ҚЫСҚАША

Автомобильдің алюминий панельдері үшін матрица құрылымы — бұл алюминийді пішіндеу үшін қолданылатын мықты болат құралдар (матрицалар) жасауға бағытталған арнайы инженерлік процес. Негізгі өндіріс әдістеріне штамптау, экструзия және құю матрицалары жатады, олардың әрқайсысы нақты бір түрдегі матрица талап етеді. Тиімді құрылым алюминийдің салмағы жеңіл болуы, пішінге келтіруге бейімділігі және сынғыштығы сияқты ерекшеліктерін ескеріп, металдың ағуын бақылау, ақауларды болдырмау және соңғы автомобиль бөлшектерінің дәл сипаттамаларына сай келуін қамтамасыз етуі тиіс.

Алюминий панельдер үшін матрица құрылымының негіздері

Металл өңдеуде матрица — престі пайдаланып материалды кесуге немесе пішіндеуге арналған арнайы құрал. Алюминийден жасалған панельдер үшін бұл матрицалар, әдетте, H13 болаты сияқты жоғары сортты құралдық болаттан өңделеді, ол үлкен қысым мен жоғары температураны шыдай алу үшін құрылған. Алюминий панельдері үшін матрицаның дизайнындағы негізгі қиыншылық — алюминий қорытпаларының ерекше сипаттамаларын ескеру. Болатқа қарағанда алюминий жеңілірек және дұрыс өңделмесе жарылуы немесе сынбауы мүмкін, бірақ оны дұрыс басқару арқылы өте жақсы пішінделу қабілетін қамтамасыз етуге болады.

Өндіру процесі матрицаны және алюминий болатын немесе парақты экстремал күштерге ұшыратады. Мысалы, алюминийді экструзиялау кезінде қысым 100 000 фунт/квадрат дюйм (psi) шамасынан аса алады. Алюминий біркелкі дефектілер пайда болмайтындай етіп, қажетті пішінге дәлме-дәл ағуы үшін күшті бағыттайтындай етіп матрица конструкторлық жобасы жасалуы керек, мысалы, сызаттар, трещиндер немесе қабырға қалыңдығының біркелкісіздігі сияқты. Мысалы, алюминийді экструзиялау матрицасы — бұл профильдің көлденең қимасын анықтайтын дәл өңделген тесігі немесе орын бар термиялық өңделген болат диск. Металдың ағынының жылдамдығы мен таралуын бақылау үшін осы тесіктің жобасы өте маңызды.

Дизайнердің алдымен қарастыратыны - бұйымның шығарылу әдісі мен соңғы бөлшектің геометриясы. Тегістеу, экструзия немесе құю арасындағы таңдау қалыптың негізгі құрылымын анықтайды. Қалып қызудың алдын алуға да назар аударуы керек, себебі жылу қалыптың қызмет ету мерзіміне де, сонымен қатар алюминийдің соңғы қасиеттеріне де әсер етуі мүмкін. Нәтижеде, сәтті қалып - бұл материал қасиеттерін, процестің физикалық заңдылықтарын және дененің панелінің құрылымдық және эстетикалық нәтижелерін дәл үйлестіретін ұқыпты инженерлік жұмыстың нәтижесі.

Негізгі өндірістік процестер мен оларға сәйкес қалып түрлері

Алюминийден жасалған дене панельдерін жасау үшін әртүрлі өндірістік процестер қолданылады, олардың әрқайсысы нақты бір қалып конструкциясына тәуелді. Негізгі үш әдіс - бұл автомобильді тегістеу, алюминийді экструдерлеу және алюминийді құю. Есік панелінен бастап конструкциялық рамаға дейінгі нақты бөлшектер үшін дұрыс әдісті таңдау үшін олардың айырмашылықтарын түсіну маңызды.

