TRUMPAI

Progresyvaus išspaudimo formos projektavimas yra standartas automobilių tvirtinimo detalių gamybai, kai metinis tiražas viršija 50 000 detalių per metus, nes suteikia greičio, tikslumo ir nuoseklumo pusiausvyrą. Norint pasiekti daugiau nei 75 % panaudoto medžiagos tikslo, inžinieriai turi optimizuoti juostos išdėstymą, naudodami tikslų tiltelio storio skaičiavimą (paprastai 1,25t iki 1,5t) ir intensyvias dalių išdėstymo strategijas. Svarbiausi projektavimo veiksniai apima atsarginio lankstymosi kompensavimą didelės stiprybės mažo lydinio (HSLA) plienams ir preso tonųžinos skaičiavimą pagal bendrą pjovimo perimetrą bei atlaisvinimo jėgas.

Kai reikia sudėtingų automobilių tvirtinimo detalių, kurių nuokrypis mažesnis nei ±0,05 mm, sėkmė priklauso nuo patikimų orientavimo kaiščių pozicijos ir tinkamų įrankių plienų (pvz., karbidas ar D2) parinkimo, atsižvelgiant į gamybos apimtis. Šis vadovas pateikia technines formules, išdėstymo taisykles ir defektų prevencijos strategijas, būtinas aukštos našumo progresyviųjų štampų projektavimui.

1 fazė: Išankstinis projektavimas ir medžiagos atranka

Prieš braižant pirmąją juostos išdėstymo schemą, projektavimo procesas privalo prasidėti nuodugnia analizuojant tvirtinimo detalės medžiagų savybes. Automobilių tvirtinimo detalėms dažnai naudojami aukštos stiprybės mažos lydinio medžiagos (HSLA) plienai arba aliuminio lydiniai (pvz., 6061 ar 5052), kad būtų sumažinta masė, išlaikant konstrukcinį vientisumą. Medžiagos pasirinkimas lemia štampos žingsnį, lenkimo spindulius ir dangos reikalavimus.

Medžiagos savybės ir jų poveikis štampai
Žaliavos temptinė ir skersinė stipris yra pagrindiniai veiksniai, lemiantys tonaižą ir įrankių dėvėjimąsi. Pavyzdžiui, HSLA plieno štampavimui reikia žymiai didesnio tonaižo ir mažesnių tarpų lyginant su minkštu plienu. Atvirkščiai, aliuminio lydiniai, nors ir minkštesni, linkę prie prilipimo ir reikalauja poliruotų aktyvių įrankių detalių arba specialių dangų, tokių kaip TiCN (titanio karbonitridas).

Ankstyva atsitraukimo kompensavimo pradžia
Vienas iš dažniausių defektų automobilių kablių kalnime yra atsitraukimas – metalo polinkis dalinai grįžti į pradinę formą po lenkimo. Tai ypač ryšku HSLA medžiagose. Tam pašalinti konstruktoriams reikia suprojektuoti „perlenkimo“ stotis arba taikyti rotacinio lenkimo technikas vietoj standartinio šluojamojo lenkimo. 90 laipsnių kabliams projektuoti įrankį, kuris perlenktų 2–3 laipsniais – tai dažnas metodas, siekiant pasiekti galutinį brėžinio tikslumą.

2 etapas: Juostos išdėstymo optimizavimas

Juostos išdėstymas yra progresyvaus štampo brėžinys. Jis nulemia visos gamybos eigos sąnaudų efektyvumą. Blogai suprojektuotas išdėstymas gaišina medžiagą ir destabilizuoja štamputį, tuo tarpu optimizuotas išdėstymas gali sutaupyti tūkstančius dolerių per metus atliekoms.

Tiltelio storis ir nešiklio konstrukcija
"Tiltelis" arba "sietas" – tai medžiaga, paliekama tarp detalių, kad jas perneštų per štamputį. Minimizuojant jo plotį mažinamos atliekos, tačiau per siauras tiltelis gali sukelti juostos išlinkimą. Standartinė inžinerijos taisyklė plieniniams laikikliams – nustatyti tiltelio plotį tarp 1,25 × Storis (t) ir 1,5 × Storis (t) . Aukštos spartos programoms ar plonesnėms medžiagoms tai gali reikėti padidinti iki 2t, kad būtų išvengta padavimo problemų.

