Автокөлік саласындағы тегістеу матрицаларын жобалау бойынша нұсқаулықтар: Стандарттар мен саңылаулар

<h2>Қысқаша айтқанда</h2><p>Автомобиль штампының қалып дизайні — бұл материалдың пішін берілуін көпсериялы құрал-жабдықтың төзімділігімен тепе-теңдікте ұстауға бағытталған инженерлік пән. Негізгі стандарттарға материал қалыңдығына негізделген кесу саңылауларын оптимизациялау (әдетте жұмсақ болат үшін 6–8% және АЖБС үшін 14–16%), цақылданудан сақтандыру үшін матрицалық қорытпалар сияқты мықты құрал болатын таңдау және 30° сырғанау бұрышымен дәл қоқысты басқару жүйелерін жобалау жатады. Табысқа жету кез-келген металл кесілмеден бұрын серпінді деформацияны болжау және геометрияны тексеру үшін FEA қолданып, алдымен симуляция жасауды талап етеді.</p><h2>Автомобиль қалыптарының процесін таңдау және негіздері</h2><p>Дұрыс қалып архитектурасын таңдау автомобиль өндірісіндегі бірінші маңызды шешім болып табылады және бастапқы құрал-жабдық инвестициясын, сонымен қатар ұзақ мерзімді бөлшек бағасын анықтайды. Талдау әдетте өндіріс көлемі, бөлшектің күрделілігі мен шикізаттың механикалық қасиеттеріне байланысты Прогрессивті, Трансферлі және Сызықтық қалыптар арасында жүреді.</p><h3>Прогрессивті және Трансферлі қалып шешімдерінің матрицасы</h3><p>Прогрессивті қалыптар — бұл кронштейндер мен күшейткіштер сияқты кіші-орташа күрделі бөлшектер үшін жоғары көлемді өндірісте стандарт болып табылады. Бұл процесс кезінде үздіксіз металл жолақ бірнеше станциялар арқылы беріледі, онда операциялар (тесу, иілу, қысу) бір уақытта орындалады. Керісінше, трансферлі қалыптар станциялар арасында қозғалыс еркіндігін талап ететін немесе байланыспаған бос болаттарды қолданатын үлкен конструкциялық компоненттерге — мысалы, көлденең элементтерге немесе тіреге — қажет.</p><table><thead><tr><th>Сипаттама</th><th>Прогрессивті қалып</th><th>Трансферлі қалып</th></tr></thead><tbody><tr><td><strong>Идеалды көлем</strong></td><td>Жоғары (500 000+ бөлшек/жыл)</td><td>Орташа мен жоғары (иілгіш)</td></tr><tr><td><strong>Бөлшектің өлшемі</strong></td><td>Кіші мен орташа (жолақ еніне сай)</td><td>Үлкен, терең тартылған немесе тіктөртбұрышты емес</td></tr><tr><td><strong>Материалды пайдалану</strong></td><td>Төменірек (жолақты тасымалдау керек)</td><td>Жоғарырақ тиімділік (торбаға орналасқан бос болаттар)</td></tr><tr><td><strong>Цикл жылдамдығы</strong></td><td>Ең жылдам (SPM 60–100+)</td><td>Баяуырақ (трансфер қолының жылдамдығымен шектеледі)</td></tr></tbody></table><h3>Өндіруге ыңғайлы жобалау (DFM) және масштабталуы</h3><p>Тиімді DFM өнім дизайнерлері мен құрал инженерлері арасында ерте кездеңде ынтымақтастықты талап етеді. Маңызды тексерістерге тесік пен шет арақашықтығын (минимум материал қалыңдығының 1,5 есе) және жоғары беріктікті төмен қоспалы (HSLA) болаттарда сызат пайда болудан сақтандыру үшін иілу радиустарын растау жатады. Бұл кезең сонымен қатар престің талаптарын анықтайды.