Prinsip Utama Reka Bentuk Acuan Potong dan Tembus

RINGKASAN

Rekabentuk acuan pemangkasan dan penusukan adalah disiplin kejuruteraan khusus yang berfokus pada penciptaan alat tekan yang kukuh untuk memotong dan menembusi logam lembaran dengan tepat. Kejayaan bergantung kepada pengiraan tepat bagi daya pemotongan, pemilihan strategik bahan alat, dan teknik rekabentuk lanjutan. Matlamat utama adalah untuk mengurus tegasan bahan secara berkesan, memastikan potongan bersih dengan kilatan minimum, serta memaksimumkan jangka hayat operasi dan ketepatan set acuan.

Asas Operasi Pemangkasan dan Penusukan

Dalam dunia pembuatan logam keping, penjalanan dan penusukan adalah operasi pemotongan asas yang menentukan geometri akhir sesuatu komponen. Walaupun sering dikelompokkan bersama proses seumpamanya, kedua-duanya mempunyai fungsi yang berbeza. Penjalanan adalah proses mengalihkan bahan lebihan dari tepi luar komponen yang dicetak untuk mencapai profil akhirnya. Sebaliknya, penusukan melibatkan penciptaan ciri dalaman seperti lubang atau alur dengan cara menolak keluar bahan dari dalam perimeter komponen tersebut. Kedua-dua operasi ini bergantung kepada tindakan ricih, di mana tekanan ekstrem ditumpukan pada tepi pemotong antara penumbuk dan acuan, menyebabkan bahan tersebut pecah dengan bersih.

Kualiti tepi yang dipotong secara mekanikal dicirikan oleh empat zon: rollover, burnish, fracture, dan burr. Seperti yang diterangkan dalam panduan dari AHSS Guidelines , tepi yang ideal untuk keluli berkekuatan tinggi mempunyai zon kilat yang jelas dan zon retak yang licin, yang penting untuk mencegah retakan dalam operasi pembentukan seterusnya. Memahami asas-asas ini adalah langkah pertama ke arah mereka bentuk alat yang menghasilkan komponen berkualiti tinggi secara konsisten.

Untuk menjelaskan peranan mereka, adalah berguna untuk membandingkan operasi-operasi ini dengan proses pemotongan biasa yang lain. Pengetaman (blanking) adalah serupa dengan penusukan (piercing), tetapi bahan yang ditebuk keluar (slug) merupakan bahagian yang dikehendaki, manakala dalam penusukan, slug tersebut adalah sisa. Pemenggalan (shearing) adalah istilah umum untuk memotong logam kepingan dalam garis lurus antara dua bilah. Setiap proses dipilih berdasarkan hasil yang diingini dan kedudukannya dalam urutan pengeluaran.

Prinsip Asas Reka Bentuk Acuan dan Pengiraan Utama

Reka bentuk acuan yang efektif adalah proses berpandukan data yang berdasarkan prinsip kejuruteraan. Sebelum sebarang pemodelan dimulakan, pereka mesti melakukan pengiraan penting untuk memastikan alat dapat menahan daya operasi dan berfungsi dengan boleh dipercayai dalam mesin tekan yang dipilih. Pengiraan paling asas ialah daya pemotongan, yang menentukan tenaga (tonnage) yang diperlukan daripada mesin tekan. Formula ini biasanya dinyatakan sebagai: Daya Pemotongan (F) = L × t × S , di mana 'L' ialah jumlah panjang lilitan potongan, 't' ialah ketebalan bahan, dan 'S' ialah kekuatan ricih bahan.

Menentukan daya pemotongan dengan tepat adalah penting untuk memilih tekanan dengan kapasiti yang mencukupi, biasanya dengan margin keselamatan sebanyak 20-30%. Faktor penting lainnya adalah kelegaan acuan—ruang antara penumbuk dan bukaan acuan. Seperti yang dinyatakan dalam panduan komprehensif oleh Jeelix , kelegaan optimum biasanya adalah 5-12% daripada ketebalan bahan setiap sisi. Kelegaan yang tidak mencukupi akan meningkatkan daya pemotongan dan haus alat, manakala kelegaan yang berlebihan boleh menghasilkan terlalu banyak gilap dan tepi berkualiti rendah. Untuk keluli kekuatan tinggi lanjutan (AHSS), kelegaan ini kerap perlu ditingkatkan bagi menguruskan tekanan tinggi yang terlibat.

Pemilihan bahan untuk komponen acuan itu sendiri adalah prinsip utama lainnya. Penumbuk dan sisipan acuan mesti memiliki keseimbangan kekerasan untuk rintangan haus dan ketahanan agar tidak terkelupas akibat hentaman. Pilihan biasa termasuk keluli alat D2 dan A2 untuk aplikasi umum, manakala pengeluaran berjumlah tinggi atau kerja dengan bahan abrasif mungkin memerlukan keluli metalurgi serbuk atau karbida. Proses pemilihan ini melibatkan pertukaran antara kos dan prestasi, dengan matlamat memaksimumkan jangka hayat acuan dan meminimumkan masa pemberhentian penyelenggaraan. Untuk aplikasi kompleks, seperti dalam sektor automotif, mendapatkan kepakaran adalah penting. Syarikat seperti Shaoyi (Ningbo) Metal Technology Co., Ltd. mempunyai pakar dalam acuan tekan automotif, menggunakan simulasi lanjutan dan pengetahuan bahan untuk memberikan penyelesaian perkakasan yang kukuh dan cekap.

