Автокөлік штамптарын жасаудың негізгі әдістері

ҚЫСҚАША

Автомобиль штамптарын жасау — бұл автомобиль бөлшектерін кесуге, штамптауға және жұқа металл парақтардан пішіндеуге арналған арнайы құралдар немесе штамптар жасау үшін дәлме-дәл инженерлік процесті білдіреді. Бұл процесс әрбір бөлшектің тұрақтылығы мен дәлдігін қамтамасыз ету арқылы қазіргі заманғы көлік өндірісінің негізі болып табылады. Ол CNC өңдеу, электрразрядты өңдеу (EDM) және жоғары жылдамдықты кесу сияқты алдыңғы қатарлы автомобиль штамптарын жасау әдістеріне сүйенеді және миллиондаған бірдей бөлшектерді шығару үшін құралдық болат пен карбид сияқты берік материалдарды пайдаланады.

Автокөлік штамптарын жасаудың негізгі принциптерін түсіну

Негізінде, қалыптау өндірісі — бұл қалыптар деп аталатын арнайы құралдарды жобалау мен жасаудың күрделі процесі. Автомобиль өнеркәсібінде осындай құралдар машина құрамындағы қазіргі заманғы автомобильдердің әртүрлі бөлшектеріне пішін беретін қалыптар мен кескіштер ретінде маңызды рөл атқарады. Автокузов панельдерінің жатық сызықтарынан бастап двигатель салбырақтарының күрделі геометриясына дейінгі барлығы қалыптар арқылы дәл сипаттамаларға сай жасалады. Бұл дәлдік тек эстетика үшін ғана емес, сонымен қатар автомобильдің қауіпсіздігі, өнімділігі және сенімділігі үшін де маңызды.

Қалыптың негізгі функциясы — материалды, жиі парақ тәрізді металлды, өте жоғары қайталанумен кесу немесе пішіндеу. Бұл үлкен қысым арқылы іске асады, онда престің әсерімен металл қалыпқа итеріледі немесе одан өткізіледі. Өндіріс сарапшыларының пікірінше, Alicona , дәлдік матрицалары микрометрлік мөлшерлерге жету үшін жасалған, оларды стандартты құралдардан ерекшелейді. Бұл мүмкіндік күрделі бөлшектерді массалық түрде өндіруге, сондай-ақ қолмен жасалатын процестер ешқашан қайталай алмайтын дәлдікпен шығаруға мүмкіндік береді және тиімді, үлкен масштабты өндірістің негізгі тірегіне айналады.

Автокөлік өндірісінде жоғары сапалы матрицаларды пайдаланудың артықшылықтары зор. Олар өндірушілерге бірдей болып қана қоймай, сонымен қатар қатаң сапа стандарттарын қанағаттандыратын бөлшектерді шығаруға мүмкіндік береді. Бұл біркелкілік автомобильдің үйлесімді жиналуы мен жалпы құрылымдық беріктігі үшін маңызды. Fremont Cutting Dies бағдарламасында атап өтілгендей, негізгі артықшылықтарға мыналар жатады:

• Біркелкілік пен Дәлдік: Әрбір өнім бірдей болып келеді және қатаң сапа мен қауіпсіздік стандарттарын қанағаттандырады.
• Масштабталу: Матрицалар өндірісті тез және шығын тиімді түрде көбейтіп, тұтынушы сұранысын қанағаттандыруға мүмкіндік береді.
• Қарыз-шығымдық: Бастапқы инвестицияның маңызы зор болса да, массалық өндірудің тиімділігінен туындайтын ұзақ мерзімді үнемдеу едәуір.
• Өнім сапасының артуы: Жоғары сапалы матрицалар қателерді азайтатын және тұтынушылардың қанағаттануын арттыратын жоғары сапалы компоненттерге әкеледі.

Сонымен қорытындылай келе, бүгінгі күні жолдарда кездесетін қауіпсіз, сенімді және эстетикалық көрінетін автомобильдерді шығаруға матрица дайындау процесі мүмкіндік береді. Бұл өндірістік процесте шикізат пен дайын функционалды автомобиль компонентінің арасындағы саңылауды жабады және трансмиссия прокладкалары мен аккумулятор изоляторларынан бастап автомобильдің сыртқы қаңқасына дейінгі барлық нәрсені өндіруге мүмкіндік береді.