</p><p>Даму кезеңінен массалық өндіріске өту бағдарламалары үшін масштабтауға қабілетті өндірушімен серіктестік жасау маңызды. <a href="https://www.shao-yi.com/auto-stamping-parts/">Shaoyi Metal Technology</a> сияқты компаниялар миллиондаған бөлшектерді өндіру үшін қажетті 600 тонналық престер мен IATF 16949 сертификаты сияқты инфрақұрылымды сақтай отырып, 5 күн ішінде 50 бөлшек жеткізу мүмкіндігі бар тез прототиптеуді ұсынып, осы саңылауды жабады. Сынақ фазалары мен толық масштабты штамптеуді өткізу қабілеті бар серіктестің қуатын бағалау өнімнің өмірлік циклі бойынша жобалау мақсатын сақтауға кепілдік береді.</p><h2>Негізгі жобалау параметрлері: саңылаулар мен геометрия</h2><p>Қалып геометриясындағы дәлдік таза кесілу мен жиектегі ширақ арасындағы айырмашылықты құрайды. Автомобиль штампының қалып дизайнінде ең қатаң бақыланатын параметр — бұл пунш пен қалып сақинасы арасындағы саңылау. Жеткіліксіз саңылау престің жүгін және құралдың тозуын арттырады, ал артық саңылау домалақтануды және ауыр ширақтарды тудырады.</p><h3>6–16% саңылау ережесі</h3><p>Қазіргі заманғы стандарттар жұмсақ болат үшін қолданылатын дәстүрлі тығыз саңылаулардан ауып кетті. Автомобиль материалдары жоғары созылу беріктігіне қарай дамыған сайын, саңылау пайыздық мөлшері металдың дұрыс "сынуы" немесе сынғышы үшін артуы керек. Инженерлік нұсқаулар әдетте материал қалыңдығының пайызы ретінде келесі жағынан саңылауды ұсынады:</p><ul><li><strong>Жұмсақ болат / алюминий:</strong> 6–8%</li><li><strong>Пісірілмейтін болат (300/400 сериясы):</strong> 10–12%</li><li><strong>Жоғары беріктікті жетілдірілген болат (AHSS):</strong> 14–16%+</li></ul><h3>Қоқысты басқару стандарттары</h3><p>Қоқыстың нашар түсуі қалып зақымдануының басты себебі болып табылады. Егер пішін бөлігі қалып бетіне кері тартылса (slug pulling), келесі соққыда ол жолақты немесе құралды жоя алады. <a href="https://www.harsle.com/automotive-stamping-die-design-standards/?srsltid=AfmBOorEwqIzOHRfN5lRTGiYpvKY_j2lWEO1MZFzIL-4K0LKbuN4TO9A">HARSLE-дің дизайн стандарттары</a> бойынша қоқысты басқару гравитацияның қоқысты шығару процесіне көмектесуі үшін нақты сырғанау бұрыштарымен жасалуы керек:</p><ul><li><strong>Негізгі сырғанау бұрышы (ішкі):</strong> Минимум 30°</li><li><strong>Екіншілік сырғанау бұрышы (сыртқы):</strong> Минимум 25°</li><li><strong>Фуннель/құбыр бұрышы:</strong> 50°-дан жоғары (үйлестірілген)</li></ul><p>Сонымен қатар, қоқыс құбырының өлшемі максималды қоқыс өлшемінен кемінде 30 мм үлкен болуы керек, бұғатталудан сақтану үшін. Z-тәрізді немесе күрделі қоқыстар үшін серіппелі эжекторлы штифттер (сақиналар) қоқысты тиімді айналдырып, шығару үшін енгізілуі керек.</p><h2>Күрделі материалдарды таңдау және құрал болаттары</h2><p>Қалыптың өзінің төзімділігі 1200 МПа немесе одан жоғары бағаланған абразивті AHSS материалдарын штамптау кезінде ең маңызды болып табылады. Өнеркәсіптік стандартты құрал болаттары — A2 және D2 — жарылып шығу мен цақылдану қаупіне байланысты қазіргі автомобиль қолданбалары үшін жиі жеткіліксіз болып табылады.