ist gemäß der Poisson-Beziehung der Materialverformung eine Schrumpfung entlang der Längsverformung in dem Teil, wo die Verformung konzentriert ist, unvermeidlich. In diesem Experiment tritt dieses Phänomen hauptsächlich bei vier Verformungswinkeln auf, sodass der in Längsrichtung zusammengezogene Teil eine Druckkraft auf die zentrale Platte ausübt und unter der Krafteinwirkung in einigen Bereichen Instabilität auftritt und eine sackartige Ausbuchtung entsteht, die oft als sackförmige Welle bezeichnet wird. Die Sackwelle ist hauptsächlich eine elastische Verformung.

2. Randwellen (nachfolgend Randwellen genannt) sind häufigere Defekte als Taschenwellen. Sie werden hauptsächlich durch zwei Syntheseeffekte verursacht: Erstens sind die Taschen vor der Welle identisch. Der Mechanismus beruht auf der Biegung des Querschnittsteils des Materials durch Querzugspannung. Die Querzugdehnung und die Dehnung in Dickenrichtung sind nicht groß. Entsprechend der Poisson-Beziehung tritt eine Längskontraktion auf, und aufgrund der Druckspannung entstehen Randwellen an den Kanten. Zweitens wird das Material an der Kante zunächst durch äußere Krafteinwirkung gedehnt und geschert und dann erneut gestaucht und geschert, wodurch eine plastische Verformung entsteht und Randwellen entstehen. Die Summe dieser beiden Effekte führt zur Bildung einer Randwelle.

3. Es gibt viele Gründe für die Längsbiegung. Einer der wichtigsten Gründe besteht darin, dass die Kante des Abschnitts beim Biegen der Seite durch die Zugkraft beeinflusst wird. Beim Versuch, den gesamten Abschnitt entlang der Längsachse zu verlängern, reicht die Zugkraft jedoch nicht aus, um den gesamten starren Abschnitt zu dehnen, was dazu führt, dass an der Vorderseite des rollenden Werkstücks ein Biegephänomen nach oben oder unten auftritt.

Analyse und Lösung:

1. Die vordere und hintere Spur haben einen größeren Einfluss auf die sackförmige Welle als die mittlere Spur, insbesondere die hintere Spur. Das Auftreten von sackförmigen Wellen kann durch die Wahl mehrerer Formgebungswege vermieden werden. Die Breite der Profilkante beeinflusst die sackförmige Welle. Bei der Konstruktion kann der Beziehungsausdruck F < 250 t 2 / (W-88 t) herangezogen werden. Dünne Bleche neigen eher zu sackförmigen Wellen als dicke Bleche. Die sackförmige Welle kann durch Zug auf das Blech gebremst werden.

2. Randwellen können in allen Kanälen auftreten, und der vorherige Kanal hat einen großen Einfluss auf das Auftreten von Randwellen. Dünnere Platten neigen eher zu Randwellen als dickere Platten, während breitere Platten eher Randwellen aufweisen. Um Randwellen zu reduzieren oder zu vermeiden, sollte beachtet werden, dass die Breite der Profilkante in der frühen Konstruktionsphase nicht zu groß sein sollte. Das Verhältnis von Profilkantenbreite zu Plattendicke kann für die Konstruktion auf nahe oder weniger als 40 festgelegt werden. Der Biegewinkel kann gemäß der empirischen Formel zugewiesen werden. Wenn die Randwelle während des Walzens auftritt, kann sie durch Hinzufügen eines Teils des Durchgangs gemildert oder eliminiert werden.

3. Die folgende Spurnummer hat großen Einfluss auf die Längsbiegung. Bei gleichem Querschnitt und gleicher Rollenkonfiguration neigt die dicke Platte stärker zur Längsbiegung als die dünne Platte. Um die Längsbiegung zu reduzieren oder zu vermeiden, sollte auf eine sinnvolle Verteilung der Verformungen in der Konstruktion geachtet werden. Die Verformung der folgenden Linien darf nicht zu groß sein. Die Längsbiegung kann durch Vorbiegen, Erhöhung der Anzahl der Durchgänge, Verwendung eines Richtgeräts, Änderung des Abstands zwischen den Halterungen, Verwendung von Rollen, Anpassung des Rollenabstands usw. reduziert oder vermieden werden.