Проектирование деталей, изготовленных методом прокатки: как спроектировать качественную деталь, изготовленную методом прокатки, часть B
Деталь, изготовленная методом высококачественной прокатки: существительное, деталь, материал, допуски и конструкция которой, выполненные методом прокатки, эффективно соблюдаются, выполняются в срок и по приемлемой цене. Деталь, изготовленная методом высококачественной прокатки, может легко стать частью надежной системы поставок.
Мы уже поделились информацией о том, насколько важны материалы и допуски для изготовления качественной детали методом прокатки. Теперь продолжим.
ДИЗАЙН
по проектированию профилирования : Нарисуйте на листе бумаги сплошную линию любой формы.
● Пока линия не пересекается сама с собой, процесс прокатки, вероятно, позволит получить именно такую форму.
● Потенциальные области применения прокатных форм ограничены только вашей фантазией.
● Не ограничивайте свое мышление при проектировании продукта – всегда создавайте наилучший из возможных дизайнов.
● Думайте с точки зрения изгиба металла для получения действительно необходимой функциональной конфигурации.
● Если у вас возникнут проблемы с дизайном, ваш производитель может помочь вам оптимизировать его для производственного процесса.
Правила формирования большой рулонной детали
Мы знаем, мы знаем. Мы только что призвали вас выйти за рамки привычного, а теперь хотим, чтобы вы снова в них втиснулись. На самом деле, эти «правила» скорее являются рекомендациями, призванными помочь вам максимально повысить эффективность и экономичность вашего проекта. В конце концов, ваша цель — получить отличную деталь, изготовленную методом прокатки, — деталь, которую можно быстро и легко изготовить сразу же. Если ваш проект требует нестандартных процессов, форм, способов изготовления и т. д., ваш производитель, безусловно, сделает все возможное, чтобы это учесть. Однако изготовление нестандартной оснастки и штампов может быть довольно дорогостоящим для вас, клиента — поэтому мы и не называем их «отличными». Помните об этом, прежде чем принимать решение о создании нетрадиционной детали.
Один из важных моментов, касающихся изготовления нестандартной оснастки: после того, как вы решите создать набор инструментов для профилирования, внесение постепенных изменений в этот набор инструментов будет очень доступным по цене. И вы будете получать преимущества от дополнительных функций на протяжении всего срока службы изделия. Что касается следующих правил: в настоящее время существуют ограничения на то, что может сделать линия профилирования с рулоном листового металла. Если вы хотите создать конструкцию, которая идеально оптимизирована для вашего применения (а не просто оптимизирована для существующих производственных процессов), ваш производитель может взять эту конструкцию и адаптировать ее к своему оборудованию. Опять же, эти правила скорее являются рекомендациями и могут быть изменены или нарушены при необходимости. Однако качественная деталь, изготовленная методом профилирования, будет соответствовать всем или большинству этих правил.
Правило №1: Никаких слишком глубоких или узких каналов. Как бы мы ни любили высокие, изящные U-образные каналы, их изготовление на стандартном оборудовании может быть сложным (читай: невозможным). У нас есть отдельная услуга для этого типа продукции, известная как MeshTrim. Использование этой услуги значительно снизит ваши затраты на глубокие и узкие каналы, которые до сих пор считаются специализированной продукцией у других производителей. В целом, для глубоких и узких каналов требуются формовочные валки большего диаметра, которые дороже в приобретении. Станки среднего размера лучше всего подходят для каналов максимальной глубиной четыре дюйма.
Правило №2: Равномерная толщина. Проектирование обеспечивает равномерную толщину по всей детали, независимо от того, используете ли вы необработанную полосу металла или складываете материал пополам для увеличения толщины. В зависимости от типа металла и сложности профиля мы можем прокатывать заготовки толщиной от 0,012 до 0,220 дюйма.
Правило №3: Никаких широких плоских участков на одном краю. Широкие формы с формовкой на одном краю несбалансированы и склонны к волнистости. Чтобы избежать волн и других деформаций, добавьте небольшую выступ или смещение на плоском крае для большей прочности и баланса. Небольшие ребра жесткости или закругления могут сделать деталь более плоской и прочной. Конструкция с использованием прокатной формовки.
