Ishlab chiqarish uchun dizayn: Metall bosib chiqarish. Muhandislik qo'lyonitasi

Qisqacha

Metallni bosish uchun ishlab chiqarilishni loyihalash (DFM) — bu detal geometriyasini press- matritsa imkoniyatlarining fizikasi bilan moslashtirish maqsadida maxsus muhandislik amaliyoti hisoblanadi. Material cheklovlari bilan kurashish o'rniga ularni hisobga olib dizayn qilish orqali muhandislar uskunalar tayyorlash xarajatlarini 50% gacha kamaytirish, yetkazib berish muddatini qisqartirish hamda yorilish yoki egilish kabi xatoliklarni bartaraf etish imkoniyatiga ega bo'ladi.

Bosish DFM ning asosi tasdiqlangan geometriya "Oltin Qoidalariga" rioya qilishga asoslangan. Asosiy nisbatlar quyidagilardan iborat: teskari diametrlar material qalinligiga teng bo'lishi kerak (1T) , saqlash kerak bo'lgan minimal egilish radiusi 1T silliq sirtlarni egilish zonasidan 1.5T + Radius masofada ushlab turish. CAD bosqichida ularni dastlabki davrda qo'llash ishlab chiqarish amaliyotini ta'minlashning eng samarali usulidir.

Muhandislik biznes asosi: Nima uchun DFM bosish jarayonida muhim?

Metallni presslashda qismning narxi asosan birinchi metall varaq buyurtma qilinishidan ancha oldin belgilanadi. Mahsulotning yakuniy ishlab chiqarish narxining taxminan 70% i dizayn bosqichida belgilanib qo'yiladi. Dizaynlarni ishlab chiqaruvchiga oldindan maslahat bermagan holda tashlab yuborish — ya'ni "devordan o'tkazish" muhandisligi — ko'pincha narxlarni darajali ravishda oshiradigan murakkab uskunalar talabini keltirib chiqaradi. DFM (Ishlab chiqarish uchun dizayn) ni hisobga olmagan holda loyihalangan qism 20 ta stantsiyaga ega murakkab ketma-ket matritsa va qimmatbaho siljish mexanizmlarini talab qilishi mumkin, boshqacha tomondan DFM bo'yicha optimallashtirilgan versiyani soddaroq 12 ta stantsiyali uskunada ishlab chiqarish mumkin.

Hamkorlikdagi DFM ideal geometriya bilan po'latni sovuq shakllantirishning qattiq haqiqati o'rtasida ko'prik vazifasini bajaradi. Bu "buni yaratish mumkinmi?"dan ko'ra "buni samarali ravishda yaratish mumkinmi?"ga e'tiborni qo'yishni o'zgartiradi. Ishlab chiqarish hamkori bilan erta hamkorlik qilish orqali muhandislar aniq taxtalashni talab qiladigan siqilgan to'g'riliklar yoki qo'shimcha burilish operatsiyalarini talab qiladigan xususiyatlarni keltirib chiqaruvchi xarajat omillarini aniqlay oladi. Masalan, puxta bo'lmagan teshikning noaniq miqdorini ±0.002" dan ±0.005" gacha oshirish asbob-qirol umrini sezilarli darajada uzaytirishi va detal narxini pasaytirishi mumkin.

Bu prototipdan ishlab chiqarish hajmiga o'tilayotganda ayniqsa muhim. Turli xil kuch ta'sirlari tufayli past hajmdagi lazer kesish uchun ishlaydigan dizayn ko'pincha yuqori hajmdagi tikuv pressida (stamping press) ishlamay qoladi. Shunday kabi hamkorlar Shaoyi Metal Texnologiya biz ushbu bo'shqichni qamrab olishga ixtisoslashganmiz va namuna ishlab chiqarish bosqichida tasdiqlangan dizaynlarning yuqori tezlikdagi, yuqori hajmdagi presslanish liniyalari uchun etarlicha mustahkam bo'lishini ta'minlaydigan muhandislik qo'llab-quvvatlash xizmatini taklif etamiz. Bunday mutaxassislardan dastlabki bosqichda foydalanish ko'plab mahsulotlarni ishlab chiqarishni boshlash jarayonida uchrab turadigan qimmatbaho "uskunani qayta sozlash tsiklini" oldini oladi.

