Матрицаның бос кеңістігінің негізгі принциптерін түсіну

Кейбір штампталған бөлшектердің неге идеалды таза шығатынын, ал кейбіреулерінде жиектердің қатты тозуы, артық шеттер немесе құралдың ерте тозуы болатынын ойланғансыз ба? Жауап жиі бір маңызды факторда жатыр: матрицаның бос кеңістігі. Осы негізгі есептеуді дұрыс орындау сәтті өндіріс пен қымбат сапа мәселелерінің арасындағы айырмашылық болып табылады.

Матрицаның бос кеңістігі деген не және неге ол маңызды

Қайшымен қағаз кесіп отырғаныңызды елестетіңіз. Егер пышақтар тым бос болса, қағаз теңсіз кесіледі. Егер олар тым тығыз болса, кесуге қиындық туады. Бұл қағида металды штамптау үшін де қолданылады — тек бұл жағдайда қауіп-қатер көп жоғары.

Матрица мен матрицаның жиегі арасындағы саңылау — бұл шығару операциясы кезінде материалдың қалыңдығының бір жағына шаққандағы пайызы ретінде көрсетілетін саңылау. Бұл дәл саңылау материалдың түсіру кезінде қаншалықты таза кесіліп, бөлінетінін тікелей анықтайды.

Сығу матрицасын орындау кезінде пуансон жаппа металлдың ішіне өтеді, ал матрица төменгі жағында кесу жиегін қамтамасыз етеді. Бұл екі компоненттің арасындағы саңылау сынудың үлгісін, жиектің сапасын және бөлшектің жалпы өлшемдерін бақылайды. Салалық стандарттарға сәйкес бұл саңылау әдетте өңделетін материалға байланысты материалдың қалыңдығының жағына шаққанда 3% -дан 12% -ға дейін болады.

Пуансон мен матрица арасындағы маңызды саңылау

Осы кішкентай саңылауда не болады? Панш қақпаққа түскенде, материалды кесу әрекеті пайда болады. Материал алдымен панштің металлға қысып енуінде (материал панштің ішіне қарай иіледі), одан кейін сыналы сызық бойымен сынады. Дұрыс саңылау панш пен матрицаның сыну сызықтары материалдың ортасында таза кездесетінін қамтамасыз етеді.

Осының сіздің жұмысыңыз үшін маңызы қандай:

• Бөлшек сапасы: Дұрыс саңылау шеттердің таза болуын, шырылдың аз пайда болуын және өлшемдердің тұрақтылығын қамтамасыз етеді
• Құралдың қызмет ету мерзімі: Оңтайлы саңылау панш пен матрицаның тозаңын азайтады және құралдың қызмет ету мерзімін дұрыс емес баптауға қарағанда үштен екіге дейін ұзарта алады
• Санат сапасы: Дұрыс саңылау қашықтыру күшінің талабын азайтады және престің жүктемесін төмендетеді, нәтижесінде цикл уақытын тездетуге мүмкіндік береді
• Шығындарды бақылау: Аз болатын ақаулар, аз құрал ауыстыру және азайды тоқтап қалу уақыты сіздің пайданыңызға тікелей әсер етеді

Бланкинг матрицасының саңылау негіздері

Саңылауды түсіну — оны болжам емес, есептелген сипаттама ретінде танумен басталады. Тарихи тұрғыдан жиі қолданылатын әрбір жағына 5% «бағдаршам ережесі» деген ұғым қазіргі уақытта әмбебап емес. Қазіргі өндірістік ортада жоғары беріктіктегі болаттар мен жаңа материалдар пайда болуымен қатар Дейтон Прогресс материялдың созылу беріктігі мен қалыңдығы саңылау пайызын таңдаған кезде екеуі де ескерілуі керек деген қорытындыға келеді.

Бұл өзара байланыс мына түрде жұмыс істейді: материялдың созылу беріктігі артқан сайын және парақ қалыңдығы ұлғайған сайын сіздің құрал-жабдығыңызға түсетін жүктеме әлдеқайда артады. Жұмсақ алюминий үшін 10% саңылау тесігінің сипаттамасы сол қалыңдықтағы жоғары беріктіктегі болат үшін қажетті шамадан әлдеқайда ерекшеленеді.

Тазарту таңдауын теңгерімге ал. Тым аз тазарту құралдың шамадан тыс тозуына, шиеленістің жоғары болуына және үлкен кептерлерге әкеледі. Тым көп тазарту шығаруда тербелісті, сапаның тұрақсыздығын және кесілген шетте домалақтың артуын тудырады. Инженерлер электр қауіпсіздігі үшін creepage және clearance калькуляторын қолданатындай, дәл өшіргіш жұмысы механикалық тазартуларды тең дәл есептеуді талап етеді.

Жақсы жағы неде? Материал түрі, қалыңдығы және қажетті шет сапасы сияқты айнымалыларды түсінгеннен кейін, дұрыс тазартуды есептеу оңай процеске айналады. Келесі бөлімдерде сізге дәл формулалар мен практикалық мысалдар беріледі, оларды әр рет дұрыс орындау үшін қажет.

Негізгі тазарту есептеу формуласы

Қазір сіз clearance (саңылау) неге маңызды екенін түсіндіңіз, ал көпшілік ресурстар ұсынбайтын нәрсені қарастырайық: нақты математикалық әдістеме. Тез бағалар үшін панч калькуляторын қолдансаңыз да немесе әртүрлі матрица сипаттамалары арқылы жұмыс істесеңіз де, қолыңызда толық формула болуы болжауды болдырмауға және дәлме-дәл нәтижелерге қол жеткізуге мүмкіндік береді.

Толық Саңылау Формуласының Түсіндірмесі

Матрицалық саңылауды есептеуді оңайлататын формуланы білгіңіз келе ме? Міне ол:

Саңылау (жағына) = Материал қалыңдығы × Саңылау пайызы

Қарапайым естіледі, ия? Бірақ компоненттердің әрқайсысын түсінгенде ғана оңай болады. Мысалы, егер сіз 1,0 мм қалыңдықтағы материалмен және 10% саңылау пайызымен жұмыс істесеңіз, онда жағына шаққандағы саңылау 0,10 мм тең болады. Бұл кесудің әр жағындағы панч пен матрица шетінің арасындағы саңылау 0,10 мм екенін білдіреді.

Бірақ көптеген есептеулердің қате болуы осы жерде жатыр: жалпы саңылауды есепке алмау. Өйткені саңылау матрицаның екі жағында да болады, сондықтан матрица мен пуансон арасындағы жалпы саңылау жағына шаққандағы мәннің екі есесіне тең. Жоғарыда келтірілген мысалды пайдалана отырып:

• Жағына шегініс: 1,0 мм × 10% = 0,10 мм
• Жалпы шегініс: 0,10 мм × 2 = 0,20 мм

Пуансон мен матрицаның өлшемдерін көрсету кезінде бұл айырмашылық өте маңызды болып табылады. Оны өткізіп жіберсеңіз, сіздің құрал-жабдығыңыз екі есе дәлсіз болады.

Есептеу айнымалыларын талдау

Әрбір саңылау калькуляторы бірдей негізгі айнымалыларға сүйенеді. Олардың әрқайсысын түсіну дәл нәтижелер алу үшін дұрыс енгізулерді таңдауға кепілдік береді:

• Материалдың қалыңдығы (т): Миллиметр немесе дюйммен өлшенетін созымтал металдық жұмыс бөлшегінің нақты қалыңдығы. Бұл сіздің негізгі өлшеміңіз — барлық саңылау есептеулері осыдан шығады.
• Саңылау пайызы (k): Материал қасиеттері мен қажетті жиектің сапасына байланысты әдетте 5% -дан 20% -ға дейінгі ауқымда болатын коэффициент. Қаттырақ материалдар мен өндірістік мақсаттағы қолданулар жоғары пайызды, ал дәлме-дәл жұмыстар төмен мәндерді қажет етеді.
• Жағына шегініс: Әрбір кесу жиегіндегі есептелген саңылау (t × k). Бұл мән матрицаның әрбір жағына жеке қолданылады.
• Жалпы шегініс: Матрица нүктесі мен матрица тесігінің арасындағы толық саңылау (жағына шегініс × 2). Соңғы матрица өлшемдерін есептеу кезінде осыны қолданыңыз.

