Metāla štampēšanas matricu dizaina norādījumi: Inženierzinātņu rokasgrāmata

TL;DR

Metāla štampēšanas veidņu dizaina norādījumi ir inženierierobežojumi, kas nodrošina detaļu ražošanas iespējamību, izmaksu efektivitāti un dimensiju stabilitāti. Galvenais "Zelta noteikums" ir tas, ka lielākā daļa minimālo elementu izmēru nosaka materiāla biezums (MT); piemēram, minimālais caurules diametrs parasti ir 1,2x MT plastiskiem metāliem un 2x MT nerūsējošajam tēraudam. Svarīgi atstarpes noteikumi prasa, lai caurules būtu novietotas vismaz 2x MT no jebkuras malas, lai novērstu izbīdīšanos, savukārt minimālajam liekšanas rādiusam parasti jābūt vienādam ar 1x MT . Galu galā veiksmīgs veidņu dizains balansē šos detaļu ģeometrijas ierobežojumus ar instrumentu mehāniku — piemēram, spēka sadalījumu un strēmeles stabilitāti —, lai garantētu atkārtojamību lielapjomu ražošanā.

Dizains ražošanas vieglumam (DFM): Detaļu ģeometrijas noteikumi

Stampēta izstrādājuma projektēšana prasa stingru ievērošanu matemātiskajiem ierobežojumiem, kas izriet no materiāla īpašībām. Šo norādījumu ignorēšana bieži noved pie instrumenta sabrukšanas, pārmērīgas uzmetnes vai deformētiem izstrādājumiem. Efektīvākie dizaini traktē materiāla biezumu (MT) kā galveno mainīgo, no kura tiek aprēķinātas visas pārējās dimensijas.

Inženierierobežojumu matrica

Izmantojiet šo atsauces tabulu, lai pārbaudītu savu izstrādājuma ģeometriju pirms CAD modeļa apstiprināšanas. Šie attiecības ir plaši pieņemti nozares standarti, kas nodrošina ražošanas iespējamību.

Caurumi, spraugas un attālumi

Izspiežu daļas integritāte balstās uz pietiekama materiāla uzturēšanu starp elementiem. Saskaņā ar Xometry dizaina standartiem , caurumu ievietošana pārāk tuvu robežu (mazāk nekā 2x MT) izraisa materiāla plūsmu uz ārējo, radot "izplūdi", kuru var izņemt ar dārgu sekundāro apstrādi. Tāpat slāņiem ir nepieciešama vismaz 1,5x MT platuma; viss, kas ir īsāks, dramatiski palielina trieciena izkrāpšanas risku saspiestā slodzes dēļ.

Krustnešu ģeometrija un graudaugu virziens

Metāla pagrieziens nav tikai papīra pagrieziens, bet arī konkrētu graudu struktūru izlaišana un saspiedšana. Keats Manufacturing uzsver, ka izliekumi ideāli būtu jāizdara perpendikulāri materiāla grunts virzienam. Lai novērstu to, ka grunts ir izkropļots, ir nepieciešams izmantot arī citu materiālu, piemēram, tēraudu vai alumīnija. Ja jūsu projektam nepieciešams īss pagrieziena rādiuss (apvienojoties uz 1x MT), konstrukcijas integritātes ziņā ir ļoti svarīgi, lai daļas izkārtojums uz slīpēm sagriežtu "pa grīdas".

Die Engineering & Construction: 10 darbības noteikumi

Kaut arī DFM koncentrējas uz detaļu, pašai matricai jābūt izstrādātai stabilitātei, apkopei un ilgmūžībai. Labi izstrādāta matrica ne tikai ražo detaļas; tā aizsargā presi un minimizē pārtraukumus.

Stabilitāte un spēku vadība

Visstiprākās matricas seko fizikas un mehānikas pamatlikumiem. Viens no galvenajiem principiem, ko bieži min publicācijā The Fabricator "10 Die Design Laws" , ir minimizēt lentes pacelšanu . Pārmērīga lentes pacelšanās starp stacijām palielina vibrāciju un nodilumu. Projektētājiem jāizkārto griešanas punchi pakāpeniski un jāizmanto atbilstoša izmēra celtņi, lai uzturētu lenti līdzenu un stabilu. Turklāt spēku balansēšana zem preses rama ir obligāta. Ja intensīva veidošana notiek rīka labajā pusē, dizainā jāiekļauj balansējoši spēki (piemēram, atspoles vai viltus stacijas) kreisajā pusē, lai novērstu rama pārliecšanos, kas iznīcina vadības tapas un bukses.

