Түстік құю үшін практикалық DFM: Құн мен сапа бойынша стратегиялар

ҚЫСҚАША

Литье формаларын өндіруге ыңғайлы жобалау (DFM) — бөлшектерді тиімді және шығынды төмендетіп өндіру үшін жобаны оптимизациялау мақсатындағы негізгі инженерлік практика. Негізгі мақсат — өндірістің күрделілігін азайту, осылайша шығындарды төмендету және соңғы өнімнің сапасын жақсарту. Бұған құйма пішіннен бөлшекті жеңіл шығару үшін көлбеу бұрыштарын қолдану, қуыстылық сияқты ақауларды болдырмау үшін қабырғалардың біркелкі қалыңдығын сақтау және материалдың пайдалануын азайта отырып беріктікті арттыру үшін радиустар мен ребра қолдану сияқты негізгі принциптерге бағыну жатады.

Литье формаларының DFM-нің негізгі принциптері: Көлбеу, Қабырғаның қалыңдығы және Радиустар

Тиімді өндірістің құю үлгісін жобалаудың негізі сапаға, құнына және өндіру жылдамдығына тікелей әсер ететін бірнеше маңызды принциптерге негізделген. Бұл ұғымдарды меңгеру функционалды болумен қатар өндіруге экономикалық тұрғыдан тиімді деталь жасаудың алғашқы қадамы болып табылады. Оларды елемеу құйманы шығарудағы қиыншылықтар мен материалдардың кетуінен бастап, конструкциялық сындарға дейінгі проблемалар тізбегіне әкелуі мүмкін. Бұл негізгі ережелер — яғни бұрыштық көлбеу, қабырға қалыңдығы, фаскалар мен радиустарды қолдану — матрица ішіндегі балқыған металл ағыны мен қатаюының физикасын шешуге бағытталған.

А бұрышты шығару матрицаның ашылу бағытына параллель барлық беттерге берілетін жеңіл бұрыштық көлбеу. Бұл кішкентай көлбеу, әдетте 1-ден 3 градусқа дейін, құйманы матрицадан зақымданбастан таза шығару үшін маңызды. Балқыған металл суынып, сығылған кезде матрицаның ішкі элементтеріне тығыз жабысуы мүмкін. Көлбеу болмаған жағдайда шығару күші детальды деформациялау немесе сындыруы мүмкін. Төменде егжей-тегжейлі сипатталғандай Gabrian-ның дизайны бойынша нұсқаулық , сыртқы қабырғаларға бөлшектің олардан шұғыл кетуі салдарынан аз көлбеу қажет болса, ішкі қабырғалар мен тесіктерге металдың олардың айналасында жиналуы себебімен көбірек көлбеу қажет.

Сақтау үшін қабырғаның біркелкі қалыңдығы dMF-тің ең маңызды ережелерінің бірі болып табылады. Қабырға бөліктері әлдеқайда өзгерген кезде, балқытылған металл әртүрлі жылдамдықпен суыйды. Қалың бөліктер қатайюға ұзақ уақыт қажет етеді, бұл ішкі кернеуді, қуысты (газ көпіршіктері) және бетінде шөгу белгілерін тудыруы мүмкін. Керісінше, қабырғалар тым жұқа болған кезде металл тым ерте қатаярып, қалыпты толық толтыруға кедергі жасауы мүмкін — оның салдарынан қысқа лақтыру деп аталатын ақау пайда болады. Көптеген жобалар 1,5 мм мен 4 мм арасындағы қабырға қалыңдығын көздейді. Қалыңдықтағы өзгерістерден құтылу мүмкін болмаса, металл ағысының және суытудың біркелкі болуы үшін өту біртіндеп және жұмсартылуы керек.

