TL;DR

Progresīvās matricas dizains ir standarts automašīnu stiprinājumu ražošanai, ja gadā tiek izgatavoti vairāk nekā 50 000 detaļu, nodrošinot ātruma, precizitātes un vienmērīguma līdzsvaru. Lai sasniegtu mērķa materiāla izmantošanu virs 75%, inženieriem jāoptimizē sloksnes izkārtojums, izmantojot precīzus tilta biezuma aprēķinus (parasti 1,25t līdz 1,5t) un intensīvas iekļaušanas stratēģijas. Būtiski dizaina faktori ietver atgriešanās kompensēšanu Augstas izturības zemā leģējuma (HSLA) tēraudos un preses tonnāžas aprēķināšanu, pamatojoties uz kopējo griešanas perimetru plus noņemšanas spēkiem.

Lai ražotu sarežģītus automašīnu stiprinājumus ar tolerancēm zem ±0,05 mm, panākumi ir atkarīgi no izturīgas vadpina pozicionēšanas un pareizo instrumentu tēraudu izvēles (piemēram, karbīds vai D2) atkarībā no ražošanas apjoma. Šis ceļvedis sniedz tehniskās formulas, izkārtojuma noteikumus un defektu novēršanas stratēģijas, kas nepieciešamas augstas veiktspējas progresīvo matricu inženierijai.

1. fāze: Priekšprojektēšana un materiālu izvēle

Pirms pirmā sloksnes izkārtojuma zīmēšanas, projektēšanas process jāsāk ar rūpīgu stiprinājuma materiāla īpašību analīzi. Automobiļu stiprinājumi bieži izmanto augsta izturības zemā leģējuma (HSLA) tēraulus vai alumīnija sakausējumus (piemēram, 6061 vai 5052), lai samazinātu svaru, saglabājot strukturālo integritāti. Materiāla izvēle nosaka matricas spraugu, liekšanas rādiusus un pārklājumu prasības.

Materiāla īpašības un matricas ietekme
Sagriešanas izturība un šķēlēm izturība sākotnējai izejvielai ir galvenie faktori, kas nosaka tonāžu un rīku nodilumu. Piemēram, HSLA tērauda žonglēšanai nepieciešama ievērojami augstāka tonāža un mazāki atstatumi salīdzinājumā ar maigo tēraudu. Savukārt alumīnija sakausējumi, lai gan tie ir mīkstāki, ir tendencē gulties un prasa pulētus aktīvos rīku komponentus vai speciālas pārklājumu kārtas, piemēram, TiCN (titāna karbonitrīds).

Spraudiena kompensācijas problēmas risināšana agrīnā stadijā
Viena no izturīgākajām automašīnu stiprinājumu žaketiņu defektiem ir atsperēšanās — metāla tendence pēc liekšanas daļēji atgriezties sākotnējā formā. Šis efekts ir īpaši izteikts HSLA materiālos. Lai to novērstu, konstruktoriem jāizstrādā „pārliekšanas” stacijas vai jāpielieto rotējošā liekšanas tehnika, nevis standarta viks liekšanu. Deviņdesmit grādu stiprinājumiem veidojot matricu ar pārliekšanu par 2–3 grādiem ir parasta prakse, lai sasniegtu galīgo zīmējuma toleranci.

2. fāze: Strēles izkārtojuma optimizācija

Strēles izkārtojums ir progresīvās veidnes pamatplāns. Tas nosaka visu ražošanas procesu izmaksu efektivitāti. Slikti izstrādāts izkārtojums iznieko materiālu un destabilizē veidni, savukārt optimizēts izkārtojums var ik gadu ietaupīt tūkstošus dolāru, samazinot atkritumus.

Saliekuma biezums un nesošā elementa dizains
"Saliekums" vai "tīkls" ir materiāls, kas atstāts starp detaļām, lai tos pārvietotu caur veidni. Šī platuma samazināšana samazina atkritumus, taču pārāk šaurs saliekums palielina strēles izlocīšanās risku. Standarta inženierijas noteikums tērauda stiprinājumiem ir noteikt saliekuma platumu starp 1,25 × Biezums (t) un 1,5 × Biezums (t) . Augstas ātrdarbības lietojumprogrammām vai tievākiem materiāliem to var būt nepieciešams palielināt līdz 2t, lai novērstu padeves problēmas.

