Avtomobilski kalupi|Kratka razprava o načrtovanju postopkov risanja

I. Die Design
Zasnova matrice vključuje: izbiro smeri štancanja, dopolnjevanje postopka, ustvarjanje površine slepega držala, razporeditev vlečnih kroglic, razporeditev procesnih lukenj in procesnih rezov, določitev polmera luknjača in zaokrožitve matrice ter določitev oblike pozicioniranja. Spodaj bomo podrobno razložili vsakega od teh vidikov.

1. Določitev matrice za žigosanje
Smer vtiskovanja se nanaša na smer pritiska obdelovalnega stroja na surovec med postopkom vlečenja matrice. Izbira pravilne smeri žigosanja je prva težava, s katero se srečamo pri določanju sheme risanja. Ne samo, da določa, ali je mogoče narisati zadovoljiv del, ampak tudi vpliva na količino dopolnjevanja procesa in shemo vsakega postopka po risanju. Za vlečne matrice mora izbira smeri žigosanja ustrezati naslednjim načelom:

(1) Prepričajte se, da lahko luknjač gladko vstopi v matrico in da ne sme biti delov, ki se jih luknjač ne more dotakniti.

(2) Na začetku vlečenja mora biti kontaktna površina med luknjačem in surovcem čim večja, kontaktni del pa mora biti v središču matrice.

(3) Sila na vsakem delu površine držala surovca ​​mora biti enakomerna. (4) Čim bolj zmanjšajte globino vleke in zagotovite enakomerno globino po vseh delih, da preprečite razpoke zaradi prevelike globine.

Običajno lahko nastavimo težišče 3D modela kot izhodišče, vzpostavimo koordinatni sistem na osi Y- in ravninah X-Z ter vrtimo koordinatni sistem na ravnini X-Z z osjo Y- kot središčem, dokler vse površine ne ustvarijo negativnih kotov v tej smeri. Ta smer je smer risanja.

Spodaj vzamemo leva in desna sprednja kolesna pokrova kot primer, da vidimo, kako določiti smer žigosanja postopka risanja. Kot je prikazano na slikah 1 in 2, vrtenje koordinatnega sistema na ravnini X-Z za 5 stopinj z osjo Y- kot središče zagotavlja, da lahko udarec gladko vstopi v matrico, brez delov, ki jih luknjač ne more doseči, in vse površine ne ustvarjajo negativnih kotov v tej smeri. To smer je mogoče določiti kot smer žigosanja postopka risanja.

2. Razumno dodajte dodatke k procesu
Avtomobilski vtisnjeni deli so raznoliki in nekatere velike plošče karoserije imajo zapletene in nepravilne oblike ter asimetrične strukture, zaradi česar je težko izpolniti zahteve postopka oblikovanja z risbo. Razumno dodajanje procesnih dodatkov je koristno za izboljšanje izdelave vlečenih delov in izboljšanje njihove kakovosti. Dopolnitev procesa je nepogrešljiv del vlečenih delov. Po vlečenju je potrebno odstraniti procesni dodatek, zato je tudi nujna poraba materiala v procesu. Oblika površine procesne dopolnitve je večinoma kompleksna prostorsko ukrivljena površina. Treba je ne samo določiti smer in obseg površinske dopolnitve, temveč tudi opisati njeno prostorsko geometrijo. To je ustvarjalni proces, ki vključuje robne pogoje, da se zagotovi nemoteno izvajanje oblikovanja. Trenutno se rešitev tega problema opira predvsem na osebne izkušnje, ki jih ugotavljamo s kvalitativno analizo geometrije dela in dopolnjujemo s pomočjo programske opreme za modeliranje površin. Pri načrtovanju procesne dopolnitve vlečenih delov je treba upoštevati tudi naslednja načela načrtovanja:

(1) Globina risbe naj bo čim manjša;

(2) Naj bo čim bolj ugodno za navpično obrezovanje rezalnega roba;

(3) Dodatni del postopka mora biti čim manjši, da se izboljša stopnja izkoristka materiala.

