1. Clasificación de procesos básicos
De acuerdo con sus propiedades de deformación, el proceso de estampado se puede dividir en dos categorías: separación de materiales y formación.
El proceso de separación se refiere al proceso de estampado en el que la pieza en bruto se rompe y separa después de que la tensión de la parte deformada alcanza la resistencia a la tracción bajo la acción de la fuerza de estampado, para obtener una pieza de trabajo de la forma y tamaño deseados.
El proceso de formación se refiere al proceso de estampado en el que la tensión de la parte deformada de la pieza en bruto alcanza el límite elástico bajo la acción de la fuerza de punzonado, pero no alcanza la resistencia a la tracción, de modo que la pieza en bruto se deforma plásticamente sin fractura ni separación. , obteniendo así una pieza de trabajo de la forma y tamaño requeridos. .
2. Tipos de procesos de separación
Según sus diferentes mecanismos de deformación, el proceso de separación se divide en dos categorías: punzonado y reparación.
Punzonado: se refiere a perforar una hoja con un troquel a lo largo de una determinada curva o línea recta (incluidas las siguientes categorías)
El reacondicionamiento es un método de procesamiento separado para reprocesar la sección de la pieza ciega. La deformación de reacondicionamiento es un mecanismo de corte, y la precisión dimensional y la calidad de la sección transversal de la pieza de trabajo son mejores que las de la pieza en blanco.
3. Tipos de proceso de moldeo
Hay muchos procesos de formación, que incluyen: procesos de doblado, embutición profunda, rebordeado, abombado y extrusión. (detalles de la siguiente manera :)
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Puñetazos
1. Introducción al proceso de forma y formación de productos troquelados
La forma del producto de corte. La sección del producto de corte se divide en: ángulo de colapso, zona brillante, zona de fractura y rebabas. Estas cuatro formas se producen en diferentes etapas, diferentes partes y bajo diferentes tensiones durante el proceso de troquelado del producto.
Como se muestra en la figura anterior, 1. Ángulo de asentamiento: la altura es aproximadamente igual a 8 por ciento T a 15 por ciento T; 2. Banda brillante: la altura es aproximadamente igual a 15 por ciento T a 55 por ciento T; 3. Zona de falla: la altura es aproximadamente igual a 35 por ciento T a 75 por ciento T; 4. Glitch: la altura es aproximadamente igual a 5 por ciento T a 10 por ciento T
1) Etapa de deformación elástica
Análisis de tensión: el material en el filo está sujeto a una fuerza de corte y la magnitud de la fuerza es menor que el límite elástico. Si la fuerza desaparece, el material vuelve a su estado original.
Descripción del estado: el punzón ejerce presión sobre el material y el material se aprieta ligeramente en el borde de corte del troquel.
2) Etapa de deformación plástica
Análisis de estrés: el material se estresa desde el lado hacia el centro y gradualmente excede el límite elástico
Descripción del estado: el punzón se adentra más en el material y, en esta etapa, la parte ciega produce un ángulo colapsado y una banda brillante
3) Etapa de corte
Análisis de tensión: La tensión parcial del material cerca del borde de corte de la matriz alcanza primero la resistencia al corte del material, lo que aumenta las grietas generadas por el material próximo al borde de corte de la matriz. En este momento, el material en el filo del punzón aún se encuentra en la etapa de deformación plástica. A medida que el punzón penetra más en el material, el material cercano al punzón también alcanza la resistencia al corte y también se generan grietas. Posteriormente, las dos grietas se superponen y el material se separa.