Material tanlovi va don yo'nalishi strategiyasi

Presslanishda material tanlovi funksiya, shakllantiriluvchanlik va narx o'rtasidagi muvozanatdir. Funksionallik asosiy qotishmaning tanlanishini belgilaydi (masalan, korroziyaga chidamli bo'lish uchun 304 SS yoki og'irlikni kamaytirish uchun 5052 Alyuminiy), lekin aniq temperaturi va tana yo'nalishi materialning ishlab chiqarilishini aniqlaydi. Qattiqroq materiallar yuqori cho'zilish kuchiga ega, lekin murakkab shakllantirish operatsiyalari davomida treshinikaga uchrash ehtimoli yuqoriroq.

Don yo'nalishining muhim ahamiyati

Plyanka metall gildiraklar orqali valtslanish yo'li bilan ishlab chiqariladi, bu esa metall don tuzilishini valtslanish yo'nalishida cho'zilishiga olib keladi. Bu anizotropiya materialning donga nisbatan qanday shakllantirilishiga qarab turlicha harakat qilishini anglatadi:

• Donga tik (kesib) egish: Eng kuchli yo'nalish. Material chiroqlar o'zaro bog'liq bo'lgan radiuslarga chidashga qodir, chunki donli tuzilma ajralish o'rniga katlanmoqda.
• Don bilan parallel ravishda egish: Eng zaif yo'nalish. Donlar osongina ajralib turadi, bu esa tashqi radiusdagi sindirishlarga olib keladi, ayniqsa 6061-T6 alyuminiy yoki yuqori uglerodli po'lat kabi qattiq qotishmalarda.

Agar qattiq burilishlar talab qilinsa, muhandislar bosma ustida don yo'nalishini belgilashlari kerak. Agar qism geometriyasi bir nechta yo'nalishlarda egilishlarni talab qilsa, donga nisbatan 45 darajalik yo'nalish ko'pincha barcha xususiyatlar bo'ylab kuch va shakllanishni muvozanatlash uchun murosasizlik sifatida ishlatiladi.

Muhim geometriya qoidalari: teshiklar, teshiklar va tarmoqlar

O'q-qo'q interfeysining fizikasi kesish xususiyatlariga qat'iy matematik cheklovlarni qo'yadi. Ushbu nisbatlarni buzish zaif matrit bo'limlarini yaratadi, ular erta buziladi, bu esa ishdan bo'sh vaqtga va parvarishlash xarajatlariga olib keladi. Quyidagi jadvalda standart shtamplash operatsiyalari uchun konsensus "Boshqo'lqo'l qoidalari" qisqartiriladi.

Teshikdan Mayilma Uzakligi: Birikma mayilmasi yonida teshikni uzaq birla qo'yish — eng tuma erki. Metal mayilma radiusi boyi istirayanda, «deformatsiya zonasida» ornatilgan har qanday element distortiya oladi. Agar dizayn mayilma yonida teshikni qat'iy talab etsa, press-avtomat teshikni mayilmadan keyin sonra punch'laydi (stansiyani/qo'shimcha xarajatlarni qo'shadi) yoki xususiy relieving cut'dan foydalanadi. Teshik round shaklda qalaymanligini taminlaytigan standart formula teshik kantarini 1.5 material qalynligi plyus mayilma radiusi mayilma tangentidan uzak birla qo'ymaktir.

Mayilma va Forming Qaydalar: Radiuslar, Flangetsalar va Relief'lar

Mayilma sadece sallama emes; bu kontrolli plastik deformatsiya. Mayilmalarni qat'iyatsiz consistent mayilma alaym, uch parametrni kontrol etish kerak: Minimum Mayilma Radiusi, Flangets Uzunligi, va Mayilma Relief'i.