Anatomi Set Acuan Potong dan Lubang

Acuan bukan sekadar blok keluli padu, tetapi satu susunan tepat yang terdiri daripada komponen-komponen saling bergantung, dengan setiap satunya mempunyai fungsi tertentu. Memahami anatomi ini adalah penting untuk mereka bentuk, membina, dan mengekalkan peralatan yang berkesan. Keseluruhan susunan ini dilindungi dalam satu set acuan, yang terdiri daripada kasut acuan (atau plat) bahagian atas dan bawah yang diselaraskan oleh pin dan buci pandu. Sistem asas ini memastikan penyelarasan pada tahap mikron antara kedua-dua belah alat semasa operasi laju, sesuatu yang kritikal bagi mencegah kerosakan dan mengekalkan kekonsistenan komponen.

Komponen utama yang berfungsi adalah penembuk dan blok acuan (atau butang acuan/pelapik). Penembuk, yang dipasang pada kasut acuan atas, merupakan komponen lelaki yang melakukan pemotongan. Blok acuan, yang dipasang pada kasut bawah, merupakan komponen perempuan yang mempunyai bukaan untuk penembuk masuk. Geometri dan kelegaan yang tepat antara dua bahagian ini menentukan bentuk akhir lubang yang ditebuk atau tepi yang dipotong. Bahan, kekerasan, dan kemasan permukaan kedua-duanya adalah penting untuk jangka hayat alat dan kualiti komponen.

Komponen penting lain adalah penanggal. Selepas mata pemotong memotong bahan, sifat pemulihan elastik logam keping menyebabkan ia melekat pada mata pemotong. Fungsi penanggal adalah untuk menanggalkan bahan tersebut dari mata pemotong secara paksa semasa gerakan naik tekanan. Penanggal boleh berbentuk tetap atau menggunakan pegas, dengan yang terakhir memberikan tekanan untuk mengekalkan rata bahan semasa operasi pemotongan, seterusnya meningkatkan keperataan komponen. Bagi acuan progresif, pilot juga merupakan perkara penting. Ia merupakan pin yang masuk ke dalam lubang-lubang yang telah ditusuk sebelumnya pada jalur bahan bagi memastikan penyelarasan yang tepat di setiap stesen berikutnya.

Senarai Semak Penyelenggaraan untuk Komponen Acuan:

• Mata Pemotong dan Butang Acuan: Periksa secara berkala pinggir pemotong untuk kelengkungan, kepecahan, atau haus berlebihan. Asah mengikut keperluan untuk mengekalkan potongan yang bersih dan mengurangkan daya pemotongan.
• Pin Pandu dan Busing: Pastikan ia dilumaskan dengan betul dan periksa tanda-tanda calar atau haus. Panduan yang haus boleh menyebabkan ketidakselarasan dan kemalangan acuan yang teruk.
• Pelat penanggal: Sahkan bahawa spring (jika berkaitan) mempunyai tekanan yang mencukupi dan tidak patah. Periksa kehausan pada permukaan sentuh.
• Set Acuan: Periksa kasut mati untuk sebarang retakan atau kerosakan. Pastikan semua pengikat diketatkan mengikut spesifikasi yang betul.
• Kebersihan Am: Kekalkan kebersihan mati dengan memastikan ia bebas daripada slugs, serpihan, dan kotoran lain yang boleh menyebabkan kecacatan bahagian atau kerosakan pada perkakas.

Teknik dan Bahan Reka Bentuk Die Lanjutan

Melangkaui prinsip asas, reka bentuk die lanjutan memberi tumpuan kepada pengoptimuman prestasi, pengendalian bahan yang sukar, dan memperpanjangkan jangka hayat perkakas untuk pengeluaran berkelantangan tinggi. Salah satu kemajuan paling ketara adalah penggunaan die progresif, yang menjalankan pelbagai operasi (contohnya, penusukan, pemotongan, lenturan) secara berperingkat di stesen yang berbeza dalam satu perkakas sahaja. Seperti yang diterangkan oleh pakar dari Eigen Engineering , penguasaan reka bentuk die progresif melibatkan perancangan susun atur strip yang canggih untuk memaksimumkan penggunaan bahan dan memastikan kestabilan strip semasa ia bergerak melalui die.

