Шойылту өндірілетінінің негізгі дизайн принциптері

ҚЫСҚАША

Бөлшекті тарту арқылы өндірістілікке сай жобалау — бұл металды тарту процесін жеңілдету үшін геометриясын стратегиялық жоспарлауды талап етеді. Бұған бөліну сызығы, көлбеу бұрыштар, бұрыш радиустары мен қабырға қалыңдығы сияқты негізгі элементтерді материалдың тегіс ағуын қамтамасыз ету, ақауларды болдырмау және пішіннен бөлшекті оңай шығару үшін мұқият бақылау қажет. Дұрыс жобалау өндіру құнын азайтады, соңғы өңдеуді төмендетеді және тартылған бөлшектің өзіне тән беріктігін максималдандырады.

Тарту арқылы өндірістілікке сай жобалаудың (DFM) негізгі принциптері

Пісіру арқылы өндірістің жобалауы (DFM) — бөлшектердің пісіру процесіне ыңғайлануын оптимизациялауға бағытталған мамандандырылған инженерлік практика. Негізгі мақсат функционалды болумен қатар, өндірудің тиімділігі мен экономикалық тиімділігін қамтамасыз ету болып табылады. Пісірудің шектеулері мен мүмкіндіктерін бастапқы кезден ескере отырып, инженерлер өндіру құнын айтарлықтай төмендетіп, соңғы бөлшектің сапасын жақсартып, механикалық өңдеу сияқты қосымша операциялардың қажеттілігін азайта алады. Сарапшылардың айтуынша, пісіру металдың дәндерін бөлшектің пішінімен сәйкестендіреді, бұл усталыққа төзімділік пен соққыға беріктік сияқты механикалық қасиеттерді жақсартады. Бұл процесс құю немесе механикалық өңдеуге қарағанда беріктігі мен ұзақтығы жоғары бөлшектерді шығарады .

Пісіруге арналған DFM-нің негізгі мақсаттары мыналар:

• Күрделілікті азайту: Қарапайым, симметриялық пішіндер пісіруге оңай, күрделі емес құрал-жабдықты қажет етеді және ақаулардың санын азайтады.
• Материал ағынын қамтамасыз ету: Конструкция металдың қуыстар немесе жиектер қалта қалайтын түрде тегіс және толығымен матрица қуысына толуын қамтамасыз етуі тиіс.
• Компоненттерді стандарттау: Мүмкіндігінше стандартты өлшемдер мен сипаттамаларды қолдану құрал-жабдық шығындарын және өндіріс уақытын азайтуға мүмкіндік береді.
• Қалдықтарды азайту: Бастапқы болат кесектің өлшемін және бөлшектің геометриясын оңтайландыру соғу кезінде кесіліп тасталатын «ақау» деп аталатын материал қалдығын азайтады.

Осы принциптерді ескермеу маңызды қиындықтарға әкелуі мүмкін. Дұрыс емес конструкциялық шешімдер өндірістегі ақауларға, құрал-жабдықтың тез износ болуына, материалдардың артық шығынына және нәтижесінде әлсіз және қымбат соңғы өнімге әкелуі мүмкін. Автокөлік және әуе-космостық сияқты қатаң салалардағы компаниялар үшін білікті өндірушімен серіктестік жасау өте маңызды. Мысалы, автомобиль өнеркәсібіндегі ыстық соғудың мамандары Shaoyi Metal Technology матрицаны өндіру мен өндірістік процестер бойынша сараптамаларын пайдалана отырып, тәжірибелік үлгілерден массалық өндіріске дейінгі кезеңде конструкцияларды әрі тиімді, әрі өнімді болу үшін оптимизациялауға кепілдік береді.

Негізгі геометриялық ескерту 1: Бөлу сызығы мен салу бұрыштары

Құйма құрылымының ең маңызды элементтерінің бірі — бұл бөлу сызығы мен салу бұрыштары. Бұл элементтер қалыптың күрделілігіне, материал ағынына және дайындаманы құрал-жабдықтан шығарудың оңайлығына тікелей әсер етеді. Осы аспектілерге дұрыс келісім жасау сәтті және тиімді құю процесінің негізі болып табылады.

Бөлу сызығы

Бөлу сызығы — бұл құю қалыбының екі жартысының жанасатын беті. Оның орналасуы құю құрылымын жобалау кезіндегі маңызды шешім болып табылады және құю сызбасында нақты көрсетілуі тиіс. Идеалды түрде, бөлу сызығы бір жазықтықта жатуы керек және бөлшектің ең үлкен проекцияланған ауданын айналып жатуы тиіс. Бұл материал ағынының тепе-теңдігін қамтамасыз етеді және компонентті құю үшін қажетті күштерді азайтады. «Engineers Edge» «Engineers Edge» кеңестеріне сәйкес , дұрыс орналастырылған бөлгіш сызық астық ағынының бағытын бақылауға көмектеседі және бөлшекті шүберектен шығару мүмкін емес қылатын кесілулерді болдырмайды.

