Автокөлік қалыптарын жобалау процесінің негізгі кезеңдері

ҚЫСҚАША

Автокөлік қалыптарын жобалау процесі — бұл бөлшектің концепциясын берік өндірістік құралға айналдыратын жүйелі инженерлік жұмыс реті. Бұл процесс бөлшекке қолайлылық талдауынан (DFM) басталады, содан кейін материалды тиімді пайдалануды максимизациялау үшін жолақты орналастыру жоспарын әзірлеу мақсатында стратегиялық процесті жоспарлау жүргізіледі. Кейінірек CAD-та қалып құрылымы мен компоненттерінің егжей-тегжейлі жобасы жасалады, виртуалды симуляция арқылы тексеру және серпімді деформацияны түзету жүргізіледі және соңында құрал жасаушы үшін дәл өндірістік сызбалар мен материалдар тізбесі (BOM) әзірленеді.

1-саты: Бөлшектің қолайлылығы және процесті жоспарлау

Табысты автомобиль штампылау операциясының негізі болат кесілмеден көп бұрын қаланады. Бөлшектің штампылануға жарамдылығын анықтауға бағытталған, Технологиялықтыққа лайықтылық талдауы мен үдерісті жоспарлауға бағытталған осы бастапқы кезең — қымбатқа түсетін қателерді болдырмау мен тиімді өндірісті қамтамасыз ету үшін ең маңызды саты болып табылады. Бұл шарт ДМФ (DFM) деп аталады. Бұл талдау сынап немесе бұйыршақ пайда болуы сияқты қымбатқа түсетін физикалық мәселелерге айналмас бұрын, сүйір бұрыштар, терең тартылулар және материал қасиеттері сияқты элементтерді зерттейді.

Бөлшек өндіруге жарамды деп танылғаннан кейін келесі қадам — жолақ компоновкасы түрінде визуалды бейнеленген технологиялық үдерісті жоспарлау. Бұл жазық металл орамының қалай дамып, дайын бөлшекке айналатының стратегиялық картаcы. Руководство авторларының бірі Jeelix , жолақ орналасуы әр операцияны мұқият карталайды ірітуден және кесуден бастап иілу мен қалыптастыруға дейінлогикалық ретімен. Негізгі мақсаттар материалды барынша пайдалану және жолақ өлшеу арқылы өтетін кезде тұрақты болып қалуын қамтамасыз ету. Оңтайландырылған орналасудың экономикалық әсері зор болуы мүмкін; тіпті материалды пайдаланудың 1% жақсаруы да автомобиль өндірісінің үлкен көлемінде елеулі үнемдеуге әкелуі мүмкін.

Бұл жоспарлау кезеңінде дизайнерлер соңғы бөлшекті бір қатар баспалдақпен жасайтын әрекеттерге айналдырады. Мысалы, күрделі тұтқа негізгі операцияларына бөлінеді: ұшқыш тесіктерін тесу, шеттерін кесу, бұрылуларды орындау және, ақырында, біткен бөлшекті таспаннан кесу. Бұл құрылымды ойлау операциялардың дұрыс ретімен жүргізілуін қамтамасыз етеді, мысалы, бұрмалаудан бас тарту үшін иістену алдында тесіктерді тесіп алу.

Негізгі DFM-қа қатысты бақылау тізімі:

• Материалдың қасиеттері: Таңдалған металдың қалыңдығы, қаттылығы және дәнді бағыты қажетті қалыптау операцияларына жарамды ма?
• Бүгу радиустары: Барлық бұрылыс радиустары жарылуды болдырмау үшін жеткілікті кең пе? Ішкі радиусы материалдың қалыңдығынан 1,5 есе кем болса, бұл жиі қызыл белгі болып табылады.
• Шұңқырдың жақындығы: Тесіктер созылудан немесе жыртылудан сақтану үшін бұрыштар мен жиектерден қауіпсіз қашықтықта орналастырылған ба?
• Кешенді геометрия: Жақсылықтары бар, мысалы, астыңғы бұрыштар немесе жағындағы тесіктер, күрделі және жағы бар камералар сияқты сәтсіздікке ұшырайтын механизмдерді қажет ете ме?
• Толеранс: Белгіленген төзімділіктерді маркерлеу процесі арқылы шығындарды қажетсіз көбейтпей, қол жеткізуге болады ма?

