การออกแบบการเจาะแม่พิมพ์ปั๊ม

แนวคิดของ การปั๊มแม่พิมพ์ เจาะ

• การปั๊มขึ้นรูปเป็นกระบวนการปั๊มที่ใช้แม่พิมพ์เพื่อแยกแผ่นโลหะ โดยหลักๆ แล้วรวมถึงการปั๊มขึ้นรูป (สำหรับการผลิตชิ้นส่วน) และการเจาะ (สำหรับการสร้างรู)
• กระบวนการตัดชิ้นส่วน (หรือส่วนว่าง) ของรูปร่างที่ต้องการจากแผ่นโลหะเรียกว่าการตัดเฉือน ในขณะที่กระบวนการสร้างรูตามรูปร่างที่ต้องการในชิ้นงานเรียกว่าการเจาะ
• แม่พิมพ์ที่ใช้สำหรับกระบวนการตัดโลหะเรียกว่าแม่พิมพ์ตัดและเจาะ สามารถใช้ในการผลิตชิ้นส่วนหรือเตรียมช่องว่างสำหรับขั้นตอนต่อๆ ไป เช่น การดัด การวาด และการขึ้นรูป

ลักษณะการเสียรูปของแม่พิมพ์ปั๊ม

• กระบวนการตัดโลหะทั้งหมดสามารถแบ่งออกเป็นสามขั้นตอน: ขั้นตอนการเสียรูปแบบยืดหยุ่น ขั้นตอนการเสียรูปพลาสติก และขั้นตอนการแตกหักแบบเฉือน

ระยะการเปลี่ยนรูปแบบยืดหยุ่น: ภายใต้แรงกดดันที่ใช้โดยหมัด วัสดุจะเกิดการโค้งงอแบบยืดหยุ่นและแทรกเข้าไปในขอบแม่พิมพ์เล็กน้อย ดังแสดงในรูปด้านล่าง

ระยะการเปลี่ยนรูปพลาสติก: ความเค้นบนวัสดุเกินขีดจำกัดความยืดหยุ่น ณ จุดนี้ การเจาะจะเจาะเข้าไปในวัสดุในขณะที่วัสดุจะเจาะเข้าไปในแม่พิมพ์ไปพร้อมๆ กัน เนื่องจากวัสดุมีความต้านทานต่อการบุกรุกของทั้งหมัดและแม่พิมพ์ จึงเกิดโมเมนต์การดัดงอ M ดังแสดงในแผนภาพต่อไปนี้

ระยะการแตกหักด้วยแรงเฉือน: ความเค้นใกล้ขอบของช่องแม่พิมพ์จะไปถึงค่าแรงเฉือนของวัสดุก่อน ทำให้เกิดรอยแตกร้าวที่ขอบแม่พิมพ์ ณ จุดนี้ วัสดุที่อยู่ใกล้ขอบหมัดยังคงอยู่ในสถานะพลาสติก และหมัดยังคงแทรกซึมเข้าไปในวัสดุ (รูปที่ a) ต่อมาเกิดรอยแตกร้าวขึ้นในวัสดุที่ขอบเจาะ เมื่อระยะห่าง z/2 ข้างเดียวระหว่างหมัดและแม่พิมพ์มีความเหมาะสม รอยแตกที่เกิดจากแรงเฉือนที่เกิดจากทั้งการเจาะและแม่พิมพ์จะแพร่กระจายและเกิดขึ้นพร้อมกัน จึงเป็นการแยกส่วนที่ว่างออกจากวัสดุ (รูปที่ b) หลังจากแยกออกแล้ว หมัดยังคงเคลื่อนไหวเพื่อดันส่วนที่ว่างเข้าไปในช่องแม่พิมพ์ (รูปที่ c)

พื้นผิวที่เฉือน : พื้นผิวที่เกิดจากการปัดให้ว่าง ดังแสดงในรูปด้านล่าง จะแสดงโซนที่แตกต่างกัน 3 โซนบนรูที่เจาะ: มุมโค้งมนเล็กน้อยที่ด้านบนเรียกว่าการพลิกคว่ำ (โซนการเปลี่ยนรูป) ตามด้วยพื้นผิวเรียบมันเงาที่เกิดจากการตัดที่เรียกว่าโซนขัดเงา และสุดท้ายคือพื้นผิวหยาบที่เกิดจากการฉีกขาดเรียกว่าโซนแตกหัก บนเศษวัสดุจะมีสามโซนที่คล้ายกันปรากฏขึ้น แต่ในลำดับการกระจายกลับกัน