Apkopei piemērots dizains

Matrica, kuru ir grūti apkalpot, ir slikti izstrādāta matrica. Principa poka-joke (kļūdu novēršana) jāpiemēro pašai rīka montāžai. Griešanas un veidošanas sekcijas jāprojektē tā, lai tās nevarētu uzstādīt otrādi vai ar kāju gaisā. Skaidras servisa instrukcijas jāiezīmē vai jāpiespiež tieši uz rīka sastāvdaļām, lai likvidētu nepieciešamību pēc "klanu zināšanām" apkopjot.

Šo sarežģīto rīkojuma stratēģiju īstenošanai nepieciešams ražošanas partneris ar dziļām inženierijas spējām. Sarežģītiem automašīnu vai rūpnieciskiem komponentiem sadarbojoties ar speciālistu, piemēram, kā Shaoyi Metal Technology nodrošina, ka tiek ievēroti šie stingrie dizaina standarti. To IATF 16949 sertifikāts un spēja veikt 600 tonnu prešu operācijas ļauj pārvarēt attālumu starp ātru prototipēšanu un masveida ražošanu, nodrošinot, ka pat sarežģītākie matricu dizaini darbojas uzticami miljonos ciklu.

Materiālu izvēle un pielaidu standarti

Izstrādes materiāla un заготовes materiāla mijiedarbība nosaka rīka kalpošanas laiku un daļas precizitāti. Pareizā rīka tērauda izvēle ir aprēķināts lēmums, kas balstīts uz ražošanas apjomu un заготовes cietību.

Rīka tērauda izvēle

Lielā sērijas ražošanai Dramco Tool ieteicams izmantot izturīgus materiālus, piemēram, rīka tēraudu D2 vai A2, kas piedāvā lielisku nodilumizturību. Ekstrēmos gadījumos, piemēram, gravējot abrazīvu nerūsējošo tēraudu vai augststiprīgus sakausējumus, griešanas malām var būt nepieciešamas karbīta ieliktņi. Lai gan karbīts ir dārgāks un trauslāks, tas iztur abrazīvu nodilēšanu, kas ātri noļauž parastus rīka tēraudus.

Toleranču izprast

Inženieriem jāiestata reālistiskas sagaidāmās vērtības izspiešanas funkcijām. "Precizitāte" izspiešanā ir atkarīga no materiāla biezuma. Piemēram, standarta pieļaujamā novirze cauruļu diametros varētu būt +/- 0,002 collas, taču tā var atšķirties atkarībā no matriču atstarpe. Vispārējs gaidāms rezultāts ir uzgriezna (burr) klātbūtne apdarinātajā malā. Rūpniecības standarta pieņemšanas kritēriji uzgrieznim parasti ir 10% no materiāla biezuma . Ja jūsu dizains prasa malu bez uzgriezniem, jums jānorāda sekundāras uzgrieznu noņemšanas operācijas vai speciālas "slīpēšanas" stacijas progresīvajā matricā.

Bieži sastopami defekti un to novēršana pēc dizaina

Daudzus izspiešanas defektus var paredzēt un novērst jau projektēšanas fāzē. Šo potenciālo problēmu risināšana agrīnā stadijā ietaupa ievērojamu laiku un izmaksas ražošanas uzsākšanas laikā.

Secinājums

Metāla štancēšanas formu dizaina apgūšana ir disciplīna, kas balstīta uz ierobežojumu līdzsvarošanu. Tai nepieciešama dziļa izpratne par to, kā materiāla biezums nosaka ģeometriju, kā spēka sadalījums ietekmē rīka kalpošanas laiku un kā materiāla īpašības ietekmē galīgo precizitāti. Ievērojot šos inženierijas norādījumus — ievērojot minimālos attiecības koeficientus, projektējot uzturēšanai un paredzot materiāla uzvedību — inženieri var izveidot detaļas, kas nav tikai funkcionālas, bet arī principiāli ražojamas un izmaksu ziņā efektīvas lielā mērogā.