แม่พิมพ์ตีขึ้นรูปโลหะความแม่นยำ - เข้าใจกระบวนการออกแบบทั้งหมดในครั้งเดียว

การผลิตสมัยใหม่อาศัยแม่พิมพ์ตัดแตะโลหะความแม่นยำสูง ซึ่งเป็นฮีโร่ผู้ไม่ได้รับการกล่าวถึง พวกมันเปลี่ยนแผ่นโลหะธรรมดาให้กลายเป็นชิ้นส่วนที่ซับซ้อนด้วยปริมาณสูง ซึ่งพบได้ทุกที่รอบตัวเรา รวมถึงอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และเครื่องใช้ไฟฟ้า ยานยนต์ และอุปกรณ์ทางการแพทย์ อย่างไรก็ตาม การออกแบบแม่พิมพ์ที่สามารถผลิตชิ้นงานได้อย่างแม่นยำซ้ำๆ ในระดับไมครอนเพียงไม่กี่หน่วย เป็นกระบวนการวิศวกรรมหลายขั้นตอน ดังนั้น เราจะมาคลายความซับซ้อนของกระบวนการออกแบบทั้งหมดนี้ในภาพรวมเพียงครั้งเดียว

1. การวิเคราะห์ผลิตภัณฑ์และการประเมินความเป็นไปได้: จุดเริ่มต้นที่สำคัญ

การเดินทางไม่ได้เริ่มต้นที่แม่พิมพ์ แต่เริ่มจากชิ้นส่วน วิศวกรจะทำการวิเคราะห์รายละเอียดของแบบชิ้นส่วนอย่างถี่ถ้วน:
รูปทรงเรขาคณิต: การประเมินความซับซ้อน มิติที่สำคัญ ค่าความคลาดเคลื่อน และปัญหาที่อาจเกิดขึ้นในการขึ้นรูป (การขึ้นรูปลึก, การดัดโค้งที่มีมุมแหลม)
วัสดุ: แรงที่ใช้ในการขึ้นรูปและอัตราการสึกหรอสามารถบ่งบอกคุณสมบัติของวัสดุ (ความแข็งแรง ความเหนียว ความหนา ทิศทางของเม็ดผลึก)
ปริมาณ: ปริมาณการผลิตที่คาดไว้มีผลต่อการเลือกวัสดุสำหรับโครงแม่พิมพ์ (เหล็กกล้าเครื่องมือแบบมาตรฐาน เทียบกับแบบทนความแข็ง)
ความเป็นไปได้: ชิ้นงานสามารถขึ้นรูปโดยการตอกได้จริงหรือไม่? ค่าความคลาดเคลื่อนเหมาะสมหรือไม่? ในขั้นตอนนี้ จะมีการระบุจุดที่อาจเกิดปัญหาตั้งแต่ระยะเริ่มต้น

2. การวางผังแถบและการวางแผนกระบวนการ: การวางแนวทาง

ชิ้นงานจะเคลื่อนที่อย่างไรในแม่พิมพ์? ขั้นตอนนี้กำหนดลำดับการทำงาน:
การวางผังแถบ: การจัดวางตำแหน่งชิ้นงานบนม้วนโลหะอย่างเหมาะสม เพื่อให้เกิดของเสีย (เศษวัสดุ) น้อยที่สุด และการป้อนวัสดุมีความราบรื่น โดยจะแสดงด้วยรูนำทาง เส้นแทรกเกอร์ และการจัดเรียงชิ้นงานอย่างแน่นหนา
ลำดับกระบวนการ: ลำดับของขั้นตอนการทำงาน เช่น การเจาะรู การตัดชิ้นงาน (รูปร่างภายนอก) การดัด การขึ้นรูป การดึงขึ้นรูป การทุบลวดลาย เป็นต้น แต่ละขั้นตอนจะมีสถานีเครื่องจักรที่สอดคล้องกับแม่พิมพ์
จำนวนสถานี: ต้องพิจารณาความซับซ้อน ชิ้นส่วน และต้นทุน/ขนาดของแม่พิมพ์อย่างเหมาะสม แม่พิมพ์แบบโปรเกรสซีฟจะดำเนินการหลายขั้นตอนตามลำดับขณะที่แถบวัสดุเคลื่อนผ่านเข้าไป

3. การออกแบบโครงสร้างแม่พิมพ์: การสร้างโครงร่าง

กระบวนการถูกวางแผนไว้ และเมื่อเสร็จสิ้นแล้ว วิศวกรจะเริ่มจัดโครงสร้างทางกายภาพของแม่พิมพ์:
ชุดแม่พิมพ์: การเลือกชุดบน (หัวตอก) และชุดล่าง (แม่พิมพ์) มาตรฐานหรือแบบเฉพาะ โดยต้องมีการประกอบที่แน่นพอดีด้วยหมุดนำทางและปลั๊กนำทาง
การออกแบบแผ่นและฐานรอง: การออกแบบแผ่นที่ใช้ยึดติดชิ้นส่วนต่างๆ อย่างไรให้สามารถรองรับแรงตันได้อย่างมากโดยไม่เกิดการงอ
การจัดวางชิ้นส่วน: ตัวตอก แม่พิมพ์ สปริง ตัวยก เซ็นเซอร์ และตัวนำทาง จำเป็นต้องอยู่ในตำแหน่งที่เหมาะสมภายในโครงสร้าง เพื่อให้งานมีประสิทธิภาพและสามารถเข้าถึงได้ง่าย

