Part.1 합리적인 디자인
금형은 주로 사용 요구 사항에 따라 설계되며 때로는 구조가 완전히 합리적이고 균등하게 대칭이 될 수 없습니다. 이를 위해서는 설계자가 금형의 성능에 영향을 주지 않고 금형을 설계할 때 몇 가지 효과적인 조치를 취하고 제조 공정, 구조의 합리성 및 기하학적 형태의 대칭성에 주의를 기울여야 합니다.
(1) 날카로운 모서리와 두께 차이가 큰 부분은 피하십시오.
금형의 두꺼운 부분과 얇은 부분의 교차점에서 부드러운 전환이 있어야 합니다. 이는 금형 단면의 온도 차이를 효과적으로 줄이고 열 응력을 줄이며 동시에 단면의 조직 변형의 비동시성을 줄이고 조직의 응력을 줄일 수 있습니다. 그림 1은 금형이 천이 필렛과 천이 원뿔을 채택하는 것을 보여줍니다.
(2) 공정 구멍을 적절하게 늘리십시오.
균일하고 대칭적인 단면을 보장할 수 없는 일부 금형의 경우 비관통 구멍을 관통 구멍으로 변경하거나 성능에 영향을 주지 않고 일부 공정 구멍을 적절하게 늘릴 필요가 있습니다.
그림 2a는 담금질 후 점선으로 표시된 것처럼 변형되는 좁은 캐비티가 있는 다이를 보여줍니다. 설계에 두 개의 공정 구멍을 추가할 수 있으면(그림 2b 참조) 담금질 공정 중 단면의 온도 차이가 줄어들고 열 응력이 감소하며 변형이 크게 개선됩니다.
(3) 최대한 폐쇄적이고 대칭적인 구조를 사용한다.
금형의 형상이 개방형이거나 비대칭인 경우 담금질 후 응력 분포가 고르지 않아 변형되기 쉽습니다. 따라서 일반적인 변형형 트러프 금형의 경우 담금질 전에 보강하고 담금질 후에 절단해야 합니다. 그림 3에 표시된 홈통 공작물은 원래 담금질 후 R에서 변형되었으며 강화(그림 3에서 빗금친 부분)되어 담금질 변형을 효과적으로 방지할 수 있습니다.
(4) 전환 금형을 만드는 결합 구조를 채택하고 전환 금형의 상부 및 하부 금형을 분리하고 다이와 펀치를 분리합니다.
형상이 복잡하고 크기가 400mm를 초과하는 대형 다이와 두께가 얇고 길이가 긴 펀치의 경우 결합 구조를 채택하여 복잡함을 단순화하고 대형을 소형으로 줄이고 금형의 내부 표면을 외부 표면으로 변경하는 것이 가장 좋습니다. , 이는 가열 및 냉각 처리에 편리할 뿐만 아니라.
결합구조를 설계할 때 일반적으로 적합도에 영향을 주지 않고 다음 원리에 따라 분해해야 합니다.
- 단면이 매우 다른 금형의 단면이 분해 후 기본적으로 균일하도록 두께를 조정합니다.
- 응력이 발생하기 쉬운 곳에서 분해하여 응력을 분산시켜 균열을 방지합니다.
- 공정 구멍과 협력하여 구조를 대칭으로 만듭니다.
- 냉간 및 열간 가공에 편리하고 조립이 쉽습니다.
- 가장 중요한 것은 사용성을 보장하는 것입니다.
그림 4에 표시된 것처럼 대형 다이입니다. 일체형 구조를 채택하면 열처리가 어려울 뿐만 아니라 담금질 후 캐비티가 일관되지 않게 수축되고 심지어 절삭날의 불균일 및 평면 뒤틀림이 발생하여 후속 가공에서 해결하기 어렵습니다. 이므로 결합된 구조를 채택할 수 있다. 그림 4의 점선에 따르면 4개 부분으로 나누어 열처리한 후 조립하여 성형한 후 연삭하여 일치시키는 과정을 거친다. 이는 열처리를 단순화할 뿐만 아니라 변형 문제도 해결합니다.
Part.2 올바른 재료 선택
열처리 변형 및 균열은 사용된 강재 및 품질과 밀접한 관련이 있으므로 금형의 성능 요구 사항을 기반으로 해야 합니다. 강철의 합리적인 선택은 금형의 정밀도, 구조 및 크기뿐만 아니라 가공 대상물의 특성, 수량 및 가공 방법을 고려해야 합니다. 일반 금형에 변형 및 정밀도 요구 사항이 없으면 비용 절감 측면에서 탄소 공구강을 사용할 수 있습니다. 쉽게 변형되고 균열이 발생하는 부품의 경우 강도가 더 높고 임계 담금질 및 냉각 속도가 느린 합금 공구강을 사용할 수 있습니다. 예를 들어 전자 부품 다이는 원래 T10A 강철을 사용했으며 물 담금질 및 오일 냉각 후에 큰 변형이 발생하고 균열이 발생하기 쉽고 알칼리욕 담금질 공동은 경화하기 쉽지 않습니다. 이제 9Mn2V 강철 또는 CrWMn 강철을 사용하면 담금질 경도와 변형이 요구 사항을 충족할 수 있습니다.
탄소강으로 만든 금형의 변형이 요구 사항을 충족하지 못하는 경우에도 9Mn2V 강 또는 CrWMn 강과 같은 합금강을 사용하는 것이 여전히 비용 효율적이라는 것을 알 수 있습니다. 재료비가 약간 높지만 변형 및 균열 문제가 해결되었습니다.
자재를 올바르게 선정하는 동시에 원자재 결함으로 인한 금형 열처리 균열을 방지하기 위한 원자재 검사 및 관리도 강화할 필요가 있다.
MAT Aluminium의 May Jiang이 편집함
게시 시간: 2023년 9월 16일