Правило №4: Правильная длина ножек. Короткие ножки невозможно формовать методом прокатки из более толстых материалов из-за недостатка рычага. Чрезвычайно длинные ножки трудно формовать без специального оборудования. Это также относится к подгибке или сгибанию материала. Существует золотая середина: если вы опасаетесь, что ваши ножки слишком короткие, убедитесь, что они как минимум в 3 раза превышают толщину материала за точкой касания. Если вы считаете, что ваши ножки могут быть слишком длинными, вы можете сделать секцию шире или открыть боковую стенку под углом. Конструкция для прокатки
Правило № 5: Правильное расположение отверстий для предварительной пробивки. Если расположение отверстий в вашей конструкции не критично, следует разработать повторяющийся шаблон предварительной пробивки, не указывая их расположение относительно конца детали. На конце некоторых деталей может появиться частичное отверстие, и это нормально. Если расположение отверстий критично, размещайте их на расстоянии не менее ½ дюйма, но менее 4 дюймов от конца детали. Это позволяет экономично спроектировать отрезной/пробивной комплект. Проектирование для прокатки
Правило №6: Не допускайте расположения перфорированных элементов вблизи кромок. Перфорированные элементы, расположенные слишком близко к кромке профиля, могут деформировать кромку и/или сам элемент. Их следует располагать на расстоянии не менее половины диаметра (или ширины) элемента от кромки профиля.
Правило №7: Максимально используйте радиус изгиба, если это возможно. Крутые углы приводят к растрескиванию твердых материалов из-за напряжений, возникающих во внешних волокнах изгиба. Малые радиусы также могут увеличить износ и поломку инструмента, сократить срок службы валков и потребовать большей мощности прокатного стана. Хотя иногда можно использовать и более узкие радиусы, ни один из этих факторов не является оптимальным ни для прокатных станов, ни для ваших затрат. Чтобы избежать этих проблем, закладывайте минимальный радиус в 1,5–2 раза больше толщины материала.
Правило № 8: Симметричная конструкция. Асимметричные детали более подвержены скручиванию и другим видам деформации в готовом изделии. Максимально симметричное проектирование детали может уменьшить или исключить вероятность деформации. Многие детали невозможно спроектировать симметрично; компания Dahlstrom может удовлетворить потребности таких проектов, разработав параметры проектирования вальцовочного инструмента и настроив станок.
Правило №9: Держите перфорированные элементы подальше от линий сгиба. Такие элементы, как пазы, выемки и отверстия, могут деформироваться сами или деформировать деталь при неправильном размещении. Проблемы возникают, когда они расположены слишком близко к линии сгиба (или непосредственно на ней), а также когда они расположены слишком близко к краю. Чтобы избежать этой проблемы, край отверстия или паза должен находиться на расстоянии не менее чем в 3 раза больше толщины материала от точки касания ближайшего изгиба. Примечание: Для более твердых материалов с более высоким пределом текучести при растяжении потребуется большее расстояние от линии сгиба.
Правило № 10: Не допускайте слишком больших допусков. Как упоминалось в разделе о допусках этой электронной книги, для деталей, изготовленных методом профилирования, допуски достаточно большие, чтобы снизить процент брака и сократить сроки поставки. (Не стоит слишком беспокоиться о бракованной продукции; уровень брака в полевых условиях у компании Dahlstrom составляет 1432 ppm. Уровень «шести сигм» равен 2700.)
Итак, что же делает деталь, изготовленную методом прокатки, качественной?
● Легкодоступные материалы, которые легко поддаются прокатке и соответствуют требованиям вашего проекта
. ● Менее строгие допуски позволяют производителю некоторую свободу в изготовлении и размещении изгибов, сохраняя при этом стандарты качества продукции. ● Максимально точное следование десяти «правилам» проектирования.
Часто задаваемые вопросы
Как следует поступать при проектировании деталей, изготовленных методом прокатки, если для моего применения требуются глубокие или узкие каналы? ›
Глубокие или узкие каналы могут представлять собой сложную задачу для стандартных линий профилирования, поскольку для их изготовления требуются более крупные профилирующие валы, которые стоят дороже. На странице отмечается, что средние станки обрабатывают каналы глубиной до четырех дюймов. Если ваша конструкция требует более глубоких каналов, лучше всего сотрудничать с производителем, предлагающим специализированные услуги, такие как обрезка сетки, для их экономичного изготовления. В ходе анализа проекта опытный производитель может предложить альтернативные геометрические формы или этапы изготовления, которые позволят достичь того же функционального результата без чрезмерных затрат на оснастку.