Materiāla izmantošanas aprēķināšana
Efektivitāti mēra ar Materiāla izmantošanu (%). Mērķis automašīnu stiprinājumiem ir >75%. Formula, lai pārbaudītu savu iekļaušanas stratēģiju, ir:

Izmantošana % = (Pabeigtās заготовки laukums) / (Solis × Strēles platums) × 100

Ja rezultāts ir zemāks par 65%, apsveriet „divu gājienu” vai „interlock” izkārtojumu, kur divi stiprinājumi tiek izspiesti, vērsti viens pret otru, lai kopīgi izmantotu nesējlīniju. Šis paņēmiens ir ļoti efektīvs L formas vai U formas stiprinājumiem.

Vadpina novietojums
Precizitāte ir atkarīga no precīzas stripa pozicionēšanas. Vadcaurules jāizurbj pirmajā stacijā. Sekojošajās stacijās vadpini nodrošina stripa novietojumu, pirms veidnis pilnībā aizveras. Stiprinājumiem ar stingrām caurulēm starp caurulēm pārliecinieties, ka vadpini iekļūst stripā vismaz 6 mm pirms formēšanas puņķu saskaras ar materiālu.

Fāze 3: Staciju secība un tonnaža

Pareizu operāciju secību noteikšana — perforēšana, vadīšana, apgriešana, formēšana un griešana — novērš veidņu bojājumus. Loģiska progresija nodrošina, ka strips paliek stabils visā procesā. Ideālā gadījumā perforēšana notiek agrīnā stadijā, lai izveidotu vadcaurules, savukārt smaga formēšana tiek sadalīta, lai izlīdzinātu slodzi.

Nepieciešamās tonnažas aprēķināšana
Inženieriem jāaprēķina kopējais spēks, lai nodrošinātu, ka presē ir pietiekama jauda (un enerģija), lai veiktu darbu. Formulārā blanšēšanai un urbšanai tonnāžai ir:

Tonnāža (T) = Griezuma garums (L) × Materiāla biezums (t) × Šķelšanas izturība (S)

Pēc industrijas aprēķinu standarti , jums arī jāņem vērā atdalīšanas spēks (parasti 10–20% no griešanas spēka) un slēgšanas spēks, ko rada slāpekļa atsperes vai spilveni, kas tiek izmantoti stripa fiksēšanai. Ja šie palīgslodzes netiek iekļautas, tas var izraisīt nepietiekamu preses izmēru izvēli, kas noved pie tās apstāšanās apakšējā mirteņa punktā.

Slodzes centrs
Svarīgs, bet bieži neievērots aprēķins ir "Slodzes centrs". Ja griešanas un formēšanas spēki ir koncentrēti vienā veidņu pusē, tas rada nesimetrisku slodzi, kas izraisa slīpumu galviņā, izraisot priekšlaicīgu dilšanu preses gībās un veidņu balstos. Līdzsvarojiet izkārtojumu, sadalot lielas tonnāžas stacijas (piemēram, lielu perimetru griešana) simetriski ap veidnes viduslīniju.

4. fāze: Izkļūvēm raksturīgu defektu novēršana

Pat ar izturīgu dizainu, izkļūvē var rasties defekti. Defektu novēršanai nepieciešams sistēmatiskas pieeja pamatcēloņu analīzei.

• Noslauki: Pārmērīgas uzgaļu veidošanās parasti norāda uz nepareizu spraugu vai novalkājušos instrumentu. Ja uzgaļi parādās tikai vienā caurules pusē, iespējams, ka punches nav pareizi centrēts. Pārbaudiet, vai sprauga ir vienmērīga visā perimetrā.
• Atgriezumu izraušana: Šis efekts rodas tad, kad atlikušais atgriezums pielīp pie punča virsmas un tiek izrauts no matricas pogas. Tas nākamajā gājienā var sabojāt sloksni vai matricu. Risinājumi ietver "slug-hugger" matricu izmantošanu ar fiksācijas rievām vai atsperes darbināma izsviedējpina pievienošanu punča centrā.
• Necentrēšanās (izliekums): Ja sloksne liecas (izliekas) tās padeves laikā, nesējs var deformēties. Tas bieži notiek tad, ja materiāla atbrīvošana veidošanas laikā ir ierobežota. Pārliecinieties, ka pilotlifteri ļauj materiālam brīvi peldoši kustēties padeves cikla laikā, lai novērstu saspīlējumu.