พื้นผิวเฉือนและระยะหลบบนแม่พิมพ์ปั๊มขึ้นรูป

ประเภท I – ระยะห่างมาก การพลิกคว่ำขนาดใหญ่ (R) มุมขนาดใหญ่ (a) ครีบรุนแรง (การฉีกขาดของแรงดึง)

ประเภท II – ระยะห่างค่อนข้างมาก การพลิกคว่ำค่อนข้างมาก (R) มุมปกติ (a) ครีบปกติ

ประเภทที่ 3 – ระยะห่างปานกลาง ลดการพลิกคว่ำ (R) มุมปกติ (a) เสี้ยนปกติ

ประเภทที่ 4 – ระยะห่างเล็กน้อย ลดการพลิกคว่ำ (R) มุมปกติ (a) เสี้ยนมีตั้งแต่ปกติไปจนถึงเพิ่มขึ้น

ประเภท V – ระยะห่างน้อยมาก การพลิกคว่ำน้อยมาก (R) มุมที่เล็กมาก (a) ครีบเพิ่มขึ้น (ทั้งการฉีกขาดของแรงดึงและการอัดขึ้นรูป)

• รูปในหน้าก่อนนี้แสดงให้เห็นการเปลี่ยนแปลงของพื้นผิวที่ถูกเฉือนภายใต้ช่องว่างต่างๆ โดยระยะห่างจะค่อยๆ ลดลงจากประเภท I เป็นประเภท V ประเภทที่ 3 แสดงถึงระยะห่างที่เหมาะสมที่สุด พื้นผิวนี้ประกอบด้วยโซนขัดเงาและโซนแตกหัก พร้อมด้วยการพลิกคว่ำ (R) และเสี้ยน ครีบที่เกิดจากความเค้นดึงเรียกว่าการฉีกขาดของแรงดึง โซนการแตกหักแสดงมุม (a)

• ในประเภท II การโรลโอเวอร์ (R) จะเพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับประเภท III ในขณะที่มุม (a) ยังคงไม่เปลี่ยนแปลงส่วนใหญ่ และการฉีกขาดของแรงดึงยังคงเป็นปกติ

• หากมีการขยายระยะห่างเพิ่มเติม (ประเภท I) การพลิกคว่ำ (R) และมุม (a) จะเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ การฉีกขาดของแรงดึงจะแย่ลง และเกิดการเสียรูปของชิ้นส่วน

• ใน Type IV การโรลโอเวอร์ (R) จะลดลงเมื่อเทียบกับ Type III แต่มุม (a) จะใกล้เคียงกัน เนื่องจากระยะห่างที่ลดลง จุดสว่างจึงปรากฏขึ้นภายในบริเวณการแตกหัก ครีบมีระดับปานกลาง และมีครีบจากการอัดขึ้นรูปนอกเหนือจากการฉีกขาดของแรงดึง

• ประเภท V แสดงการพลิกคว่ำที่น้อยมาก (R) แทบไม่มีมุม (a) ชั้นของส่วนที่ขัดเงาและส่วนที่แตกหักสลับกัน และเพิ่มครีบ (ทั้งการฉีกขาดของแรงดึงและการอัดขึ้นรูป) ความสูงของเสี้ยนจากการอัดขึ้นรูปสัมพันธ์กับความคมของขอบแม่พิมพ์ ยิ่งขอบคมมากเท่าใด ความสูงของเสี้ยนในการอัดก็จะยิ่งต่ำลงเท่านั้น

ด้วยการวิเคราะห์ เทคโนโลยีกระบวนการปั๊ม การปรับพารามิเตอร์ และการเพิ่มประสิทธิภาพของชิ้นส่วนที่ขึ้นรูปด้วยแม่พิมพ์ วงจรทดลองแม่พิมพ์สามารถสั้นลงได้อย่างมาก เพิ่มผลกำไรสูงสุดให้กับบริษัท และเพิ่มความสามารถในการแข่งขันในตลาด