Proč může být čtvercový profilový drát vhodnější pro čtvercové matice s náročnými požadavky?
Příkladem je čtvercový profilový drát SWRCH10A o rozměru průřezu 13.80 mm.
Při pěchování za studena se někdy předpokládá, že kulatý a profilový drát se při stejné jakosti oceli zásadně neliší. U běžných součástí to může být výchozí předpoklad. U čtvercových matic s vysokou přesností rozměrů, požadavkem na úplné vyplnění zaoblených rohů a jednotný vzhled však může výchozí průřez významně ovlivnit výsledek.
Příklad z praxe
Zákazník vyvíjel čtvercovou matici z oceli SWRCH10A. Požadoval rozměr průřezu 13.80±0.03 mm, zaoblení R1.0, rohy bez propadlin a úplné vyplnění zaoblení po pěchování za studena.
Na první pohled jde pouze o čtvercový průřez o velikosti 13.8 mm. Obtíž však nespočívá jen v rozměru, ale také ve způsobu, jakým kov vyplňuje zaoblení rohů.
Proč nemusí kulatý drát úplně vyplnit zaoblení?
Při výrobě čtvercové matice z kulatého drátu se kruhový průřez musí změnit na čtvercový a následně vyplnit zaoblení rohů. To vyžaduje značné příčné tečení kovu.
Delší dráha tečení může zvýšit tlak potřebný k vyplnění rohů, místní zatížení nástroje a odpor proti tečení. Tečení může být méně rovnoměrné. Výsledkem mohou být nevyplněná zaoblení, propadlé rohy, přeložky na hranách a nejednotný vnější tvar.
Nedostatečné vyplnění proto může souviset s nevhodným tečením kovu, nikoli pouze s jakostí materiálu.
Co mění čtvercový profilový drát?
Creation Group v tomto případě vyvinula čtvercový profilový drát SWRCH10A o rozměru 13.80 mm namísto běžného kulatého drátu. Hlavní změnou byl výchozí průřez, nikoli pevnost materiálu.
Materiál se již před vstupem do nástroje více blíží konečnému tvaru součásti. Nástroj nemusí provést celou změnu kruhu na čtverec a následně vyplnit rohy; větší část tváření se může soustředit na místní úpravy tvaru.
Tím lze zkrátit dráhu tečení kovu, snížit odpor proti tečení, zrovnoměrnit tok materiálu a usnadnit vyplnění rohů.
Jaká technická zlepšení jsou možná?
Změna při pěchování za studena spočívá především v dráze tečení materiálu. Možnými přínosy jsou lepší vyplnění zaoblení, souvislejší průběh vláken po tváření, nižší místní namáhání nástroje, rovnoměrnější tvářecí zatížení, delší životnost nástroje, lepší rozměrová opakovatelnost a stabilnější vzhled.
Tyto přínosy závisejí na konkrétní aplikaci a nejsou zaručeny pro každou součást. Profilový drát není automaticky lepší než kulatý. Je nutné společně posoudit geometrii součásti, sled operací a uspořádání tvářecích stanic, průběh vláken, zatížení nástrojů a celkové náklady. Úspory materiálu, dobu cyklu, životnost nástrojů a podíl vyhovujících výrobků je třeba doložit záznamy a ověřit zkouškami.
Proč se profilový drát zvažuje v automobilových aplikacích?
U automobilových spojovacích prvků, přesných spojovacích součástí a složitých dílů tvářených za studena se uplatňuje koncepce Near Net Shape, tedy tváření do tvaru blízkého konečné geometrii. Výchozí materiál se má co nejvíce přiblížit tvaru výrobku.
Profilový drát může tento přístup podpořit. V uvedeném případě není cílem pouze úspora materiálu nebo omezení obrábění, ale zlepšení celého procesu pěchování za studena úpravou výchozího průřezu.
Pohled Creation Group
Splnění příslušných materiálových norem zůstává nezbytné. Creation Group současně posuzuje chování materiálu při tváření.
U kulatých, čtvercových, šestihranných a dalších profilů se hodnocení neomezuje na chemické složení a mechanické vlastnosti. Zahrnuje také tečení kovu, zatížení nástroje, vytváření tvaru součásti a stabilitu procesu. Cílem je pomoci zákazníkům vyrábět vyhovující součásti vhodnou kombinací materiálu a technologie.
Závěr
U čtvercových matic s náročnými požadavky neovlivňuje vyplnění zaoblení pouze jakost oceli. Důležitý je také výchozí průřez a jeho vhodnost pro daný proces pěchování za studena.
Přechod z kulatého na čtvercový profil mění dráhu tečení a podmínky tváření, a tím může ovlivnit konečný výsledek. Přiblížení materiálu tvaru výrobku může doplnit optimalizaci nástrojů.
Nebyla nalezena veřejná norma, která by obecně vyžadovala čtvercový profilový drát pro určité čtvercové matice. Tento článek je technickou analýzou konkrétních podmínek součásti a procesu. Vhodnost je nutné potvrdit podle výkresu zákazníka a výsledků zkoušek.