Avtomobil muhandislari uchun zaruriy forklash dizayni

Qisqacha

Avtomobil muhandislari uchun forklash dizayni qo'llanmasi nazorat ostida deformatsiya orqali yuqori mustahkamlik, chidamlilik va ishlab chiqariluvchanlikka ega bo'lgan metall komponentlarni yaratishga qaratilgan. Muvaffaqiyat quyidagi asosiy dizayn jihatlarni egallashga bog'liq: matritsadagi detalni oson chiqarish uchun to'g'ri burchak burchaklarini belgilash, metall oqimini ta'minlash va nuqsonlarni oldini olish uchun etarlicha soxta burchaklar va burchak radiuslarini aniqlash hamda yuqori mustahkamlikdagi po'lat yoki yengil aluminiy kabi ishlash talablari talablariga javob beradigan to'g'ri materialni tanlash. Ishonchli va xarajatlarni tejashga yodam beruvchi avtomobil qismlarini ishlab chiqarish uchun ushbu tamoyillarga amal qilish juda muhim.

Avtomashina sohasida pichoqlash asoslari

Pichoqlash — metallni urish, siqish yoki g'ildiratish orqali mahalliy siquv kuchlar bilan shakllantiriladigan ishlab chiqarish jarayonidir. Suv o'tkazmaydigan metallni o'lchagichga quyishni o'z ichiga olgan quyishning aksiga, pichoqlash metall tarkibidagi donli tuzilishni yaxshilaydi va uni detalning geometriyasiga moslashtiradi. Yuqori haroratlarda (issiq pichoqlash) olib boriladigan ushbu jarayon komponentning mustahkamligini, plastikligini va chidamliligini sezilarli darajada oshiradi. Shu sababli ham pichoqlash avtomobil sanoatida, ya'ni ishonchlilik va kuchlanish ostida ishlash juda muhim bo'lgan sohalarda, ajralmas texnologiyaga aylanadi.

Avtomobil sohasida, yuqori kuchlanish va urilish yuklariga duchor bo'ladigan asosiy komponentlar uchun quyish afzal ko'riladigan jarayon hisoblanadi. Kollektor vali, bog'lovchi tayoqcha, suspensiyaga oid qismlar hamda uzatish qutisi shinalari kabi detallar odatda quyiladi. Quyish orqali eruvchi donli oqim quyilmagan yoki ishlangan qismlarga qaraganda mustahkamroq va ishonchliroq qismlarni yaratish imkonini beradi. Bu o'ziga xos mustahkamlik xavfsizlik yoki chidamlilikka ta'sir qilmasdan, yengilroq qismlarni loyihalash imkonini beradi, bu esa avtomashinaning yoqilg'i samaradorligi va ishlashini yaxshilashda muhim omildir. Ushbu foydalanish imkoniyatlaridan to'liq foydalanish uchun birinchi navbatda loyiha asosida yondashuv muhim ahamiyatga ega.

Yaxshi bajarilgan forgovka dizayni nafaqat yuqori mexanik xususiyatlarni kafolatlaydi, balki butun ishlab chiqarish jarayonini xarajatlarni tejash uchun optimallashtiradi. Dastlabki dizayn bosqichida forgovka jarayonini hisobga olish orqali muhandislar materiallarning sarfini kamaytirish, qo'shimcha ishlash operatsiyalariga bo'ralgan ehtiyojni kamaytirish va forgovka shakllarining foydalanish muddatini uzartirish imkoniyatiga ega bo'ladi. Bu ishlab chiqarish uchun mo'ljallangan dizayn (DFM) deb nomlanuvchi oldindan choralar ko'rish usuli yakuniy tayyorgarlikka keltirilgan komponent faqatgina mustahkam va ishonchlilikni emas, balki masshtabda iqtisodiy jihatdan ma'qul ishlab chiqarish imkonini ham ta'minlaydi.

Ishlab chiqarish uchun mo'ljallangan dizayn (DFM) asosida asosiy dizayn hisobga olinadigan jihatlari

Samimiy forgovkaning asosida ishlab chiqarish uchun mo'ljallangan dizayn (DFM) tamoyillarini chuqur tushunish yotadi. Ushbu yo'riqnoma tayyorgarlik jarayonini samarali, barqaror va iqtisodiy ravishda amalga oshirish imkonini beradi. Avtomobil muhandislari uchun raqamli dizaynni yuqori samarali jismoniy qismga aylantirish uchun ushbu jihatlarni mukammal bilish juda muhim.