</p><h3>Жоғары өнімді металлургия</h3><p>Жоғары тозу компоненттері үшін инженерлер қазір 8% Хромды болаттар мен Матрицалық жылдам болаттарды артықшылықпен қолдануда. Бұл материалдар дәстүрлі D2-ге қарағанда төзімділік пен тозуға төзімділіктің жоғары тепе-теңдігін ұсынады. Ыстық штамптау қолданбаларында, қаттылық сияқты жылу өткізгіштік те маңызды болып табылады, H13 құрал болаты температураның тез қызуы мен суынуын басқару үшін стандартты таңдау болып табылады.</p><h3>Бетінің қаптамасы және өңдеулері</h3><p>Құралдың қызмет ету мерзімін одан әрі ұзарту үшін үйкеліс коэффициентін азайту үшін беттік өңдеулер қолданылады. Қарапайым TiCN қаптамалары дуплекс өңдеулермен ауыстырылуда — бұл процесс кезінде құрал болаты алдымен субстратты қатайту үшін плазмалық ионды нитрлеуге ұшырайды, одан кейін нанокристалды қаптама (мысалы, <a href="https://www.metalformingmagazine.com/article/?/finishing/coating/stamping-tooling-die-design-materials-coatings-and-setup">Phygen</a> әзірлегендер) адгезияны болдырмау үшін қолданылады. Бұл "дуплекс" тәсілі қатты қаптаманың төменгі жұмсақ субстраттың салдарынан тресінуіне ("жұмыртқа қабығы эффекті") жол бермейді.</p><h2>Терең тарту және күрделі формалар бойынша нұсқаулар</h2><p>Терең тарту — май қабының немесе сенсор корпусы сияқты қуыс пішінге парақты формалау — жарылыстан сақтану үшін қатаң тартылу коэффициенттеріне бағынуы керек. Шектеулі тарту коэффициенті (LDR) материалдың істен шықпай, қалыпқа қанша ағуы мүмкін екендігін анықтайды.</p><h3>Тарту коэффициенттері мен ақаулар</h3><p>Цилиндрлік тартулар үшін жалпы ереже — әрбір станцияда диаметрдің азаюын шектеу. Агрессивті тартулар материал қабырғасын тым көп жұқартады, және жарылуға әкеледі.</p><ol><li><strong>Бірінші тарту:</strong> Бос болат диаметрінен максимум 40–45% азайту.</li><li><strong>Екінші тарту:</strong> 20–25% азайту.</li><li><strong>Келесі тартулар:</strong> 15% азайту.</li></ol><p>Жиі кездесетін ақауларға <strong>қыршылыу</strong> (фланец тұрақсыздығы) және <strong>жарылу</strong> (артық кернеу) жатады. <a href="https://www.transmatic.com/ultimate-guide-to-deep-draw-metal-stamping/">Transmatic-тің нұсқауы</a> бойынша материал ағынын тарту балкаларымен басқару және бұрыш радиустарын (идеалдысы — материал қалыңдығының 10 есе) оптимизациялау маңызды стратегиялар болып табылады. Соңғы таза пішінге қосымша қыршылмастан жету үшін қажетті бос болат пішінін есептеу үшін жиі симуляциялық бағдарламалық жабдық қолданылады.</p><h2>Қалып симуляциясы, стандарттары және сапа басқаруы</h2><p>Бұрынғы «сынақ» кезеңі — бөлшек сәйкес келгенге дейін қырғышпен және дәнекерлеумен жұмыс істеу — қазіргі автомобиль мерзімдері үшін тым қымбат болып табылады. Қазір қалып дизайні CAD ортасына тікелей интеграцияланған <strong>Интервалды формалау симуляциясы</strong> (AutoForm немесе Dynaform сияқты бағдарламаларды қолдану) негізделген.