Medžiagos panaudojimo skaičiavimas
Efektyvumas matuojamas medžiagos panaudojimu (%). Automobilių laikiklių tikslas turėtų būti >75 %. Formulė, patvirtinanti jūsų dėstymo strategiją:

Panaudojimo % = (Galutinės заготовкės plotas) / (Žingsnis × Juostos plotis) × 100

Jei rezultatas yra žemiau 65 %, apsvarstykite „dviejų etapų“ arba „suinterliuotą“ išdėstymą, kai du laikikliai išspaudžiami vienas priešais kitą, kad pasidalintų bendra nešančiąja linija. Šis metodas labai veiksmingas L formos arba U formos laikikliams.

Vadovo kaiščio padėtis
Tikslumas priklauso nuo tikslaus juostos pozicionavimo. Vadovaujančiosios skylės turėtų būti išmušamos pačioje pirmoje stotyje. Kiekvienoje tolesnėje stotyje esantys vadovo kaiščiai sureguliuoja juostą dar prieš visiškai užsidarant įrėmui. Laikikliams, kurių skylių tarpusavio tarpeliai turi siaurus toleransus, patikrinkite, ar vadovaujantys kaiščiai įsiterpia į juostą bent 6 mm prieš tai, kai formavimo įrankiai paliečia medžiagą.

Trečias etapas: Stotelių seka ir tonas

Teisingos operacijų sekos – perforavimas, vadovavimas, apkarpymas, formavimas ir atpjovimas – nustatymas prevencijai nuo įrenginių gedimų. Loginė eiga užtikrina, kad juosta procese išliktų stabilus. Idealu, kad perforavimas vyktų ankstyvame etape, siekiant sukurti vadovaujančiąsias skyles, o stiprus formavimas būtų paskirstytas taip, kad išlygintų apkrovą.

Reikiamo tono skaičiavimas
Inžinieriai turi apskaičiuoti bendrą jėgą, kad užtikrintų, jog presas turėtų pakankamą talpą (ir energiją) atlikti darbą. Iškirpimo ir išspaudimo tonaražo formulė yra:

Tonaražas (T) = Pjūvio ilgis (L) × Medžiagos storis (t) × Kirpimo stipris (S)

Pagal pramonės skaičiavimo standartai , taip pat turite įvertinti ištraukimo jėgą (paprastai 10–20 % pjovimo jėgos) ir azoto spyruoklių arba amortizatorių slėgį, naudojamus juostai laikyti. Nepaisant šių pagalbinių apkrovų, galima nepakankamai parinkti presą, dėl ko jis gali sustoti apatinėje mirties padėtyje.

Apkrovos centras
Svarbus, tačiau dažnai nepaisomas skaičiavimas yra „Apkrovos centras“. Jei pjovimo ir formavimo jėgos susikoncentruoja vienoje formos pusėje, tai sukuria išcentrinę apkrovą, kuri pasuka stūmoklį ir sukelia ankstyvą preso guolių ir formos kolonėlių dėvėjimąsi. Subalansuokite išdėstymą simetriškai paskirstydami aukšto tonaražo stotis (pvz., didelių kontūrų pjovimą) aplink formos vidurio liniją.

4 etapas: Dažniausiai pasitaikančių tvirtinimo detalių defektų šalinimas

Net ir turint patikimą konstrukciją, bandymo metu gali atsirasti defektų. Defektų šalinimui reikia sisteminio požiūrio į pagrindinės priežasties analizę.

• Kraštai: Per dideli užkelti kraštai paprastai rodo netinkamą tarpelį arba prastesnio aštrumo įrankius. Jei užkelti kraštai atsiranda tik vienoje skylės pusėje, tikriausiai kaladėlė yra netaikliai suderinta. Patikrinkite, ar tarpelis yra tolygus visame perimetre.
• Atliekų gabalėlių ištraukimas: Tai atsitinka tada, kai atliekų gabalėlis prikibęs prie kaladėlės paviršiaus ištraukiamas iš išspaudimo skydelio. Kitos eigos metu tai gali pažeisti juostą arba formą. Sprendimai apima „prisilaikančių atliekų“ formų naudojimą su laikymo grioveliais arba spyruokline išstūmimo adatu, sumontuota kaladėlės centre.
• Nesuderinamumas (kreivumas): Jei juosta lenkiasi (kreivuoja) tiekiant, nešėjas gali deformuotis. Tai dažnai nutinka, jei medžiagos išleidimas formavimo metu yra ribojamas. Užtikrinkite, kad pilotiniai pakėlimo įrenginiai leistų medžiagai laisvai plaukioti tiekimo ciklo metu, kad būtų sumažintas įtempis.