Автомобиль өндірісінде қолданылатын негізгі матрица түрлері

Автомобиль қалыптары негізгі қызметіне байланысты екі негізгі топқа бөлінеді: кесу қалыптары мен пішіндеу қалыптары. Кесу қалыптары бөлшектің сыртқы пішінін кесу (бланкинг) немесе тесіктер жасау (перфорация) сияқты амалдарды орындау үшін материалды кесуге арналған. Ал пішіндеу қалыптары материалды алып тастамай, иілу, созу және жиектеу сияқты процестер арқылы оның пішінін өзгертеді. Бұл жалпы топтардың ішінде автомобиль өндірісі үшін маңызды, әрқайсысы өзіндік механизмі мен қолданылуы бар бірнеше нақты қалып түрлері бар.

Қарапайым қалыптар пресс штокының әрбір жүрісінде бір ғана амалды орындайды, сондықтан олар қарапайым бөлшектер үшін қолайлы. Керісінше, күрделі қалыптар көлемі үлкен өндірістің тиімділігін арттыру үшін жасалған. Комплексші қоспалар бір станцияда және бір ғана престің жүрісімен шығу, сондай-ақ матрицалау сияқты бірнеше кесу операцияларын орындайды. Бұл конструкция барлық операциялар бір уақытта жүзеге асатындықтан, жазық бөлшектер үшін жоғары дәлдікті қамтамасыз етеді және бөлшекті станциялар арасында жылжытудан туындайтын қателіктерді болдырмауға мүмкіндік береді. Дегенмен, күрделі пішіндеу талап етілетін бөлшектер үшін олар әдетте сәл қолайсыз.

Прогресивті қабырғалар қазіргі заманғы автомобиль жасау өнеркәсібінің негізгі элементі болып табылады. Evans Tool & Die бойынша анықталғандай, металлдың үздіксіз жолағы матрица арқылы беріледі және әрбір престің жүрісі кезінде әртүрлі станцияларда тізбектелген операциялар тізбегі (шығу, иілу, пішіндеу) орындалады. Бұл әдіс электрондық коннекторлар немесе кіші тіреулер сияқты күрделі компоненттерді үлкен көлемде өндіру үшін өте тиімді. Трансферлік қалыптауыштар олар бір-бірінен келесі операциялар принципі бойынша жұмыс істейді, бірақ жеке, алдын ала кесілген заготовкаларды механикалық түрде бір станциядан келесісіне ауыстырады. Бұл үздіксіз лента беру тиімсіз болатын терең созылған корпус панельдері сияқты үлкен және күрделі бөлшектер үшін оларды идеалды етеді.

Олардың айырмашылықтарын нақтылау үшін келесі салыстыруды қарастырыңыз:

Осы өзек түрлерінің бірін таңдау толығымен бөлшектің геометриясына, қажетті өндіріс көлеміне және шығындарды ескеруге байланысты. Әрбір түрі автомобильдің толық жинақталған компоненттерінен тұратын мыңдаған әртүрлі бөлшектерді тиімді өндіруде нақты рөл атқарады.

Қадамдық өзек өндіру процесі

Жоғары өнімді автомобиль өзегін жасау — бұл күрделі кезеңдерден тұратын, озық бағдарламалық жасақтаманы дәлме-дәл инженериямен ұштастыратын процесс. Соңғы құралдың миллиондаған бірдей бөлшектерді аз ауытқумен сенімді шығаруын қамтамасыз ету үшін әрбір кезең маңызды. Тұжырымдамадан бастап өндіруге дайын өзекке дейінгі толық жол бес негізгі кезеңге бөлінеді.