Bo'linish chizig'i

Ajratish chizig'i — bu sovurish shaklining ikkita yarim qismi uchrashadigan tekislikdir. Uning joylashuvi sovurish dizaynida eng muhim qarorlardan biridir, chunki bu metall oqishiga, matritsa murakkabligiga va yakuniy detalning don tuzilishiga ta'sir qiladi. To'g'ri joylashtirilgan ajratish chizig'i matritsani soddalashtiradi, poydevorning (matritsadan siqilib chiqqan ortiqcha material) miqdorini kamaytiradi va pastki qavatlarni oldini oladi. Ideal holda, ajratish chizig'i komponentning eng katta ko'ndalang kesimida joylashishi kerak, bu metall oqishini osonlashtiradi hamda detanni olishni osonlashtiradi.

Chiqish burchaklari

Shakllantirish burchagi pokhovka vertikal sirtlariga qo'llaniladigan nozik meyorida. Asosiy maqsadi, buyumni shakllantirgandan keyin matritsadagi oson chiqarishni ta'minlashdir. Yetarli miqdordagi shakllantirish burchagisiz buyum matritsaga yopishib qolishi mumkin, natijada ham komponent, ham esa qimmatbaho matritsa shikastlanishi mumkin. Po'latdan tayyorlangan buyumlarning standart shakllantirish burchaklari odatda 3 dan 7 gradusgacha bo'ladi, garchi aniq burchak buyumning murakkabligiga va matritsa o'yig'ining chuqurligiga bog'liq bo'lsada. Ishlab chiqarishni to'xtatishga va xarajatlarni sezilarli darajada oshirishga olib keladigan eng keng tarqalgan dizayn kamchiligidan biri bu yetishmayotgan shakllantirish burchagidir.

Fillet va burchak radiuslari

O'tkir ichki va tashqi burchaklar forjlash jarayoniga salbiy ta'sir qiladi. Bunday holatdan saqlanish uchun etarli darajada yaxshi sochilgan (ichki) va burchak (tashqi) radiuslari bir nechta sabablarga ko'ra zarur. Ular matritsa bo'shligining barcha qismlariga metallning silliq oqishini ta'minlab, metall o'ziga qaytib qo'nganda hosil bo'ladigan uzilishlar yoki sovuq yopilishlar kabi nuqsonlarni oldini oladi. Radiuslar shuningdek, yakuniy detalda kuchlanishni kamaytirishga yordam beradi, bu esa uning chidamliligini va umumiy mustahkamligini oshiradi. Shu bilan birga, matritsadagi yaxlitlangan burchaklar eskirish va g'ildirab ketishga kamroq moyillik namoyon qiladi, natijada uskuna xizmat muddati uzayadi.

Tirgaklar, panellar va cho'ntaklar

Tirgaklar mustahkamlik qo'shish uchun ishlatiladigan ingichka chiqintilar, tarmoqlar esa formpresslovning boshqa qismlarini ulaydigan metallarning ingichka qismlaridir. Ushbu elementlarni loyihalashda metall oqimini yengillashtirish maqsadida ularni qisqa va keng qilish muhim. Baland, ingichka tirgaklarni to'liq to'ldirish qiyin bo'lishi mumkin va ular tez sovib ketishi tufayli nuqsonlarga olib kelishi mumkin. Shu bilan birga, chuqur cho'ntaklardan saqlanish kerak, chunki ular materialni ushlab qolishi mumkin va katta formpresslov bosimini talab qiladi. Tirgak balandligini uning qalinligining olti marta oshmasligiga rioya qilish axborotli qoidadir.

Tugma va ishlov berish chegari

Pishirish deyarli to'liq shaklga ega jarayon, lekin u so'rishning qattiq ta'minlanishini ta'minlay olmaydi. Dizaynerlar matritsa eskirishi va issiqlikni qisqarish kabi jarayondagi o'zgarishlarni hisobga olgan holda realistik ta'minlanishlarni belgilashi kerak. Aniq yakuniy qoplamani talab qiladigan sirtlarga ko'pincha pishirish uchun maxsus qo'shimcha material — mashina ishlash imkoniyati qo'shiladi. Bu detalni oxirgi o'lchamlariga etkazish uchun keyingi CNC pishirish operatsiyalari uchun yetarli miqdordagi materialni ta'minlaydi.

Material tanlovi va uning dizaynga ta'siri

Materialni tanlash pishirish dizaynida asosiy qaror bo'lib, tushirilayotgan komponentning mexanik xususiyatlari, og'irligi, narxi hamda ishlab chiqarish jarayoniga bevosita ta'sir qiladi. Avtomobil sohasida materiallarni yuqori kuchlanish, juda yuqori haroratlar hamda korroziya xavfi kabi qattiq ish sharoitlariga chidash uchun tanlash kerak. Tanlangan material xususiyatlari devor qalinligidan tortib zarur radiusgacha bo'lgan bir nechta dizayn parametrlarini belgilaydi.