Соңында, сүйір бұрыштардан аулақ болу өте маңызды. Бұл мынадай түрде жүзеге асырылады фаскалар мен радиустар беттер арасындағы қисық түйісулер. Филелер ішкі бұрыштарға, ал радиаторлар сыртқы бұрыштарға қолданылады. Ішіндегі өткір бұрыштар жүктеме кезінде сәтсіздікке ұшырауы мүмкін стресс шоғырлану нүктелерін жасайды. Сондай-ақ, олар балқытылған металдың тегіс ағынын бұзады, бұл бұрқасынды тудырады. Ұсақ филелер мен радиустарды қосу, тіпті 0,5 мм-дей болса да, металл ағынын жақсартады, бөлшекті нығайтады және одан әрі берік және сенімді соңғы өнімді қамтамасыз етеді.

Негізгі жобалаудың үздік әдістері

• Көлбеу бұрыштары: Бөлшектерді оңай шығару үшін барлық тік беттерге кем дегенде 1-2 градус жұқа қысуды қолдану керек. Ішкі қабырғалар мен терең жерлер үшін бұрышты ұлғайтыңыз.
• Деректер толқыны: Барлық бөлшектер біркелкі болу үшін күш салыңыз. Егер қалыңдығы өзгеруі керек болса, ақауларды болдырмау және тепе-тең суытуды қамтамасыз ету үшін біртіндеп ауысуды қолданыңыз.
• Филе және радиация: Барлық өткір бұрыштарын дөңгелек жиектерге ауыстырыңыз. Қиындықты азайту және металл ағынын жақсарту үшін ішкі бұрыштарында филе және сыртқы бұрыштарында радиус пайдаланыңыз.

Қуаттағыш және салмақты азайтатын бөлшектер: қабырға, бас және қалта

DFM-нің негізгі мақсаты - қажетсіз материалсыз беріктік талаптарына сай келетін бөлшектерді өндіру, бұл шығындар мен цикл уақытын арттырады. Бұл теңгерімді сақтауға дизайнерлерге үш негізгі ерекшелік көмектеседі: қабырғалар, бас және қалта. Дұрыс жобаланған кезде бұл элементтер құрылымдық тұтастығын және функционалдылығын арттырады, сонымен қатар өлшеу құю процесіне арналған бөлшекті оңтайландырады. Олар жеңіл, мықты және тиімді өндірілетін конструкцияларды жасауға мүмкіндік береді.

Қасырет қалыңдығы аз, қабырға тәрізді элементтер болып табылады және бөлшектің жалпы қабырға қалыңдығын арттырмай-ақ оның сәйкестігі мен қаттылығын арттыру үшін қолданылады. Бұл бөлшектің пішінінің бұзылуын болдырмау және салмаққа шаққандағы беріктікті жақсарту үшін маңызды. Ребра қосу арқылы конструктор бөлшектің барлық бетінде қалыңдығы біркелкі, жұқа қабырға сақтай отырып, маңызды аймақтарды нығайта алады. Ең жақсы нәтиже үшін ребралар негізгі қабырға қалыңдығының шамамен 60% шамасында, яғни одан кіші қалыңдықта болуы керек, бұл олардың қарама-қарсы бетінде шөгу белгілерінің пайда болуын болдырмауға көмектеседі. Сонымен қатар, ребралар балқыған металдың матрицаның алыс немесе күрделі аймақтарына тарауына көмектесетін каналдар ретінде де қызмет ете алады.

Тіреулер бекіту нүктелері, тұрғылар немесе бекіткіштердің орны ретінде қызмет ететін цилиндрлік шығыңқылықтар. Бөлшектің қалың бөлігіне кейіннен тесік тесу орнына шойынды құю кезінде босстарды тікелей конструкцияға енгізу айтарлықтай уақытты және қосымша операцияларды үнемдейді. Қабырғаның біркелкі қалыңдығы принципіне бағыну үшін босстардың іші тесік болуы керек, яғни олардың ортасында тесік болады. Бұл баяу суынатын және ақаулар туғызатын қалың материал массасы болып қалудан сақтайды. Олар беріктікті және металлдің тегіс ағуын қамтамасыз ету үшін негізгі қабырғалармен жеткілікті фаскалар мен ребрамен байланыстырылуы керек.