1. Дизайн және инженерия: Бұл процесс цифрлық ортада басталады. Озық Компьютерлік Жобалау (CAD) бағдарламалық жасақтамасын пайдаланып, инженерлер өзектің үш өлшемді модельін жасайды. Оның түсіндіруінше, Actco Tool & Manufacturing бұл сандық сызба құрылымдың өнімділігін оңтайландыру және металл өңдеу басталмас бұрын мүмкін болатын мәселелерді анықтау үшін симуляциялар мен талдаулар жасауға мүмкіндік береді. Бұл кезең өңделетін бөлшектің сипаттамаларына дәл сәйкес келуі үшін матрицаның өлшемдерін, сипаттамаларын және жұмыс жасау ретін анықтау үшін өте маңызды.
2. Материалды таңдау: Материалды таңдау матрицаның қызмет ету мерзімі мен өнімділігі үшін негізгі маңызға ие. Ең жиі қолданылатын материалдарға - тозуға төзімді D2 немесе жылуға төзімді H13 сияқты қатты құрал-жабдық болаттары және өте жоғары тозуға ұшырайтын жағдайлар үшін цементтелген карбид жатады. Таңдау шөмілген материалдың түріне, күтілетін өндірістік көлемге және операцияның күрделілігіне байланысты. Дұрыс таңдалған материал матрицаның қайталанатын жұмыс кезінде пайда болатын үлкен кернеуден төтеп бере алуын қамтамасыз етеді.
3. Дәлме-дәл өңдеу мен жабдықтау: Мұнда сандық дизайн физикалық құралға айналады. Таңдалған материалдың пішінін жасау үшін алдыңғы шеберлік әдістерінің біріктірілген тәсілдері қолданылады. CNC (компьютерлік сандық басқару) фрезерлеу және бұранда өңдеу негізгі геометрияны жасайды, ал дәлме-дәл ұнтақтау жазық беттер мен қатаң допусстарды қамтамасыз етеді. Күрделі детальдар немесе қатайтылған материалдар үшін Электр Разрядты Өңдеу (EDM) жиі қолданылады, ол электрлік жарқылдар арқылы металлды эрозиялау арқылы дәстүрлі өңдеу мүмкіндігінен тыс күрделі детальдарды жасауға мүмкіндік береді.
4. Жылумен өңдеу және қаптау: Өңдеуден кейін матрица бөлшектері жылулық өңдеуден өтеді. Бұл процесс болатты қатайту, оның беріктігін және тозуға, деформацияға қарсы төзімділігін айтарлықтай арттыру үшін қатаң бақыланатын қыздыру мен салқындату циклдерін қамтиды. Жылулық өңдеуден кейін Титан Нитриді (TiN) немесе Алмазға Ұқсас Көміртегі (DLC) сияқты арнайы қаптама қолданылуы мүмкін. Бұл өте жұқа, қатайтылған қаптамалар үйкелісті азайтады және матрицаның жұмыс істеу мерзімін одан әрі ұзартады.
5. Жинау, Сынақ және Тексеру: Соңғы кезеңде матрицаның барлық жеке бөлшектері — орамалар, матрицалық блоктар және бағыттауыш штифтері — ұқыпты түрде жиналады. Дайын матрица сынау үшін престе орнатылады. Сынақ жүргізу кезінде алғашқы бөлшектер шығарылып, өлшемдік және сапа талаптарының барлығына сай болатыны тексеріледі. Тиісті өндіріске рұқсат берілмес бұрын матрицаның жұмыс істеуін дәл баптау үшін қажетті барлық түзетулер енгізіледі. Бұл қатаң процесс үлкен сараптаманы талап етеді, сондықтан алдыңғы қатарлы өндірушілер жиі арнайы компаниялармен серіктестікке түседі. Мысалы, Shaoyi (Ningbo) Metal Technology Co., Ltd. сияқты компаниялар IATF 16949 сертификаты мен дамыған CAE-моделдеуді пайдаланып OEM және Tier 1 жабдықтаушылар үшін жоғары сапалы автомобильді штамптау өлшеулері жеткізеді.

Автомобиль өнеркәсібінің қатаң талаптарын қанағаттандыру үшін дәлдік, ұзақ мерзімділік және сенімділік қамтамасыз ететін матрицалар жасау үшін бұл ұқыпты, кезеңдік тәсіл маңызды.

Қазіргі заманның пышақтарын жасаудағы негізгі техникалар мен технологиялар

Қазіргі автомобиль пышақтарын жасау күрделі, берік және нақты құралдарды жасауға мүмкіндік беретін күрделі техникалар жиынына негізделеді. Бұл технологиялар дәстүрлі механикалық өңдеуден әлдеқайда алға шығып, қатты материалдарды микроскопиялық дәлдікпен өңдеуге мүмкіндік береді. Жоғары сапалы автомобиль бөлшектерінің артқы жағындағы инженерлік жұмысты түсіну үшін осы негізгі техникаларды түсіну маңызды.

Жоғары жылдамдықты кесу (HSC)

Жоғары жылдамдықты кесу немесе HSC — бұл дәстүрлі өңдеуге қарағанда едәуір жоғары айналу жылдамдығы мен беру жылдамдығында жұмыс істейтін фрезерлеу процесі. Бұл әдіс кесу күштерін азайтады, өңделетін бөлшекке жылу берілуін азайтады және жақсырақ бет бетін қамтамасыз етеді. Пышақтарды жасау үшін HSC құралдық болаттарды өңдеу мен тазалау кезінде өте маңызды, жиі уақыт өткеннен кейін полировкалау қажеттілігін азайтады. Оның жылдамдығы мен дәлдігі пышақтарды өндірудегі дайындалу уақытын едәуір қысқартуы мүмкін.