2-кезең: өлшеу құрылымы және негізгі компоненттің дизайны

Қатты процестік жоспар бар болғанда, назарды физикалық матрицаны — бірнеше өзара тәуелді жүйелерден тұратын дәлме-дәл машина — жобалауға аударады. Матрицаның құрылымы барлық белсенді компоненттерді оларға әсер ететін үлкен күш кезінде дәл орналасуын қамтамасыз ететін берік негіз немесе сүйек ретінде табылады. Көбінесе матрицалық жинақ деп аталатын бұл негіз, бағыттаушы сақиналар мен штифтілер арқылы дәл орналастырылған жоғарғы және төменгі тақталардан (етіктерден) тұрады. Бұл орналастыру жүйесі бөлшектердің сапасын тұрақты ұстау үшін қажетті микрон деңгейіндегі дәлдікті сақтауға және жоғары жылдамдықпен жұмыс істеу кезінде матрицалардың арасындағы апатты соқтығысуды болдырмауға маңызды.

Матрицаның негізгі бөлігі — металлге пішін беретін және кесетін жүйе, яғни пуансоны мен матрица ойықтары (немесе түймелер). Осы компоненттердің жобасы өте жоғары дәлдікті талап етеді. Маңызды параметр — пуансон мен матрица арасындағы шағын саңылау, яғни саңылау. Сәйкес Mekalite бұл саңылау әдетте материалдың қалыңдығының 5-10% аралығында болады. Саңылаудың аз болуы кесу күшін және тозуды арттырады, ал көп болуы металды жыртып, үлкен кептелдер қалдыруы мүмкін. Осы компоненттердің геометриясы, материалы және жылумен өңдеу миллиондаған циклдарға шыдай алатындай етіп қатаң анықталады.

Матрицаның өзі компоненттері үшін материалды таңдау - құнын, тозуға қарсы төзімділігін және беріктігін теңестіретін стратегиялық шешім болып табылады. Өндіріс көлеміне және бөлшектің материалдың абразивтілігіне байланысты әртүрлі құралдық болаттар қолданылады.

3-саты: Виртуалды растау және конструкциялық баптау

Қазіргі автомобиль үлгілерін жобалауда қымбатқа түсетін және уақытты көп алатын нақты тәжірибелер мен қателер кезеңі аяқталды. Қазір жобалар виртуалды тексеру деп аталатын процесте цифрлық ортада қатаң түрде тексеріледі. Инженерлер жаппақ металдың қысым астында қалай әрекет ететінін болжау үшін алғылау процесін симуляциялау үшін жетілдірілген Инженерлік Компьютерлік Жоспарлау (CAE) және Шекті Элементтерді Талдау (FEA) бағдарламалық жасақтарын қолданады. Бұл виртуалды сынақ кез-келген нақты өндіріс басталмас бұрын бұзылу, жыртылу немесе аса жұқару сияқты мүмкін болатын ақауларды анықтайды және жобаны уақытында түзетуге мүмкіндік береді.

Әсіресе заманауи көліктерде қолданылатын жоғары беріктік болаттары (AHSS) кезінде штамптаудың ең маңызды қиыншылықтарының бірі — серпімді оралу. Бұл құбылыс штамптау күшін алып тастағаннан кейін пішінделген металл бөлігі өзінің алғашқы пішініне жартылай қайтаратын кезде байқалады. Симуляциялық бағдарламалық жасақтама осы серпімді оралудың мөлшері мен бағытын дәл болжай алады. Бұл дизайнерлерге белсенді компенсацияны енгізуге мүмкіндік береді. Мысалы, Jeelix түсіндіргендей, егер симуляция 90-градус бүгілу 92-градусқа дейін оралатынын болжаса, матрицаны бөлшекті 88-градусқа дейін асыра бүгілетіндей етіп жобалауға болады. Бөлшек босатылған кезде ол дәл 90-градусқа қайтады.