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Descripción del estado: el material está separado y cuando las grietas superior e inferior se superponen, se rasgan entre sí y producen rebabas
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Puntos clave y ejemplos de diseño de la tecnología de punzonado relacionados con el diseño de productos
1. Clasificación, función y estructura de los productos de corte
perforación
Función 1. Utilizado como orificio de paso general (requisitos más bajos); 2. Utilizado como orificio inferior autorroscante (el diseño del producto requiere una mayor proporción de bandas brillantes); 3. Utilizado como orificio de eje de alta precisión (no requiere rebabas, correas menos fracturadas) (mediante desbarbado mecánico o inversión del molde)
Nota: Al diseñar el orificio de perforación, debido a la limitación de la fuerza del punzón, el tamaño del orificio no debe ser demasiado pequeño (generalmente mayor que 0.5T)
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Estampado en blanco
Función 1. Utilizado como forma general (requisitos más bajos); 2. Utilizado como conjunto de soldadura láser de juntas a tope (sin rebabas, grandes bandas brillantes, pequeños espacios en la zona de fractura); 3. Utilizado como soporte de decoración suave (requiere rizado o desbarbado)
Nota: 1. Al diseñar el producto, las uniones de las líneas rectas o curvas de las piezas ciegas deben tener esquinas redondeadas apropiadas. (De lo contrario, la tensión del troquel se concentrará y se dañará fácilmente); 2. Teniendo en cuenta la tecnología de procesamiento del troquelado de alambre, las piezas ciegas o el ángulo R mínimo de las piezas ciegas no debe ser inferior a R0.2.
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Cortar la lengua, cortar la canción
Función 1. Utilizado como hebilla; 2. Usado como límite; 3. Guarda el proceso, mejora la tasa de utilización de los materiales y combina los dos procesos de recorte y doblado en uno. (Desventaja: La dirección de la rebaba no se puede cambiar, debe ser opuesta a la dirección del punzón)
Nota: Se requiere que la distancia entre la parte cortada y la parte doblada sea lo suficientemente grande para cumplir con la fuerza del punzón.
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Puntos de atención en el diseño estructural de corte y doblado de lengüetas:
1) El ancho del punzón debe ser lo suficientemente grande al cortar, y la distancia entre la parte de corte y la parte doblada debe ser superior a 5 mm al diseñar la pieza; de lo contrario, la fuerza del punzón será baja, lo que afectará la vida útil del molde
2) Al diseñar el molde, la parte cortante del filo de la cuchilla debe garantizar un borde recto de aproximadamente 3 mm para evitar que la cuchilla se derrumbe. Debe haber una rotura en ambos lados del punzón, para garantizar que primero se corte y luego se doble.
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Resumen de los puntos de diseño del producto relacionados con el corte
1) Al diseñar el producto, las uniones de las líneas rectas o curvas de las partes ciegas deben tener esquinas redondeadas apropiadas. (Motivo: 1. El ángulo R mínimo del corte de alambre ordinario es 0.2, y las esquinas afiladas no son fáciles de garantizar. 2. El troquel en las esquinas afiladas Concentración de tensión, el molde se daña fácilmente después de ser estresado.)
2) La dirección de la rebaba debe marcarse al diseñar el producto. La rebaba es muy importante para la seguridad del personal de montaje y operación del producto. (Nota: se marca la dirección de la rebaba, no la dirección del punzonado)
3) Al diseñar el orificio de perforación, debido a la limitación de la fuerza del punzón, el tamaño del orificio no debe ser demasiado pequeño (generalmente mayor que 0.5T, trate de no hacer que el diámetro del orificio menos de 0.8T)
4) Al diseñar el producto, la resistencia a la tracción del material debe ser inferior a 630 MPa tanto como sea posible, de lo contrario, será difícil fabricar el molde. (Cuando la resistencia a la tracción del producto es inferior a 630MPa, el material del molde se puede seleccionar de acero para moldes ordinario relativamente económico, como: Cr12, Cr12MoV, SKD11, D2, etc. Cuando la resistencia a la tracción del producto es superior a 630MPa , el material del molde debe seleccionarse de un acero de molde especial más caro, como SKH-9)
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5) Cuando el diseño del producto tenga requisitos especiales para la sección de punzonado, se debe marcar el valor mínimo aceptable de cada sección.