Матрица күшін есептеуыш немесе матрица калькуляторын қолданған кезде осы айнымалылар тек шегіністі ғана емес, сонымен қатар тоннаждық талаптарды және құралдың тозу үлгілерін де анықтайды. Оларды бастапқы кезде дұрыс есептеу кейінірек қайта есептеуден туындайтын қиыншылықтарды болдырмауға көмектеседі.

Жағына және Жалпы Шегіністің Айырмашылығы

Неліктен бұл айырмашылық көптеген инженерлерді қиналдырады? Өйткені құрал-жабдық жеткізушілері, анықтамалық кестелер мен цехтағы сөйлесулер жиі жағына және жалпы шегініс арасында түсініктеме бермей ауысып отырады.

Осы практикалық мысалды қарастырыңыз Dayton Progress : 1,0 мм қалыңдықтағы материал үшін инженерлік саңылау 10% болса, сіз жағына бөлек 0,10 мм саңылау аласыз. Егер сіз 12,80 мм диаметрлі тесік соққылайтын болсаңыз, матрицаның тесігі 13,00 мм болуы керек — яғни соққы мөлшеріне жалпы саңылау (0,20 мм) қосылады.

Байланысты түсінікті сақтау үшін тез анықтама:

Тазарту түрі	Формуласы	Мысал (1,0 мм материал, 10%)
Жағына Бөлек Саңылау	Материал Қалыңдығы × Саңылау %	1,0 × 0,10 = 0,10 мм
Жалпы Саңылау	Жағына Бөлек Саңылау × 2	0,10 × 2 = 0,20 мм
Пуншон өлшемі (босату)	Бөлшек өлшемі − Жалпы саңылау	13,00 − 0,20 = 12,80 мм
Матрица өлшемі (тесу)	Тесік өлшемі + Жалпы саңылау	12,80 + 0,20 = 13,00 мм

Қолданылуы — босату немесе тесу — саңылауды қосу керек пе, әлде азайту керек пе екенін қалай анықтайтынына назар аударыңыз. Электр инженерлері дұрыс изоляция арақашықтығын қамтамасыз ету үшін жанасу саңылауын есептеуіне ұқсас, матрица конструкторлары соңғы өлшемді анықтайтын құрал бетіне қарай саңылау мәндерін дұрыс қолдануы тиіс.

Формула қолда болғаннан кейін келесі маңызды қадам — нақты материал үшін дұрыс саңылау пайызын таңдау. Әртүрлі металдар әртүрлі тәсілдерді талап етеді — және осы пайызды қате таңдау ең ұқыпты есептеулердің нәтижесін де бұзады.

Материал қасиеттері мен саңылау пайызын таңдау

Сіз формуланы меңгердіңіз. Сіз жағынан және жалпы саңылау арасындағы айырманы білесіз. Бірақ көптеген есептеулер әлі де мынада қате жібереді: берілген материал үшін дұрыс емес саңылау пайызын таңдау. Жұмсақ алюминий үшін 5% саңылау тамаша жұмыс істесе де, қатайтылған болатқа қолданылған кезде ол сіздің құрал-жабдығыңызды бүліп жібереді. Әртүрлі материалдар неге әртүрлі пайыздарды талап ететінін түсіну — матрица өлшемі калькуляторының нәтижелерін әрқашан дұрыс алуға мүмкіндік береді.

Материал қаттылығы саңылау таңдауына қалай әсер етеді

Ұстауышыңыздың жапырақ тәрізді металлға әсер еткендегісін ойланыңыз. Материал жай ғана жарылмайды — алдымен ол пластикалық деформацияланады, одан кейін ысыру жазықтықтары бойынша сынады. Маңызды сұрақ: материал қаншалықты кедергі жасайды, одан кейін ғана сынбай ма?

Бұл кедергі үш байланысқан қасиетке байланысты:

• Сүйікшілік: Бетінің инденциялауға қарсы тұруын өлшейді. Қатты материалдар кенеттен бөліну үшін үлкен саңылауды талап ететін түрде тезірек сынады.
• Қозғалтын күші: Материал сынбай тұрғанға дейін көтере алатын ең жоғары кернеу. MISUMI-дің техникалық нұсқауы бойынша, созылу беріктігі жоғарырақ болатын өңделетін материалдардың қосымша саңылауы жоғарылатылған құрал-жабдық жүктемелерін басқару үшін қажет.
• Пластиндылық: Материал сынғанға дейін қаншалықты созылуы мүмкіндігі. Жұмсақ алюминий сияқты пластикті материалдар оңай ағады және деформацияланады, бұл тесіктердің тар саңылауына мүмкіндік береді. Сынғыш немесе қатайтылған материалдар аз деформациямен сынады, таза сынбау үшін көбірек орын қажет етеді.

Мұның практикалық маңызы: материал қаттылығы мен созылу беріктігі артқан сайын, саңылау пайызы да пропорционалды түрде артуы керек. Осы байланысты елемесеңіз, матрицаның артық шығыны, жиектің нашар сапасы және құралдың сәтсіздігі пайда болуы мүмкін.

Жиі қолданылатын саңылаулар пайызы

Сонымен, сіз қандай дәлдік пайызын қолдануыңыз керек? Стандартты құрылғы кесудің дәлдігі жалпы нұсқаулық болса да, өңдеу кезінде нақты материалдың түрі оптималды диапазонды анықтайды. Төмендегі кестеде материалдың түрі мен қаттылығына байланысты ұсынылатын дәлдік пайыздары келтірілген:

Материалдың түрі	Типтік қаттылық (HRC/HB)	Созылу беріктігінің диапазоны	Ұсынылатын саңылау (% жағына)
Жұмсақ алюминий (1100, 3003)	<40 HB	75-130 МПа	3-5%
Қатты алюминий (6061, 7075)	60-95 HB	290-570 МПа	5-7%
Жұмсақ болат (1008, 1010)	80-100 HB	300-400 МПа	5-8%
Ортақ көміртегілі болат (1045)	170-210 НВ	565-700 МПа	8-10%
Сырғанақ болат (304, 316)	150-200 НВ	515-620 МПа	8-10%
Жоғары беріктікте болат (HSLA)	200-250 НВ	550-700 МПа	10-12%
Қатайтылған материалдар (серіппе болаты)	40-50 HRC	1000+ МПа	10-12%

Бұл үлгіні байқадыңыз ба? Жұмсақ материалдар 3-5% айналасында топтасады, ал қатайтылған материалдар 10-12% бағытында ұмтылады. Бұл кездейсоқ емес — бұл осындай материалдардың жанама жүктеме әсерінде қалай сынатынының негізгі физикалық заңдылығын көрсетеді.

Саңылауды материал қасиеттеріне сәйкестендіру

Дұрыс пайызды таңдау тек материал түрін анықтаудан гөрі көбірек талап етеді. Металл матрицалы штамп орнату кезінде осы практикалық факторларды ескеріңіз:

• Материалдың күйі маңызды: Бір және сол қоспаның жұмсартылған алюминийі оның қатайтылған түрінен өзге сипатта болады. Материалдың нақты термиялық өңдеу түрін әрқашан тексеріңіз.
• Қаптама әсерлері: Цинкпен қапталған немесе басқа қаптамамен жабылған болаттар үшін қаптаманың қалыңдығы мен сынба сипатына әсерін ескеру үшін саңылауды сәл ұлғайту қажет болуы мүмкін.
• Қалыңдықпен өзара әрекеттесу: Саңылау пайызы салыстырмалы түрде тұрақты болып қалады, бірақ қалың материалдар пайызды таңдаудағы кез келген қателікті күшейтеді. 3 мм болаттағы 1% қате 1 мм материалдағыдан үш есе үлкен өлшемдік қате тудырады.
• Шетінің сапасына қойылатын талаптар: Егерек қосымшаңызға өте жақсы шетінің біткен күйі керек болса — схемалық тақшадағы электрлік арақашықтықты дәл есептеу үшін pcb clearance calculator қалай оптимизацияланатындай, — ұсынылған диапазондағы саңылауды шамалы кемітуге болады, алайда құралдың тозуы өсетінін ескеріп, оны компромисс ретінде қабылдау керек.

