تشكيل الأجزاء الصغيرة: خيارات العملية، وقواعد التصميم، والتسامح

اختر أفضل عملية تشكيل للأجزاء الصغيرة

يمكن تصنيع الأجزاء الصغيرة من خلال العديد من العمليات التي تقايض تكلفة الأدوات، والتسامح الذي يمكن تحقيقه، واستخدام المواد. ابدأ بمطابقة مجموعة الأجزاء الخاصة بك (المثبتات، والتروس، والدبابيس، والنير، والرافعات الصغيرة، والاتصالات الكهربائية) مع نافذة العملية والتشطيب الذي يمكنك تحمله.

قاعدة سريعة لتجنب العملية الخاطئة

• إذا كان الجزء في الأساس عبارة عن هندسة تشبه أدوات التثبيت، فابدأ بالتشكيل على البارد/التشكيل على البارد قبل أن تفكر في الحدادة على الساخن.
• إذا كنت بحاجة إلى قوة عالية بالإضافة إلى ميزات قريبة من الشبكة (الرؤساء، المفاتيح، الأضلاع القصيرة)، قم بتقييم الحدادة الباردة متعددة المحطات أو الحدادة الدافئة.
• إذا كان من الصعب تشكيل السبيكة على البارد (أو كانت تغييرات القسم شديدة)، فإن التشكيل الساخن بالقالب المغلق مع خطوة سك/تشذيب مخطط لها يكون عادةً أكثر أمانًا.

قواعد التصميم التي تجعل تزوير الأجزاء الصغيرة أمرًا متوقعًا

تعود معظم مشكلات "تزوير الأجزاء الصغيرة" إلى الهندسة التي تحبس المواد، أو تفرض انعطافات حادة في التدفق، أو تتطلب تفاوتات غير واقعية عند التشكيل. تعمل القواعد التالية على تقليل تآكل القالب وتثبيت التعبئة وجعل التشذيب متسقًا.

التحكم في المسودة، ونصف القطر، واستراتيجية الفراق

• مسودة الخطة على الجدران التي تنطلق من القالب. بالنسبة للصلب، يتم الاستشهاد بالمشروع بشكل شائع في 3-7° النطاق، اعتمادا على العمق والتعقيد.
• تجنب حواف السكين والزوايا الداخلية الحادة؛ استخدم شرائح سخية للحفاظ على التدفق وحياة الموت. للحصول على بعض إرشادات تزوير الفولاذ، أ 0.25 بوصة (6.35 ملم) يتم التعامل مع نصف قطر الشرائح كنقطة مرجعية دنيا لسهولة التدفق.
• ضع خط الفصل حيث يقلل من تأثير عدم التطابق على الميزات الوظيفية، وحيث يمكن الوصول إلى تشذيب الفلاش وتكراره.

كن واضحًا بشأن ما هو "مزور" مقابل "مُصنع آليًا"

بالنسبة للأجزاء الصغيرة، نادرًا ما يكون من الضروري (أو الاقتصادي) مطاردة المقاسات الضيقة للغاية في كل مكان. يتمثل النهج العملي في تصنيف الميزات المهمة للوظيفة فقط على أنها "إنهاء مطلوب"، وترك كل شيء آخر كما هو.

• الأسطح المزورة: الأضلاع والرؤوس والوجوه غير المتزاوجة حيث يكون القرب من الشبكة مقبولاً.
• الأسطح المطلوبة للتشطيب: تجاويف المحامل، وأوجه الغلق، والخيوط الدقيقة، وميزات مسند الإسناد التي تدفع عملية تجميع التجميع.

تصميم تسلسل هرمي للميزات "سهل التدفق".

• حافظ على الأضلاع العميقة والرفيعة متحفظة؛ إذا كنت في حاجة إليها، ففكر في تزوير مرات الظهور المتعددة بحيث يؤدي كل ظهور إلى زيادة الارتفاع تدريجيًا بدلاً من فرض التعبئة الكاملة بنقرة واحدة.
• تفضل الثقوب التي تم إنشاؤها عن طريق الثقب بعد الحدادة، أو عن طريق الآلات الثانوية، بدلاً من محاولة تشكيل قطع سفلية معقدة في القالب.
• حيثما أمكن، قم بمحاذاة مسارات التحميل الأولية مع تدفق الحبوب المتوقع (أحد المزايا الميكانيكية الأساسية للمطرقة).