6) Al cortar, preste atención al diseño del ángulo de corte en el producto para facilitar el desmoldeo, reduciendo así el desgaste del punzón.
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2. Breve introducción del troquel de perforación
1) punzonado, troquelado
2) molde de desbarbado
3) troquelado lateral
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Forma del producto doblado e introducción al proceso de formación.
1. Forma de productos curvos
Mecanismo de formación de flexión: la tensión en el material metálico es mayor que el límite elástico (límite elástico) pero menor que el límite de fractura (resistencia a la tracción), lo que hace que la curvatura de la hoja cambie en la zona de deformación por flexión, formando una curva.
Análisis de tensión de flexión: cuando se dobla, el lado interior del material está sujeto a tensión de compresión y el lado exterior está sujeto a tensión de tracción, y la tensión de tracción juega un papel dominante, por lo que la capa neutra del material es el centro de la material que está sesgado hacia el lado interior de la flexión.
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Capa neutra: alrededor de 0.255T desde el lado interior del material
La fibra exterior del material se mueve en relación con el material debido a la tensión de tracción, y la insuficiencia del material se complementa con la dirección del ancho.
2. Proceso de doblado (tome la curva V como ejemplo):
1) El movimiento del punzón y la hoja de contacto (en blanco) producen un momento de flexión debido a las diferentes fuerzas del punto de contacto de los moldes convexos y cóncavos, y se produce una deformación elástica bajo la acción del momento de flexión, lo que resulta en la flexión.
2) A medida que el punzón continúa moviéndose hacia abajo, la pieza en bruto y la superficie del troquel entran en contacto gradualmente, de modo que el radio de curvatura y el brazo de doblado se reducen en consecuencia, y el punto de contacto entre la pieza en bruto y el troquel se mueve de los dos hombros del dado a las dos vertientes del dado.
3) A medida que el punzón continúa bajando, ambos extremos del blanco entran en contacto con la pendiente del punzón y comienzan a doblarse.
4) En la etapa de aplanamiento, a medida que el espacio entre el punzón y la matriz continúa disminuyendo, la hoja se aplana entre el punzón y la matriz.
5) En la etapa de corrección, cuando termina el trazo, se corrige la hoja para que las esquinas redondeadas y los bordes rectos se ajusten al punzón para formar la forma deseada.
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3. Dos tipos de problemas que son propensos a ocurrir en productos doblados (rebote, agrietamiento)
1) Rebote:
El motivo de la recuperación elástica: el material está compuesto de muchas capas de fibras, y la tensión de cada capa de fibras es diferente (la capa más externa tiene la mayor tensión de tracción, la capa más interna tiene la mayor tensión de compresión, la magnitud de los dos Las fuerzas disminuyen hacia la capa neutra), por lo que después de la flexión, no todas las capas de fibra se estresan más que el límite elástico del material, por lo que el material en la etapa de deformación elástica tiene un fenómeno de recuperación.
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1) La tensión y la deformación de la capa neutra son cero
2) La tensión de compresión de la capa neutra aumenta gradualmente hacia el interior
3) La tensión de tracción de la capa neutra aumenta gradualmente hacia el exterior
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1) Cuando se dobla la pieza de estampado, la tensión de la mayoría de las capas de material entra en el área de deformación plástica y estas capas de material no retroceden.
2) La tensión de la capa de material más cercana a la capa neutra todavía se encuentra en la región de deformación elástica, y estas capas de material retrocederán después de que desaparezca la fuerza externa (el punzón de flexión abandona la pieza de trabajo)
Factores que afectan el rebote:
(1) Cuanto mayor sea el límite elástico del material, mayor será la tensión de deformación requerida y mayor será el rebote
(2) Cuanto menor sea el radio de flexión relativo R/T del material, más concentrada será la tensión, menor será la proporción de deformación elástica y menor será el rebote.
