Обратное Выдавливание

Обратное выдавливание — это операция холодной штамповки, при которой пуансон вдавливается в ограниченную заготовку, заставляя металл течь в направлении, противоположном ходу пуансона — назад и вверх вокруг пуансона. Результатом является полая полость: стакан, глубокое отверстие или трубчатый профиль, образованный без снятия материала.

Backward Extrusion — Cross-Section

1Solid blank sits in the closed die cavity

2Punch descends — the die is closed at the bottom, so the same material cannot flow forward

3The blank deforms as one piece: the annular zones flow upward around the punch, forming a hollow cup — same material, only redistributed

Принцип Работы

Заготовка помещается в матричную полость, ограничивающую её наружный диаметр. По мере опускания пуансона и его проникновения в заготовку металл не может течь вперёд (основание матрицы блокирует его) или наружу (стенки матрицы сдерживают его). Единственное доступное направление — назад, вверх вокруг пуансона.

Геометрия пуансона определяет форму полости:

Пуансон с плоским торцом создаёт отверстие с плоским дном
Остроконечный пуансон создаёт конусообразное дно
Пуансон с радиусом даёт скруглённое дно

Пуансон для выдавливания определяет внутренний диаметр отверстия; вставка матрицы контролирует наружный диаметр детали.

Ключевой Параметр: Толщина Стенки

Толщина стенки является критическим параметром при обратном выдавливании. Слишком тонкая стенка грозит обрушением или разрушением; слишком толстая ведёт к перерасходу материала и увеличению нагрузки при формовке. Толщина стенки определяется по формуле:

Толщина стенки = (Наружный Ø − Внутренний Ø) / 2

Соотношение диаметра пуансона и диаметра матрицы определяет характер течения металла и требуемое усилие. Типовое практическое правило: минимальная толщина стенки должна составлять не менее 15–20% от наружного диаметра, хотя это зависит от материала.

Типичные Применения

Обратное выдавливание используется для производства:

Винтов с цилиндрической головкой и внутренним шестигранником (полость шестигранного гнезда)
Полых заклёпок и трубчатых крепёжных изделий
Глубоких отверстий и глухих расточек в штампованных деталях
Стаканообразных заготовок для последующих операций

Трудности

Обратное выдавливание требует точного соосного расположения пуансона и матрицы. Любое боковое смещение вызывает эксцентричное отверстие, неравномерную толщину стенки и ускоренный износ пуансона. Пуансон подвергается очень высоким сжимающим напряжениям на торце — особенно при большой глубине отверстия — что делает выбор материала и поверхностную обработку пуансона критически важными.

Шевронные трещины — внутренние разрывы по оси детали — могут возникать при обратном выдавливании, если применяется слишком много проходов выдавливания, степень обжатия за проход слишком высока, или геометрия угла матрицы неблагоприятна.

Связь с Технологией Manzoni

Система Manzoni Extra Deep Forming® была специально разработана для увеличения достижимой глубины формовки на стандартном многопозиционном автомате. Захватные пальцы осуществляют необычно широкое и быстрое движение, позволяющее пуансону глубже проникать в матрицу и обеспечивая производство деталей со сверхглубокими отверстиями, для которых в обычных условиях потребовалась бы более крупная и дорогостоящая машина.