Avtomashinalar sovurishda ishlatiladigan odatdagi materiallar orasida turli darajadagi po'lat, aluminiy qotishmalari va ba'zan yuqori samarali dasturlar uchun titan kiradi. Ajoyib mustahkamligi va chidamliligi bilan tanilgan po'lat tarelka vali va uzatmalar kabi komponentlar uchun ishlatiladi. Aluminiy esa yengil alternativ bo'lib, ajoyib korroziyaga chidamli xususiyatga ega bo'lib, og'irlikni kamaytirish ustuvor bo'lganda, suspensiyon qismlari va dvigatel o'rindiqlari uchun idealdir. Bu materiallar orasidagi tanlov mustahkamlik, og'irlik va narx o'rtasidagi muvozanatni talab qiladi.

Tanlangan materialning forjlanish qobiliyati — shikastlanmasdan shakllantirilish qobiliyati — dizayniga ta'sir qiluvchi muhim omildir. Masalan, ba'zi yuqori mustahkamlikdagi po'lat qotishmalari kamroq plastikdir va matritsada material oqimini ta'minlash uchun kengroq fayl radiuslari hamda kattaroq chiqish burchaklarini talab qiladi. Alyuminiy yengil bo'lsada, unda boshqa issiqlik xususiyatlari mavjud bo'lib, forjlash harorati va bosimini sozlashni talab qilishi mumkin. Quyida eng ko'p ishlatiladigan forjlash materiallari solishtirilgan holda keltirilgan:

Xulosa qilib aytganda, materialni tanlash — dizayn muhandisi hamda forchka yetkazib beruvchi o'rtasidagi hamkorlik jarayonidir. Dastlabki maslahatlashuv tanlangan quyidagi quyidagilarni ta'minlaydi: yakuniy dasturiy ta'minotning ishlash talablari bilan birga samarali va xarajatlarni tejash imkonini beradigan forchka jarayoni bilan mos keladi.

CAD dan tushirishgacha: Jihozlar va jarayon integratsiyasi

Raqamli dizayndan jismoniy forklangan tarkibga o'tish — bu dizayn qarorlari ishlab chiqarish jihozlari va ish jarayoniga bevosita ta'sir qiladigan murakkab jarayon. Zamonaviy avtomashina muhandisligi detalarni modellashtirish va forslash jarayonini sinovdan o'tkazish uchun Kompyuter yordamida loyihalash (CAD) va Kompyuter yordamida muhandislik (CAE) dasturiy ta'minotlariga katta umid qiladi. Bu uskunalar muhandislarga hech qanday jismoniy jihoz yaratilmayotgan paytda metall oqishini bashorat qilish, ehtimoliy kuchlanish joylarini aniqlash va dizaynni takomillashtirish uchun Cheklangan elementlar tahlili (FEA) o'tkazish imkonini beradi. Raqamli tasdiqlash xavf-xatarlarning darajasini 40% gacha kamaytirishi mumkin, bu esa xarajatli xatolar va kechikishlarni oldini oladi.

Shoylashgan matritsalar dizayni detalning geometriyasining to'g'ridan-to'g'ri aksidir. Bo'linish chizig'i va mehrga tushish burchaklaridan tortib, burmalarning radiuslarigacha bo'lgan har bir dizayn xususiyati qattiq metall asbobga o'tkaziladi va shu matritsa o'yig'i yaratiladi. Detalning murakkabligi matritsaning murakkabligini belgilaydi, bu esa narx va yetkazib berish muddatiga ta'sir qiladi. Oddiy, simmetrik detallar keng mehrlar va radiuslar bilan soddaroq, barqarorroq matritsalarni talab qiladi. Aksincha, murakkab geometriyalar ko'p qisimli matritsalar yoki qo'shimcha shoylash bosqichlarini talab etishi mumkin, bu esa xarajatlarni hamda eskirish ehtimolini oshiradi.

