ҚЫСҚАША

Болатқа қарағанда алюминий панельдерін штамптау көбінесе төменгі Юнг модулі мен түзудің тар шегіне байланысты ерекше инженерлік қиындықтар туғызады. Ең маңызды ақаулар әдетте үш топқа бөлінеді: серпімді қалпына келу (өлшемдік ауытқу), формалануының сәтсіздігі (трещинкалар мен бұзылыстар) және бетінің ақаулары (жабысу және беттің төмендеуі). Бұл мәселелерді меңгеру үшін дәстүрлі тәжірибе-қате әдісінен цифрлық модельдеуге және дәл процесс бақылауына көшу қажет.

Мыналай құймаларды қолданатын автомобиль қолданбалары үшін 6016-T4 , сәттілік материалдың серпімді қалпына келуін және құрал болатына жабысуға бейімділігін басқаруға тәуелді. Бұл нұсқау осындай сәтсіздік режимдерінің физикалық негіздерін түсіндіреді және алюминий панельдерді штамптаған кезде ақауларды анықтау, алдын алу және түзету бойынша техникалық шешімдер ұсынады.

Алюминийдің шақтары: Қателіктердің артқы физикалық себептері

Алюминий панельдеріндегі бұйымдарды шаю қателіктерін шешу үшін инженерлер алдымен алюминийдің жұмсақ немесе жоғары беріктікті болаттан неліктен өзгеше екенін түсінуі керек. Көпшілік қателіктердің негізгі себебі екі нақты материал қасиетінде жатыр: Еластик модуль және Трибология .

Алюминийдің Юнг модулі (серпімділік) шамамен болаттың үштен біріне тең (70 ГПа-ға қарсы шамамен 210 ГПа). Бұл оның мағынасы - бірдей стресстің әсерінен алюминий серпімді деформациялануы үш есе көбірек болады. Пісіру қысымы азайған кезде материал өзінің бастапқы пішініне әлдеқайда күштірек қайта оралуға тырысады, бұл ауқымды серпімді қалпына келу . Егер процесте осыны ескермесе, панель өлшемдік допусстарға сай келмейді.

Екіншіден, алюминий құрал болатына жоғары сәйкестікке ие. Шаю кезіндегі жылу мен қысым әсерінен алюминий тотығының қабаты бұзылып, матрица бетіне бекінуі мүмкін — бұл құбылысты жабысуының бұл жиналу үйкеліс жағдайларын лезде өзгертеді, нәтижесінде материал ағыны біркелкі болмай, жарылулар мен бетінің сызықтары пайда болады.

1-санат: Пішін беруге байланысты ақаулар (сызаттар, жарықтар және бүгілулер)

Пішін беруге байланысты ақаулар материал кернеу кезінде не жарылып (сызат түзу), не бүгіліп (бүгілу) ыдыраған кезде пайда болады. Бұлардың пайда болуы жиі дайындама ұстағыштың орналасуы мен созылу тереңдігіне байланысты болады.

Сызаттар мен жарықтар

Сызат - материал Шекті пішін беру қисығынан (FLC) асып кеткенде туындайтын созылу зақымы. Алюминий панельдерінде бұл металдың жеткілікті жылдамдықпен аға алмайтын тегіс радиустарда немесе терең созылатын аймақтарда жиі кездеседі.

• Негізгі себеп: Алматтың қалыңдығына (дене панельдері үшін жиі 0,9 мм-ден 1,2 мм-ге дейін) қатысты тым сүйір созылу радиусы немесе материал ағынын тоқтататын тым көп дайындама ұстағыш күші.
• Шешім: Дайындама ұстағыш қысымын жергілікті төмендетіңіз немесе дифференциалды майлау қолданыңыз. Жобалау кезеңінде өнімнің радиустарын ұлғайтыңыз немесе симуляциялық бағдарламалық жасақтама (мысалы AutoForm) қолданып, қосылымды өзгертіп, материалды жақсырақ беруді қамтамасыз етіңіз.

Қырықтар туындайды

Қыртыстану — бұл сығылу нәтижесінде пайда болатын тұрақсыздық. Ол металдың созылуына қарсы сығылған кезде, оның иілуіне әкеледі. Бұл фланец аймақтарында немесе құрал-жабдық ұстайтын күштің жеткіліксіздігінде жиі кездеседі.