Eng kichik egilish radiusi

Keskin ichki burchaklar to'rtuvchi qismlar uchun dushman. Nol radius (keskin burchak) shiddiylikni jamlash nuqtasini yaratadi, bu esa shikastlanishga olib keladi. Sovuq silindrli po'lat (CRS) yoki yumshoq aluminiy kabi deformatsiyalanuvchan metallar uchun Iчки egilish radiusi ≥ 1T bo'lishi kerak . Qattiqroq materiallar, masalan, rezavor po'lat, ko'pincha ≥ 2T yoki undan ortiq talab qiladi. Keng radiuslarda loyihalash vosita xizmat muddatini uzaytiradi va qismning ishdan chiqish xavfini kamaytiradi.

Eng qisqa flants uzunligi

Tirgakni aniq egish uchun material shakllantirish jarayonida butun davomida matritsa bilan aloqada bo'lishi kerak. Agar tirgak juda qisqa bo'lsa, egilish tugamay turib u V-shakldagi ochiq joyga sirg'ayib ketadi, natijada egri, parallel bo'lmagan chet hosil bo'ladi. Standart qoida shundaki, Tirgak uzunligi material qalinligining kamida 3 dan 4 martagacha bo'lishi kerak . Agar qisqaroq tirgak talab qilinsa, to'rtuvchi qismda keyingi operatsiyada kesish uchun avval uzoqroq tirgak shakllantirishi kerak bo'ladi, bu esa qism narxiga qo'shimcha qo'shadi.

Egish Uchun Bo'shliqlar

Agar egilish detalning butun kengligiga cho'zilmasa, "Egilish uchun cheklov" qo'shilmaguncha egilish chizig'ining oxiridagi material yirtiladi. Cheklov - bu flanets asosiga kesilgan maydona yoki yarim doiraviy kesma. Bu kesma egilgan materialni egilmagan materialdan ajratib turadi va shu tariqa yorilish hamda deformatsiyani oldini oladi. Odatda cheklov chuqurligi egilish radiusi + material qalinligidan oshib ketishi kerak.

Haqiqatga moslik vs. Xarajatlar uchun to'g'rilik

Aniq to'g'rilik talablari press-forma xarajatlarining eng katta omilidir. Zamonaviy aniq preslov bilan ±0.001 dyuymgacha bo'lgan to'g'rilikka erishish mumkin bo'lsada, buni butun detaldagi hamma joyda talab qilish shart emas va qimmatga tushadi. Qattiqroq to'g'rilik aniqroq die komponentlarni (simli EDM kesish), tez-tez texnik xizmat ko'rsatishni (tirilantirish) va sekinroq press tezligini talab qiladi.

• Bloklar uchun to'g'rilik: No-muhim xususiyatlar uchun (masalan, o'tish teshiklari, havoni chiqarish teshiklari) standart blok to'g'riligidan foydalaning (odatda ±0.005" dan ±0.010" gacha).
• Xususiyatlar orasidagi o'lchovlar: O'lchovlarni detal chetidan emas, balki bir-biridan farqli o'lchovli muhim xususiyatlardan bering. Chet qismi ko'pincha shakllantirish operatsiyasi bilan hosil qilinadi va bu odatda teshilgan teshikdan ko'ra o'zgaruvchanlikka ega bo'ladi. Teshikdan teshikgacha o'lchash esa me'yoriy zanjirni ahamiyatli joyda torroq saqlaydi.
• Faqat muhim xususiyatlar: GD&T (Geometrik o'lchovlar va me'yoriy chegaralar) ni faqat montaj uchun mutlaqo kerak bo'lganda qo'llang. Agar flanets burchagining me'yoriy chegarasi ±1° dan ±0,5° gacha qattiqroq qilinsa, stamper egilishni nazorat qilish uchun matritsaga qayta urish stantsiyasini qo'shishi kerak bo'lishi mumkin, bu esa uskunalar sarmoyasini oshiradi.