Шын өмірдегі мысал: сіз 1,5 мм 304 тұтас оттегі болатынан тіреулерді штамптаудасыз. Кестеде 8-10% саңылау ұсынылады. 9% нүктесінен бастағанда сізге мынаны береді:

• Жағына шаққандағы саңылау: 1,5 мм × 9% = 0,135 мм
• Жалпы саңылау: 0,135 мм × 2 = 0,27 мм

Егер сынама бөлшектерде шетіндегі жиектер тым көп болып шықса, 10%-ға қарай арттырасыз. Егер шетінің дөңгелектенуі мәселеге айналса, 8%-ға қарай кемітесіз. Пайыздық диапазондар сізге бастапқы нүктені береді — өндірістік кері байланыс соңғы мәнді дәл түзетуге мүмкіндік береді.

Қазіргі заманның өндірісі ескі «барлығына 10%» тәсілінен озып кетті. MISUMI инженерлерінің айтуынша, кейбір қолданыстар үшін 11-20% жоғары саңылау мәндерін пайдаланып баптау құрал-жабдықтарға түсетін кернеуді едәуір азайтып, жұмыс істеу мерзімін ұзартуға мүмкіндік береді. Электроника инженерлерінің өз жобаларын оптимизациялауына көмектесетін pcb clearance calculator сияқты арнайы құралдар сияқты, материалға тән саңылау пайыздарын түсіну сапа мен қызмет ету мерзімін ескере отырып, өлшем штампыңыздың сипаттамаларын оптимизациялауға мүмкіндік береді.

Материал қасиеттері мен саңылау пайыздары алдын ала анықталғаннан кейін, тіпті тәжірибелі штамп конструкторларын да қиындыққа тастайтын тағы бір маңызды айырмашылық бар: босату мен тесу операциялары үшін осы есептеулерді әртүрлі қолдану керек.

Босату мен Тесу Саңылауларының Айырмашылықтары

Мұнда-ақ тәжірибелі құрал-жабдық инженерлері көп қателіктер жібереді. Сіз саңылаудың пайызын дұрыс есептедіңіз. Материал қасиеттеріңізді мүмкіндігінше білесіз. Бірақ егер сіз осы саңылау мәнін дұрыс емес компонентке қолдансаңыз, сіздің бөлшектеріңіз тұрақты түрде үлкен немесе кіші болады және математикалық есептеулеріңізде мүлдем болмаған проблеманы шешу үшін сағаттар бойы уақыт өткізесіз.

Негізгі айырмашылық — соққының немесе тесудің қайсысын қолдануыңызға байланысты, қай құралға — соққы матрицасына немесе матрица тесігіне — соңғы бөлшек өлшемі берілетінін анықтайды. Егер мұны қате түсініп алсаңыз, престен шығатын әрбір бөлшек дұрыс болмайды.

Соққы мен тесудің саңылауын қолдану

Әрбір операцияда нақты не болатынын түсіндірейік:

Жарықталу сыртқы пішінді өндіреді — матрицадан түскен бөлік сіздің дайын бөлшегіңіз болады. Дөңгелек дискілерді, жақтаулардың контурын немесе компоненттің негізін шаюды елестетіңіз. Бөлшегіңіздің айналасындағы материал қалдық болып табылады.

Қырғау ішкі элементті жасайды — сіз тесік, ойық немесе кесіп алу жасайсыз. Тесіктен түсіп қалатын бөлік ескіртіледі, ал қоршаған материал сіздің бөлшегіңіз болып табылады.

Бұл көріністе қарапайым айырмашылық сіздің саңылау мәндеріңізді қолдану тәсіліңізді толығымен өзгертеді. Неліктен? Себебі соңғы бөлшек бетіне тиісетін құрал мақсатты өлшемге сай болуы тиіс. Екінші құрал саңылаудың түзетуін алады.

Қай құрал соңғы өлшемді анықтайды

Сіз суық тартылған болаттан 75 мм диаметрлі дөңгелек бөлшек жасап жатырсыз деп елестетіңіз. саланың есептеу стандарттары босату операциясы үшін матрицаның диаметрі қажетті бөлшек өлшеміне сәйкес 75 мм болады, ал саңылауды азайтқаннан кейін пунш диаметрі 74,70 мм-ге тең болады.

Мұның логикасы мынада:

• Қиғышта: Матрицалық кесу пунші сіздің дайын бөлшегіңіздің сыртқы жиегін жасайды. Матрица тесігі нақты мақсатты өлшемге сәйкес келуі тиіс — бұл сіздің негізгі эталон үлгіңіз. Пунш жалпы саңылау шамасына қарай кішірек жасалады.
• Тесуде: Пуншь сіздің тесігіңіздің ішкі жиегін жасайды. Пуншь сіздің мақсатты тесігіңіздің өлшеміне дәл сәйкес келуі тиіс — бұл негізгі эталон болып табылады. Матрица мен пуншьтің ашылуы жалпы саңылау шамасына қарай үлкейтіледі.

Бұлай ойлаңыз: қиған кезде өңделген бөлшек жаншылып тұрған бет қандай болса, соған сәйкес өлшем анықталады. Жапсырма қию кезінде бөлшек матрицадан төмен түседі — демек, өлшемді матрица белгілейді. Тесу кезінде бөлшек пуншь шығар алдында оны қоршап тұрады — демек, өлшемді пуншь белгілейді.

Әрбір операция үшін саңылауды дұрыс қолдану

Енді бұл ережені практикада қолдануға мүмкіндік беретін формулалар. Бұл - пуншь пен матрицаның құрал-жабдығын көрсеткен сайын қолданатын есептеулер:

• Жапсырма қию операциялары үшін:
  Матрица өлшемі = Бөлшек өлшемі (матрица мақсатты өлшемге сәйкес келеді)
  Пуншь өлшемі = Бөлшек өлшемі − (2 × Жағына шаққандағы саңылау)
• Тесу операциялары үшін:
  Пуншь өлшемі = Тесік өлшемі (пуншь мақсатты өлшемге сәйкес келеді)
  Матрица өлшемі = Тесік өлшемі + (2 × Жағына шаққандағы саңылау)

Бұл шынайы жағдайға қолданайық. Сізге 1,5 мм болаттан (жағына 7% саңылау қолданып) 50 мм диаметрлі дискті босату қажет:

• Жағына саңылау: 1,5 мм × 7% = 0,105 мм
• Жалпы саңылау: 0,105 мм × 2 = 0,21 мм
• Матрица диаметрі: 50,00 мм (бөлшектің талабымен сәйкес келеді)
• Пунш диаметрі: 50,00 − 0,21 = 49,79 мм

Енді сіз осы бөлшекке 10 мм тесік тесіп жатырсыз деп елестетіңіз:

• Жағына саңылау: 1,5 мм × 7% = 0,105 мм
• Жалпы саңылау: 0,105 мм × 2 = 0,21 мм
• Пунш диаметрі: 10,00 мм (тесіктің талабымен сәйкес келеді)
• Матрица тесігі: 10,00 + 0,21 = 10,21 мм

Саңылауды есептеу қалай өзгеріссіз қалады — тек қолданылуы өзгереді. Қай құрал сіздің негізгі өлшеміңізді анықтайтынын түсінген соң, пунш-матрица арасындағы байланыс тұрақты логиканы қадағалайды.

