Oparta na regułach analiza DFM dla przędzenia metali

Oparta na regułach analiza DFM dla przędzenia metali . Przędzenie metali jest mniej znanym procesem formowania i wytwarzania metali. Jest bardziej konwencjonalnie używany do produkcji części osiowo-symetrycznych. Jego zdolność do tworzenia części wymagających wysokiej tolerancji i wysokiej wytrzymałości sprawia, że ​​jest to wyjątkowy proces produkcji szerokiej gamy części dla przemysłu samochodowego, lotniczego, obronnego i medycznego. Typowymi elementami wytwarzanymi metodą przędzenia metali są podstawy lamp, reflektory, naczynia naczyniowe (dzbany, kufle, wazony, świeczniki itp.), garnki, miski banów oraz elementy wyposażenia elektrycznego. Projektowanie pod kątem możliwości produkcyjnych (czasami znany również jako projektowanie do produkcji lub DFM) to ogólna sztuka inżynieryjna projektowania produktów w taki sposób, aby były łatwe do wyprodukowania. Koncepcja istnieje w prawie wszystkich dyscyplinach inżynierskich, ale realizacja różni się znacznie w zależności od technologii produkcji. DFM opisuje proces projektowania lub konstruowania produktu w celu ułatwienia procesu produkcyjnego w celu obniżenia kosztów wytwarzania. DFM pozwoli na rozwiązanie potencjalnych problemów w fazie projektowania, która jest najtańszym miejscem ich rozwiązania. Inne czynniki mogą wpływać na zdolność produkcyjną, takie jak rodzaj surowca, forma surowca, tolerancje wymiarowe i obróbka wtórna, taka jak wykończenie.

W zależności od różnych typów procesów produkcyjnych, które określają wytyczne dla praktyk projektowania pod kątem możliwości produkcyjnych (DFM). Te wytyczne DFM pomagają precyzyjnie zdefiniować różne tolerancje, zasady i wspólne kontrole produkcyjne związane z DFM. Poniżej przedstawiono pewne standardowe wytyczne oparte na regułach, do których można się odwoływać podczas projektowania części do wyoblania metali, biorąc pod uwagę możliwości produkcyjne.

Rozważania projektowe

Najczęstsze wytyczne wynikające z zaleceń projektowych nie są obowiązkowymi zasadami, ale raczej sugestiami dotyczącymi promowania łatwości produkcji:

Grubość metalu

Grubość metalu do przędzenia może wahać się od około 0,1 mm (0,004 cala) do 120 mm (4 lub 5 cali) na specjalnych maszynach i przy gorącym materiale. Jednak najczęstsza grubość wynosi od 0,6 do 1,3 mm (0,024 do 0,050 cala). Maksymalna grubość i rozmiar są ograniczone jedynie wielkością sprzętu i dostępną mocą umożliwiającą płynięcie metalu.

Określenie materiału o 25 lub 30 procent grubszego niż grubość gotowej części jest zwykle wystarczające, aby umożliwić takie zmniejszenie grubości ścianki. Nie należy jednak określać materiału zbyt grubego do łatwego przędzenia. Zarówno bardzo grube, jak i bardzo cienkie materiały utrudniają przędzenie. W przypadku prac precyzyjnych, bardzo grube elementy metalowe mogą być obracane, a następnie obrabiane do ostatecznych wymiarów.

Kształt

W spinningu kształt stożkowy jest najłatwiejszy do uformowania i najbardziej ekonomiczny. Metal nie jest poddawany tak silnym naprężeniom podczas obróbki do jego ekstremalnej głębokości, ponieważ kąt, pod którym uchwyt styka się z metalem, jest mały i pozwala na lepszą kontrolę metalu podczas operacji wirowania. Półkulisty kształt jest trudniejszy do obrócenia, ponieważ kąt staje się coraz ostrzejszy, gdy metal jest wypychany dalej do uchwytu. Podczas obracania cylindra metal jest narażony na większe naprężenia z powodu ostrego kąta. Ta operacja wymaga więcej czasu i umiejętności.

Promień w rogach

Mieszane promienie i zaokrąglenia są lepsze niż ostre rogi, aby ułatwić obracanie. Ostre narożniki często powodują przerzedzenie materiału, aw przypadku narożników zewnętrznych pękanie uchwytów drewnianych lub masonitowych. Pożądane minimum to 6 mm (1/4 cala), chociaż 3 mm (1/8 cala) zwykle nie powoduje problemów. W procesie przędzenia metal jest narażony na większe naprężenia pod ostrymi kątami.

Współczynnik wirowania

Współczynnik przędzenia jest definiowany jako stosunek głębokości do średnicy i służy jako krytyczna miara procesu przędzenia. Ocena 100 wskazuje maksymalną przydatność do wskazanego typu przędzenia, podczas gdy niższe wartości oceny wskazują proporcjonalnie na mniejszą łatwość formowania metodami przędzalniczymi. Preferowane jest stosowanie możliwie płytkiej części, tj. unikanie głębokich konstrukcji cylindrycznych, które wymagają wielokrotnych operacji i wyżarzania. Preferowany jest stosunek wirowania mniejszy niż 1:4. Współczynniki wirowania są zwykle klasyfikowane w następujący sposób: Płytkie (mniej niż 1:4), Średnie (1:4 do 3:4), Głębokie (3:4 do 5:4).

Kąt zwężający się

Jeśli część ma boki cylindryczne i używany jest uchwyt do drewna, należy w miarę możliwości pozwolić na zwężenie o co najmniej 2°, aby ułatwić wyjęcie części z uchwytu. W przypadku uchwytów stalowych wymagany jest mniejszy stożek, wystarczy 1/4°.

Inne kwestie projektowe

• Jeśli to możliwe, zaleca się unikanie projektów odwróconych, ponieważ wymagają one dodatkowych operacji i mogą powodować znaczne przerzedzenie materiału.
• Płaskość części o płaskim dnie nie zostanie poprawiona przez wirowanie. Jeśli ważna jest sztywność dna i wymagana jest płaskość, kąt stożka 5° zapewni sztywność i łatwość obracania.
• Koralik usztywniający może być również zawinięty na krawędzi wirowanej skorupy. Z produkcyjnego punktu widzenia preferowane jest, aby ścieg był skierowany na zewnątrz, a nie wewnątrz części. W przeciwnym razie konieczne będzie ponowne zamocowanie w wydrążonym uchwycie zewnętrznym, ponieważ zarówno wewnętrzne, jak i zewnętrzne ściegi są formowane w powietrzu bez podparcia uchwytu.

Zasady oparte na funkcjach

Kołnierze wewnętrzne i inne konfiguracje kształtów ponownie wprowadzanych są bardziej kosztowne w produkcji, ponieważ wymagają specjalnych, bardziej złożonych uchwytów lub obracania bez dodatkowego wsparcia dla pracy. Ponadto preferowane jest wymiarowanie części do powierzchni przylegających do uchwytu (zwykle wymiar wewnętrzny). Pozwala to wytwórcy uchwytu zastosować te wymiary bezpośrednio do uchwytu i uniknąć zmian średnicy lub długości spowodowanych zmianami grubości materiału.