Oddiy kamchiliklar hamda ularni oldini olish (DFM tekshiruv ro'yxati)

Muhandislar CAD modelini yakunlashdan oldin tezkor DFM tekshiruv ro'yxatini o'tkazish orqali keng tarqalgan nosozlik rejimlarini bashorat qilish va ularga dastlabki loyihada yo'l qo'ymaslik imkoniyatiga ega.

• Burrlar: Barcha presslangan chetlar "uzilish" tomonida burrlarga ega. Keskin qirralar foydalanuvchi tomonidan ushlanadigan sirtga to'g'ri tushmasligi uchun chizmangizda "Burr yo'nalishi" ko'rsatilganligiga ishonch hosil qiling. Ruxsat etiladigan standart burr balandligi material qalinligining 10% ga teng.
• Elastiklik: Egib-sozlashdan keyin elastik tiklanish burchakni ochilishiga olib keladi. To'rtburchak ushbu xususiyatni asbobda kompensatsiya qilsa ham, doimiy material darajalaridan foydalanish (masalan, aniq yuqori mustahkamlikdagi quyidagi alloyli po'lat) bir xillikni saqlashga yordam beradi. O'zgarishlarni oldini olish uchun ishlab chiqarish jarayonida material yetkazib beruvchilarni o'zgartirmang.
• Moy bankasi: Yirik, tekis, qo'llab-quvvatlanmagan ingichka metall sohalari moy bankasi singari bukilish yoki "poch" qilishga moyillikka ega. Detalni og'irlik qo'shmasdan qattiklashtirish uchun reybkalar, relyeflar yoki bosqichlar qo'shish bu nuqsonni oldini oladi.

Samaradorlik uchun muhandislik

Metall preslovchi jarayonida ishlab chiqarilish uchun dizaynni mukammallashtirish — dizayn maqsadini bekor qilish emas, balki haqiqatga moslashtirishdir. Eng kichik nisbatlarga rioya qilish, to'g'ri material don strategiyasini tanlash va nozikliklarni ma'qul tarzda qo'llash orqali presslovchi jarayoning fizikasiga hurmat bilan qarash orqali muhandislar xarajatlarni kamaytirish va uzoq muddatli ishlab chiqarish barqarorligini ta'minlashi mumkin. Press uchun optimallashtirilgan detal foyda, sifat va tezlik uchun optimallashtirilgan detaldir.

Koʻpincha soʻraladigan savollar

1. Metallni bosib chiqarish uchun minimal teshik hajmi qancha?

Umumiy qoida sifatida, teshilgan teshik diametri material qalinligidan (1T) kam bo'lmasligi kerak. Nerjliyotli po'lat kabi yuqori mustahkamlikdagi materiallar uchun to'p uzilishini oldini olish uchun 1,5T yoki 2T nisbati tavsiya etiladi. Agar kichikroq teshiklar talab qilinsa, ular ikkinchi operatsiya sifatida burilishi yoki ishlanishi kerak bo'lishi mumkin.

2. Material don yo'nalishi bukashga qanday ta'sir qiladi?

Metall don yo'nalishi varaqni gildirakdan o'tkazish jarayonida vujudga keladi. Don tomonga tik (kesib o'tuvchi) bukash mustahkamroq bo'ladi va treshinlarsiz torroq radiusga imkon beradi. Don bilan parallel bukash esa zaifroq bo'ladi va tashqi radiusda shikastlanish ehtimoli yuqoriroq bo'ladi. Muhim konstruksion bukmalarni doim don tomonga tik yo'naltirish kerak.

3. Bo'shatish (blanking) va teshish (piercing) o'rtasidagi farq nima?

Blanking — qismini metall lenta ichidan tashqi shaklini kesish operatsiyasidir; olib tashlangan qism foydali hisoblanadi. Piercing (yoki punching) — ichki teshiklar yoki shakllarni kesish operatsiyasidir; olib tashlangan qism esa chiqindi (slug) hisoblanadi. Ikkalasi ham kesish operatsiyalari bo'lib, matritsa stansiyasidagi ketma-ketlikda turli maqsadlarga xizmat qiladi.