تدفق العملية العملية لتزوير الأجزاء الصغيرة

يوجد أدناه تدفق أساسي قوي يمكنك التكيف معه سواء كنت تقوم بتشكيل جزء يشبه القفل على البارد أو تقوم بتشكيل رافعة/نير صغير على الساخن. المفتاح هو التعامل مع التشذيب والتحجيم/السك والفحص كجزء من العملية الرئيسية - وليس كأفكار لاحقة.

1. تحديد الأبعاد الحرجة للجودة (CTQs)، ومسندات الإسناد، والأسطح المقبولة المزورة.
2. حدد طريق تزوير (بارد/دافئ/ساخن) بناءً على CTQs وقابلية تشكيل السبائك والحجم.
3. قم بإنشاء إستراتيجية التشكيل (خاصة للتزوير الساخن): قم بتوزيع الحجم بحيث يتم ملء الانطباع النهائي دون وميض مفرط.
4. قوالب تصميمية تحتوي على مسودة وأنصاف أقطار وخط فراق للإصدار الموثوق والوصول إلى القطع.
5. التخطيط لعمليات التشذيب والتحجيم/السك؛ حجزها للميزات التي يجب أن تكون ضيقة.
6. حدد المعالجة الحرارية (إذا لزم الأمر) والتشطيب السطحي (على سبيل المثال، الطلاء والطلاء) بعد تثبيت الأبعاد.
7. قم بوضع خطة للفحص: المقالة الأولى، والفحوصات الجارية، وأخذ العينات النهائية المرتبطة بأسئلة الجودة الشاملة.

نصيحة: بالنسبة للأجزاء الصغيرة ذات الحجم الكبير، ابذل المزيد من الجهد في تجارب القوالب المبكرة وحلقات القياس مقارنةً بالفرز بعد العملية - فالوقاية أقل تكلفة من الاكتشاف.

التفاوتات وضوابط الأدوات التي تقلل من التباين

عادة ما يأتي تشتت الأبعاد في الأجزاء الصغيرة المطروقة من اختلاف إغلاق القالب، وتآكل القالب، وتأرجح درجة الحرارة (تزوير ساخن / دافئ)، وعدم اتساق التشحيم (بارد / دافئ)، وتباين التشذيب. يمكنك التخفيف من حدة هذه المشكلات مباشرةً من خلال بعض الضوابط التي أثبتت جدواها.

استخدم القطع/التحجيم عندما يكون السُمك مهمًا

إذا كان السُمك عبر خط الفصل هو CTQ، فخطط لخطوة سك/تحجيم. إحدى الملاحظات التوجيهية تزوير تسامح الإغلاق النموذجي حوالي ±0.030 بوصة مع ±0.010 بوصة يمكن تحقيقه باستخدام عملية سك النقود بعد التزوير (وحتى أكثر إحكامًا في حالات خاصة). هذا نمط شائع: أنت لا "ترغب" في التطريق الساخن بسماكة ضيقة - بل عليك تغيير حجمه.

خطط للارتداء والتشذيب كما لو كانت جزءًا من الميزات

• أضف بدلات القطع الواضحة بحيث لا تتعدى إزالة الفلاش على الهندسة الوظيفية.
• تحديد استراتيجية تعويض التآكل: حدود التآكل المقبولة، وفترات إعادة التلميع، ومشغل قياس لإعادة قطع الإدخالات.
• عندما تكون هناك حاجة إلى حواف ضيقة، فكر في القص الثانوي أو التشغيل الآلي الخفيف بدلاً من إجبار قالب الحدادة على "الاحتفاظ" بحافة حادة لفترات طويلة.

الحفاظ على درجة الحرارة والتشحيم داخل نطاق ضيق

في حالة التزوير الدافئ/الساخن، يقلل التحكم الأكثر إحكامًا في درجة الحرارة من تباين التعبئة والتقشير؛ في عملية التشكيل على البارد، يقلل تناسق مادة التشحيم من طفرات الاحتكاك التي تؤدي إلى تشتت الأبعاد وكسر الأداة. بالنسبة للأجزاء الصغيرة، يمكن أن يكون للتقلبات الصغيرة تأثيرات كبيرة لأن أحجام الميزات صغيرة بالنسبة إلى إجمالي حجم الجزء.

