Προσαρμοσμένα καλούπια σφράγισης και σχεδίασης ακριβείας για φιάλες οξυγόνου και μικρούς θερμοσίφωνες

I. Χαρακτηριστικά καταπόνησης μήτρων σφράγισης
Κατά τη διαδικασία σφράγισης, οι δυνάμεις που υφίστανται η μήτρα περιλαμβάνουν κυρίως τη δύναμη σφράγισης, την πλευρική πίεση, την τριβή και τη δύναμη επαναφοράς του ελατηρίου. Η δύναμη σφράγισης είναι η κύρια εξωτερική δύναμη που προκαλεί πλαστική παραμόρφωση του τεμαχίου εργασίας, καθορίζοντας άμεσα τις απαιτήσεις αντοχής της δομής της μήτρας. Η πλευρική πίεση και η τριβή επηρεάζουν την ακρίβεια καθοδήγησης της μήτρας και την κατάσταση ροής υλικού. Η δύναμη επιστροφής ελατηρίου καθορίζει την ακρίβεια διαστάσεων και την ποιότητα διαμόρφωσης του προϊόντος. Μια ολοκληρωμένη ανάλυση αυτών των παραγόντων τάσης είναι απαραίτητη προϋπόθεση για τον ορθολογικό σχεδιασμό της δομής της μήτρας.

II. Μέθοδος Υπολογισμού Δύναμης Σφράγισης
Η δύναμη σφράγισης είναι μια βασική παράμετρος στη διαμόρφωση σφράγισης και η ακρίβεια υπολογισμού της καθορίζει άμεσα τον ορθολογισμό του σχεδιασμού της μήτρας. Ένας συνηθισμένος τύπος εκτίμησης είναι ο ακόλουθος:

$$F=L × t × sigma_f$$
Οπου:

- $$F$$ είναι η δύναμη σφράγισης, σε Newton (N);

- $$L$$ είναι το πραγματικό μήκος διάτμησης ή διάτρησης, σε χιλιοστά (mm).

- $$t$$ είναι το πάχος του φύλλου του τεμαχίου εργασίας, σε χιλιοστά (mm).

- $$sigma_f$$ είναι η τάση ροής υλικού, σε megapascals (MPa).

Η τάση ροής λαμβάνεται ως η διάμεσος της αντοχής διαρροής και της αντοχής σε εφελκυσμό του υλικού, αντανακλώντας την πλήρη αντίσταση του υλικού κατά την πλαστική παραμόρφωση.

III. Εξέταση της πλευρικής πίεσης και της τριβής Η πλευρική πίεση προέρχεται από την τριβή και τη συμπίεση του υλικού στο τμήμα οδηγού καλουπιού και η τιμή της είναι ένα ορισμένο ποσοστό της δύναμης σφράγισης. Η βελτιστοποίηση του συντελεστή τριβής μπορεί να μειώσει την πλευρική πίεση, να μειώσει τη φθορά του καλουπιού και να παρατείνει τη διάρκεια ζωής του καλουπιού. Η χρήση λιπαντικών και η βελτιστοποίηση των παραμέτρων της διαδικασίας είναι οι κύριες μέθοδοι για να επιτευχθεί αυτό.

Η πλευρική πίεση $$F_s$$ υπολογίζεται ως εξής:

$$F_s=\\mu \\times F$$ Όπου $$\\mu$$ είναι ο συντελεστής τριβής, που προσδιορίζεται σύμφωνα με την κατάσταση της επιφάνειας του υλικού και τις συνθήκες λίπανσης, με εύρος τιμών 0,1~0,3.

IV. Επαλήθευση της δομικής αντοχής του καλουπιού Μετά τον προσδιορισμό της δύναμης σφράγισης και των σχετικών τάσεων, είναι απαραίτητο να πραγματοποιηθεί επαλήθευση δύναμης σε βασικά εξαρτήματα καλουπιού για να διασφαλιστεί ότι δεν υπάρχει πλαστική παραμόρφωση ή ζημιά από κόπωση υπό πίεση. Χρησιμοποιώντας το λογισμικό ανάλυσης πεπερασμένων στοιχείων (FEA), σε συνδυασμό με τα δεδομένα υπολογιζόμενης τάσης, η κατανομή της τάσης κατά τη λειτουργία του καλουπιού μπορεί να προσομοιωθεί με ακρίβεια, παρέχοντας μια βάση για βελτιστοποίηση σχεδιασμού.

Η επιλογή κατάλληλων υλικών καλουπιού και διεργασιών θερμικής επεξεργασίας για τη βελτίωση της σκληρότητας, της σκληρότητας και της αντοχής στη φθορά του καλουπιού αποτελεί σημαντική εγγύηση για την αντοχή του καλουπιού σε υψηλή-πίεση σφράγισης.