Бастапқы кезден бастап осы айырмашылықты дұрыс түсіну — мүлтіксіз есептелген саңылаулардың үнемі қате бөлшектерді шығаруына әкелетін қиын жағдайдан аулақ болуға көмектеседі. Енді формулалар түсінікті болды, келесі қадам — толық мысалдар арқылы материалды таңдаудан бастап құрал-жабдық өлшемдеріне дейінгі барлық есептеулерді қарастыру.

Метрикалық және империялық мысалдарда есептелген жұмыстар

Теория пайдалы, бірақ түсінікті нақты бекіту үшін басынан аяғына дейін толық мысалдар арқылы жұмыс істеу сияқты ештеңе жоқ. Сіз бағаларды тез есептеу үшін калькуляторды пайдалансаңыз да немесе құрал-жабдық спецификацияларын қолмен тексерсеңіз де, осы қадамдық нұсқаулар сіздерге үйренгендеріңізді қалай қолдану керектігін нақты көрсетеді. Екі өлшем жүйесін қолдана отырып, нақты әлемдегі сценарийлерді шешіп көрейік.

Қадамдық босату есебінің мысалы

Сандарға кірмей тұрып, әрқашан есептеу қателерін болдырмау үшін жүйелі тәсіл берілген:

1. Материалыңызды және қалыңдығын анықтаңыз - Сіз нақты не кесіп жатқаныңызды және оның калибрін біліңіз
2. Сәйкес келетін саңылау пайызын таңдаңыз - Материал қасиеттерін ұсынылған диапазондармен сәйкестендіріңіз
3. Жағына шаққандағы саңылауды есептеңіз - Негізгі формуланы қолданыңыз: қалыңдық × пайыз
4. Патшаның және матрицаның өлшемдерін анықтау - Амал түріне сәйкес (бөлшектеу немесе тесу) саңылауды дұрыс қолдану

Бұл құрылымды тәсіл өндірістік сериялар үшін немесе жаңа бөлшектердің үлгілерін жасау үшін қаңылтырдан патшалар мен матрицаларды өлшегенде де жұмыс істейді. Негізгі нәрсе — әр қадамды тізбектей орындау, алға секіру жиі соңғы өлшемдерге дейін көбейетін қателерді енгізеді.

Метрлік есептеу мысалы

Метрлік өлшемдерді қолдана отырып, бүтін бөлшектеу мысалын шешіп шығайық. Сізге 2,0 мм қалыңдықты 304 тұтас болаттан 40 мм сыртқы диаметрі мен 20 мм орталық тесігі бар дөңгелек сақиналар дайындау қажет.

1-қадам: Материал мен қалыңдықты анықтау

Материал: 304 теңгізден жасалған
Қалыңдық: 2,0 мм
Қажетті бөлшектің диаметрі: 40 мм
Қажетті тесік диаметрі: 20 мм

2-қадам: Саңылау пайызын таңдау

Материал қасиеттерінің кестесінен 304 маркалы гильзиялы болаттың әдетте жағына 8-10% саңылау қажет екенін білеміз. Біз бастапқы нүктеміз ретінде 9% пайдаланамыз — бұл құрал-жабдықты қорғай отырып, жақсы шет сапасын қамтамасыз ететін теңдестірілген таңдау.

3-қадам: Жағына шаққандағы саңылауды есептеу

Жағына шаққандағы саңылау = Материал қалыңдығы × Саңылау пайызы
Жағына шаққандағы саңылау = 2,0 мм × 9% = 0,18 мм
Жалпы саңылау = 0,18 мм × 2 = 0,36 мм

4-қадам: Пунш пен матрицаның өлшемдерін анықтау

Үшін ашылған жерді тазалау (40 мм сыртқы диаметрді жасау үшін):

• Матрица диаметрі = Бөлшектің өлшемі = 40,00 мм
• Пунш диаметрі = Бөлшектің өлшемі − Жалпы саңылау = 40,00 − 0,36 = 39,64 мм

Үшін пирсинг операциясы (20 мм центрлік тесікті жасау үшін):

• Тесік диаметрі = Тесік өлшемі = 20,00 мм
• Матрицаның ашылуы = Тесік өлшемі + Жалпы саңылау = 20,00 + 0,36 = 20,36 мм

Сіздің толық құрал-жабдық спецификацияңыз: 39,64 мм салбырақты тесу пуншоны, 40,00 мм салбырақты тесу матрицасы, 20,00 мм шығыршықты тесу пуншоны және 20,36 мм шығыршықты тесу матрицасының ашылуы. Стандартты есептеу әдісін қолдана отырып, осы өлшемдердің дәл қажетті соңғы бөлшек геометриясын шығаратынын тексере аласыз.

Империялық өлшем мысалы

Енді осы есептеу әдістемесін империялық өлшемдерді қолдана отырып шешейік — АҚШ материалдарының спецификациялары мен құрал-жабдық стандарттарымен жұмыс істейтін цехтар үшін маңызды.

Сценарий: Сіз 0,060" қалыңдықтағы жұмсақ болаттан (1010 сериясы) 3,000" × 2,000" өлшемдегі тікбұрышты тіреулерді салбыратып жатырсыз.

1-қадам: Материал мен қалыңдықты анықтау

Материал: 1010 Жұмсақ болат
Қалыңдығы: 0,060" (шамамен 16 калибр)
Қажетті салбырақ өлшемдері: 3,000" × 2,000"

2-қадам: Саңылау пайызын таңдау

Жұмсақ болат әдетте жағына 5-8% саңылау талап етеді. Стандартты өндірістік жұмыс үшін 6% қиық сапасы мен құрал қызмет ету мерзімі арасында өте жақсы тепе-теңдік қамтамасыз етеді.

3-қадам: Жағына шаққандағы саңылауды есептеу

Жақтан бос кеңістік = 0,060" × 6% = 0,0036"
Жалпы бос кеңістік = 0,0036" × 2 = 0,0072"

4-қадам: Пунш пен матрицаның өлшемдерін анықтау

Осы қиғыш операциясы үшін:

• Матрица тесігі = Бөлшек өлшемі = 3,000" × 2,000"
• Пунш өлшемі = Бөлшек өлшемі − Жалпы бос кеңістік = 2,9928" × 1,9928"

Империялық бөлшектермен жұмыс істегенде, мысалы, 23/32 мен 5/8 арасындағы бос кеңістіктің қолданылуында маңызды айырмашылық бар ма деп сұрақтар туындауы мүмкін. Бұл мысалда, жалпы 0,0072" бос кеңістігі шамамен 7/1000" тең — бұл кесу әрекеті үшін өте аз, бірақ маңызды. Дәл осылай, 15/32 мен 5/8 бірдей ме (әрине жоқ — 15/32 тең 0,469", ал 5/8 тең 0,625") деген салыстыруларды түсіну бөлшек пен ондық өлшемдерді аударған кезде техникалық сипаттамаларда қателіктерді болдырмауға көмектеседі.

Сәйкес Фабрикатордың техникалық нұсқауы тіпті 0,001" мен 0,002" арасындағы саңылаудың шағын өзгерістері тесік өлшеміне және пуансонды шегеру үйкелісіне байқаларлықтай әсер етуі мүмкін. Бұл нақты есептеулердің жуықтап алған бағаларға қарағанда маңыздырақ болуының себебін түсіндіреді — әсіресе көп сериялы өндіріс үшін құрал-жабдықтарды нақты көрсеткенде.

Пуансонды соққан кезде күшті ескеру: Саңылауды есептеген кезде, көптеген инженерлер престің тонна өткізу қабілетін тексеру үшін пуансонды соққан кездегі күшті де есептейді. Біздің жұмсақ болат мысалымыз үшін кесу күші шамамен мынадай болады:

Күш = Периметр × Қалыңдығы × Кесуші беріктігі
Күш = (3,0" + 3,0" + 2,0" + 2,0") × 0,060" × 40 000 psi ≈ 24 000 фунт

Бұл сіздің саңылау есептеулеріңіз сол күш деңгейінде таза кесілулерді қамтамасыз етеді, ал стандартты престің өткізу қабілетін растайды.

