Reglas de diseño de forja con matriz cerrada para bridas pequeñas de menos de 2 kg

1. ¿Qué tres números deciden si una pieza puede falsificarse?

Área proyectada, ángulo de desmoldeo y posición de la línea de separación: haga bien esos tres y el resto del dibujo será un detalle.

El área proyectada la decide la prensa. El acero caliente en una matriz cerrada necesita aproximadamente de 4 a 6 t/cm² de área proyectada para una parte de espesor moderado, más cuando las nervaduras y almas son delgadas. Por lo tanto, una prensa de 400 t procesa aproximadamente 70-90 cm² de superficie proyectada, lo que equivale a un disco de 95-105 mm de ancho, y por eso el límite de peso práctico en esta categoría se acerca a los 2 kg para el acero.

Draft decide si la pieza abandona el dado. Una prensa de fricción no tiene eyector, por lo que depende del tiro que libera la pieza. Pida 2° y la pieza se pegará, el dado se rayará y alguien lo soltará con un martillo.

La posición de la línea de separación decide tanto el costo del troquel como, lo que es más importante, qué superficies terminan con una cicatriz relámpago. Es la primera decisión del DFM, no la última.

Una brida de bomba en el extremo pequeño de este rango es un buen caso de prueba: un disco con un orificio, un patrón de pernos y una cara mecanizada, donde los tres números interactúan y una decisión de 1 mm en el stock cambia el tonelaje requerido.

2. ¿Hacia dónde debería ir la línea divisoria?

En la mayor superficie proyectada, en un solo plano a ser posible, y nunca a través de una superficie que selle o un filete que transporte carga.

La línea de separación es donde se unen las dos mitades del dado, y el destello que se escapa allí se recorta después. El recorte deja una marca testigo más un traslape poco profundo justo debajo de la superficie, por lo que la línea debe aterrizar en una cara que será mecanizada o en un borde no funcional. Dos ubicaciones a evitar:

• A través de una cara de sellado. Un traslapo debajo de una junta o junta tórica es una vía de fuga que el torque no puede cerrar y no aparecerá hasta que la pieza esté en servicio.

• A través de un filete. El traslape se convierte en un elevador de tensión exactamente en el lugar donde la tensión de flexión alcanza su punto máximo, y la grieta comienza allí bajo carga cíclica.

Para una pieza con bridas, eso generalmente significa que la línea de separación corre sobre el borde exterior a la mitad del espesor, con la cara de sellado en el troquel inferior y suficiente material para limpiar. El desplazamiento del troquel (el desajuste lateral entre las dos mitades) suele ser de 0,3 a 0,5 mm en piezas pequeñas, lo cual es una segunda razón para mantener la línea fuera de cualquier elemento funcional y asegurarse de que el margen de mecanizado exceda el desplazamiento.

Una regla más que ahorra dinero en herramientas: mantenga la línea de separación en un solo plano. Una línea escalonada o inclinada necesita un troquel más complejo y una herramienta de corte más compleja, y el coste es de primer orden en lugar de amortizarse.

3. ¿Cuánto borrador necesitas realmente?

De cinco a siete grados en el exterior y de siete a diez en el interior para el acero en una prensa de fricción, y cualquier cosa por debajo de 3° necesita un proceso diferente, no un operador más valiente.

Las superficies externas que se alejan del troquel pueden extenderse entre 5 y 7°. Los bolsillos internos y los orificios formados por el punzón necesitan más, entre 7 y 10°, porque el material se encoge sobre el punzón a medida que se enfría y lo agarra. Los bolsillos profundos necesitan el extremo superior de ese rango, independientemente de lo que diga la regla nominal.

El costo del tiro superficial no es un rechazo, es un ciclo más lento y una vida útil más corta. Una pieza que se arrastra durante la expulsión se calienta, los bordes del troquel se desgastan más rápido y el siguiente lote tiene una línea de rebaba 0,2 mm más gruesa y una línea de separación que no coincide que devora el material de mecanizado. Más de 50.000 piezas, 3° en lugar de 7° se pagan muchas veces y la factura nunca lo indica.

Si un diseño realmente necesita una pared vertical (un asiento de soporte, una espiga, un elemento de ajuste), forje con borrador y mecanice la pared después, o use un troquel con una pieza suelta. Ambos son legítimos y en YUEHE ambos se citan como partidas individuales en lugar de ser absorbidos como una sorpresa.

4. ¿Qué reglas de sección mantienen vivo el dado?

Filetes de al menos 2 a 3 mm, almas de 4 a 5 mm con este peso y costillas no más anchas de lo necesario ni más altas que cuatro veces su ancho.

El patrón es térmico: las secciones delgadas se enfrían primero y dejan de fluir, mientras que las gruesas siguen fluyendo y alejan el metal de ellas. Una protuberancia de 20 mm junto a una red de 3 mm llenará la protuberancia y privará a la red sea cual sea el tonelaje, por lo que se debe colocar el troquel para llenar la sección delgada al final.