5. fāze: Izdevumu veicēji un piegādātāju atlase

Pāreja no dizaina ražošanā ietver komerciālus lēmumus, kas ietekmē gala daļas izmaksas. Maiņformas sarežģītība — ko nosaka staciju skaits un nepieciešamās pieļaujamās novirzes — ir lielākā kapitāla izmaksa. Zema apjoma stiprinājumiem (<20 000/gadā) vienpakāpes vai saliktā maiņforma var būt ekonomiskāka nekā progresīvā maiņforma.

Tomēr augsta apjoma automašīnu programmu gadījumā progresīvās maiņformas efektivitāte attaisno sākotnējās ieguldījuma izmaksas. Izvēloties ražošanas partneri, pārbaudiet, vai viņš spēj nodrošināt konkrētās tonnāžas un gultnes izmēra prasības jūsu maiņformai. Piemēram, Shaoyi Metal Technology kompleksie štampēšanas risinājumi veido tiltu no prototipēšanas līdz masu ražošanai, piedāvājot IATF 16949 sertificētu precizitāti kritiskiem komponentiem, piemēram, vadības svirām un rāmjiem. Viņu spēja apstrādāt spiedpreses slodzes līdz 600 tonnām nodrošina, ka pat sarežģīti, biezas plātnes stiprinājumi var tikt ražoti stabili.

Visbeidzot, pirms tērauda griešanas vienmēr pieprasiet detalizētu ražošanai paredzētā dizaina (DFM) pārskatīšanu. Kompetents piegādātājs simulēs veidošanas procesu (izmantojot programmatūru, piemēram, AutoForm), lai prognozētu materiāla uzretināšanos un plaisāšanas riskus, ļaujot veikt virtuālas korekcijas, kas ietaupa vairākas pārstrādes nedēļas.

Progresīvo matricu efektivitātes apguve

Progresīvo matricu projektēšana automobiļu stiprinājumiem ir process, kurā jāpanāk precizitātes, materiālu izmantošanas efektivitātes un rīku kalpošanas ilguma līdzsvars. Piemērojot inženierzinātņu pamatprincipus — no precīziem savienojumu aprēķiniem un spēka formulām līdz stratēģiskai materiālu izvēlei — inženieri var izveidot rīkus, kas nodrošina miljoniem defektu brīvu detaļu. Galvenais ir strīpas izkārtojumu uzskatīt par pamatu; ja izkārtojums ir optimizēts, matrica darbosies gludi, defekti tiks minimizēti, un peļņa maksimizēta.

Bieži uzdotie jautājumi

1. Kāds ir minimālais savienojuma biezums progresīvajām matricām?

Standarta minimālais savienojuma biezums (vai spraugas platums) parasti ir 1,25 līdz 1,5 reizes materiāla biezums (t) . Piemēram, ja stiprinājuma materiāls ir 2 mm biezs, tiltiņam jābūt vismaz 2,5 mm līdz 3 mm. Ja šis limits tiek pārkāpts, palielinās risks, ka sloksne izlocīsies vai saplīsīs barošanas cikla laikā, īpaši augstas ātrdarbības operācijās.

2. Kā aprēķināt tonnāžu progresīvajai štancēšanai?

Kopējā tonnāža tiek aprēķināta, summējot spēku, kas nepieciešams visām operācijām (griešana, liekšana, formēšana), kā arī atsviešanas ierīču un spiedpapļu spēku. Bāzes formula griešanas spēkam ir Perimetrs × Biezums × Šķēlēšanas izturība . Vairumā gadījumu inženieri pievieno drošības rezervi 20 % no kopējā aprēķinātā slodzes, lai kompensētu rīka noasināšanos un preses svārstības.

3. Kā samazināt atgriezumu progresīvā matricu konstrukcijā?

Atgriezumu samazināšana sākas ar sloksnes izkārtojumu. Iekļautās metodes ir detaļu iegulšana (savstarpēji saistīti formas, izmantojot vienu nesošo sloksni), tiltiņa platuma samazināšana līdz drošajam minimumam un "divu gājienu" izkārtojuma izmantošana L veida vai trijstūra stiprinājumiem. Uzlabošana materiāla izmantošana virs 75% ir galvenais mērķis, lai automašīnu žakšanas process būtu izmaksu ziņā efektīvs.