Материалды пайдалануды одан әрі азайту және бөлшектің салмағын жеңілдету үшін конструкторлар стратегиялық түрде қосуы мүмкін покеттер немесе бос бөліктер. Бұл процесті жиі «ішкі материалды алу» деп атайды, яғни құрылымдық тұрғыдан маңызды емес аймақтардан материал алынады. Осындай бос орындарды жасау арқылы сіз күрделі геометрияда болса да, бөлшектің барлық бөлігінде қабырғаның біркелкі қалыңдығын сақтай аласыз. Бұл тек материал шығынын азайтпай ғана емес, сонымен қатар қалыптағы суыту уақытын қысқартып, өндіріс циклын тездетеді. Алайда, ойықтар бөлшектің жалпы беріктігі мен қызметіне зиян келтірмейтінін қамтамасыз ету үшін мұқият талдау жүргізу қажет.

Қалып пен бөлшекті шығаруды оптимизациялау: Бөлу сызықтары, ішкі бұрандалар және штифтер

Табан тартылған бөлшектің сәтті болуы оның геометриясы мен қалып механизмдерінің арасындағы синергия нәтижесінде болады. Құрал-жабдықты ескермей қабылданған конструкциялық шешімдер қымбат, күрделі қалыптар мен жоғары ақау пайызына әкелуі мүмкін. Бұл аймақтағы негізгі ескерілетін факторларға бөлу сызығының орны, қосымша элементтерді басқару және түсіру штифтерінің орны жатады. Осы аймақтарда ұтымды жобалау құралды ықшамдайды, шығындарды төмендетеді және құйманың соғылғаннан кейін қалыптан сенімді түрде шығарылуын қамтамасыз етеді.

Берілген бөліну сызығы матрицаның екі жартысының жалғасу орны. Оның орналасуы құрал-жабдықтың басқа барлық сипаттамаларына әсер ететіндіктен, оны құру кезінде алғашқы және ең маңызды шешімдердің бірі болып табылады. Қарапайым, жазық бөлу сызығы әрқашан үнемдірек болып саналады, себебі бұл құрал-жабдықты дайындауды оңайлатады және құнын төмендетеді. Күрделі, жазық емес бөлу сызығы құрал-жабдықтардың құнын айтарлықтай арттыруы мүмкін және флэш (жалғасудан сыртқа шығып кететін қосымша металлдың жұқа торы) пайда болуына әкелуі мүмкін, оны кейінгі операцияда жою қажет болады. Дизайнерлер бөлу сызығы мүмкіндігінше түзу болатындай етіп бөлшектің бағдарын таңдауға тырысуы керек.

Тесікшелер қарапайым екі бөлікті қалыптан бөлшекті тікелей шығаруды болдырмаушы сипаттамалар. Оларға шұңқыр беттер немесе бөлшекті матрицаға іліктеп қоюы мүмкін сипаттамалар жатады. Кейде функционалдық мақсаттар үшін олар қажет болса да, кері тарту механизмдері немесе жылжымалы элементтер — яғни кері тарту сипатын қалыптастырып, шығару алдында артқа шегінетін матрицадағы компоненттерді қажет ететіндіктен, кері тартуларды мүмкіндігінше болдырмау керек. Бұл механизмдер құралға қосымша құнын, күрделілігін және істен шығу ықтималдығын қосады. Егер кері тартудан толықтай құтылу мүмкін болмаса, өндіріс серіктесімен бірлесіп, ең тиімді құрал-жабдық шешімін табу маңызды. Өзінің матрица құру мүмкіндігі бар компаниялар өндірістің күрделі құрал-жабдықтарын оптимизациялау бойынша бағалы мамандық білімін ұсына алады.