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2) agrietamiento
Cuando la tensión en parte de la capa de material de la pieza de trabajo es mayor que el límite de tracción durante la flexión, la pieza de trabajo se agrietará. (Cuanto más lejos esté la capa de material de la capa neutra, mayor será la tensión y la deformación)
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Formas de evitar el agrietamiento: al doblar, el ángulo R dentro de la esquina es demasiado pequeño. (generalmente el valor R no es inferior a 0.5T)
4. Características de deformación de los productos de flexión.
(1) Debido a la tensión de tracción de la fibra exterior del material, el material se mueve relativamente y la deficiencia del material se complementa con las direcciones de ancho y grosor, por lo que se reduce el ancho del material.
(2) Debido a la tensión de compresión de las fibras de la capa interna del material, el material de la capa interna se mueve en la dirección del ancho, lo que da como resultado un aumento en el ancho de la capa interna del material.
(3) Cuando el ancho es inferior a 3 veces el grosor del material, el fenómeno anterior es obvio y el diseño del producto debe evitar la situación en la que el ancho es inferior a 3 veces el grosor del material.
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5. Puntos clave y ejemplos de diseño del proceso de plegado relacionados con el diseño del producto
(1) The fillet radius of the bent part should not be smaller than the minimum bending radius to avoid cracks; but it should not be too large, otherwise the rebound will be large due to incomplete deformation. (Generally, the minimum bending radius R>=0.5T)
Aviso:
1) Al diseñar el producto, se debe evitar que el ángulo R de flexión sea demasiado pequeño, de lo contrario, causará fácilmente la concentración de tensión.
2) La dimensión del ángulo R debe estar marcada en el interior. (Razón específica: la pieza de trabajo está cerca del punzón cuando se dobla, y el ángulo R del punzón determina el ángulo R de la pieza de trabajo, y es fácil de controlar y ajustar).
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(2) The length of the bending edge of the bending part should not be too small, otherwise the length of the support of the mold to the material is too small during the bending, it is not easy to obtain parts with accurate shape, and the bending part is often easy to fall out. H>R más 2T.
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Nota: Al diseñar el producto, evite doblar el borde recto demasiado pequeño, de lo contrario, se caerá fácilmente hacia afuera y será difícil controlar la verticalidad.
(3) La parte doblada no debe doblarse por el cambio repentino en el ancho de la parte para evitar que se rompa. Si debe doblarse por el cambio repentino de ancho, la ranura del proceso debe diseñarse con anticipación.
(4) Dado que la pieza en bruto se deslizará más o menos durante el doblado, el orificio del proceso debe diseñarse tanto como sea posible durante el diseño del producto.
6. Breve introducción del troquel de flexión.
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Forma del proceso de moldeo e introducción al proceso.
1. Clasificación e introducción del proceso de moldeo.
Mecanismo de formación: la tensión sobre el material metálico es mayor que el límite elástico (límite elástico) pero menor que el límite de fractura (resistencia a la tracción), y el modo de deformación deseado por el diseñador se produce dentro del rango de deformación plástica.
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Clasificación del proceso de formación: 1. Embutición profunda 2. Extrusión 3. Rebordeado 4. Volteado (bombeo) 5. Retracción y abocardado
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2. Puntos clave del proceso de moldeo relacionados con el diseño del producto y ejemplos de diseño
1) apretar
Hay tres funciones de casco convexo de extrusión:
(1) Utilizado como pasador autoubicable entre dos partes
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Aviso:
a. Cuando la protuberancia se utiliza como pasador de posicionamiento, el diámetro de la protuberancia debe controlarse estrictamente. En general, la tolerancia del diámetro de la protuberancia se puede controlar en aproximadamente más /- 0.04 mm
b. Dado que el casco convexo está extruido, los lados del casco convexo son todas bandas brillantes;
(2) Utilizado como límite del mecanismo de movimiento
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(3) Utilizado como tope para soldadura por proyección
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Puntos de atención y tamaño de perforación del diseño de casco convexo:
Principles: 1) It is necessary to ensure that there is sufficient material connection between the convex hull and the matrix, otherwise the convex hull is easy to fall off. 2) When used as projection welding, the bump diameter D>{{0}}t más 0,7 y mayor de 1,8 mm.