• Негізгі себеп: Құрал-жабдық ұстаушы күштің төмендігі немесе матрицаның саңылауының теңсіздігі. Егер материал керілтілмей ұсталса, ол штамптау қуысына енуінен бұрын өзіне қарай бүгіледі.
• Шешім: Құрал-жабдық ұстаушы күшті арттырыңыз немесе drawbeads материал ағымын шектеу және кернеу туғызу үшін қолданыңыз. Дегенмен, абай болыңыз — тым көп кернеу ақауды қыртыстанудан жарылуға айналдырады.

2 санат: Өлшемдік ақаулар (Серпімді қайту және Бұралу)

Алюминий панельдері үшін өлшемдік дәлдік — бұл қиын өлшем критерийі. Бөлшекті қойған жерінде қалатын болатын болаттан өзгеше, алюминий бөлшектері «серпімді қайтады».

Серпімді қайту түрлері

Серпімді қайту бірнеше түрде көрінеді: бұрыштық өзгеріс (қабырғалардың ашылуы), жақтаудың иілуі (қисық қабырғалар) және бұралу бұрышы (бөлшектің бүкіл бөлігі пропеллер сияқты бұрылып кетуі). Бұл капоттар мен есіктер сияқты "А класты" беттер үшін маңызды, мұнда миллиметрлік ауытқулар да жиналым саңылауы мен жазықтығына әсер етеді.

Компенсациялық стратегиялар

Сіз алюминийдегі серпімді оралуды жай ғана "жазып" тастай алмайсыз. Өнеркәсіптегі стандартты шешім — геометриялық компенсация :

1. Артық иілу: Металды 90 градусқа емес, (мысалы, 93 градусқа) иіп, қалыпты жасау, сондықтан ол кері серпіліп қажетті 90-градус бұрышқа келеді.
2. Процесті модельдеу: Серпімді қалпына келуін болжау үшін CAE құралдарын қолдану және қалып бетін «компенсацияланған» пішінге (күтілетін қатенің керісінше) өңдеу.
3. Қайталама операциялар: Критикалық өлшемдерді орнату және геометрияны фиксациялау үшін екінші қайталама станцияны қосу.

3-санат: Беткей мен косметикалық ақаулар (А класты панельдер)

Автомобиль сыртқы панельдері үшін беткей сапасы ең маңызды. Бұл жердегі ақаулар микроскопиялық болуы мүмкін, бірақ бояу астында айқын көрінеді.

Беткей төмендеулері мен Зебра сызықтары

Беткей төмендеулері жарық шағылысын бұзатын жергілікті ойықтар. Олар жиі есік тұтқаларының ойықтарында немесе сипат сызықтарында пайда болады. Сапа тексерушілер бұларды «Зебра сызығы» талдауын қолданып визуалдайды — панельге жолақты жарық түсіреді. Егер жолақтар бұрмаланса, беткей төмендеуі бар деген сөз.

Бұл ақаулар әдетте кернеудің теңсіз таралуынан пайда болады. Егер материал шайкалудың кезінде сақсаңдап, сосын қайта керілсе, тұрақты беткей бұрмалануы пайда болады. Шешімі – панель бетінде шайкалудың барлық кезінде оң кермекті сақтау үшін drawbead layout жоспарын оптимизациялау.

Жабысу (адгезия)

Жабысу панель бетінде сызықтар немесе шаралар түрінде көрінеді. Оның себебі — матрицаға сіңіп қалған алюминий бөлшектері, олар кейінгі бөлшектердің бетін сызады. Болат қалдықтарынан өзгеше, алюминий тотығы өте қатты және үйкеліске төзімді.

• Емдеу әдісі: Үйкелісті азайту үшін PVD (физикалық будың шөгуі) немесе DLC (алмас тәрізді көміртегі) қаптамасы бар матрицаларды қолданыңыз.
• Қызмет сүрінуі: Матрицаны тазалау бойынша қатаң кестені енгізіңіз. Жабысу басталғаннан кейін ол тез күшейеді.

4-санақ: Кесу мен қырдың ақаулары (жыртықтар мен шаңдар)

Алюминий болат секілді таза сынбайды; ол бұрылып кетуге бейім. Бұл ерекше қыр ақауларына әкеледі.