Бұл мысалдар үлгі ретінде берілгендіктен сіз метрикалық немесе империялық, қарапайым шеңберлер немесе күрделі геометриялық пішіндер болса да, кез келген фланец матрицасының саңылауын есептеуге сеніммен тәкабаласаңыз болады. Бірақ есептеулер қағазда дәлме-дәл болып көрініп, бірақ сынақ бөлшектерінде сапа мәселелері кездессе не істеу керек? Келесі бөлімде саңылаудың нақты әлемдегі бөлшек сапасына әсері және түзетулердің қажет екенін көрсететін белгілер қарастырылады.

Саңылаудың бөлшек сапасы мен құрал қызмет ету мерзіміне әсері

Сіздің есептеулеріңіз қағазда дәлме-дәл көрінеді. Формула дұрыс, материал үлесі саланың ұсыныстарына сәйкес келеді, матрица мен пуансон өлшемдері математикалық тұрғыдан тексерілген. Дегенмен баспадан шыққан сынақ бөлшектерде артық шұйқылар, қатты қырлар немесе құралдың уақытынан бұрын тозу белгілері байқалады. Мұның себебі неде?

Жауап жиі-жиі саңылаудың нақты нәтижелерге қалай әсер ететінін түсінуге байланысты — тек өлшемдік дәлдікке ғана емес, сонымен қатар сіздің басып шығарылған бөлшектеріңіздің сапасының толық профиліне әсер етеді. Саңылауды металдың құрал-жабдықтан қалай сынғанын, бөлінетінін және босатылатынын бағдарлайтын көзге көрінбейтін қол ретінде қарастырыңыз. Оны дұрыс орнатсаңыз, бәрі тегіс жүреді. Қате орнатсаңыз, бұл қате сіздің бөлшектеріңізде дереу көрініп тұрады.

Саңылаудың шеттердің пайда болуына әсері

Шеттер (burrs) — бұл, мүмкін, саңылау мәселелерінің ең көзге түсер белгісі. Бұл өткір көтерілген шеттер басып шығару шеттерінде материал таза кесілмегенде пайда болады және олардың сипаттамалары қалыпта не болып жатқанын дәл көрсетеді.

Саңылау тым тар болғанда, керісінше құбылыс байқалады. Тар саңылаулар таза кесуді береді деп ойлауыңыз мүмкін, бірақ керісінше болады. Шынын айтқанда Dayton Lamina жүргізген кең көлемді сынақтардың нәтижесінде матаның жоғарғы және төменгі сынғыш жазықтықтары шамалас келмеген кезде, олар түйіспейді. Материалдың ортасында таза түйісу орнына екінші деңгейлі трещиндер мен еселі сындар пайда болады. Нәтижесінде бұрғылау операциясын қосымша қажет ететін ірі, әрі тұрақсыз шеттер пайда болады.

Оптималды саңылау кезінде пуансон мен матрица кесу қырларынан туындайтын сынғыш жазықтықтар дәл түйіседі. Бұл материал қалыңдығының шамамен үштен бірін құрайтын тұрақты жылтыратылған аймақты, одан әрі біркелкі сынғыш аймақты қалыптастырады. Сыну биіктігі материал бөлінуі керекті жері бойынша орын алатындықтан, табиғи түрде минимумға түседі.

Саңылаудың артуы өзіне тән бұр проблемаларын туғызады. Сынғыш жазықтықтар түйіссе де, үлкен саңылау бөліну алдында материалдың көбірек деформациялануына мүмкіндік береді. Бұл көптеп иілу нәтижесінде толықтай кесілмеу емес, үлкен иілу нәтижесінде пайда болатын бұрлармен салыстырғанда, үлкенірек сынғыш жазықтық пен кішірек жылтыратылған аймақты қалыптастырады.

Шетінің сапасы мен саңылау арасындағы байланыс

Шетіндегі шиыршықтардан тыс, шет сапасы жылтыратылған аймақ, сынған аймақ және екінші реттік кесу белгілері сияқты түгелдей кесілген бетті қамтиды. Тиісті саңылауы бар жағдайдағы металл ұстағыш пен матрицалар бапталған қасиеттерге ие болатын шеттерді алуға мүмкіндік береді, оларды нақты диагностикалық құрал ретінде пайдалануға болады.

Матрицадан шығып түскен материал — яғни, матрица арқылы шығарылған саңылау — толық ақпарат береді. Dayton-ның техникалық зерттеуінде айтылғандай, саңылаулар тесік сапасының дәлме-дәл көшірмесі болып табылады. Саңылауларыңызды зерттеу мыналарды көрсетеді:

• Оптималды саңылау: Тұрақты жылтыратылған жер (қалыңдықтың шамамен 1/3 бөлігі), жермен сәйкес келетін біркелкі сынған жазықтық, елеусіз шиыршық
• Жеткіліксіз саңылау: Дұрыс емес сынған жазықтық, біркелкі емес жылтыратылған жер, екінші реттік кесу белгілері, айқын көрінетін шиыршық
• Аса көп саңылау: Қатты сынған жазықтық, кішкентай жылтыратылған аймақ, тесік шетінде көп мөлшерде домалау

Тігістер, престеу немесе дәлме-дәл жинау сияқты екінші деңгейлі операцияларды қажет ететін қолданбаларда шетінің сапасы келесі процестерге тікелей әсер етеді. Инженерлер поршеннің клапанға дейінгі саңылауын есептеу үшін калькулятор қолданып, қозғалтқыш компоненттерінің өзара әрекеттесуін қамтамасыз еткендей, матрицалар мен пуансондар белгілі бір функцияларға сәйкес келетін шеттер алу үшін саңылаулармен нақты көрсетілуі керек.

Құралдың қызмет ету мерзімін дұрыс саңылау арқылы ұзарту

Міне, осындай саңылауларды есептеу мыңдаған өндірістік циклдар бойы пайда әкеледі. Дұрыс емес саңылау тек бөлшектің сапасына ғана әсер етпейді — сонымен қатар құралдың тез wear (тозуын) үдетеді және уақытынан бұрын шығындалуға әкеледі.

Механизм былай жұмыс істейді: тесіктің аздығы кезінде материал шығару кезінде пуансонға жабысады. Бұл әрбір цикл сайын пуансон бетіне құм қағаз сияқты әсер ететін аса көп жылжыту күшін туғызады. Сәйкес HARSLE-дің техникалық құжаттамасына , дұрыс емес саңылау үйкелісті және құралдағы кернеуді айтарлықтай арттырады, тозуды жылдамдатады және құралдың уақытынан бұрын шығып қалуына әкелуі мүмкін.

Дейтон Ламина жүргізген зерттеу оның масштабын айқындайды. Қалыпты 5% саңылау штамптау нүктесінен 0,0001 немесе одан да кіші тесіктер жасауы мүмкін, бұл шығару кезінде преске отыру жағдайын туғызады. Олардың инженерлік саңылау әдісі шамалы үлкен тесіктер жасап, штамптау тозуының үштен екісіне дейінгісін болдырмауға мүмкіндік береді. Бұл тікелей баптау мен ауыстырудың аралық уақытын ұзартуға аударылады.