Какие параметры следует учитывать при проектировании детали, изготовленной методом прокатки, для определения длины ножек? ›
Длина половинок существенно влияет на формуемость. Чрезвычайно короткие половинки не обеспечивают достаточного рычага для равномерного изгиба, особенно в толстых материалах — их длина должна быть как минимум в три раза больше толщины материала после точки касания. Чрезвычайно длинные половинки могут потребовать специального оборудования или вызвать нестабильность. Если ваши возможности ограничены, рассмотрите возможность расширения сечения или открытия боковой стенки под углом, чтобы профиль оставался в пределах стандартных возможностей станка. Консультация с производителем на раннем этапе поможет вам определить оптимальную длину половинок для вашего материала и требуемых допусков.
Как симметрия детали влияет на качество профиля, полученного методом прокатки? ›
Асимметричные профили более склонны к скручиванию, деформации или изгибу, поскольку неравномерное распределение напряжений происходит по-разному вдоль длины. Максимально симметричное проектирование детали помогает уменьшить или устранить эти дефекты, улучшить точность размеров и сократить время наладки. Если функциональные требования обусловливают асимметрию, опытный профилировщик может компенсировать это за счет тщательного проектирования профилирующего инструмента и корректировки параметров станка — но ожидайте, что этот процесс будет более сложным. Постарайтесь сбалансировать профиль, добавив элементы или перераспределив материал там, где это возможно.
Какие наиболее распространенные ошибки при предварительной пробивке отверстий в деталях, изготовленных методом прокатки, и как их избежать? ›
Размещение отверстий слишком близко к краю профиля может привести к деформации как самого отверстия, так и края детали — располагайте элементы на расстоянии не менее половины диаметра или ширины отверстия от края. Отверстия, расположенные слишком близко к изгибу, могут деформироваться или растрескаться, поэтому располагайте их на расстоянии не менее трехкратной толщины материала от точки касания изгиба. Для критически важных мест расположения отверстий относительно концов детали располагайте их на расстоянии от половины дюйма до четырех дюймов от конца, чтобы обеспечить экономичность отрезных и штамповочных матриц.
Что означает «максимальный радиус изгиба» при проектировании моей детали и почему это рекомендуется? ›
Меньшие радиусы изгиба создают большее напряжение на внешних волокнах металла, что может привести к растрескиванию, особенно в более твердых материалах. Очень малые радиусы также увеличивают износ инструмента, сокращают срок службы валков и требуют большей мощности фрезерного стана. Чтобы избежать этих проблем, эмпирическое правило заключается в проектировании изгибов с минимальным внутренним радиусом от 1,5 до 2 толщин материала. Это обеспечивает стабильное формование и продлевает срок службы инструмента, снижая себестоимость детали. Всегда уточняйте предельные значения изгиба для вашего конкретного материала у поставщика.
Моей детали, изготовленной методом прокатки, необходимо пробить или вырезать пазы. Какие общие правила следует соблюдать при размещении этих элементов? ›
Во-первых, располагайте пробитые элементы подальше от линий изгиба — край отверстия должен находиться на расстоянии не менее чем в три раза превышающем толщину материала от точки касания ближайшего изгиба — чем дальше, тем тверже материалы и выше предел текучести. Во-вторых, располагайте элементы подальше от края самого профиля, в идеале на расстоянии половины диаметра или ширины элемента. Если расположение отверстия относительно торца детали не критично, допустим повторяющийся рисунок, даже если это приведет к образованию частичного отверстия на срезе. Если расположение критично, стремитесь к тому, чтобы отверстие находилось на расстоянии не менее полудюйма от торца для экономичной конструкции штампа.
Как мне следует запросить у производителя профилегибочных изделий обратную связь по моему проекту? ›
Предоставьте полный чертеж детали или CAD-модель, включая марку материала, толщину и необходимые допуски. Объясните функциональное назначение элементов — особенно необычных — чтобы они могли предложить регулируемые альтернативы. Задайте конкретные вопросы о предельной глубине профиля, длине ножек, радиусах изгиба и расположении отверстий относительно стандартной оснастки. Будьте открыты к постепенным изменениям конструкции; в статье отмечается, что после изготовления детали небольшие модификации доступны по цене, но первоначальная разработка нестандартной оснастки обходится дорого. Совместный анализ поможет вам получить деталь, которую легко изготовить с меньшими затратами.