5 etapas: Sąnaudų veiksniai ir tiekėjų atranka

Perėjimas nuo dizaino prie gamybos apima komercinius sprendimus, kurie turi įtakos galutinei detalės kainai. Formos sudėtingumas – lemiamas kapitalo išlaidų veiksnys – priklauso nuo stotelių skaičiaus ir reikalingų tolerancijų. Mažo apimties laikikliams (<20 000/vienam metu) vienetinė arba kombinuota forma gali būti ekonomiškesnė nei progresyvinė forma.

Tačiau didelės apimties automobilių programoms progresyvinės formos efektyvumas atsipirktų pradinę investiciją. Renkantis gamybos partnerį, patikrinkite, ar jis gali įveikti jūsų formos tonų apkrovą ir pagalvės dydžio reikalavimus. Pavyzdžiui, Shaoyi Metal Technology visapusiškos spaustukų sprendimai užtikrina perėjimą nuo prototipavimo prie masinės gamybos, siūlydami IATF 16949 sertifikuotą tikslumą kritinėms detalėms, tokioms kaip valdymo svirtys ir paklodės. Jų gebėjimas tvarkyti spaustuvų apkrovas iki 600 tonų užtikrina, kad net sudėtingi, sunkios klasės laikikliai būtų gaminami nuosekliai.

Galiausiai visada reikalaukite išsamios gamybai pritaikyto konstravimo (DFM) peržiūros prieš pjauti plieną. Kompetentingas tiekėjas imituos formavimo procesą (naudodamas tokias programas kaip AutoForm), kad numatytų plonėjimo ir plyšimo riziką, leisdamas atlikti virtualius taisymus, kurie sutaupys savaičių ilgio fizinio perdarbo darbus.

Pažangios matricos efektyvumo valdymas

Konstruojant pažangias automobilių laikiklių formas tenka derinti tikslumą, medžiagos naudojimo efektyvumą ir įrankių ilgaamžiškumą. Taikant griežtus inžinerijos pagrindus – nuo tikslių tiltelio skaičiavimų ir jėgos formulių iki strateginio medžiagos parinkimo – inžinieriai gali sukurti įrankius, kurie pagamins milijonus defektų neturinčių detalių. Svarbiausia yra juostos išdėstymą laikyti pamatu; jei išdėstymas yra optimizuotas, forma veiks sklandžiai, defektai bus sumažinti iki minimumo, o pelningumas pasieks maksimumą.

Dažniausiai užduodami klausimai

koks yra minimalus tiltelio storis pažangiosioms progresyvinėms formoms?

Standartinis minimalus tiltelio storis (arba tinklo plotis) paprastai yra 1,25–1,5 karto didesnis už medžiagos storį (t) . Pavyzdžiui, jei tvirtinimo detalės medžiaga yra 2 mm storio, tiltelis turi būti ne mažesnis kaip 2,5 mm iki 3 mm. Jei šis ribinis dydis bus mažesnis, padidėja juostos susivertimo arba lūžimo rizika tiekimo ciklo metu, ypač aukšto greičio operacijose.

2. Kaip apskaičiuoti tonąžą progresyviajam štampavimui?

Bendras tonų skaičius apskaičiuojamas sudedant jėgas, reikalingas visoms operacijoms (pjovimas, lenkimas, formavimas), bei atmetiklių ir slėgio pagalvėlių jėgą. Bazinė pjovimo jėgos formulė yra Perimeter × Thickness × Shear Strength . Dauguma inžinierių apskaičiuotai bendrai apkrovai prideda 20 % saugos rezervą, kad būtų atsižvelgta į įrankių blušimą ir presavimo kaitą.

3. Kaip galima sumažinti atliekas progresyviųjų štampų konstrukcijoje?

Atliekų sumažinimas prasideda nuo juostos išdėstymo. Tarp technikų – detalių derinimas (formų blokavimas, kad būtų naudojama ta pati nešančioji juosta), tiltelio pločio sumažinimas iki saugaus minimumo ir „dviejų etapų“ išdėstymo naudojimas L formos ar trikampėms atramoms. Pagerinant medžiagos naudojimas virš 75 % yra pagrindinis tikslas, siekiant ekonomiško automobilių štampavimo.