Төмендегі кестеде әртүрлі саңылау жағдайларының бөлшектер сапасы мен құрал жұмысының әрбір жағына қалай әсер ететіні жинақталған:

Саңылау жағдайы	Бёр формациясы	Қыр сапасы	Құрал тозуының	Алып тастау күші
Өте тығыз (<5%)	Екіншілік кесуден пайда болатын үлкен, дұрыс емес шеттер	Тегіс емес жылтырлық, екіншілік сынғыш белгілер	Жылдамдатылған — штамптау құралының ұстауы үйкелісті арттырады	Аса көп — материал шығару кезінде штамптау құралын ұстайды
Оптималды (материалға байланысты 5-12%)	Ең аз тегістелген бетінің биіктігі	Тұрақты 1/3 жылтыртатын бөлік, таза сынғыш жазықтық	Қалыпты — таза бөліну үйкелісті азайтады	Ең аз — материалдан таза бөліну
Тым жеңіл (>12-15%)	Домалақталған түрдегі тегістелген қабыршақтар	Қатты сынба, кішкентай жылтыртатын аймақ	Орташа — тербеліс салдарынан шынжылдау пайда болуы мүмкін	Төмен, бірақ матрицадан шығару проблемасы болуы мүмкін

Бұл факторлар арасындағы байланысты байқаңыз. Өндіріс алаңыңыздың саңылау зертханасы тұрақты кері байланыс береді — егер оны қалай оқитынын білсеңіз. Асыра пайдаланылған сығу күші пуансонының қаптамасының тозуы немесе цикл уақытының ұзаруы түрінде көрінеді. Шетінің нашар сапасы зақымданған бөлшектер немесе одан әрі жинау проблемалары түрінде көрінеді. Құралдың тозуы техникалық қызмет көрсету журналдарында және ауыстыру құнында көрінеді.

Нәтижесінде? Оңтайлы саңылауды таңдау – бұл тек белгілі бір санға жету емес, сонымен қатар құрал-саймандардың пайдалану мерзімін максималдандыра отырып, қабылданатын бөлшектер алу үшін теңдестіруді қамтиды. Тәжірибелік бөлшектерде дұрыс емес саңылаудың белгілері байқалса, оның себебін жүйелі түрде анықтау есептеулерді түзету керек пе немесе басқа факторлар әсер етіп тұр ма соны анықтауға көмектеседі.

Есептеулеріңізді тексеру және қателерді жою

Сонда сіздің қиғыш матрицаның саңылауын есептеуіңіз аяқталды, құрал-саймандар спецификацияға сәйкес жасалды және сіз бірінші тәжірибелік бөлшектерді шығардыңыз. Енді не істеу керек? Теориялық саңылау мәндері мен нақты өндірістік нәтижелер арасындағы айырмашылық көбінесе формулалар өзі ғана қамти алмайтын айнымалыларды көрсетеді. Дәлдіктің ең жоғары деңгейі болса да, оны нақты нәтижелерге сәйкестендіру қажет.

Тексеруді есептеулерді өндіріске дайын спецификацияларға айналдыратын соңғы қадам ретінде қарастырыңыз. Сіз жаңа пунш бен матрица құрал-жабдығымен жұмыс істесеңіз де немесе пунш матрицаларының қосымша әзірлемелерін бағаласаңыз да, жүйелі тексеру саңылаулардың нақты тиісті сапа мен құрал қызмет ету мерзімін қамтамасыз ететініне кепілдік береді.

Саңылаулардың есебін тексеру

Проблемаларды шешуді бастамас бұрын есептелген саңылаулардың цехтағы нақты мәндерімен сәйкес келетінін растаңыз. Бұл айқын болып көрінсе де, өндіру кезінде өлшемдік ауытқулар, тегістеудің дұрыс орындалмауы немесе қарапайым құжаттама қателері спецификация мен шындық арасында айырмашылық туғызуы мүмкін.

Мұнда практикалық тексеру тізімі:

• Пунш диаметрін өлшеу: Пунштің есептелген өлшеміне сәйкес допусста екенін тексеру үшін калибрленген микрометрлерді пайдаланыңыз
• Матрица тесігін өлшеу: Тумбалы калибрлер немесе ішкі диаметр микрометрлері матрица қуысының өлшемдері спецификацияға сәйкес келетінін растайды
• Нақты саңылауды есептеу: Өлшенген матрица саңылауынан өлшенген пуансон диаметрін алып тастаңыз, содан кейін жақ бойынша саңылауды алу үшін екіге бөліңіз
• Техникалық шартпен салыстырыңыз: Есептелген және өлшенген мәндер арасындағы кез келген айырмашылықты тіркеңіз — 0,01 мм айырмашылықтар нәтижеге әсер етеді
• Концентрлікті тексеріңіз: Сандық индикаторлар немесе оптикалық салыстырғыштарды пайдаланып, пуансон мен матрицаның орналасуын растаңыз

Сәйкес саланың тексеру нұсқаулары , құрал-жабдықты ретімен тексеру бірнеше қиыншылықтарға ие — бәрінен бұрын бұл уақытқа толы және қымбатқа түсуі мүмкін. Дегенмен, сіздің өңделген бөлшектеріңіздің сапасы тікелей құрал-жабдық сапасына байланысты. Уақыт үнемдеу мақсатында тексеруден бас тарту кейінірек ірі проблемалар туғызады.

Сынақ жүгінісі нәтижелерін интерпретациялау

Егер сіз тыңдауды білетін болсаңыз, сынақ бөлшектеріңіз көп нәрсе айтады. Әрбір сапа сипаттамасы саңылау мәндерінің реттеуге қажеттілігі туралы және қай бағытта реттеу керектігі туралы диагностикалық ақпарат береді

Бұл негізгі көрсеткіштерді тексеруден бастаңыз:

• Жиектің биіктігі мен орналасуы: Матрицаның жағындағы артық шет - тазарту көлемінің жеткіліксіздігін көрсетеді; артық домалақтануы бар шет - тым көп тазарту көлемін көрсетеді
• Жылтыратылған аймақ үлесі: Материал қалыңдығының шамамен үштен бір бөлігін құрайтын таза жылтырау оптималды тазарту көлемін растайды. Кіші жылтыратылған аймақтар тым көп тазарту көлемін білдіреді; дұрыс емес немесе екі еселенген жылтырау белгілері тым тығыз тазарту көлемін көрсетеді
• Слаптың сыртқы түрі: Тесіп шығарылған материал тесіктің сапасын көрсетеді. Слаптардың үзілу жазықтықтарының біркелкілігі мен шеттерінің теңдігін тексеріңіз
• Өлшемдік дәлдік: Бланктердің үлкейтілген немесе тесіктердің кішірейтілген өлшемдері тазарту мәселелерінен гөрі пуансон немесе матрица құрылғысының тозуын көрсетуі мүмкін
• Бөлшектің жазықтығы: Кесу шеттеріне жақын орындардағы артық деформация материал кернеуімен байланысты тазарту нәтижесінде пайда болуы мүмкін

Ретінде бланкировка процесінде пайда болған ақауларды жою бойынша сарапшылар ескерту, штамп пен матрица арасындағы дұрыс болмаған саңылау, материалдың қалыңдығы немесе қаттылығының біркелкі болмауы және штамп пен матрицаның тозуы нәтижесінде жиектің сапасы нашар болады. Осы себептерді ажырату үшін бірнеше сынама бөлшектерді әдістемелі түрде талдау қажет.

Саңылауды біртіндеп реттеу

Сынақ нәтижелері саңылау мәселелерін көрсеткенде, үлкен өзгерістер енгізуге ұмтылмаңыз. Материалдың қалыңдығының 1-2% шамасындағы біртіндеп реттеулер саңылаудың әсерін басқа айнымалылардан бөліп алуға мүмкіндік береді.

