Quels sont les principes clés de la conception des matrices d’emboutissage de tôle ? Comment éviter les fissures, les froissements et l’amincissement excessif des matériaux ?

Principes clés de la conception des matrices d'emboutissage de tôle

Contrôle de la fluidité des matières

Conception raisonnable de la surface de séparation : assure un flux de matériau fluide et réduit la résistance aux changements soudains.

Optimisation des nervures d'étirage : dans le traitement de la tôle en acier inoxydable, des nervures d'étirage (section transversale circulaire/rectangulaire) sont disposées sur la surface de découpage pour contrôler avec précision l'afflux de matière et équilibrer l'étirement et la compression locaux.
Objectif : Réaliser une déformation plastique uniforme et éviter un amincissement ou une accumulation excessifs dans certaines zones.

La résistance structurelle et la précision des moules

Rigidité et résistance à l'usure : fabriqués en acier à haute dureté tel que Cr12MoV, la dureté des pièces clés est HRC58-62. Augmentez les colonnes de guidage (≥4 groupes) et l'ajustement serré pour supprimer le décalage provoqué par les forces latérales.

Finition de surface : La surface de travail est polie en dessous de Ra0,4 μm pour réduire la résistance au frottement.

Coordination des paramètres du processus

Ajustement dynamique de la force du serre-flan : le traitement de la tôle des châssis et des armoires permet un contrôle zoné de la force du serre-flan grâce à des ressorts à gaz à l'azote ou à des systèmes hydrauliques (comme l'application d'une pression dans la zone des bords pour éviter les plis et la réduction de la pression dans la zone centrale pour éviter les fissures).

Classification de la vitesse d'emboutissage : le processus d'emboutissage profond adopte une courbe de vitesse « lente-rapide-lente » pour réduire le risque de fissuration par impact.

Mesures de prévention et de contrôle des défauts

Eviter les fissures (fracture du matériau)

Augmentez le rayon du congé : le congé du poinçon/matrice doit être ≥ 5 fois l'épaisseur du matériau (t) pour réduire la concentration des contraintes.

Optimisez la forme du poinçon : utilisez des poinçons étagés ou sphériques pour disperser les contraintes de traction.

Amélioration de la lubrification : utilisez des lubrifiants à haute viscosité contenant des additifs extrême pression (tels que des oléfines sulfurées) pour réduire le coefficient de friction de plus de 30 %.

Inhiber le froissement (instabilité du matériau)

Contrôle précis de la force du serre-flan : La force unitaire du serre-flan est réglée à 1,5 à 2 fois la limite d'élasticité du matériau (par exemple, 2 à 3MPa pour l'acier SPCC).

Augmentez la densité des barres étirables : dans les zones sujettes au froissement (comme là où la surface change brusquement), augmentez la densité des barres étirables, avec une hauteur de barre de 6 à 8 tonnes et une largeur de barre de 12 à 15 tonnes.

Pré-étirement du matériau : relâchez la pression locale à travers le processus de découpe (Carry Hole).

Prévenir un amincissement excessif (épaisseur inégale)

Simulation CAE à l'avance : utilisez AutoForm/Dynaform pour simuler le flux de matériaux et identifier les zones à haut risque avec un taux de dilution supérieur à 20 %.

Contrôle du taux d'amincissement : pendant la phase de conception, le taux d'amincissement peut être contrôlé à ≤15 % (pour les matériaux en aluminium) ou ≤20 % (pour l'acier à faible teneur en carbone).

Allocation multi-processus : les pièces d'emboutissage profond sont étirées 2 à 3 fois, avec un processus de recuit supplémentaire entre les deux (par exemple, l'acier inoxydable est recuit lorsque la déformation est de 40 %).

Application de cas typiques

Estampage de coque de réservoir de carburant automobile

Le taux de fissuration aux coins est de 15 %.

Contre-mesure : Augmenter le filet du dé de 3t à 6t. Ajoutez un biseau de guidage de 20° au poinçon ; La force du serre-flan a été réduite de 250t à 180t.

Résultat : Le taux de fissuration a été réduit à 0,5 %, et le taux de fluidification a été optimisé de 25 % à 18 %.

Logique de base : équilibrez le flux de matériaux grâce à l'optimisation de la géométrie du moule (congé/angle de guidage) et obtenez un équilibre dynamique entre la tension et la pression grâce à la simulation CAE et à la régulation des paramètres (force de maintien du flan/nervure d'étirage), supprimant fondamentalement la génération de défauts.