Las esquinas internas afiladas son el costo evitable más común en esta categoría. Concentran la tensión del troquel, son el primer lugar donde se comprueba el calor del troquel y son el último lugar en llenarse. Redondear una esquina de 0,5 mm a 3 mm puede aumentar entre un 20 y un 30 % la vida útil del troquel y no cuesta nada en el dibujo. Las mismas reglas de la sección rigen la mayoría de las piezas automotrices pequeñas que llegan como piezas forjadas: un soporte y una brida fallan en una matriz exactamente por las mismas razones.

5. ¿Cuánto margen de mecanizado debería dejar?

1,5 a 3 mm por superficie mecanizada para la práctica convencional, 1,0 a 1,5 mm para casi neto, y el segundo número solo es seguro cuando el troquel está bien controlado.

Cada milímetro de material se paga tres veces: como material, como energía para calentarlo y deformarlo, y como desgaste de herramienta para eliminarlo. En YUEHE, las acciones se cotizan superficie por superficie, de modo que el comercio es visible antes de que se corte el troquel y no en las virutas en el suelo.

Ejemplo resuelto, porque la aritmética es donde los diseños salen mal. Una brida de 96 mm de diámetro exterior, 24 mm de espesor, 30 mm de diámetro interior, cuatro orificios de ⌀9 en un círculo de pernos de 75 mm, peso terminado de aproximadamente 1,36 kg. Agregue 2 mm por lado y la pieza forjada tendrá 100 mm de ancho y 28 mm de espesor: 1,73 kg, de los cuales aproximadamente 0,37 kg se convierten en astillas. La pieza en bruto, no la pieza terminada, determina el tonelaje: 78,5 cm² de área proyectada a 4-6 t/cm² necesitan entre 310 y 470 t, que se ubican en la parte superior de una prensa de 300 t y cómodamente dentro de una de 400 t. Especifique 3 mm de material en lugar de 2 y la misma pieza aumentará aproximadamente entre 15 y 20 toneladas de tonelaje y 0,2 kg de virutas adicionales sin ninguna ganancia funcional.

Ése es el negocio que realiza el dibujo: las acciones compran un seguro de tolerancia y su precio se cotiza por kilogramo.

6. ¿Qué debe captar una revisión de DFM antes de cortar el troquel?

Seis cosas, en este orden, y cada una es más barata de cambiar en papel que en acero.

1. Línea de separación de la cara del sello y de los filetes, en un plano.

1. Esqueje de 5 a 7° en el exterior y de 7 a 10° en el interior, con una nota sobre qué superficies se mecanizarán posteriormente.

1. Filete mínimo de 2 a 3 mm, alma de 4 a 5 mm, altura de nervadura dentro de 4 × ancho.

1. Material de 1,5 a 2,5 mm en caras mecanizadas y verificación de que el material exceda el desplazamiento del troquel más la tolerancia de forjado.

1. Área proyectada frente a la prensa disponible, utilizando el tamaño en blanco en lugar del tamaño terminado.

1. Tolerancias que coinciden con el proceso (±0,5 mm forjado, ±0,05 mm mecanizado) en lugar de una nota general.

Las mismas seis reglas se transfieren directamente a nuestra línea de accesorios Rail , donde los soportes y los asientos de montaje se forjan con la misma lógica con una inspección más estricta. En YUEHE, el diseño del troquel se acuerda con el cliente antes de cortarlo y la nota DFM se envía junto con la cotización y no después. Los espacios en bruto salen de prensas de fricción de 400 t y 300 t con más de 100 máquinas detrás, funcionando según ISO 9001:2015 a aproximadamente 1,5 millones de piezas al año, y Chuzhou Yuehe Mechanical Manufacturing Technology Co., Ltd. cotiza volúmenes personalizados y OEM de 5000 piezas con herramientas en una línea separada.

Preguntas frecuentes

P: ¿Cuál es el ángulo de inclinación mínimo que aceptará?

A: 5° en superficies externas y 7° en internas para acero en prensa de fricción. Por debajo de 3° lo cotizaremos, pero la cotización incluirá un troquel con una pieza suelta o un cambio de expulsión, porque de lo contrario la pieza no se liberará de manera confiable.

P: ¿Puedo forjar una pieza con una pared de 2 mm?

R: No en acero con este peso. Las bandas de menos de 4 mm se enfrían antes de que se llene el troquel y tienden a doblarse. Si la función necesita una pared delgada, forjala más gruesa y mecanizala, o mueve la pieza a un proceso diferente.

P: ¿Cuánto material debo dejar en una cara que será rectificada?

R: 1,5–2,0 mm para una cara forjada, porque el rectificado elimina 0,2–0,3 mm y el resto tiene que absorber la tolerancia forjada más el desplazamiento del troquel. Dejar 1,0 mm sólo es seguro en un troquel casi neto con un intervalo de mantenimiento comprobado.

Envíe el dibujo y obtenga que se le apliquen las reglas

Envíe el dibujo y el volumen anual, y YUEHE le devolverá una nota DFM marcada (línea de separación, borrador, filetes, existencias y el tonelaje que el espacio en blanco realmente necesita) antes de cotizar cualquier herramienta. Si la pieza no se puede falsificar dentro de estas reglas, lo indicaremos y sugeriremos qué cambiar.

Móvil: +86 13914457919

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