Формовка тонколистовой детали

[KotZiLa 0]

Прошу совета опытных штамповщиков и формовщиков. Размышляю над возможностью изготовления вот такой детали:

 

Спойлер

 

Габаритные размеры 150х120мм. Заготовка из-под лазера - лист 08Х18Н10 (либо другая нерж) толщиной 0,7 мм. Все радиуса (кроме пуклевок) R4. Размеры пуклевки на скрине ниже. Глубина вытяжки пуклевок и внешней рамки 2мм, отгибы внутренних окон глубиной 1,5мм х 30°.

 

Спойлер

 

Попробовал прикинуть усилие для штамповки одной пуклевки по справочнику Романовского (стр. 277) по формуле P=FS2k. У меня получилось 2,3т.

Думал что усилие на нее будет несколько сотен кг. А так получается что на формовку всей детали за один ход надо будет пресс под 50 тонн...

 

Собственно вопросы:

Правильно ли я посчитал усилие? Сколько по вашему "на глаз" будет общее на всю деталь?

Возможно ли такое отформовать в одном штампе или вытяжка слишком глубокая? По Романовскому макс. глубина получилась 3,2 мм.

 

Единственные точные размеры - у двух больших отверстий в центре Ø8H11, остальное не особо важно. Они будут использоваться как направляющие, поэтому сделаны на не деформируемой поверхности листа. Потянуть их вроде бы не должно (проверял в Simulation). Но это не точно...

 

В принципе при необходимости могу уменьшить усилие изменением формы детали и уменьшением площади гибов вырезами, но это скажется на прочности. Либо перейти на 0,5мм, а при особо крайней необходимости на алюминий. В наличии есть ручной гидравлический пресс на 12 тонн (рассчитывал применить его), но если будут шансы сделать такую деталь, то можно попробовать найти и нормальный на усилие побольше. Штамп - подкаленные формообразующие пуансон и матрица на ЧПУ, две сырые плиты и направляющие колонки. Партия изготовления деталей - пару тысяч штук.

[Slavdos 63]

вы хотите это за один ход получить?

[ANT0N1DZE 178]

Сложно понять, правильно вы посчитали или нет, так как нет чертежа или модели детали

[AlexKaz 1 821]

В 14.03.2020 в 20:41, KotZiLa сказал:

 

 

 

В принципе при необходимости могу уменьшить усилие изменением формы детали и уменьшением площади гибов вырезами, но это скажется на прочности. Либо перейти на 0,5мм, а при особо крайней необходимости на алюминий. В наличии есть ручной гидравлический пресс на 12 тонн (рассчитывал применить его), но если будут шансы сделать такую деталь, то можно попробовать найти и нормальный на усилие побольше. Штамп - подкаленные формообразующие пуансон и матрица на ЧПУ, две сырые плиты и направляющие колонки. Партия изготовления деталей - пару тысяч штук.

Заводчане в Лысьве прикидывали лист в 10 раз больше размерами по Романовскому - получили то ли 200 тонн, то ли 2000 тонн, потом нашли ещё и ещё олну книгу, и потом я им гонял численную модель на компе, - втлрая книга и комп дали плюс-минус несколько десятков % одно и то же значение усилия, что совпадало с опытными данными. Короче, там была какая-то хитрость с площадью штамповки. Щас не упомню, а аудиозаписи встреч с заводчанами нет возможности прослушать...

Если сомневаетесь всё равно о книге - можете скинуть мне модель листа и механические характеристики металла (толщина листа, предел текучести...) - штампану на компе.

 

На счет поведёт или нет от пружинения - даже не знал, что SW Simulation способен на такое...

Изменено 16 марта 2020 пользователем AlexKaz

[KotZiLa 0]

17 часов назад, Slavdos сказал:

вы хотите это за один ход получить?

Уже видимо нет... Как я и говорил, в моем распоряжении ручной пресс на 12 тонн. Им точно ничего не получится. С другой стороны деталь такая нужна, но и не то чтобы не было других вариантов чем заменить её прямо сейчас. А позже будет видно. Проект пока носит скорее образовательный характер (не курсач и не диплом:) ). Я на этой детали пытаюсь разобраться со штамповкой, т.к. можно сделать простенький универсальный штамп для вытяжки ребер жесткости на листовых деталях для корпусов. Плюс я на ней разбираюсь с SW Simulation. Ну и если получится что-то разумное с самой деталью, то обязательно запущу в работу. Но делать под нее 5 штампов или давить на 100 тонном прессе это пока перебор.

Если будут практические советы, то буду признателен. Очень интересна тема формовки резиной. Наткнулся на нее у Романовского, но пока еще не изучал.

 

7 часов назад, ANT0N1DZE сказал:

нет чертежа или модели детали

Чертежа пока нет, т.к. детали нет. У меня SW 2020, так что модель в STEP. В архиве также развертка и формообразующие пуансон и матрица, которыми я проверяю модель в Simulation.