3. Zasnova držala za surovce

Površina slepega držala se nanaša na del zunaj polmera vogala matrice. Pri določanju oblike površine držala surovca ​​je treba globino vleke čim bolj zmanjšati, da bo površina gladka. Ker ima luknjač določeno raztezno silo na vlečeni surovec, mora biti raztegnjena dolžina držala surovca ​​krajša od raztegnjene dolžine luknjača, da se material raztegne. Če je neprepognjena dolžina držala za surovce daljša od luknjača, lahko med raztezanjem nastanejo valovi ali gube. Obstajata dve vrsti praznih nosilcev. Ena vrsta je, kjer je površina slepega držala površina prirobnice samega obdelovanca. Oblika te vrste površine praznega držala je fiksna. V tem primeru, ko je površina surovega držala del prirobnice samega obdelovanca, je treba polmer zaokroženja matrice določiti glede na specifično situacijo. Ker je polmer zaokroženja obdelovanca na splošno razmeroma majhen, njegova neposredna uporaba kot polmer zaobljenja matrice ne spodbuja raztezanja in ga je treba povečati, da se prepreči gubanje ali razpokanje med raztezanjem. Povečan polmer zaokrožitve je mogoče doseči z naknadnimi postopki oblikovanja, da se izpolnijo zahteve izdelka. Druga vrsta slepe površine držala je sestavljena iz dodatnih procesnih delov. Pri tej vrsti površine držala surovca ​​obroč držala surovca ​​tesno pritisne vlečeni surovec na matrico. Površina držala surovca ​​ne sme povzročati gub ali razpok, s čimer je zagotovljeno, da lahko luknjač raztegne vlečeni surovec. V nasprotnem primeru lahko med raztezanjem nastanejo valovi in ​​gube ali celo razpoke. Zato je oblika površine držala surovca ​​na splošno sestavljena iz razvitih površin, kot so ravnine, valji in stožci. Med temi je ravna površina držala surovcev koristna ne le za oblikovanje surovcev, ampak tudi enostavna za obdelavo in jo je treba uporabiti, kadar koli je to mogoče.

4. Namestitev vlečenja Glavne težave, s katerimi se srečujete med postopkom vlečenja žigosanih delov, so gubanje in razpoke. Da bi rešili to težavo, je treba namestiti vlečne kroglice, da se poveča upor podajanja in prilagodi hitrost pretoka materiala in količina podajanja. Število in položaj vlečenih kroglic sta v glavnem določena z obliko vtisnjenega dela in globino vlečenja. Pri delih z velikimi globinami vlečenja so vlečene letve običajno nameščene v ravnih odsekih, medtem ko niso nameščene v ukrivljenih odsekih. Kadar se globine vlečenja različnih delov istega dela zelo razlikujejo, se vlečene kroglice ne namestijo v globlje odseke, temveč so potrebne v plitvejše odseke. Vlečne kroglice so nameščene na območjih z nizko odpornostjo na podajanje, na območjih, ki zahtevajo manj podajanja, in na območjih, ki so nagnjena k gubanju. Smer vlečenih kroglic mora biti pravokotna na smer toka materiala vlečenega surovca.

5. Razporeditev procesnih lukenj in izrezov Ko je pločevina raztegnjena preko svoje meje, se bo zlomila. Zato so procesne luknje ali izrezi oblikovani tako, da olajšajo pretok materiala. Procesne luknje in izrezi se uporabljajo predvsem za obdelovance s hudo lokalno deformacijo ali obratno risbo. Porazdeliti jih je treba v dodatke k procesu, tako da jih je mogoče odstraniti v nadaljnjih postopkih obrezovanja in prebijanja. Procesne luknje in izrezi so pogosto nameščeni na vogalih, kjer je natezna obremenitev največja, in so prilagojeni obliki lokaliziranih štrlečih robov, da se zagotovi pravilen pretok materiala. Na splošno obstajata dve metodi za ustvarjanje procesnih lukenj in izrezov: ena je, da jih preluknjate med zarezovanjem, kar se običajno uporablja v primerih, ko je lokalna globina oblikovanja plitva; druga pa je, da jih izrežete med postopkom risanja, kar je najpogostejša metoda. Med vlečenjem se material popolnoma deformira, nato pa se naredi procesni izrez z uporabo tangencialne razširitve materiala, da se doseže globlje oblikovanje. Ostružki iz izrezov na zunanji pločevini bodo tvorili madeže na površini obdelovanca. Zato je najbolje, da se obdelovalne luknje in izrezi izrežejo v matrici za izrezovanje, pri čemer se izogibajte rezanju v matrici za vlečenje.