Автомобильді штамптау өлшеулері

Тақталар, мотор бөліктері және қанаттар сияқты үлкен дене панельдері үшін штамптау ең кең таралған үдеріс болып табылады. Ол штамптау пресінде матрицаның екі жартысы арасындағы алюминий жапырағын пішіндеуді қамтиды. Бұл үдеріс әдетте тізбекті түрде жүреді және арнайы матрицалар тізбегін қолданады. Автокөлік өндірісінің сарапшыларының айтуынша, бұл даму бірнеше негізгі кезеңдерді қамтиды. Біріншіден, сурет бойынша матрица бастапқы негізгі пішіндеуді жүзеге асырады, жазық үлгіні созу арқылы панельдің негізгі үш өлшемді пішінін жасайды. Келесі кезекте, қиғыш және тесу матрицалары қолданбалар немесе шамдар сияқты компоненттер үшін қажетті тесіктерді жасап, шеттерден артық материалды кесіп тастайды. Одан кейін, жинақтау матрицалары жинақтау үшін шеттерді бүгіп, қаттылық қосады. Соңында, қайта соққы матрицалары контурларды жақсарту және серпімділікті түзету үшін қолданылады, бұл панельдің дәл өлшемдік допусстарға сай келуін қамтамасыз етеді. Бұл саланың алдыңғы қатарлы жеткізушілері, мысалы Shaoyi (Ningbo) Metal Technology Co., Ltd. , басты OEM-дер үшін жоғары дәлдікті, жаппай өндіріс кезінде жоғары дәлдікті қамтамасыз ететін күрделі, тапсырыс бойынша жасалған автомобиль штампы қалыптарын жасау саласында маманданды.

Алюминий экструзия қабырғалары

Профильді терезе айнасы, конструкциялық рельстер және безендіру бөлшектері сияқты тұрақты көлденең қима бөлшектерін жасау үшін экструзия қолданылады. Бұл процесте қыздырылған алюминий болаты диеден өткізіледі. Экструзия қалыптарының үш негізгі түрі бар. Біртұтас қалыптар , ең қарапайым түрі, бұрыштар немесе жазық тақталар сияқты тұйық бос кеңістіктері жоқ пішіндерді шығарады. Тұйық қалыптар одан да күрделі және шаршы түтік сияқты бір немесе бірнеше тұйық бос кеңістіктері бар профильдерді жасау үшін қолданылады. Бұл қалыптар ішкі бос кеңістікті жасау үшін мандрельді пайдаланады. Жартылай тұйық қалыптар бос кеңістікті жартылай ғана қамтитын профильдерді жасайды және қажетті металл ағынының ұсақ детальдарын сақтау қажет болғандықтан қатты қалыптарға қарағанда күрделірек жобаланады. Алюминий экструдерлер кеңесі профильдің барлық бөліктері қалыптан біркелкі шығатындай етіп металл ағынының жылдамдығын реттеу арқылы экструзия қалыбын тиімді жобалаудың маңызы зор деп атап өтеді.

Алюминий құю

Құю қалыптау күрделі, ұзақ созылған алюминий бөлшектерді болат қалыпқа (құю қалыбына) ыстық металды жоғары қысыммен енгізу арқылы өндіру үшін идеалды. Бұл үдеріс жоғары дәлдікті және күрделілікті талап ететін мотор қолауы, трансмиссия қораптары және құрылымдық түйіндер сияқты бөлшектерді жасау үшін жиі қолданылады. Құю қалыптары әдетте екі жартыдан тұрады, олар енгізу кезінде бекітіледі де, қатайған бөлшекті шығару үшін ажыратылады. Бұл қалыптардың құрылымы өте күрделі, өйткені олар ыстық металдың ағынын басқаруға, ақауларды болдырмау үшін салқындатуды бақылауға және бөлшекті оңай шығаруға мүмкіндік беруі керек.

алюминий құю қалыптау үшін 9 маңызды конструкциялық ескертулер

Тиімді құю үшін бөлшектің пішініндегі ойықты жасаудан гөрі көбірек нәрсе қажет. Бұл тиімді, жоғары сапалы өндірісті қамтамасыз ету мақсатындағы бірнеше принциптер жиынына — Яғни Өндіруге Арналған Дизайн (DFM) ұстанымдарына сүйенуді қажет етеді. Толық қамтылатын алюминийден матрицалық құю жобалау нұсқаулығы нақты жобалау ережелеріне бағыну ақауларды болдырмау және шығындарды азайту үшін маңызды. Бұл факторлар жиынтығы матрица жобалаудың негізгі ережелерін құрайды.