Осы жүйелі реттеу әдісін қолданыңыз:

• Негізгі жағдайларды құжаттау: Ағымдағы саңылау мәндерін, материал партиясының ақпаратын, престің баптауларын және алынған бөлшектің сапасын жазып алыңыз
• Бір айнымалыны өзгертіңіз: Тек қана саңылауды өзгертіңіз — материалды, жылдамдықты және майлауды тұрақты ұстаңыз
• Жеткілікті үлгілерді шығарыңыз: Статистикалық сенімділік орнату үшін кем дегенде 20-30 бөлшек жинаңыз
• Нәтижелерді бағалаңыз: Шетінің сапасын, бүр калыптасуын және өлшемдік тұрақтылықты негізгі көрсеткішпен салыстырыңыз
• Қажет болса, қайталаңыз: Сапа мақсаттарына жетіп тұру үшін қосымша шағын түзетулер енгізіңіз

Серпімді оралуға түзету енгізу: Әсіресе жоғары беріктік болаттары мен болаттың эмиссиялық құймалары созылу кезінде серпімді оралу құбылысын көрсетеді, бұл өлшемдік дәлдікке әсер етеді. дамытылған матрица түзету әдістері серпімді оралуға ұшыраған пішінді бөлшек эталонды бөлшекпен салыстырып өлшейді, ал матрицаны айырмашылықты болдырмау үшін өзгертеді. Бұл негізінен пішіндеу операцияларына қатысты болса да, аз шекті өлшемді бөлшектерді кесетін матрицалар ұқсас түзету стратегияларын қажет етуі мүмкін — материалдың серпілуінен кейін мақсатты өлшемге жету үшін құрал-жабдықты жеңіл үлкейту немесе кішірейту.

Материалдың ауытқуына түзету енгізу: Нақты өмірдегі материал партиялары қалыңдығы, қаттылығы және бетінің күйі бойынша өзгешеленеді. Егер сіздің есептелген саңылауыңыз бір партия үшін мүлде дұрыс жұмыс істесе, бірақ басқасында проблемалар туғызатын болса, мыналарды қарастырыңыз:

• Келіп түскен материал қасиеттерін өлшеу және сәйкесінше саңылауды есептеуді түзету
• Жеткізушілерден материалға қатарынан көбірек дәлдік талап ету
• Қалып конструкциясына саңылауды тез түзетуге мүмкіндік беретін реттеу элементтерін енгізу

Өндірістегі кері байланыс негізінде дәлдеу: Өндірістік жұмыстар сынақтық жұмыстарда алуға болмайтын бағалы деректерді қамтамасыз етеді. Мыналарды бақылаңыз:

• Білген циклдері арасындағы бөлшектер
• Уақыт өте қажетсіз қалдықтардың үлесіндегі тенденциялар
• Жабдықталған жағдайда – бөлшектерді бөліп алу күшінің өлшемдері
• Жөндеу кезіндегі құралдың тозу үлгілері

Бұл өндірістік кері байланыс контуры бастапқы есептеулерді оптималды спецификацияларға айналдырады. Мақсат — бірінші рет дәлме-дәл нәтиже алу емес, материал, құрал-жабдық және сапа талаптарыңыздың нақты комбинациясы үшін тез уақыт ішінде оптималды саңылау мәндеріне жеткізетін жүйелі процесті құру.

Тексеру жұмыстары аяқталып, баптаулар орындалғаннан кейін, көптеген өндірушілер болатты кесуден бұрын саңылау өнімділігін болжай алатындығын алғы кезеңдегі модельдеу мен дәлме-дәл құрал-жабдық шешімдер арқылы одан әрі оптимизациялауды қалайды.

Алғы кезеңдегі құралдар мен дәлме-дәл матрицалық шешімдер

Құрал-жабдықтың саңылауын оптимизациялау үшін қолмен есептеулер мен сынап көру әдісі ұзақ уақыт бойы негізгі болып табылды. Алайда, бірден-бір болатты кесуден бұрын саңылаудың әсерін болжауға болатын болса ше? Қазіргі заманғы CAE модельдеу және дәлме-дәл өндіріс технологиялары инженерлердің саңылау оптимизациясына қарай қарауын түбегейлі өзгертуде — дайындау құралдарының құнын төмендетіп, даму уақытын қысқартып және матрицаларды дайындауға дейінгі кездейсоқтықты жояды.

Саңылау оптимизациясы үшін CAE модельдеу

Бірден-бір тәжірибелік матрицаны құрылмай, дәлме-дәл саңылау конфигурацияларын сынауға болатынын ойлап көріңіз. Дәл осыны ақылға алатын кеңейтілген шекті элемент (FE) модельдеу мүмкіндік береді. Оған сәйкес heliyon журналында жарияланған соңғы зерттеу матаны кесу процесінің сандық имитациясы инженерлердің физикалық құрал-жабдықтар болмастан бұрын матаны кесу саңылауының соққы беріліс қисықтары мен кесілген жиектің сапасына әсерін зерттеуіне мүмкіндік береді.

Тазарту оптимизациясы үшін модельдеудің негізгі артықшылықтары мыналар:

• Толық циклды болжау: Дамыған ЖЭ моделдері матаны кесу, серпімді оралу, пуншь тереңдігі және айыру сатыларын қоса алғандағы толық матаны кесу циклін модельдейді және әрбір сатыдағы күш қисықтарын ұсынады
• Жиектің сапасын визуализациялау: Модельдеу кез-келген саңылау конфигурациясы үшін шіріндінің пайда болуын, сынғыш жазықтық сипаттамаларын және жылтыратылған аймақтардың қатынастарын болжайды
• Материалдық реакцияны модельдеу: Әртүрлі материал қасиеттерін виртуалды түрде сынауға болады, бірнеше материал партияларымен қымбат бағалы тәжірибелерді жоюға мүмкіндік береді
• Ақауларды болдырмау: Иықтар, жарықтар және басқа да пішіндеу кемшіліктері өндірістегі бөлшектерде пайда болардан көп бұрын модельдеуде көрінетін болады

Саланың симуляция мамандарының айтуынша, қазіргі уақытта автомобиль өнеркәсібіндегі әрбір металл парақтан жасалған бөлшек формалау симуляциясын қолданып әзірленеді және оптимизацияланады. Бұл тәсіл бүгінгі күнгі симуляциялық бағдарламалардың қолдануға ыңғайлы болуына байланысты автоматты түрде белгіленген әдіске айналды — ұсынылған құрал-жабдық конструкциясының нәтижесін анықтау үшін прототип құрал-жабдық жасау қажет емес.

Бұл симуляцияларға берілетін параметрлер сіздің қолмен жүргізетін есептеулеріңізге сәйкес келеді: материал қасиеттері, парақ қалыңдығы, құрал-жабдық геометриясы және саңылау мәндері. Бірақ симуляция кез-келген формуланың қамты алмайтын, соның ішінде кернеу таралуының, материал ағымының үлгілерінің және соңғы бөлшектің сапасына әсер ететін жергілікті деформация концентрацияларының визуализациясын қоса алғанда, болжау мүмкіндігін қосады.

Есептелген Нәтижелер үшін Дәл Шығару

Егерек дәл есептеулер де машина жасау қажетті допусктарды сақтай алмаса, мағынасын жоғалтады. Сіздің есептелген 0,10 мм бүйір арақашықтығы мен шынында құрал-жабдықта болатын нәрсе арасындағы айырмашылық детальдар стандарттарға сай келеді немесе қалдыққа айналады ма соны анықтайды.

Қазіргі заманғы дәл матрица жасау осы қиыншылыққа мынадай тәсілдермен араласады:

• Допусктары төмен механикалық өңдеу: Дәл тегістеу стандарттарына сәйкес, кесу операциялары үшін өлшемдік допусстар ±0,05 мм CNC бақыланатын престер мен жоғары сапалы құрал-жабдықпен қазір қол жеткізуге болады
• Матрица арақашықтығын реттеу: Аз арақашықтық — әдетте материал қалыңдығының 5-10% — бар жоғары дәлдіктегі матрицалар өндірістік сериялар бойынша дәл кесуді және шет сапасының тұрақтылығын қамтамасыз етеді
• Сервоарқылы басқарылатын дәлдік: Жоғарғы санатты тегістеу престері нақты уақыт режиміндегі кері байланыс негізінде жүріс тереңдігі мен жылдамдығын реттеу арқылы ±0,01-0,02 мм ішінде қайталану мүмкіндігін ұсынады

Моделдеу мен өндіру дәлдігінің арасындағы байланыс күшті кері байланыс циклын құрайды. Моделдеу оптималды саңылау мәндерін болжайды; ал дәлме-дәл өндіру осы мәндерді миллиондаған циклдар бойы сақтайтын құрал-жабдықтарды жеткізеді. Бұл комбинация есептелген техникалық шарттар мен өндірістік нақтылық арасындағы дәстүрлі айырмашылықты жояды.