 

Крышка

 

2 часа назад, AlexKaz сказал:

то ли 2000 тонн

У меня по его формулам тоже какое-то запредельное значение на всю деталь получилось. Поэтому и есть подозрения, что что-то не так. Да и вообще для детали 0,7мм и такого небольшого габарита я думаю что даже 50 тонн много. Это вроде бы не крыло от самолета:) Если сможете помочь получить данные, которым можно верить, то будет отлично. Попробую еще поищу формулы для расчета и буду сверяться. Развертка и модели выше. Повторюсь, деталь не горит. Хочется докопаться до истины.

Материал AISI304 (08Х18Н10), характеристики:

Спойлер

 

Нашел у Романовского (стр. 296) простую формулу для расчета усилия правки деталей в штампах. Площадь детали мм² х 15. Получилось 183 тонны.

На основе данных анализа в Simulation срезал не работающий материал для уменьшения усилия. Получилась вся в дырках, но теперь 118 т. (- 35%).  Думаю что можно будет еще немного скинуть. Потом буду пробовать еще считать усилие гибки в Simulation. Возможно даже подумаю о замене на алюминий.

 

Спойлер

 

2 часа назад, AlexKaz сказал:

На счет поведёт или нет от пружинения - даже не знал, что SW Simulation способен на такое...

 

Про пружинение я ничего не говорил, но предполагаю, что можно посмотреть в нелинейном анализе. Т.е. в последнем шаге снять нагрузку. По идее все что в зоне предела текучести должно вернуться назад. Но это не точно, не проверял.

 

Я проверял гибку развертки (по заданному перемещению) в модели штампа и в зоне отверстий 8мм напряжений и деформаций не было. Отсюда и вывод, что потянуть при формовке их не должно. Но с меня расчетчик примерно как штамповщик:)

Изменено 16 марта 2020 пользователем KotZiLa
ошибка

[AlexKaz 1 821]

В 14.03.2020 в 22:41, KotZiLa сказал:

У меня получилось 2,3т.

Если дожимать полностью, то по МКЭ 8 тонн, если не до упора, то примерно так же, как у Вас, 2-2.5 тонны. На пару сотен кг не похоже.

 

Изменено 17 марта 2020 пользователем AlexKaz

[KotZiLa 0]

5 часов назад, AlexKaz сказал:

8 тонн

Это у Вас на всю деталь или только одна пуклевка?

Одна пуклевка по Романовскому как раз и получилась у меня 2,3т. А их четыре. Плюс еще куча ребер...

 

Расчет всей детали у меня не прошел. На днях попробую еще. Поэтому обрезал и посчитал пока как раз одну пуклевку.

Я правильно понимаю, что полная результатирующая сила на каждом шаге и должна являться усилием гибки?

Деталь считал оболочкой, пуансон и матрица не деформируемые. Условие - заданное перемещение пуансона до зазора с матрицей на толщину материала (0,7мм). Сетка по умолчанию. Материал AISI304.

 

На скрине верхний график не нужен. Не заметил что триада координат Simulation справа :)

Спойлер

 

Вообще с этими вопросами по МКЭ хотел идти в соответствующий раздел CAE. Но решил сначала узнать у практиков и попробовать посчитать по справочникам. А тут видимо не очень много людей, имеющих дело со штампами.

 

[Udav817 288]

В 17.03.2020 в 04:13, KotZiLa сказал:

Но делать под нее 5 штампов или давить на 100 тонном прессе это пока перебор.

почему 5? Я вижу максимум 4 шага, раз без вырубки. 

А про последовательные штампы слышали? Хотя у вас же пресс 12 тонн всего.

В 17.03.2020 в 04:13, KotZiLa сказал:

Чертежа пока нет, т.к. детали нет. У меня SW 2020, так что модель в STEP.

Странное утверждение. Параметрический чертёж нельзя сделать? При изменении модели и чертёж будет меняться.

Модель всё же в SW2020, иначе развёртку вы бы не получили. А раз модель есть, то и чертёж сделать можно.

В 17.03.2020 в 04:13, KotZiLa сказал:

запредельное значение на всю деталь получилось

Ну правильно.

В 15.03.2020 в 00:41, KotZiLa сказал:

А так получается что на формовку всей детали за один ход надо будет пресс под 50 тонн...

У вас там и по краю отбортовка и в центре выштамповка. И 4 пукли. Впрочем, пукли - мелочь. Большая часть требуемого усилия идут на два прямоугольных контура. Не берусь утверждать, на какой больше. Но мне кажется, что на центр немного больше, чем на края.

Изменено 18 марта 2020 пользователем Udav817

[AlexKaz 1 821]

6 часов назад, KotZiLa сказал:

14 часов назад, AlexKaz сказал:

8 тонн

Это у Вас на всю деталь или только одна пуклевка?

Одна пуклевка по Романовскому как раз и получилась у меня 2,3т. А их четыре. Плюс еще куча ребер

Пуансон брал целиком, поэтому сразу вся деталь.

Я вспомнил в чем хитрость, в формуле надо было учитывать площадь только деформируемую, и тогда площадь сильно сокращается, и усилие падает

6 часов назад, KotZiLa сказал:

Вообще с этими вопросами по МКЭ хотел идти в соответствующий раздел CAE.