Қиыршықтар

Жыртық — кесу сызығы бойымен көтеріңкі, сүйір қыр. Барлық штамповкада жиі кездеседі, бірақ алюминий жыртықтары жиі кесу саңылауы дұрыс емес болғанда пайда болады. Егер пуансон мен матрица арасындағы саңылау тым үлкен болса (әдетте материал қалыңдығының >10-12% асады), металл кесілмеден бұрын домалақтайды, нәтижесінде үлкен жыртық пайда болады.

Шаңдар мен бөлшектер

Алюминийді матрицалау кезінде «жылу» немесе ұсақ металдақ шаң пайда болуы - бұл нақты ауыртпалық. Бұл шаң матрицаға жиналып, панель бетінде сәтірлер немесе шөгулер түсіруі мүмкін. Мұны басқару үшін қалдық шаңды соратын вакуумды құрылғылар мен матрицаны регулярлы тазарту қажет.

Процесті басқаруды меңгеру және шикізат көздері

Бұл ақауларды болдырмау үшін алдыңғы қатарлы инженерияны қатаң процестік тәртіппен үйлестіретін жан-жақты тәсіл қажет. Бұл Виртуалды сынақтан — болат блогын кесуге дейін жұқару, жарылу және серпімді иілу сияқты құбылыстарды болжау мақсатында бүкіл желіні модельдеу арқылы басталады.

Күрделі өндірістік қажеттіліктер үшін тәжірибелі өндірушімен серіктестік жасау сапаға жетудің ең тиімді жолы болып табылады. Мысалы Shaoyi Metal Technology прототиптеудің массалық өндіріске дейінгі аралықты жабады. IATF 16949 сертификаты мен 600 тоннаға дейінгі престік мүмкіндіктері бар компаниялар дәлдікті автомобиль компоненттерінің қатаң допусстарын басқаруға маманданған, осылайша серпімді иілу мен шеттер сияқты мәселелерді процестің басында-ақ болдырмауға кепілдік береді.

Нәтижеде, сапаның тұрақты болуы — бұл айнымалыларды бақылаудан туындайды: дәл мөлшерде майлау деңгейлерін сақтау, матрицаның тозуын бақылау және престік желіде алюминий қалдықтарының болмауы.

Қорытынды

Алюминий панельдердегі штамптау кемшіліктері — серпімділіктен туындайтын геометриялық қиындықтан бастап, бетіндегі косметикалық төмендеулерге дейін — физиканың шешілетін мәселелері. Бұл кездейсоқ қателер емес, материалдың төмен модулі мен триботехникалық қасиеттерінің турақты салдары. Симуляциялық компенсацияны пайдалана отырып, кесу саңылауларын жетілдіре және матрицаның тазалығын қатаң сақтай отырып, өндірушілер заманауи автомобиль өнеркәсібінің талап ететін кемшіліксіз «A класты» беттерге қол жеткізе алады.

ЖИҚ (Жиі қойылатын сұрақтар)

1. Алюминий штамптаудағы ең жиі кездесетін кемшіліктер қандай?

Ең жиі кездесетін ақауларға спрингбэк (өлшемдік дәлсіздік), жылысу (пішін беру қабілетінің төмендігіне байланысты жырылу), бүгілу (сығылуға төзімсіздіктен болатын бүліну) және гэллинг (матрицаға материалдың жабысып қалуы) жатады. Косметикалық панельдерде бетінің төмендеуі мен оптикалық искерекпен (зебра сызықтары ақаулары) де маңызды мәселелер болып табылады.

2. Спиридің алюминийдегідей болуы болатта қалай өзгеше?

Алюминийдің Юнг модулі шамамен 70 ГПа, ал болат үшін 210 ГПа. Бұл алюминийдің серпімділігі үш есе жоғары екендігін білдіреді. Штамптау күшін алып тастағаннан кейін алюминий панельдері болат бөлшектерге қарағанда көбірек бастапқы қалпына келеді, сондықтан соңғы пішінді алу үшін матрица дизайнында геометриялық түзетуді күшейту қажет.

4. Алюминий панельдердегі беттің төмендеуінің себебі неде?

Беттік төмендіктер, ереже бойынша, материал ағымының теңсіздігі немесе пішіндеу кезінде кенеттен кернеудің босаюы нәтижесінде пайда болады. Панельдің ортасындағы металл қабырғалары созылған кезде тұрақты кернеу астында ұсталмаса, ол босап, кейін кері секіруге ұшырап, жарық шағылысып тұрған жерде көрінетін жергілікті ойықты тудырады.