Соңында, шығару штифтері болаттан жасалған штифтер, олар қалыпта қатайған бөлшекті қалып қуысынан сыртқа итеріп шығарады. Бұл штифтер бөлшектерді шығару үшін маңызды, бірақ бөлшектің бетінде кішкентай дөңгелек іздер қалдырады. Дизайнердің міндеті – бұл іздердің болуы қабылданатын, маңызды емес немесе декоративті емес беттерді анықтау. Итеруші штифтердің іздерін жазық, берік беттерге орналастыру идеалды, себебі бұл итеру кезінде күштің тең бөлінуін қамтамасыз етеді және бөлшектің деформациялану қаупін азайтады. Осындай қабылданатын орындар туралы құрал-жабдық жасаушыға процестің алғашқы сатысында хабарлау соңғы өнімде көрінетін кемшіліктерді болдырмауға көмектеседі.

Итеруді жеңілдету үшін дизайндағы тексеру тізімі

• Бөлу сызығын қаншалықты мүмкіндік болса, соғұрлым жазық және түзу болатындай қарапайымдату.
• Қымбат бағалы бүйірлік өздер мен сырғаларды қажет етпейтіндей етіп, астынан кесіп алу элементтерін мүмкіндігінше жою.
• Қалыптың қозғалысына параллель барлық беттерге жеткілікті драфт бұрыштарын енгізу.
• Итеруші штифтердің іздеріне рұқсат етілетін декоративті емес беттерді анықтау.
• Шығару кезінде бұрмалануды болдырмау үшін эжекторлық штифтерді жазық, тұрақты беттерде орналастыру керек.

Қалыпта құю DFM туралы жиі қойылатын сұрақтар

1. Өндірістің дизайн нұсқауына (DFM) не кіреді?

Қалыпта құюда өндірістің дизайн нұсқауы (DFM) — бөлшектің конструкциясын өндіруге жеңілдету және оңтайландыруға бағытталған принциптер жиынтығын қамтиды. Негізгі элементтерге шығару үшін көлбеу бұрыштарды қолдану, ақауларды болдырмау үшін қабырғалардың біркелкі қалыңдығын қамтамасыз ету, сүйір бұрыштардан аулақ болу үшін фаскалар мен радиустарды пайдалану, беріктікті арттырып, материалды үнемдейтін ребра мен босстар сияқты элементтерді құру жатады. Сонымен қатар, бөлу сызығын ықшамдау және астындағы элементтерден аулақ болу сияқты құрал-жабдықтарды құру ерекшеліктерін де қамтиды.

2. Өндіруге лайықтылық үшін дизайн қалай жасалады?

Тәсіл өндіріс процесін ескере отырып, жобалау сатысының алғашқы кезеңінде басталады. Өндірістің потенциалды қиыншылықтарын анықтау үшін өндіріс инженерлерімен бірлесіп жұмыс істеуді қамтиды. Негізгі қадамдарға жобаны ықшамдау, бөлшектер санын азайту, мүмкіндігінше компоненттерді стандарттау және матрицалық құюға (бұрыш, қабырға қалыңдығы және т.б.) арналған процестің нақты ережелерін сақтау жатады. Мақсат — өзгерістер тұрғысынан арзан болатын сызба тақтасында, ал завод алаңында қымбат болатын кезде өндірістік мәселелерді алдын ала шешу.

3. Өндірістің жобалауын нені сипаттайды?

Өндірістің тиімділігін арттыру мақсатындағы дизайн — бұл ақыл-ойлы дизайн шешімдері арқылы тиімділікке, құнын төмендетуге және сапаны жақсартуға бағытталған. Өндірістің тиімділігіне сай оптимизацияланған дизайн әдетте қарапайым болады, материалды азырақ пайдаланады, екінші деңгейлі операциялар санын азайтады және ақау пайызы төмен болады. Бұл таңдалған өндірістік процестің мүмкіндіктері мен шектеулерін терең түсінуді көрсетеді және нәтижесінде масштабты түрде шығару барысында тек қана функционалды болып қоймай, сонымен қатар экономикалық және сенімді болатын өнім алуға мүмкіндік береді.