6. Določanje kotnega polmera luknjača in matrice Velikost kotnega polmera luknjača in matrice igra pomembno vlogo pri pridobivanju idealnih risanih delov. Pogoste napake v procesu vlečenja velikih delov iz pločevine vključujejo trganje in gubanje. Ko je radij vogala prebijanja premajhen, se poveča upogibna deformacija prehodnega območja med ravno steno in dnom vlečenega surovca, kar oslabi trdnost kritičnega odseka. Nasprotno, ko je radij kota matrice majhen, se natezna napetost v območju prenosa sile slepe stranske stene ustrezno poveča. Obe situaciji povečata vlečni koeficient, povečata deformacijsko odpornost pločevine in s tem povečata skupno vlečno silo in zmanjšata življenjsko dobo matrice. Če sta kotna polmera luknjača in matrice prevelika, je odpornost pločevine proti deformacijam majhna, pretok kovine pa dober, vendar tudi zmanjša učinkovito površino držala surovca, zaradi česar je del nagnjen k gubanju. Zato je treba pri določanju polmerov luknjača in matrice izčrpno upoštevati dejavnike, kot so značilnosti deformacije dela, vlečni rob in velikost vogalnih polmerov luknjača in matrice.

7. Določitev metode določanja položaja

Pri oblikovanju postopka risanja za žigosane dele je treba upoštevati nadaljnje postopke. Dobra metoda pozicioniranja je bistvenega pomena za zagotovitev, da se površina dela ne poškoduje in da to ne vpliva na natančnost dimenzij. Obstajajo trije pogosti načini določanja položaja:

(1) Površinsko pozicioniranje: Ta metoda za pozicioniranje uporablja obliko notranje in zunanje površine obdelovanca. Ta metoda se običajno uporablja za zunanje prekrivne dele.

(2) Pozicioniranje lukenj: Ta metoda za pozicioniranje uporablja luknje ali procesne luknje na delu. Zahteva, da so luknje čim bolj oddaljene. Ta metoda se običajno uporablja za notranje strukturne dele.

(3) Luknja-kombinirano pozicioniranje površine: Ta metoda združuje obliko površine dela s procesnimi luknjami. Mnogi deli s kompleksnimi oblikami uporabljajo to metodo pozicioniranja.

Povzetek: Kakovost oblikovanja površine risalne matrice neposredno vpliva na to, ali je izdelek mogoče uspešno oblikovati, kakovost oblikovanja in dolžino cikla odpravljanja napak izdelka. Trenutno se z razvojem računalniške tehnologije programska oprema, kot so Catia, UG in AUTOform, pogosto uporablja pri načrtovanju kalupov. Uporaba teh programov omogoča oblikovalcem, da neposredno oblikujejo profile izdelkov na računalnikih na podlagi svojih izkušenj in nato uporabijo AUTOformo za simulacijo procesa raztezanja oblikovanih profilov. Z analizo rezultatov simulacije lahko optimizirajo zasnovo profila izdelka, da dobijo optimalen profil izdelka. Ta članek nudi podrobno analizo vprašanj, ki jim je treba posvetiti pozornost pri načrtovanju postopka vlečenja, in ponuja dragocene smernice za načrtovanje risalnih orodij.