Untuk mencapai keperataan bahagian yang luar biasa, teknik seperti fineblanking dan cut-and-carry digunakan. Fineblanking adalah proses khas yang menggunakan pad bertekanan tinggi dan cincin-v untuk mengapit bahan dengan ketat, menghasilkan bahagian yang sepenuhnya tergeser dengan tepi lurus dan hampir tiada zon retakan. Begitu juga, kaedah cut-and-carry, yang diterangkan oleh Pembuat , melibatkan pengekalan bahagian secara separa menerusi jalur dan menahannya rata dengan pad tekanan sebelum dikeluarkan di stesen seterusnya. Kawalan ke atas bahan semasa pemotongan ini meminimumkan tegasan dalaman yang menyebabkan ubah bentuk.

Mereka bentuk untuk keluli kekuatan tinggi lanjutan (AHSS) membawa cabaran unik disebabkan oleh kekuatan tinggi dan kemuluran yang berkurang. Ini memerlukan ruang acuan yang lebih besar, struktur alat yang lebih kukuh, dan bahan alat premium seperti keluli metalurgi serbuk atau karbida untuk menahan daya ekstrem dan haus akibat geseran. Selain itu, geometri penumbuk boleh diubah suai untuk mengurangkan tonaj puncak dan hentakan. Menggunakan muka penumbuk yang dipotong atau dibebel akan menyusun semula tindakan pemotongan dalam tempoh yang sedikit lebih panjang, yang secara ketara merendahkan daya yang diperlukan serta mengurangkan kesan "lompat-lalu" yang ganas yang boleh merosakkan acuan dan tekan.

Acuan Progresif lawan Acuan Stesen Tunggal

• Kelebihan Acuan Progresif: Kelajuan pengeluaran yang sangat tinggi, kos buruh yang rendah, kebolehulangan yang tinggi, dan penggabungan pelbagai operasi ke dalam satu alat.
• Kekurangan Acuan Progresif: Kos peralatan awal yang sangat tinggi, proses rekabentuk dan pembinaan yang kompleks, serta kurang fleksibiliti untuk bahagian yang besar atau ditarik dengan dalam.
• Kelebihan Acuan Stesen Tunggal: Kos perkakasan yang lebih rendah, reka bentuk yang lebih mudah, dan fleksibiliti yang lebih tinggi untuk pengeluaran jumlah kecil atau komponen yang sangat besar.
• Kekurangan Acuan Stesen Tunggal: Kelajuan pengeluaran yang jauh lebih perlahan, kos buruh yang lebih tinggi bagi setiap komponen, dan kebarangkalian berlakunya ketidakkonsistenan akibat pengendalian dan penjajaran yang berulang kali.

Soalan Lazim

1. Apakah peraturan rekabentuk acuan?

Walaupun tiada satu "peraturan" sahaja, reka bentuk acuan mengikut satu set prinsip yang telah ditetapkan. Ini termasuk pengiraan daya pemotongan berdasarkan sifat bahan, menentukan kelegaan yang betul antara penembus dan acuan (biasanya 5-12% daripada ketebalan bahan setiap sisi), memastikan kekukuhan struktur set acuan, dan merancang urutan operasi yang logik dalam susunan jalur. Matlamat utama adalah untuk mencipta alat yang selamat, boleh dipercayai, dan menghasilkan komponen yang sentiasa memenuhi spesifikasi kualiti.

2. Apakah acuan alat potong dalam tuangan die?

Alat pemotong dalam pengecoran acuan berfungsi seperti alat dalam penempaan logam lembaran tetapi digunakan pada jenis komponen yang berbeza. Selepas komponen dihasilkan melalui pengecoran acuan (menyuntik logam lebur ke dalam acuan), ia meninggalkan bahan lebihan seperti saluran pengisi, limpahan, dan kilap. Acuan pemotong adalah alat yang digunakan dalam operasi tekan sekunder untuk memotong keluar bahan yang tidak diingini ini, menghasilkan komponen tuangan yang bersih dan siap.

3. Apakah peraturan keluli untuk pemotongan acuan?

Pemotongan acuan peraturan keluli adalah proses yang berbeza yang biasanya digunakan untuk bahan lembut seperti kertas, kadbod, busa, atau plastik nipis. Ia melibatkan penekanan bilah keluli yang tajam dan nipis ("peraturan keluli"), yang telah dibengkokkan mengikut bentuk yang diingini dan ditanam pada tapak rata (kerap kali lapisveneer), ke dalam bahan tersebut. Ini adalah kaedah berkos rendah untuk memotong bentuk dalam aplikasi bukan logam atau logam lembaran sangat nipis.

4. Apakah jenis-jenis pemotongan acuan yang berbeza?

Pemotongan mati merangkumi beberapa kaedah yang disesuaikan dengan pelbagai bahan dan jumlah pengeluaran. Dalam logam kepingan, ini terutamanya merujuk kepada operasi penempaan seperti penusukan, pengekodan, dan pemangkasan menggunakan peralatan keras (set tampin dan acuan). Bentuk lain termasuk pemotongan mati meja rata (untuk bahan yang lebih tebal), pemotongan mati putar (untuk pengeluaran berkelajuan tinggi seperti label atau gasket), dan kaedah pemotongan digital seperti pemotongan laser atau jet air, yang tidak menggunakan acuan fizikal.