Automobilių formos|Trumpa diskusija apie piešimo procesų dizainą

I. Die Design
Štampo konstrukciją sudaro: štampavimo krypties parinkimas, proceso papildymas, ruošinio laikiklio paviršiaus generavimas, tempimo rutuliukų išdėstymas, proceso skylių ir proceso pjūvių išdėstymas, perforatoriaus ir štampo filė spindulio nustatymas ir padėties formos nustatymas. Toliau išsamiai paaiškinsime kiekvieną iš šių aspektų.

1. Antspaudavimo štampo nustatymas
Štampavimo kryptis reiškia staklių slėgio ant ruošinio kryptį štampavimo proceso metu. Tinkamos štampavimo krypties pasirinkimas yra pirmoji problema, su kuria susiduriama nustatant piešimo schemą. Tai ne tik nustato, ar galima nubraižyti patenkinamą dalį, bet ir įtakoja proceso papildymo kiekį bei kiekvieno proceso schemą po braižymo. Piešimo štampams štampavimo krypties pasirinkimas turi atitikti šiuos principus:

(1) Užtikrinkite, kad perforatorius galėtų sklandžiai patekti į štampą ir neturėtų būti dalių, prie kurių perforatorius negali liestis.

(2) Piešimo pradžioje kontaktinis plotas tarp perforatoriaus ir ruošinio turi būti kuo didesnis, o kontaktinė dalis turi būti štampo centre.

(3) Jėga, veikianti kiekvieną ruošinio laikiklio paviršiaus dalį, turi būti vienoda. (4) Kiek įmanoma sumažinkite tempimo gylį ir užtikrinkite vienodą gylį visose dalyse, kad išvengtumėte įtrūkimų dėl per didelio gylio.

Paprastai galime nustatyti 3D modelio svorio centrą kaip pradžią, nustatyti koordinačių sistemą Y-ašyje ir X-Z plokštumose ir sukti koordinačių sistemą X-Z plokštumoje, kurios centras yra Y-, kol visi paviršiai nesukurs neigiamų kampų šia kryptimi. Ši kryptis yra piešimo kryptis.

Žemiau pateikiame kairįjį ir dešinįjį priekinių ratų gaubtus kaip pavyzdį, kad pamatytume, kaip nustatyti piešimo proceso štampavimo kryptį. Kaip parodyta 1 ir 2 paveiksluose, koordinačių sistemos pasukimas X-Z plokštumoje 5 laipsniais, o Y- ašis yra centras, užtikrinama, kad perforatorius gali sklandžiai patekti į štampą, be jokių dalių, kurių perforatorius negali pasiekti, ir visi paviršiai nesudaro neigiamų kampų šia kryptimi. Šią kryptį galima nustatyti kaip piešimo proceso štampavimo kryptį.

2. Pagrįstai pridėkite proceso priedų
Automobilių štampavimo dalys yra įvairios, o kai kurios didelės kėbulo plokštės turi sudėtingų ir netaisyklingų formų bei asimetrinių struktūrų, todėl sunku įvykdyti brėžinio formavimo proceso reikalavimus. Protingas procesų papildų pridėjimas yra naudingas gerinant tempiamų dalių pagaminamumą ir jų kokybę. Proceso papildymas yra nepakeičiama nubrėžtų dalių dalis. Po piešimo proceso papildymas turi būti pašalintas, todėl tai taip pat yra būtinas medžiagos sunaudojimas procese. Proceso papildymo paviršiaus forma dažniausiai yra sudėtingas erdvinis lenktas paviršius. Būtina ne tik nustatyti paviršiaus papildymo kryptį ir diapazoną, bet ir apibūdinti jo erdvinę geometriją. Tai kūrybinis procesas, apimantis ribines sąlygas, užtikrinančias sklandų formavimo įgyvendinimą. Šiuo metu šios problemos sprendimas daugiausia remiasi asmenine patirtimi, kuri nustatoma atliekant kokybinę detalės geometrijos analizę ir užbaigiama paviršių modeliavimo programine įranga. Projektuojant nubrėžtų dalių proceso papildymą, taip pat reikia vadovautis šiais projektavimo principais:

(1) Padarykite kuo mažesnį tempimo gylį;

(2) Padarykite, kad jis būtų kuo palankesnis vertikaliam pjovimo briaunos apipjaustymui;

(3) Proceso papildymo dalis turėtų būti kuo mažesnė, kad būtų pagerintas medžiagų panaudojimo rodiklis.