Электр токынан материалды қысу (EDM)

EDM — материалды электрлік искермен жойып өңдейтін байланыссыз өңдеу процесі. Бұл дәстүрлі кескіштермен өңдеу қиын немесе мүмкін емес қатты болаттар мен карбидтерде күрделі пішіндер, сүйір ішкі бұрыштар мен жіңішке детальдар жасау үшін маңызды. Екі негізгі түрі бар:

• Электродты EDM: Қажетті ойық пішініндегі электрод диэлектрикалық сұйықтыққа батырылады да, өңделетін бөлшекке жақындатылады. Искер саңылаудың аралығын жүріп өтеді де, электрод пішінінің теріс кескінін жасап, өңделетін бөлшекті жояды.
• Сымды EDM: Жұқа, электр зарядталған сым бағдарламаланған жол бойымен қозғала отырып, материал арқылы күрделі контурлар мен профильдерді кеседі. Оны матрицалар, матрица тесіктері және басқа да дәл өту элементтерін жасау үшін қолданады.

Дәл ұнтақтау

Жабысқақ дискіні пайдалану өте жазық беттер мен дәл өлшемдік дәлдікті қамтамасыз етеді. Қалыптарды штамптауда бұл қосымша беттер, кесу жиектері және бағыттауыш компоненттер үшін ең қатаң допусстарды сақтау үшін маңызды соңғы өңдеу кезеңі болып табылады. Қалыптың жұмыс істеуі мен штампталған бөлшектердің сапасы үшін жабысқақпен өңдеуден кейінгі соңғы бет бетінің сапасы өте маңызды.

Штамптау және терең созу

Штамптау — бұл қалыптың орындайтын процесі, алайда осы амалдар үшін қалыптар жасау әдістері өте мамандандырылған. Терең созу — жазық парақты металл үлгісі қалыңдығын азайтпай қуыс денеге созылатын нақты металл формалау процесі. Терең созу үшін қалып жасау материал ағынын бақылауға және бұрмалану немесе жыртылу сияқты ақауларды болдырмауға мұқият инженерлік есептеуді талап етеді. Мұндағы дизайн май қораптары немесе дене панельдері сияқты күрделі бөлшектерді сәтті формалау үшін пуансон радиусы, қалып саңылауы және үлгі ұстағыш қысымы сияқты факторларды ескеруі тиіс.

Бұл заманауи әдістердің дәстүрлі әдістерге қарағандағы артықшылықтары анық:

Бұл алғашқы автомобиль қалыптарын жасау әдістері үйлесімді жұмыс істей отырып, автомобиль бөлшектерінің сапасы мен тұрақтылығын қамтамасыз ету үшін массалық өндірістің қатаң талаптарына шыдайтын ғана емес, сонымен қатар дәлме-дәл құралдар жасауға мүмкіндік береді.

Жоғары өнімді матрицалар үшін қажетті материалдар мен қаптамалар

Автокөлік матрицасының өнімділігі мен қызмет ету мерзімі негізінен оны жасау үшін қолданылатын материалдарға байланысты. Штамптау мен пішіндеу операцияларының күшті қысымы, қайталанатын соққылары және үйкеліс күштері өте жоғары қаттылық, беріктік және тозуға төзімділік сипаттамалары бар материалдарды талап етеді. Таңдау процесі өнімділік талаптары, ұзақ мерзімділік және құны арасындағы үйлестіруден тұрады.

Матрица жасаудың негізі Құрал-жабдық болаттары бұл құрал-жабдықтарға арналған қасиеттерді қамтамасыз ететін қосымша элементтері бар темір мен көміртегінің нақты қорытпалары. Әртүрлі сорттар әртүрлі мақсаттарда қолданылады. Мысалы, D2 құрал болаты — құрамында көміртегі мен хромның мөлшері жоғары болат, ол өзінің үйкеліске төзімділігімен ерекшеленеді және кесу мен пішіндеу матрицалары үшін жиі таңдалады. H13 құрал болаты жоғары беріктік пен жылулық трещинденуге төзімділік көрсетеді, сондықтан ыстық пішіндеу қолданбалары үшін идеалды нұсқа болып табылады. Бұл болаттар көптеген автомобиль матрицалары үшін мықты және сенімді негіз болып табылады.