1. Бөлу сызығы: Бұл матрицаның екі жартысының жанасатын сызығы. Қосымша материал (шетарық) қай жерде пайда болатынын және оны қиып тастау қажеттігін анықтау үшін оның орналасуы негізгі шешім болып табылады. Жақсы орналастырылған бөлу сызығы өндіруден кейінгі тазарту жұмыстарын жеңілдетеді.
2. Сығылу: Балқытылған алюминий суыған кезде кішірейеді (әдетте 0,4-0,6%). Осының алдын алу үшін матрица соңғы бөлшектен сәл үлкен болып жасалуы керек. Сығылу ішкі элементтерге бөлшектің жабысып қалуына әкеліп соғуы мүмкін, нәтижесінде матрицадан шығару қиындайды.
3. Көлбеу: Форманың қозғалыс бағытына параллель барлық беттерге қолданылатын жеңіл бұрыш — бұл бұрыш, кекс пісіретін ыдысқа ұқсас, балқытылған бөлшекті зақымдамай-ақ оңай шығару үшін өте маңызды.
4. Деректер толқыны: Қабырғалардың қалыңдығы мүмкіндігінше біркелкі болуы керек. Тым жіңішке қабырғалар балқыған металдың қалыпты толық толтырудан бұрын қатуына әкелуі мүмкін, ал тым қалың қабырғалар материалдың кетуіне және салқындау уақытының ұзаруына, өндірістің баяулауына әкеледі.
5. Фаскалар мен радиустар: Құйып алу кезінде сүйір бұрыштар метал ағынында турбуленттік тудырып, әлсіздікке әкелуі мүмкін. Ішкі бұрыштарға (фаскалар) және сыртқы бұрыштарға (радиустар) дөңгелектендіру енгізу металдың тегіс ағуына мүмкіндік береді және бөлшектің құрылымдық беріктігін арттырады.
6. Босстар: Бұл жиі қондыру нүктелері ретінде қолданылатын шығыңқы элементтер. Олардың ортасын босату арқылы жиі біркелкі қабырға қалыңдығын сақтау үшін ұқыпты түрде жобалау керек, себебі бұл шөгу белгілері сияқты ақаулардан құтылуға мүмкіндік береді.
7. Ребер: Қабырғаның қалыңдығын арттырмай-ақ бөлшектің беріктігін арттыру үшін конструкторлар тіреуіштер деп аталатын жұқа құрылымдық тіреуіштерді қосуы мүмкін. Олар сонымен қатар балқытылған металдың матрицаның күрделі аймақтарына қарай ағуын бағыттауға көмектеседі.
8. Терезелер: Бұл бөлшектің матрицадан тікелей шығарылуына кедергі жасайтын элементтер. Кейде олар қажет болса да, олардың болуы өндіру үшін бүйірлік өздер сияқты күрделі және қымбат тұратын матрица механизмдерін қажет ететіндіктен, мүмкіндігінше қолданбау керек.
9. Тесіктер мен терезелер: Матрица конструкциясына тікелей тесіктер мен терезелерді енгізу екінші тесік құралын немесе фрезерлеу операцияларын қажет етпейді. Бұл үлкен уақыт пен құнды үнемдейді, бірақ осы элементтердің айналасында металдың дұрыс ағуын қамтамасыз ету үшін ұқыпты жобалау қажет.

Матрица өндіру және құрал-жабдық үдерісі

Алюминий панельдері үшін матрица жасау — бұл құрал-жабдық болатының жоғары дәлдіктегі өңдеу арқылы жоғары өнімді өндірістік құралға айналдыратын көпсатылы процесс. Бұл процесс инженерлердің CAD (Компьютерлік жобалау) бағдарламасын пайдаланып матрицаны модельдеуімен және металдың қозғалысы мен жылу әлуетін модельдеу үшін Шекті элементтер әдісін (FEA) қолдануымен басталады. Бұл симуляция кез-келген болатты өңдеуден бұрын мүмкін болатын мәселелерді анықтауға көмектеседі және жобаны өнімділік пен қызмет ету мерзімі бойынша тиімдестіруге мүмкіндік береді.