3. Ruošinio laikiklio konstrukcija

Tuščio laikiklio paviršius reiškia dalį, esančią už štampavimo kampo spindulio. Nustatant ruošinio laikiklio paviršiaus formą, tempimo gylis turėtų būti kiek įmanoma sumažintas, kad paviršius būtų lygus. Kadangi perforatorius daro tam tikrą tempimo jėgą ištemptam ruošiniui, išskleistas ruošinio laikiklio ilgis turi būti trumpesnis nei perforatoriaus ilgis, kurį reikia ištempti. Jei išskleistas ruošinio laikiklio ilgis yra ilgesnis nei perforatorius, tempimo metu gali susidaryti raibuliavimas ar raukšlės. Yra dviejų tipų tuščių laikikliai. Vienas tipas yra toks, kai ruošinio laikiklio paviršius yra paties ruošinio flanšo paviršius. Šio tipo ruošinio laikiklio paviršiaus forma yra fiksuota. Tokiu atveju, kai ruošinio laikiklio paviršius yra paties ruošinio flanšinė dalis, pagal konkrečią situaciją reikia nustatyti štampo filė spindulį. Kadangi ruošinio filė spindulys paprastai yra santykinai mažas, tiesioginis jo naudojimas kaip štampėlio filė spindulys nėra palankus tempimui ir turi būti padidintas, kad tempimo metu nesusiglamžytų ar įtrūktų. Padidintas filė spindulys gali būti pasiektas vėlesniais formavimo procesais, kad atitiktų gaminio reikalavimus. Kito tipo ruošinio laikiklio paviršius susideda iš papildomų proceso dalių. Šio tipo ruošinio laikiklio paviršiui ruošinio laikiklio žiedas tvirtai prispaudžia nupieštą ruošinį ant štampo. Ruošinio laikiklio paviršius neturi susiraukšlėti ar įtrūkti, taip užtikrinant, kad perforatorius gali ištempti ištrauktą ruošinį. Priešingu atveju tempimo proceso metu gali susidaryti raibuliukai, raukšlės ar net įtrūkimai. Todėl ruošinio laikiklio paviršiaus formą paprastai sudaro išryškinami paviršiai, tokie kaip plokštumos, cilindrai ir kūgiai. Be to, plokščias ruošinio laikiklio paviršius yra ne tik naudingas ruošinių formavimui, bet ir lengvai apdorojamas, todėl turėtų būti naudojamas, kai tik įmanoma.

4. Brėžinio karoliuko išdėstymas Pagrindinės problemos, su kuriomis susiduriama štampuotų dalių piešimo metu, yra susiraukšlėjimas ir įtrūkimai. Norint išspręsti šią problemą, reikia įdėti traukimo karoliukus, kad padidėtų pasipriešinimas tiekimui ir sureguliuotų medžiagos srautą bei padavimo kiekį. Karoliukų skaičių ir padėtį daugiausia lemia štampuotos dalies forma ir tempimo gylis. Dalims, kurių tempimo gylis yra didelis, traukimo karoliukai paprastai dedami tiesiose atkarpose, o ne išlenktose. Kai skirtingų tos pačios dalies dalių tempimo gyliai labai skiriasi, traukimo karoliukai dedami ne gilesnėse, o seklesnėse atkarpose. Piešimo karoliukai dedami tose vietose, kuriose atsparumas pašarams yra mažas, vietose, kur reikia mažiau pašarų, ir vietose, kuriose yra tikimybė susiraukšlėti. Tempimo rutuliukų kryptis turi būti statmena tempiamojo ruošinio medžiagos tekėjimo krypčiai.

5. Proceso skylių ir išpjovų išdėstymas Kai lakštinis metalas ištempiamas už savo ribos, jis lūžta. Todėl proceso skylės arba išpjovos yra skirtos palengvinti medžiagų srautą. Apdorojimo skylės ir išpjovos pirmiausia naudojamos ruošiniams su stipria vietine deformacija arba atvirkštiniu piešimu. Jie turi būti paskirstyti proceso papilduose, kad juos būtų galima pašalinti vėlesnio apipjaustymo ir štampavimo metu. Apdorojimo skylės ir išpjovos dažnai dedamos kampuose, kur tempiamasis įtempis yra didžiausias, ir yra pritaikyti prie lokalizuotų išsikišusių kraštų formos, kad būtų užtikrintas tinkamas medžiagos srautas. Paprastai yra du proceso skylių ir išpjovų generavimo būdai: vienas yra jų išmušimas blankinimo metu, kuris paprastai naudojamas tais atvejais, kai vietinis formavimo gylis yra nedidelis; kitas – juos iškirpti piešimo metu, o tai yra labiausiai paplitęs būdas. Piešimo metu medžiaga visiškai deformuojama, o po to atliekamas proceso išpjova, naudojant tangentinį medžiagos išplėtimą, kad būtų pasiektas gilesnis formavimas. Skiedros iš išorinio lakštinio metalo išpjovų suformuos dėmes ant ruošinio paviršiaus. Todėl idealiu atveju apdorojimo skylės ir išpjovos turėtų būti išpjautos štampavimo štampe, vengiant jų įpjauti tempimo štampelyje.