Тағы да жоғары төзімділік пен үйкеліске төзімділік талап етілетін қолданбаларда өндірушілер келесіге жүгінеді Цементті карбид қалыптау болатына қарағанда едәуір қаттырақ және ұзақ уақыт бойы сүйір кескіш жиекті сақтай алатын карбид кобальтпен байланысқан вольфрам карбидінің бөлшектерінен тұрады. Бұл оны қалыпты техникалық қызмет көрсету үшін тоқтатуды минималдандыру маңызды болып табылатын жоғары көлемді өндіріс жұмыстары үшін идеалды етеді. Дегенмен, карбид қалыптау болатына қарағанда сынғышырақ және қымбат, сондықтан оны жиі ірі болат қалыптар жинағындағы нақты енгізулер немесе үлкен тозуға ұшырайтын компоненттер үшін қолданады.

Орындалуын одан әрі жақсарту үшін Бетінің қабықшалары қалыптың жұмыс беттеріне пайдаланылады. Олар Физикалық будың шөгіндісі (PVD) сияқты процестер арқылы шөгіндіге түсірілген керамикалық немесе металдық қоспалардың микроскопиялық жұқа қабаттары болып табылады. Жиі кездесетін қаптамаларға мыналар жатады:

• Титан нитриді (TiN): Қаттылықты арттырып және үйкелісті төмендететін кең көлемді қолданыстағы қаптама.
• Хром нитриді (CrN): Материалдың жабысып қалуы мәселесі туындайтын қалыптау қолданбалары үшін қолайлы, адгезияға қарсы өте жақсы төзімділік қамтамасыз етеді.
• Алмаз тәрізді көміртегі (DLC): Талапқа сай келетін қолданыстар үшін идеалды, өте қатты, үйкелісі төмен беткі қабатты қамтамасыз етеді.

Бұл қаптамалар қорғаныштық барьер ретінде әрекет етеді, соның арқасында шаншықтың тозуы азаяды және қапталмаған құралдармен салыстырғанда оның жұмыс істеу мерзімі едәуір ұзарып кетеді. Бұл материалдардың бірін таңдау кезінде баға мен өнімділік арасында теңгерім орнату қажет. Алмаз-графиттік қаптамасы бар карбидті шаншық бастапқы кезде қомақты инвестиция талап етсе де, оның жұмыс істеу мерзімінің ұзақтығы мен қызмет көрсетудің азаюы жоғары көлемді өндірістік ортада иеліктің жалпы бағасының төмендеуіне әкелуі мүмкін.

Жиі қойылатын сұрақтар

1. Шаншықтар қалай жасалады?

Плашпаны жасау кезінде CAD бағдарламалық жабдығын пайдаланып сандық дизайннан басталатын бірнеше сатыдан тұратын процесс. Осы дизайн негізінде құрал-жабдық болаты сияқты қолайлы материал таңдалады да, CNC фрезерлеу, әджеу және электрразрядтық өңдеу (EDM) сияқты әдістерді пайдаланып дәлме-дәл пішінделеді. Содан кейін компоненттер қаттылықты арттыру үшін жылулық өңдеуден өтеді, сосын жинау және өндірісте қолданар алдында дәл сәйкестендіру талаптарына сай келетінін тексеру мақсатында қатаң сынақтан өткізіледі.

2. Плашпалардың жұмыс істеу әдістері қандай?

Плашка өңделетін бөлшекті орналастыру, оны берік бекіту, материалмен жұмыс істеу және одан кейін босату арқылы бірнеше негізгі функцияларды орындайды. 'Жұмыс істеу' функциясы — мұнда құн қосылады, оған кесу, тесу, иілу, пішіндеу, созу және штамптау сияқты амалдар енеді. Нақты әдіс плашпаның конструкциясына байланысты, мысалы, тізбектелген амалдарды орындайтын прогрессивті плашка немесе бір ғана жүріспен бірнеше кесуді орындайтын құрама плашка.

3. Матрицалардың екі түрі қандай?

Матрицаларды бірнеше жолмен классификациялауға болады, бірақ негізгі айырмашылық олардың қызметіне негізделеді: кесу матрицалары мен пішіндеу матрицалары. Кесу матрицалары материалды кесуге, босатуға немесе тесуге арналған, яғни қажетті пішінді немесе тесікті жасау үшін оның бөлігін алып тастайды. Ал пішіндеу матрицалары материалды кесусіз қайта пішіндейді. Олар металл парақты үш өлшемді бөлшекке айналдыру үшін иілу, созу және жиектеу сияқты процестер арқылы бұл жұмысты орындайды.