التكلفة واستخدام المواد: حيث يفوز تزوير الأجزاء الصغيرة

غالبًا ما يتم اختيار الطرق للأجزاء الصغيرة لأنه يمكن أن يقلل من وقت الخردة والتصنيع مع تحسين القوة. تشير مراجع الطرق الباردة عادة إلى اقتراب استخدام المواد قريب من 100% في الأشكال الهندسية المواتية، وغالبًا ما تستشهد المناقشات الأوسع المتعلقة بالتزوير على البارد 85-95% يتراوح الاستخدام اعتمادًا على عائلة الجزء وإعداد العملية.

مثال رقمي بسيط (لماذا تعتبر الشبكة القريبة مهمة)

افترض أن جزءًا صغيرًا من الفولاذ يستخدم 40 جم من المادة النهائية.

• تستهلك المعالجة من الشريط بمعدل استخدام 60% حوالي 66.7 جرام المخزون (40 جم / 0.60) 26.7 جرام من الخردة لكل جزء.
• يستهلك التزوير على البارد بمعدل استخدام 95% حوالي 42.1 جرام المخزون (40 جم / 0.95) 2.1 جرام من الخردة لكل جزء.
• عند 100.000 جزء في السنة، يكون هذا الفارق تقريبًا 2.46 طن متري خردة أقل (26.7 جم - 2.1 جم = 24.6 جم محفوظة لكل جزء).

هذا هو السبب في أن تشكيل الأجزاء الصغيرة أمر مقنع بشكل خاص من حيث الحجم: تتراكم دلتا المواد بسرعة، وتنخفض ساعات المعالجة عندما يكون الجزء قريبًا من الشبكة.

عندما تزوير قد لا يكون الخيار الأفضل من حيث التكلفة

• كميات منخفضة جدًا حيث لا يمكن إطفاء تكلفة القالب.
• الأشكال الهندسية التي تهيمن عليها القطع العميقة أو التجاويف الداخلية المعقدة (غالبًا ما تكون أكثر ملاءمة للتصنيع الآلي أو MIM أو الصب).
• تناسب الدقة الفائقة كل مكان، حيث يمكنك معالجة معظم الأسطح بغض النظر.

قائمة مراجعة الجودة لتزوير الأجزاء الصغيرة الجاهزة للإنتاج

استخدم قائمة التحقق هذه لتحقيق الاستقرار في الجودة قبل التوسع. لقد تم تصميمه لاكتشاف المخاطر الأكثر شيوعًا في تشكيل الأجزاء الصغيرة: التباين غير المنضبط، وعدم وضوح CTQs، ومفاجآت التسامح في المرحلة المتأخرة.

قبل قطع الأدوات النهائية

• أسئلة CTQs المحددة باستخدام المسندات وطريقة القياس؛ يُسمح صراحةً بتزوير الأسطح التي لا تحتوي على CTQ.
• مراجعة استراتيجية المسودة والشرائح؛ تم تأكيد الوصول إلى خط الفراق والقطع.
• تتضمن مواصفات المواد اعتبارات قابلية التشكيل لمسار الحدادة المقصود.

أثناء المحاكمات

• قم بقياس الإغلاق/عدم التطابق وأسئلة CTQ الرئيسية عبر نتائج متعددة، وليس مجرد عينة واحدة.
• تأكيد التشذيب التكرار؛ تحقق من عدم وجود نتوءات/تمديد قد يؤثر على التجميع.
• إذا كانت محركات السُمك/التسطيح تعمل، فتحقق من صحة أداء القطع/التحجيم مبكرًا.

في الإنتاج

• تحديد حد التآكل ومشغل إعادة العمل للقوالب؛ لا تنتظر هروب العميل لتصحيح الانجراف.
• استخدم عمليات التحقق أثناء العملية المرتبطة بأسئلة CTQs (وليس فقط الفحص البصري)، واحتفظ بخطة رد فعل بسيطة عندما تتجه القيم.
• قم بفصل الصناديق "المقبولة والمزورة" عن الصناديق "الإنهاء المطلوب" لتجنب إعادة العمل غير الضرورية.

خلاصة القول: ينجح تشكيل الأجزاء الصغيرة عندما يتم التعامل مع التصميم للتزوير (المسودة، نصف القطر، الفراق، القطع) كجزء من الهندسة، وعندما يتم استخدام التحجيم/السكك والفحص بشكل استراتيجي للتحكم في CTQs دون الإفراط في تصنيع المكون بأكمله.