Bump height H>{{0}}(0.4t más 0.25) y mayores de 0,5 mm
Las dimensiones de diseño de la altura límite del casco convexo son las que se muestran en la siguiente figura
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Nota: Al marcar el tamaño del casco convexo, solo se puede controlar el tamaño de la parte convexa y no se puede controlar el tamaño de la parte cóncava.
Estructura de matriz convexa de extrusión: el tamaño de la matriz determina el diámetro del casco convexo. El dedal y el punzón de extrusión juntos determinan la altura del casco convexo. Nota: Al marcar el tamaño del casco convexo, solo se puede controlar el tamaño de la parte convexa y no se puede controlar el tamaño de la parte cóncava.
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2) orificio de bombeo
El pozo de bombeo tiene dos funciones:
a) Utilizado como piezas de conexión de remaches (incluyendo remaches punzonados y remaches giratorios);
Ventajas: se pueden omitir los remaches, ahorrando costes.
Desventajas: No puede soportar grandes fuerzas de tracción o de corte.
Punzonado y remachado: actúa como conexión fija.
Remachado de torneado de orificio de tracción: actúa como un eje giratorio.
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b) Utilizado como tuerca de conexión
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Puntos de atención en el diseño del agujero y el tamaño del punzón:
Principios: a) Se debe asegurar un flujo de material suficiente (es decir, se debe calcular la factibilidad de bombeo).
b) Cuando se utilice como remache giratorio, se debe controlar el diámetro exterior del orificio de extracción (dimensión estándar del diámetro exterior).
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Nota: El molde puede controlar tanto el diámetro interior como el exterior del orificio de bombeo, el punzón controla el diámetro interior; el troquel controla el diámetro exterior, pero no al mismo tiempo. Es decir, cada parte solo puede controlar un valor.
c) Cuando se utiliza como tuerca, se debe controlar el diámetro interior del orificio de bombeo (dimensión estándar del diámetro interior).
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d) Cuando se utilice como tuerca, se debe asegurar que el espesor de la regla adelgazada sea mayor a 1,3 veces el paso de la rosca.
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e) Cuando se utilice como tuerca y tenga requerimientos de resistencia, se debe asegurar que la altura mínima de la regla después de perforar el orificio sea mayor a 3 veces el paso de rosca.
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Cálculo de factibilidad del pozo de bombeo:
Orificio Orificio: Un proceso de estampado en el que el material se convierte en una pestaña lateral a lo largo de la circunferencia del orificio interior.
Coeficiente de giro del orificio: la relación entre el diámetro del orificio preperforado y el diámetro del borde recto después de girar el orificio (cuanto mayor sea el coeficiente de giro del orificio, menor será el grado de deformación)
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Factores que afectan el coeficiente del agujero de torneado:
a) La plasticidad del material, cuanto mejor sea la plasticidad, menor será el coeficiente de giro del agujero.
b) El diámetro relativo D/t del agujero prepunzonado, cuanto menor sea D/t, menor será el coeficiente de giro del agujero.
c) Método de procesamiento de agujeros. (Si el orificio de giro es más alto, no es fácil romperlo cuando la rebaba está ubicada en el interior; cuando está ubicada en el exterior, es necesario aumentar el proceso de superficie guía y luego perforar el orificio).
d) La forma del perforador. (El punzón esférico puede reducir el coeficiente de giro y aumentar el grado de deformación).