Жобалық бұрыштар

Жоба бұрыштары - бұрмалаудың барлық тік беттеріне қолданылған, өлшеу қозғалысына параллель болатын кішкентай жұқа бұрыштар. Олардың негізгі мақсаты - бөлшекті қалыптан кейін оңай алып тастау. Егер қайырманың қайырмасы жеткілікті болмаса, ол жабысып қалуы мүмкін. Керек бұрыш бөлшектің күрделілігіне және жасалатын материалға байланысты, бірақ болат құймаларының қалыпты бұрыштары 3-7 градустан тұрады . Жеткілікті емес су тарту ақауларға әкеліп, өлшеудің тозуын арттырады және өндіріс циклын баяулатады.

Негізгі геометриялық ескерту 2: қабырғалар, торлар және радиациялар

Жалпы пішіннен тыс, тікелей өндіруге ықпал ететін сияқты жолдар, аралықтар, бұрыштар мен фаскалардың радиустарының дизайндары маңызды. Бұл элементтерді материалдың тегіс ағуын қамтамасыз етуге және соғу кезінде пайда болатын жиі кездесетін ақауларды болдырмауға, сонымен қатар соңғы бөлшектің құрылымдық беріктігін сақтауға мүмкіндік беретіндей етіп жобалау керек.

Жолдар мен Аралықтар

Жолдар — бөлшектің салмағын аса арттырмай, беріктік пен қаттылық қосу үшін жиі қолданылатын тар, көтеріңкі элементтер. Аралықтар — жолдар мен басқа элементтерді байланыстыратын жұқа материал бөліктері. Оларды жобалаған кезде олардың пропорцияларын реттеу өте маңызды. Материалмен толтыру қиын болатын, ақауларға әкеп соғатын биік, тар жолдар болуы мүмкін. Жалпы ережеге сәйкес, жолдың биіктігі оның қалыңдығынан алты еседен аспауы тиіс. Сонымен қатар, өңдеу кезінде туындауы мүмкін проблемаларды болдырмау үшін жолдың қалыңдығы аралықтың қалыңдығына тең немесе одан кіші болуы тиіс.

Бұрыш пен Фаска Радиустары

Түйіршіктің дизайнындағы ең маңызды ережелердің бірі — сүйір ішкі және сыртқы бұрыштардан қашу. Сүйір бұрыштар металл ағысына кедергі жасайды, материал өзіне-өзі бүгілгенде лапалар мен суық жабылудың пайда болуына әкеледі. Ол сонымен қатар матрица мен соңғы бөлшекке қосымша кернеу тудырады, бұл усталу құрамын төмендетуі мүмкін. Ішкі бұрыштарда (фаска) және сыртқы бұрыштарда жеткілікті радиустарды қолдану өте маңызды. Бұл дөңгелектенген қырлар металдың матрицаның барлық бөліктеріне тегіс ағуына, қуысты толығымен толтыруға және кернеуді біркелкі таратуға көмектеседі. Бұл тек бөлшектің беріктігін ғана емес, сонымен қатар тозу мен жарықшақ пайда болу қаупін азайта отырып, түйіршік матрицаларының қызмет ету мерзімін ұзартады.

Материал Ағынын Басқару: Бөлімнің Қалыңдығы мен Симметрия

Түйіршіктің негізгі физикасы қатты металлды қажетті пішінге итермелеп, қою сұйықтандай ағызуға мәжбүр ету болып табылады. Сондықтан осы материал ағымын басқару ақаусыз бөлшек жасау үшін маңызды. Осының кілті — бөлшектің барлық бөлігінде қалыңдықты тұрақты ұстау және мүмкіндігінше симметрияны пайдалану.

Қабырғаның қалыңдығындағы кенет өзгерістер үлкен проблемалар туғызуы мүмкін. Металл әрқашан ең аз кедергі жасайтын жолмен қозғалады, ал қалың бөліктен жұқа бөлікке кенет өту ағынды шектеуге, жұқа бөлікті толығымен толтырмауға әкеледі. Бұл сонымен қатар суыған кезде жылулық градиенттерді туғызып, бұрмалануға немесе сызаттарға әкелуі мүмкін. Идеалды түйіршік бөлшектің барлық бойында біркелкі қабырға қалыңдығын сақтайды. Өзгерістерден құтылу мүмкін болмаған жағдайда, олар жұмысшы бетте қысым тең бөлінетін және металл матрицаның барлық аймақтарына біркелкі ағатындай етіп, тегіс, конусты өтпелер арқылы біртіндеп жасалуы тиіс.