Dizaynni shoylash etuvchining imkoniyatlari bilan integratsiya muvaffaqiyat uchun juda muhim. Mustahkam va ishonchli avtomashina komponentlari uchun ixtisoslashtirilgan hamkorlar baholab bo'lmaslik darajada mutaxassislilik taklif qilishi mumkin. Masalan, Shaoyi Metal Texnologiya avtomotish sohasida yuqori sifatli, IATF16949 sertifikatlangan qizdirib preslash bilan shug'illanadi va uyali matritsa ishlab chiqarishdan tortib, to'liq masshtabli ishlab chiqarishgacha bo'lgan hamma narsani taklif etadi. Bunday mutaxassislarga loyihalash jarayonining dastlabki bosqichlarida murojaat qilish komponentni faqat ishlash uchun emas, balki uskunalar, material xatti-harakatlari va jarayon boshqaruvi haqidagi bilimlaridan foydalanish orqali samarali, keng ko'lamli ishlab chiqarish uchun optimal darajada sozlash imkonini beradi.

E'tibor berish kerak bo'lgan eng yaxshi amaliyotlar va odamlarning qiladigan xatolar

Mavjud eng yaxshi amaliyotlarga amal qilish hamda keng tarqoq xatolardan saqlanish — preslash dizaynini mukammal egallashning oxirgi qadami hisoblanadi. Yaxshi loyihalangan detal nafaqat yaxshiroq ishlaydi, balki uni ishlab chiqarish ham osonroq va iqtisodiy jihatdan ma'qulroq bo'ladi. Ushbu bo'lim dizayn jarayonida rioya etiladigan asosiy tamoyillarni va e'tibor berilmasligi kerak bo'lgan noqulayliklarni umumlashtiradi.

Asosiy eng yaxshi amaliyotlar

• Geometriyani soddalashtiring: Har qanday holatda sodda, simmetrik shakllarni tanlang. Bu metall oqimining tekisligini ta'minlaydi, matritsani loyihalashni soddalashtiradi va nuqsonlarning paydo bo'lish ehtimolini kamaytiradi.
• Tekis Qalinlikni Ta'minlang: Detal bo'ylab kesim qalinligi bir tekis bo'lishini ta'minlang. Bu tekis sovishni, shakl o'zgarish va qoldiq kuchlanish xavfini kamaytirishga yordam beradi.
• Katta radiuslardan foydalaning: Doim katta tik burchaklar va burchak radiuslarini ishlating. Bu material oqimini yengillashtirish, kuchlanishni kamaytirish va formpress matkalari muddatini uzaytirish uchun juda muhim.
• Mos Bo'lib Chiqish Burchagini Ko'rsating: Formpress harakat yo'nalishi bilan parallel barcha sirtlarga yetarli bo'lib chiqish burchagini (odatda 3-7 gradus) qo'llang, bu detalni oson olish imkonini beradi.
• Formpress Hamkoringiz bilan Dastlabki Bosqichda Maslahatlashing: Dastlabki loyihalash bosqichida formpress yetkazib beruvchingiz bilan hamkorlik qiling. Ularning mutaxassislari sizning loyihangizni ishlab chiqarish uchun optimallashtirishga, vaqt va mablag' tejashga yordam beradi.

Juda odob etilmagan umumiy xatoliklar

• Keskin Burchaklarni Loyihalash: Ichki yoki tashqi keskin burchaklar kuchlanishning asosiy manbai bo'lib, detal yoki matkada troshiniklarga olib kelishi mumkin. Shuningdek, ular metall oqimini sekinlashtiradi.
• Tushayotgan Qism(lar)ni Kiritish: Zichlanishlar qismni oddiy ikki qismli matritsadadan olib tashlashga to'g'ri kelmaydigan xususiyatlardir. Bu asbob-uskunalar murakkabligini va narxini keskin oshiradi hamda menga kerak bo'lmagan yoki keyingi ishlov berish jarayonida o'zgartiriladigan tarzda loyihalashtirilishi kerak.
• Nodavlat zichliklarni belgilash: Forginka deyarli to'liq shakllantirish jarayonidir. Jarayon tabiiy ravishda saqlay olmaydigan, juda tor aniqroq cheggaralarni talab qilish esa qimmatbaho qo'shimcha mexanik ishlash operatsiyalarini talab etadi.
• Yupqa, chuqur reybarlar yoki cho'ntaklar yaratish: Uzun, ingichka reybarlar hamda chuqur, tor cho'ntaklar forginka jarayonida material bilan to'ldirish uchun qiyin bo'ladi va natijada qism to'liq hosil bo'lmasa yoki nuqsonlar vujudga kelsa bo'ladi.
• Bo'linish chizig'ini e'tiborsiz qoldirish: Bo'linish chizig'ining noaniq joylashuvi murakkab va qimmat asboblar, ortiqcha chiqindi hamda qismning mustahkamligini pasaytiruvchi noqulay don jonli oqimlarga olib keladi.