6. Perforatoriaus ir matricos kampo spindulio nustatymas Perforatoriaus ir matricos kampo spindulio dydis vaidina svarbų vaidmenį norint gauti idealiai nubrėžtas dalis. Dažni didelių lakštinio metalo dalių tempimo defektai yra plyšimas ir susiraukšlėjimas. Kai štampavimo kampo spindulys yra per mažas, pereinamosios zonos tarp tiesios sienelės ir nubrėžto ruošinio apačios lenkimo deformacija didėja, todėl susilpnėja kritinės sekcijos stiprumas. Ir atvirkščiai, kai štampo kampo spindulys yra mažas, tempimo įtempis ruošinio šoninės sienelės jėgos perdavimo zonoje atitinkamai padidėja. Abi situacijos padidina tempimo koeficientą, padidina lakštinio metalo atsparumą deformacijai ir taip padidina bendrą tempimo jėgą bei sumažina štampo tarnavimo laiką. Jei perforatoriaus ir matricos kampiniai spinduliai yra per dideli, lakštinio metalo atsparumas deformacijai yra mažas, o metalo srautas yra geras, tačiau tai taip pat sumažina efektyvų ruošinio laikiklio plotą, todėl dalis gali susiraukšlėti. Todėl nustatant perforatoriaus ir štampavimo spindulį reikia visapusiškai atsižvelgti į tokius veiksnius kaip detalės deformacijos charakteristikos, tempimo briauna ir perforatoriaus bei štampavimo kampo spindulių dydis.

7. Padėties nustatymo metodo nustatymas

Formuojant štampuotų dalių piešimo procesą, reikia atsižvelgti į tolesnius procesus. Geras padėties nustatymo metodas yra būtinas siekiant užtikrinti, kad nebūtų pažeistas detalės paviršius ir nepakenktų matmenų tikslumui. Yra trys įprasti padėties nustatymo būdai:

(1) Paviršiaus padėties nustatymas: šiuo metodu padėties nustatymui naudojama ruošinio vidinio ir išorinio paviršiaus forma. Šis metodas dažniausiai naudojamas išorinėms dangos dalims.

(2) Skylių padėtis: šiuo metodu padėties nustatymui naudojamos skylės arba apdirbamos detalės skylės. Tam reikia, kad skylės būtų išdėstytos kuo toliau viena nuo kitos. Šis metodas dažniausiai naudojamas vidinėms konstrukcinėms dalims.

(3) Skylės -paviršiaus derinio pozicionavimas: šiuo metodu detalės paviršiaus forma sujungiama su apdirbamomis angomis. Daugelis sudėtingų formų dalių naudoja šį padėties nustatymo metodą.

Santrauka: Piešimo štampo paviršiaus dizaino kokybė tiesiogiai veikia tai, ar gaminį galima sėkmingai suformuoti, formavimo kokybę ir gaminio derinimo ciklo trukmę. Šiuo metu, tobulėjant kompiuterinėms technologijoms, formų projektavimui plačiai naudojama programinė įranga, tokia kaip Catia, UG ir AUTOform. Šių programinės įrangos programų taikymas leidžia dizaineriams, remiantis savo patirtimi, tiesiogiai kurti gaminių profilius kompiuteriuose, o tada naudoti AUTOform, kad imituotų sukurtų profilių tempimo procesą. Analizuodami modeliavimo rezultatus, jie gali optimizuoti gaminio profilio dizainą, kad gautų optimalų gaminio profilį. Šiame straipsnyje pateikiama išsami problemų, į kurias reikia atkreipti dėmesį kuriant piešimo procesą, analizė, pateikiamos vertingos gairės, kaip kurti piešimo štampus.