4. การออกแบบชิ้นส่วนโดยละเอียด: ความแม่นยำระดับวิศวกรรม

ที่นี่ ในระดับของกฎเกณฑ์ความแม่นยำสูง
การออกแบบพันซ์และได: พัฒนารูปทรงเรขาคณิตที่เฉพาะเจาะจงและเพียงพอสำหรับการตัดขอบ การขึ้นรูป รวมถึงช่องว่างที่จำเป็น (ประมาณ 5-15 เปอร์เซ็นต์ของความหนาของวัสดุ แต่ละด้านของขอบที่ตัด) รัศมี และผิวสัมผัส โดยหลีกเลี่ยงการแตกหักด้วยการคำนวณความแข็งแรง
การเตรียมเครื่องมือ: การจัดเตรียมพันซ์ ได แผ่นรอง และชิ้นส่วนเสริมที่ใช้ในการดัดและรูปร่างที่ซับซ้อนมากขึ้น โดยต้องพิจารณาผลของการเด้งกลับ (แนวโน้มของวัสดุที่จะงอตัวเล็กน้อยหลังจากการดัด)
การเลือกสปริงและลิฟเตอร์: การเลือกสปริงที่เหมาะสม (แบบอัด, ไนโตรเจน) เพื่อให้แรงกดกับสตริปเปอร์ การดันชิ้นงานออก และการคืนตัวของแคม เพื่อให้แน่ใจว่าชิ้นงานสามารถปล่อยออกมาได้อย่างสมบูรณ์
สลักเกลียวและสกรู: การกำหนดขนาดและการจัดตำแหน่งเพื่อกำหนดว่าชิ้นส่วนควรยึดติดกันอย่างไร และควรตั้งอยู่ในตำแหน่งสัมพันธ์กันอย่างไรโดยมั่นคง

5. การจำลองและตรวจสอบ: การทดสอบก่อนที่จะเริ่มตัดเหล็ก

การออกแบบในปัจจุบันใช้ศักยภาพของซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์ในการคาดการณ์และป้องกันปัญหาล่วงหน้า
การจำลองกระบวนการขึ้นรูป (FEA): การจำลองการไหลของโลหะระหว่างกระบวนการขึ้นรูป/ดึงขึ้นรูป เพื่อประเมินความเป็นไปได้ของการฉีกขาด การย่น หรือการบางตัวเกินไป ช่วยให้สามารถปรับปรุงรูปทรงเรขาคณิตได้ก่อนเริ่มการผลิตแม่พิมพ์
การวิเคราะห์แรงดึง: เกี่ยวข้องกับการตรวจสอบว่าชิ้นส่วนของแม่พิมพ์สามารถรองรับแรงกดตีที่คาดไว้ได้โดยไม่แตกหรือโก่งงอเกินระดับที่กำหนด
การตรวจสอบเส้นทาง: ตรวจสอบว่าไม่มีการชนกันระหว่างหัวพันซ์และแม่พิมพ์ตลอดระยะการเคลื่อนที่ของเครื่องกด

6. การผลิตและการประกอบ: การเปลี่ยนการออกแบบให้กลายเป็นจริง

นำแบบออกแบบมาผลิตเป็นชิ้นส่วนเหล็กที่ผ่านการอบแข็ง โดยใช้เครื่องจักรกลความแม่นยำสูง (CNC milling, grinding และ wire EDM) ช่างทำแม่พิมพ์ที่มีฝีมือทำการติดตั้ง ประกอบ และปรับแต่งงานอย่างพิถีพิถันและแม่นยำ

7. การทดลองเดินเครื่องและปรับแต่ง: หลักฐานอยู่ที่ผลลัพธ์จากการกดตี

แม่พิมพ์ที่เสร็จสมบูรณ์จะถูกนำไปทดสอบอย่างเข้มงวดบนเครื่องกดตี
ตัวอย่างชิ้นแรก: ชิ้นงานแรกจะถูกวัดอย่างละเอียดตามแบบแปลน
การแก้ปัญหา: การตอบสนองต่อปัญหา เช่น ความแปรปรวนของขนาด เศษเหล็กยื่น ปัญหาการดันชิ้นส่วนออก หรือรอยขีดข่วนจากเครื่องมือ
การปรับแต่งอย่างละเอียด: การปรับแต่งแม่พิมพ์ ลูกแม่พิมพ์ สปริง หรือระบบป้อน เพื่อให้มั่นใจในคุณภาพของทุกส่วนประกอบที่สำคัญ