Тексеру процесі жобаның мықты, тиімді және сапалы бөлшектер шығаруға қабілетті екенін қамтамасыз ету үшін жүйелі тексеру болып табылады. Бұл қымбат құрал-жабдықтарды жасау процесіне кірмес бұрын қайта қарау мен жетілдіру үшін соңғы мүмкіндікті береді.

Виртуалды тексеру процесінің қадамдары:

1. Пішін беріктігін талдау жүргізу: Симуляциялық бағдарлама материал ағынын талдау үшін трещинкалар, бүктеулер немесе жеткіліксіз созылу сияқты мүмкін болатын ақауларды тексереді.
2. Серпімді оралуын болжау және компенсациялау: Серпімді оралу дәрежесі есептеледі және матрицаның пішінделген беттері оны компенсациялау үшін автоматты түрде түзетіледі.
3. Күштерді есептеу: Симуляция әрбір операция үшін қажетті тоннажды есептейді, таңдалған престің жеткілікті өнімділігіне ие болуын және прес немесе матрица зақымданбауын қамтамасыз етеді.
4. Жобаны соңғы рет тексеру: Жоба расталғаннан кейін инженерлер тобы жоба толық бекітілмес бұрын қалған қателерді немесе мүмкін болатын мәселелерді анықтау үшін оны мұқият қарайды.

4-саты: Сызу жасау және өндіріске беру

Автомобиль шаблонын жобалаудың соңғы сатысы — расталған 3D цифровдық моделін шаблон жасаушылар физикалық матрицаны жасау үшін пайдалана алатын универсалды инженерлік тілге аудару болып табылады. Бұл әртүрлі сызбалар мен материалдар тізбесін (BOM) қамтитын техникалық құжаттаманың толық жинағын жасауды қамтиды. Бұл стандартталған нәтиже әрбір компоненттің дәл сипаттамаларға сәйкес жасалуын, сонымен қатар матрицаның сауық-салауатты жиналуын, дұрыс жұмыс істеуін және тиімді қызмет көрсетуін қамтамасыз ету үшін маңызды.

Құжаттама жинағы құралдың жасалуы үшін анықтамалық сызба ретінде табылады. Цехта қымбатқа түсетін қателерден аулақ болу үшін ол түсінікті, дәл және бірмәнді болуы керек. Бұл мұқият жоспарлау автомобиль саласындағы сарапшы өндірушілердің ерекшелігі болып табылады. Мысалы, мынадай компаниялар: Shaoyi (Ningbo) Metal Technology Co., Ltd. дәл осындай жобаларды сапалы автомобиль штампы және компоненттеріне айналдыруға маманданған, OEM және Tier 1 жеткізушілерге өте жоғары сапа мен тиімділікпен қызмет көрсету үшін алдыңғы қатарлы симуляциялар мен терең біліктілікті пайдаланады.

Жобаның соңғы нұсқасы өндіріс пен жинау жұмыс үрдісінде нақты мақсаттарға ие болатын бірнеше негізгі элементтерден тұрады. Осы құжаттаманың сапасы мен толықтығы соңғы құралдың өнімділігі мен қызмет ету мерзіміне тікелей әсер етеді.

Жобаның соңғы нұсқасының негізгі элементтері:

• Жинау сызбасы: Бұл негізгі сызба соңғы матрица жинағындағы барлық жеке компоненттердің қалай жиналатынын көрсетеді. Онда жалпы өлшемдер, жабылу биіктігі және матрицаны престе орнату бойынша мәліметтер кіреді.
• Егжей-тегжейлі сызбалар: Өңделуге тиісті әрбір түрлі компонент үшін жеке, өте егжей-тегжейлі сызба жасалады. Бұл сызбалар дәл өлшемдерді, геометриялық дәлдікті, материал түрін, қажетті жылу өңдеуін және бетінің өңделуін көрсетеді.
• Материалдар тізімі (BOM): БОМ - бұл өлшеу құралын жасау үшін қажетті әрбір бөлшектің толық тізімі. Бұл арнайы дайындалған бөлшектерді және бұрандалар, бұлақтар, жетек шприцтері және бұғаулар сияқты стандартты бөлшектерді, көбінесе жеткізуші бөлшектер нөмірлерімен қамтиды.