Я думаю, что численной штамповкой занимается очень мало CAE'шников в стране вообще, так что с разделом не ошиблись.

6 часов назад, KotZiLa сказал:

Я правильно понимаю, что полная результатирующая сила на каждом шаге и должна являться усилием гибки?

На графике полные реакции на матрице и пуансоне, требуется их усреднить и получаем усилие.

[AlexKaz 1 821]

2 часа назад, AlexKaz сказал:

численной штамповкой занимается очень мало CAE'шников в стране вообще, так что с разделом не ошиблись.

Практикующие штамповщики либо здесь, либо на chipmaker.ru, причём некоторые спецы и здесь, и там.

[KotZiLa 0]

5 часов назад, Udav817 сказал:

последовательные штампы

Слышал, но делать не хочу, т.к. сложно. Мой вариант если не хватит усилия - делать пооперационно в разных штампах. Про 5 сказал образно:)

 

5 часов назад, Udav817 сказал:

А раз модель есть, то и чертёж сделать можно

Тут с чертежом вообще проблема нарисовалась. Чтобы проще было с моделированием формообразующих (одной командой), я деталь сделал поверхностями, а потом придал толщину. Все линии стали сплайнами и образмеривать их на чертеже SW не хочет вообще. Но это мелочи:)

 

5 часов назад, Udav817 сказал:

иначе развёртку вы бы не получили

Solidworks как-то криво разворачивает поверхности с вырезами. Развертку сделал с помощью плагина BlankWorks.

 

5 часов назад, AlexKaz сказал:

учитывать площадь только деформируемую

Я вроде бы так и считал... Попробую еще раз.

 

5 часов назад, AlexKaz сказал:

численной штамповкой занимается очень мало CAE'шников

Я почему-то думал, что если можешь в CAE и МКЭ, то тебе все равно что считать...

 

5 часов назад, AlexKaz сказал:

На графике полные реакции на матрице и пуансоне

Этот график построен только для выбранного тела (раздел "выбор"). У меня была выбрана деталь.

 

Если выбираешь пуансон или матрицу, то тут вообще по нулям.

Да и столбец "Всей модели" показывает какую-то чушь. Как может быть 0,2 кг на последнем шаге?

 

Может я что-то пропустил? Вечером посмотрю еще раз.

[AlexKaz 1 821]

37 минут назад, KotZiLa сказал:

6 часов назад, AlexKaz сказал:

численной штамповкой занимается очень мало CAE'шников

Я почему-то думал, что если можешь в CAE и МКЭ, то тебе все равно что считать...

Касаемо листовой штамповки рынок сбыта в РФ узкий (автоваз и мелочёвка посудная - из того, что знаю я, остальное по советским книгам штампуют, и как видим, всё идёт путём - формулы рулят, до тех пор, пока как факт не возникает анизотропия или изделия сложнее) , услуги моделирования не востребованы - нет спроса. Да и спецов мало (которые и практики, и в формулах шарят, и по МКЭ не стесняются книжки штудировать), ещё промышленности в РФ мало нужна экономия - проще загнать металл за бугор с концами чем здесь производить готовые изделия.

Да и студенты в наличии даже простейшие мануалы на забугорном не осиливают - кто поумнее давно свалил.

З.Ы. Автоваз (насколько мне известно, но это типа ОБС) сидит на забугорных спецах, своих моделеров у них не осталось. Т.е. всё листовое обсчитывается численно не в РФ.

Изменено 18 марта 2020 пользователем AlexKaz

[KotZiLa 0]

Придумал способ для самоконтроля. Попробую найти какую-нибудь методичку ВУЗа по проектированию штампов с примерами расчета детали для студентов. И прогоню их деталь через  Simulation.

 

Вообще усилие в 8 тонн, посчитанное @AlexKaz выглядит вполне реалистично.

Лет пять назад был у меня опыт проектирования и изготовления от вот такой штуки из 6мм листа 65Г (только гибка без вырубки и фасок под потай)

 

Спойлер

 

Гнулось это на гидравлическом прессе 25т на горячую за один ход. При этом форма была сделана из пластин, вырезанных на лазере и сваренных вместе. Т.е. ни каких фрезеровок, шлифовок и прочего. Усилие было что-то около 15-20 тонн....

 

Так что 8 тонн на деталь из 0,7мм вполне себе похоже.

[KotZiLa 0]

26 минут назад, AlexKaz сказал:

Автоваз (насколько мне известно, но это типа ОБС) сидит на забугорных спецах

Мне вообще кажется, что наши там только работяги и те, кто на должностях и ЗП пониже. Печально это все, когда проще продать сырье, чем изделие. Или впарить какие-нибудь никчемные услуги "оптимизации предприятия".

 

@AlexKaz  спасибо за помощь! Попробую поковыряюсь самостоятельно с Simulation и формулами. Буду сравнивать с Вашим расчетом.

Если что похожее получится выложу сюда.