En teoría, es necesario juzgar si el proceso de bombeo es factible de acuerdo con el coeficiente de bombeo (este método necesita determinar demasiados factores, lo que requiere mucho tiempo y mano de obra). En general, se puede juzgar según la relación proporcional entre el prepunzonado y el espesor del material. Cuando el diámetro relativo D/t del agujero preperforado es mayor que 1, generalmente se considera factible.
Cálculo del tamaño del agujero preperforado:
Principio: El principio de volumen constante antes y después de girar el agujero.
AB={H*EF-(π/4-1)*EF*EF}/T
Diámetro del orificio preperforado d=D-2*AB
Generalmente, el grosor del material se vuelve más delgado después de tornear el agujero, y el coeficiente de adelgazamiento está entre {{0}}.45 y 0.9.
El factor de adelgazamiento se refiere a la relación entre EF y el espesor T de la materia prima.
It is generally believed that when d>=T, la perforación es factible (valor empírico, el juicio detallado puede referirse al coeficiente de perforación)
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Estructura de molde de dibujo de agujeros
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Perforación de agujeros Estructura del punzón: a) Cuando se utiliza un punzón parabólico, la calidad del torneado es mayor debido al arco excesivo. (La estructura es la siguiente)
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Nota: Cuando el radio del arco es diferente, el efecto de extrusión del punzón en el material es diferente. Debido a que el punzón de arco pequeño es demasiado pequeño, la fuerza de extrusión instantánea sobre el material es grande, por lo que la deformación del material también es grande. Por lo tanto, bajo las mismas condiciones, el punzón de arco pequeño se usa para tornear el agujero. Más alto.
b) Punzón de formación de una acción sin prepunzonado.
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Nota: El tamaño del orificio de perforación es consistente con el tamaño del orificio preperforado en las dos formas (A=a, B=b). La estructura de punzonado y torneado de una sola vez solo es adecuada para el caso en que las rebabas de torneado están en el exterior.
3) Rebordeado cóncavo
El rebordeado es el proceso de convertir el material en un lado corto lateralmente a lo largo de la curva de contorno.
a) Rebordeado cóncavo (rebordeado alargado): la deformación es similar a la de un agujero.
b) La tasa de adelgazamiento oscila entre 0.9 y 1 (el área más severamente deformada está en la cara del extremo más alto)
Juicio de factibilidad del rebordeado cóncavo:
a) Tamaño ampliado
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b) Sentencia
Longitud de arco final L1 antes de rebordear
Longitud de arco final L2 después del rebordeado
Cuando la tasa de deformación K de la superficie final es mayor que la tasa de elongación de la materia prima, se producirán grietas.
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Durante el diseño del producto, los valores de R, r y h se pueden ajustar para que la tasa de deformación de la cara del extremo cumpla con los requisitos de diseño sin agrietarse.
4) Rebordeado convexo
a) Rebordeado convexo (rebordeado por compresión): la propiedad de deformación pertenece al moldeo por compresión.
b) Dimensiones expandidas de la brida convexa
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Introducción a otras estructuras de troqueles de estampado
1. Estructura del molde rodante (método 1)
Pasos: 1. Haga rodar un octavo de un círculo, 2. Curve hacia arriba oblicuamente a 80 grados, 3. Empuje hacia abajo para formar un círculo.
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2. Estructura del molde rodante (método 2)
Pasos: 1. Haga rodar un cuarto de círculo, 2. Use el control deslizante para empujar hacia los lados.
3. Aplane la estructura del molde (aplane el borde exterior)
Pasos: 1. Borrado; 2. Doblarse hacia arriba 90 grados; 3. Presionar 70 grados (el tamaño del punzón R es el doble del grosor del material menos 0,3) 4. Aplanar
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4. Aplanamiento de la estructura del molde (aplanamiento del orificio interno)
Pasos: 1. Borrado; 2. Doblarse hacia arriba 90 grados; 3. Presionar 70 grados (el tamaño del punzón R es el doble del grosor del material menos 0,3) 4. Aplanar
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5. Estructura de embutición profunda