Дизайн толық аяқталғаннан кейін физикалық өндіріс басталады. Жеңіл баптау болатының H13 блогы, әдетте, күрделі кесуді өте дәл орындай алатын CNC (компьютерлік сандық басқару) станоктарында өңделеді. Күрделі элементтер немесе өте қатты материалдар үшін EDM (электрразрядты өңдеу) қолданылуы мүмкін. Өңдеуден кейін матрица шынықтыру деп аталатын маңызды жылу өңдеу процесінен өтеді, бұл болатты шынықтырып, өндірістегі үлкен қысым мен температураны шыдай алатындай етеді. Соңында беттерді паратады және кейде изінің тозуға төзімділігін арттыру және алюминийдің ағуын жақсарту үшін нитрлеу сияқты қабаттармен жабылады.

Өзі шаблон деп аталатын үлкен біріктіру элементінің бөлігі болып табылады немесе құрал-жабдық жинағы. Бұл жинақты, жиі екі жартыдан тұратын матрица жиыны деп атайды: қақпақ матрицасы мен итергіш матрица. Бұл жартылар шаблондау машинасына орнатылып, қатаяйық бөлшекті шығару үшін ажырайды. Бұл құрал-жабдық жинағының күрделілігі мен өлшемі профильдің күрделілігіне, оның қуыс немесе қатты болуына және күтілетін өндіріс көлеміне байланысты жалпы бағаның мәнін айтарлықтай өзгерте алады. Тозу мен бүлінуді басқару және құралдың жұмыс істеу мерзімін ұзарту үшін ретті тазалау мен қайта парлау сияқты дұрыс техникалық қызмет көрсету маңызды.

Жиі қойылатын сұрақтар

1. Матрица дизайнының ережесі қандай?

«Қалыпта өңдеу ережесі» деп аталатын жалғыз ғана ереже бар болмағанымен, оның орнына кейде Өндіріске Арналған Дизайн (DFM) деп аталатын тәжірибе мен қағидалар жиыны қолданылады. Құю үшін бұл ережелерге бөлу сызығын дұрыс белгілеу, бөлшектерді ыңғайлы шығару үшін көлбеу бұрыштарды енгізу, қабырғаның біркелкі қалыңдығын сақтау, сүйір бұрыштардан құтылу үшін радиустар мен фаскаларды қолдану және материалдың сығылуына байланысты қалыптауды қамтиды. Бұл нұсқауларды сақтау бөлшектерді өндірудің мүмкіндігін қамтамасыз етеді, ақауларды азайтады және өндіру құнын төмендетеді.

2. Қалыпты алюминийден қалай жасауға болады?

Алюминийді пішіндеу үшін матрица жасау — күрделі үдеріс. Бұл үдеріс әдетте FEA симуляцияларымен тексерілетін CAD бағдарламалық жабдығын қолдана отырып, сандық дизайннан басталады. Содан кейін жоғары сапалы құрал-жабдық болатының (мысалы, H13) білеушесі CNC фрезерлері немесе сымдық ЭҚК көмегімен матрицаның пішінін жасау үшін дәл өңделеді. Өңделген матрица қатайту үшін жылулық өңдеуден өтеді, одан кейін бетін тазалау және төзімділікті және метал ағынын жақсарту үшін кейде арнайы қаптамалар жабылады. Дайын матрица содан кейін престе қолдануға дайын болатындай етіп, артқы пластиналар мен күшейткіштер сияқты қосымша компоненттері бар құрал-жабдық жинағына орнатылады.

3. Алюминийді экструзиялау матрицасы қандай болады?

Алюминийдің профильдеу матрицасы әдетте қатайтылған болаттан жасалған қалың, дөңгелек диск. Оның ортасында соңғы экструзияланған профильдің көлденең қимасының пішініне сәйкес келетін дәлме-дәл жасалған тесік немесе арна орналасқан. Құрылымы қатты денелер үшін бір пластиналы болады. Қуыс пішіндер үшін матрица күрделірек болып келеді, жиі көпбөлшекті жинақ (мысалы, «портхолл» матрицасы) түрінде болады және алюминий матрицаның сыртына шығар алдында оны айналып өтіп, қайта бірігетін ішкі қуысты пішіндеу үшін мандель қамтиды.