Құрал-жабдық серіктестерін бағалаған кезде, олардың мүмкіндіктері сіздің саңылау талаптарыңызбен қалай сәйкес келетінін қарастырыңыз. Инженерлер электр қауіпсіздігінің техникалық шарттары үшін саңылау мен қосымша қашықтықты есептеу құралын қолданатындай, матрица өндірушілер де есептелген саңылаулардың физикалық құрал-жабдық өнімділігіне аударылуын растайтын өлшеу және сапа жүйелерін көрсетуі тиіс.

Есептеуден өндіруге дайын құрал-жабдыққа дейін

Саңылау есептеулері мен өндіруге дайын құрал-жабдық арасындағы айырмашылықты жою тек дәл формулалардан гөрі артық — моделдеу, өндіру және сапаны тексеру мүмкіндіктерін біркелкі жұмыс үрдісіне біріктіретін интеграцияланған инженерлік мүмкіндіктерді талап етеді.

Шаойдің дәлме-дәл өзек соғу қалыптарының шешімдері осы интеграцияланған тәсілді көрсетеді. Олардың инженерлік тобы құрал-жабдықтарды өндіруді бастамас бұрын саңылауларды конфигурациялауды оптимизациялау үшін CAE-моделдеуді пайдаланады, бұл сынап-көру шығындарын азайтатын ақаусыз нәтижелерді болжайды. IATF 16949 сертификаты сапаның тұрақты жүйесін қамтамасыз етіп, есептелген саңылаулар шынайы құрал-жабдықтардың жұмыс істеуіне сенімді түрде аударылады.

Алдыңғы қатарлы құрал-жабдық серіктерін басқалардан ерекшелейтін не?

• Жедел үлгілеу мүмкіндігі: Өндірістік мерзімдер жақындап қалғанда саңылаулар конфигурациясын тез тексеру маңызды. Шаой бірнеше күн ішінде — бар болғаны 5 күнде — прототиптерді жеткізіп, саңылауларды оптимизациялау бойынша жұмысты тез қайталауға мүмкіндік береді
• Бірінші реттік сәттілік көрсеткіштері: Олардың 93% -дық бірінші реттік бекіту көрсеткіші модельдеуге негізделген құрал-жабдықтарды дамытудың дәлдігін көрсетеді — аз қайталану өндіріске шығу уақытын қысқартады
• OEM-стандартына сай инженерия: Автомобиль сапасына қойылатын талаптар хобби деңгейіндегі құрал-жабдықтар жетілдіре алмайтын дәлдікті талап етеді

Қалыптың құрылымы мен жасалуының кеңінен таратылған мүмкіндіктерін іздеуде болатын өндірушілер үшін, Shaoyi автомобиль созу қалыптарының шешімдері қазіргі заманғы құрал-жабдық серіктерінің симуляциялық жүйелер, дәлдікті өндіру және сапа жүйелерін қалай ықпалды түрде пайдаланып өндіруге дайын нәтижелерге жететінін түсіндіреді.

Қолмен есептеуден симуляциялық оптимизацияланған, дәлдікпен жасалған құрал-жабдыққа дейінгі даму бүгінгі заманғы панберіс қалыптарының даму кезеңін көрсетеді. Негізгі формулалар өзгеріссіз қалады — саңылау әлі де материалдың қалыңдығына пайыздық мөлшерді көбейткенге тең болады, бірақ осы есептелген мәндерді тексеру, оптимизациялау және жасау үшін қол жеткізілетін құралдар дәлдікпен тартып шығару мүмкіндігін түбегейлі өзгертті.

Сіз бар болатын саңылау мәселелерін шешіп жатсаңыз немесе жаңа құрал-жабдық спецификацияларын әзірлеп жатсаңыз, берік есептеу негіздерінің алғыға қарай симуляциялық және дәлдікпен өндіру мүмкіндіктерімен үйлестіру созу операцияларыңызды тұрақты, жоғары сапалы нәтижелерге дайындайды.

Панберіс қалыптарының саңылауын есептеу туралы жиі қойылатын сұрақтар

1. Зердені тесу операциялары үшін стандарттық матрица саңылау қандай?

Өнеркәсіптегі стандарттық матрица саңылауы материалдың түріне байланысты әрбір жағына 5% -дан 12% -ға дейінгі ауқымда болады. Жұмсақ алюминий әдетте 3-5%, жеңіл болатқа 5-8%, қиын балқығыш болатқа 8-10%, ал қатайтылған материалдарға 10-12% қажет. Дәстүрлі 5% ережесі заманауи жоғары беріктіктегі материалдарға бейімделген саңылаулар қажет болғандықтан, бұл ереже қазір жалпы түрде қолданылмайды.

3. Тескіш пен матрица саңылауын қалай есептеуге болады?

Саңылауды былайша есептеңіз: Жағына шаққандағы саңылау = Материал қалыңдығы × Саңылау пайызы. Жалпы саңылау үшін жағына шаққандағы мәнді 2-ге көбейтіңіз. Зердені тесу үшін жалпы саңылауды бөлшектің өлшемінен алып тастаңыз, нәтижесінде тескіш диаметрі шығады. Тесікті тесу үшін жалпы саңылауды тесік өлшеміне қосыңыз, нәтижесінде матрица тесігінің өлшемі шығады. Мысалы: 2 мм болаттың 9% -ы = жағына шаққанда 0,18 мм немесе жалпы саңылау 0,36 мм.

3. Зердені тесу мен тесікті тесудің саңылау қолданылуының айырмашылығы неде?

Матрицадағы құрылымда, матрица соңғы бөлшектің өлшемін анықтайды, сондықтан матрица бөлшектің өлшеміне сәйкес келеді, ал пуанш қосымша жалпы саңылауға сәйкес кішірек жасалады. Тесу кезінде, пуанш тесіктің өлшемін анықтайды, сондықтан пуанш тесіктің өлшеміне сәйкес келеді, ал матрицаның тесігі жалпы саңылауға сәйкес үлкейтіледі. Бұл айырмашылық өте маңызды — саңылауды дұрыс емес компонентке қолдану әрқашан дұрыс емес бөлшектердің алынуына әкеледі.

4. Дұрыс емес матрица саңылауы бөлшектің сапасына қалай әсер етеді?

Жеткіліксіз саңылау үлкен дұрыс емес шеттерді, тең емес жарқырау іздерін, құралдың тезносуын және тесуде үлкен үйкеліс күшін тудырады. Тым көп саңылау домалақ шеттерді, қатты сынған беттерді, кішірек жарқырау аймақтарын және тесу кезінде тербелісті тудырады. Оңтайлы саңылау ең аз шет биіктігін, тұрақты үштен бір жарқырау қатынасын, қалыпты құралдың тозуын және таза материал босатуын қамтамасыз етеді.

5. CAE симуляциясы қалайшы матрица саңылауын оптимизациялауға көмектеседі?

CAE симуляциясы өңдеу құралдарын жасаудан бұрын саңылау әсерлерін болжайды және бірнеше конфигурацияны виртуалды түрде тексереді. Ол соғу күші қисықтарын, шеткі сапасын, жиектің пайда болуын және материал реакциясын қоса алғанда, бүтін қиғаш циклді модельдейді. Бұл тәсіл сынақ-қате шығындарын азайтады, даму уақытын қысқартады және дәлдік өндіріс мүмкіндіктерімен үйлестірілген кезде 90%-дан астам бірінші реттік мақұлдау бағасына қол жеткізуге көмектеседі.