</p><p>Симуляция конструкторларға парақтың жұқаруын визуализациялауға және <strong>серпінді деформацияны</strong> — металлдың формалаудан кейін бастапқы пішініне қайту қабілетін — болжауға мүмкіндік береді. AHSS бөлшектері үшін серпінді деформация белгілі болуы мүмкін. Симуляциялық деректер конструкторларға құрал жасалмай тұрып, материалдың серпімді қалпына келуіне қарсы түзету жасау үшін қалып бетіне "артық иілу" элементтерін жобалауға мүмкіндік береді.</p><p>Соңында, геометриялық өлшемдеу және допусстар (GD&T) сияқты қатаң Сапа басқару протоколдары қалып компоненттерінің өзіне қолданылады. Жабылу биіктігін, параллельдікті және бағыттауыш бағандарының туралауын растау <a href="https://lmcindustries.com/knowledge-center/enhancing-manufacturing-efficiency-a-guide-to-the-progressive-die-stamping-process/">прогрессивті штамптеу процесі</a> миллиондаған циклдар бойы тұрақты болып, OEM спецификацияларына сай бөлшектерді өндіруі үшін кепілдік береді.</p><section><h2>Өндірудегі табысқа жету үшін инженерлік жобалау</h2><p>Автомобиль штампының қалып дизайні тек металлдың пішінін өзгерту ғана емес, қайталанатын, жоғары көлемді өндіріс жүйесін жобалау болып табылады. Саңылау стандарттарына қатаң бағыну, жетілдірілген құрал болаттарын пайдалану және әрбір геометрияны симуляция арқылы тексеру арқылы өндірушілер автомобиль өнеркәсібінің талап ететін ақаусыз өндіріс көрсеткіштеріне жетуі мүмкін. Цифрлық дизайннан физикалық құралға өту — бұл теория мен шындық кездесетін анықтаушы сәт, ал бұл нұсқауларға бағыну осы шындықтың тиімді, дәл және төзімді болуын қамтамасыз етеді.</p></section><section><h2>Жиі қойылатын сұрақтар</h2><h3>1. Автомобиль штамптеу әдісіндегі негізгі қадамдар қандай?</h3><p>Процесс бөлшектің күрделілігіне байланысты жеті айқын операциялар тізбегін қамтиды: Блакинг (бастапқы пішінді кесу), Пирсинг (тесіктер жасау), Тарту (тереңдік жасау), Иілу (бұрыштар жасау), Ауа иілу немесе Түбіне иілу (пішінді жетілдіру), Қыршылау (артық материалды алу) және Сығып қыршылау. Прогрессивті қалыпта осы операциялардың көбі әртүрлі станцияларда бір уақытта орындалады.</p><h3>2. Автомобиль штамп қалыптары үшін қандай құрал болаты ең жақсы?</h3><p>Жалпы штамптеу үшін дәстүрлі таңдау болып D2 және A2 құрал болаттары болса да, Жоғары беріктікті жетілдірілген болат (AHSS) қамтитын автомобиль қолданбалары әдетте 8% Хромды болаттар немесе Матрицалық жылдам болаттарды талап етеді. Бұл жетілдірілген қорытпалар жоғары созылу материалдарымен жиі кездесетін жарылу, сынғыштық және цақылданудан қорғайды. Ыстық штамптау қалыптары әдетте термиялық тұрақтылығы үшін H13 болатын пайдаланылады.</p><h3>3. Қалыпты кесу саңылауы үшін стандартты ереже қандай?</h3><p>Кесу саңылауының жалпы ережесі материал түрі мен қалыңдығына байланысты. Жұмсақ болат үшін материал қалыңдығының жағынан 6–8% саңылау стандарт болып табылады. Пісірілмейтін болат үшін бұл 10–12%-ға дейін артады, ал AHSS үшін құралдың тозуынан сақтану және таза сынғыш беттерді қамтамасыз ету үшін 14–16% немесе одан жоғары саңылаулар қажет.</p></section>