Симметрия дизайнер үшін тағы бір күшті құрал болып табылады. Симметриялық бөлшектерді ұстау әдетте оңайырақ, себебі олар материал ағынын теңестіреді және матрицаның құрылымын ықшамдайды. Күштер біркелкі таралады және бұйымды ұстау кезінде және одан кейінгі салқындату кезінде деформациялану ықтималдығы төмен болады. Қолдану мүмкіндігі болған жағдайда қарапайым, симметриялық пішіндерді қолдану әдетте берік, өндіруге арзан шығын жұмсайтын технологиялық процеске және жоғары сапалы соңғы бөлшек алуға әкеледі.

Ары қарай өңдеуді жоспарлау: өңдеу мөлшерлері мен дәлдік шегі

Ұстау арқылы бөлшектерді соңғы пішініне жақын (жартылай дайын) күйде алуға болса да, кейбір екінші реттік механикалық өңдеулерге қатаң дәлдік шектерін, белгілі бір бетінің өңделуін немесе ұстау арқылы алу мүмкін емес элементтерді алу үшін мұқтаж болуы мүмкін. Өндіруге ыңғайлылықты ескере отырып жобалаудың маңызды бөлігі — бастапқы кезден бастап осындай ары қарай өңдеу сатыларын жоспарлау.

'Механикалық өңдеу мөлшері' дегеніміз кейіннен механикалық өңделетін беттерге мақсатты түрде қосылатын қосымша материал. Бұл соңғы, дәл өлшемді алу үшін алынып тасталатын жеткілікті материал болуын қамтамасыз етеді. Әрбір бет үшін типтік механикалық өңдеу мөлшері шамамен 0,06 дюйм (1,5 мм) шамасында болуы мүмкін, бірақ бұл бөлшектің өлшемі мен күрделілігіне байланысты өзгеруі мүмкін. Дизайнерлер бұл мөлшерді көрсетер кезде ең нашар жағдайдағы дәлдік мөлшерін және конустылық бұрыштарын ескеруі тиіс.

Тартылған бұйымдардың дәлдік шектері табиғи түрде дәл механикалық өңдеуге қарағанда кеңірек болады. Тартылған бөлшектер үшін нақты дәлдік шектерін белгілеу шығындарды басқару үшін маңызды. Аса қатаң тарту дәлдік шектерін сақтау құрал-жабдық шығындары мен қалтау мөлшерін күрт арттыруы мүмкін. Оның орнына, конструкцияда одан әрі механикалық өңделетін маңызды беттер мен тартылған күйінде қалатын маңызды емес беттерді ажырату керек. Сызбада осы талаптарды анық көрсету арқылы конструкторлар тиімді және функционалды бөлшек жасай алады, бұл тартылған шикізат пен дайын бөлшек арасындағы сәйкестікті қамтамасыз етеді.

Жиі қойылатын сұрақтар

1. Тартудың конструкциялық ерекшеліктері қандай?

Түйіршектеу үшін негізгі конструкциялық ескертулерге дұрыс материалды таңдау, металдың ағуын оңайлату үшін бөлшектің геометриясын анықтау және негізгі сипаттамаларды көрсету жатады. Оларға бөліну сызығының орны, бөлшекті шығару үшін жеткілікті конустық бұрыштар, кернеу концентрациясынан құтылу үшін жеткілікті фаска және бұрыш радиустары мен қабырғаның біркелкі қалыңдығын сақтау жатады. Сонымен қатар, дизайнерлер соңынан өңдеу операциялары үшін машиналық өңдеуге мүмкіндік беретін ресімдер мен нақты мөлшердегі ауытқуларды жоспарлау керек.

2. Сіз өндіруге арналған бөлшекті қалай жобалайсыз?

Өндіруге арналған бөлшекті жобалау немесе DFM — күрделілікті және құнды төмендету үшін жобаны ықшамдауды қамтиды. Негізгі принциптерге бөлшектердің жалпы санын азайту, мүмкіндігінше стандартты компоненттерді қолдану, көпфункционалды бөлшектерді жобалау және өңдеуге оңай материалдарды таңдау жатады. Нақты түйіршектеу үшін бұл материалдың біркелкі ағуын қамтамасыз ету, сүйір бұрыштардан қашу және екінші реттік операциялардың қажеттілігін минималдандыру дегенді білдіреді.

3. Өндірістің жобалауын нені сипаттайды?

Өндірісті жобалау (DFM) жобалау сатысының басында өндіріс процесін ескеретін алдын ала қадаммен сипатталады. Оның негізгі принциптеріне жасалымды оңай өндіруге, өндірудің тиімділігі мен сапасына назар аудару жатады. Бұл соңғы өнімді сенімді және тиімді өндіру үшін материалдарды таңдау, өндіріс мүмкіндіктері, стандарттау және күрделілікті азайту сияқты элементтерге назар аударуды білдіреді.