Cetakan Otomotif|Pembahasan Singkat Desain Proses Menggambar

I. Desain Mati
Perancangan die meliputi: pemilihan arah stamping, penambahan proses, pembuatan permukaan blank holder, penataan draw bead, penataan lubang proses dan pemotongan proses, penentuan radius punch dan die fillet, serta penentuan bentuk positioning. Kami akan menjelaskan masing-masing aspek tersebut secara rinci di bawah ini.

1. Penentuan Stamping Die
Arah stamping mengacu pada arah tekanan alat mesin pada blanko selama proses menggambar cetakan. Memilih arah stamping yang benar adalah masalah pertama yang dihadapi dalam menentukan skema gambar. Ini tidak hanya menentukan apakah bagian yang memuaskan dapat digambar, tetapi juga mempengaruhi jumlah penambahan proses dan skema setiap proses setelah gambar. Untuk menggambar cetakan, pemilihan arah stempel harus memenuhi prinsip-prinsip berikut:

(1) Pastikan pukulan dapat masuk ke dalam cetakan dengan lancar, dan tidak boleh ada bagian yang tidak dapat disentuh oleh pukulan.

(2) Pada awal gambar, bidang kontak antara pukulan dan blanko harus sebesar mungkin, dan bagian kontak harus ditempatkan di tengah cetakan.

(3) Gaya pada setiap bagian permukaan dudukan blanko harus seragam. (4) Minimalkan kedalaman gambar semaksimal mungkin, dan pastikan kedalaman seragam di seluruh bagian untuk mencegah retak karena kedalaman yang berlebihan.

Biasanya, kita dapat menetapkan pusat gravitasi model 3D sebagai titik asal, menetapkan sistem koordinat pada sumbu Y-dan bidang X-Z, dan memutar sistem koordinat pada bidang X-Z dengan sumbu Y-sebagai pusatnya hingga semua permukaan tidak menghasilkan sudut negatif dengan arah tersebut. Arah ini adalah arah menggambar.

Di bawah ini kita ambil contoh penutup roda depan kiri dan kanan untuk melihat cara menentukan arah injakan pada proses menggambar. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1 dan 2, memutar sistem koordinat pada bidang X-Z sebesar 5 derajat dengan sumbu Y-sebagai pusatnya memastikan bahwa pukulan dapat memasuki dadu dengan lancar, tanpa ada bagian yang tidak dapat dijangkau oleh pukulan, dan semua permukaan tidak menghasilkan sudut negatif dengan arah ini. Arah ini dapat ditentukan sebagai arah stamping pada proses menggambar.

2. Tambahkan Suplemen Proses Secara Wajar
Suku cadang stamping otomotif beragam, dan beberapa panel bodi besar memiliki bentuk yang rumit dan tidak beraturan serta struktur asimetris, sehingga sulit untuk memenuhi persyaratan proses pembentukan gambar. Menambahkan suplemen proses secara wajar bermanfaat untuk meningkatkan kemampuan manufaktur bagian yang ditarik dan meningkatkan kualitasnya. Suplementasi proses adalah bagian tak terpisahkan dari bagian yang digambar. Setelah menggambar, suplementasi proses perlu dihilangkan, sehingga juga merupakan konsumsi bahan yang diperlukan dalam proses tersebut. Bentuk permukaan suplementasi proses sebagian besar merupakan permukaan lengkung spasial yang kompleks. Hal ini diperlukan tidak hanya untuk menentukan arah dan jangkauan suplementasi permukaan, tetapi juga untuk menggambarkan geometri spasialnya. Ini adalah proses kreatif yang melibatkan kondisi batas untuk memastikan kelancaran realisasi pembentukan. Saat ini, solusi untuk masalah ini terutama bergantung pada pengalaman pribadi, yang ditentukan melalui analisis kualitatif geometri bagian dan diselesaikan dengan bantuan perangkat lunak pemodelan permukaan. Saat merancang pelengkap proses bagian yang digambar, prinsip desain berikut juga harus diikuti:

(1) Buatlah kedalaman gambar sesempit mungkin;

(2) Buatlah sekondusif mungkin untuk pemangkasan vertikal ujung tombak;

(3) Bagian pelengkap proses harus sekecil mungkin untuk meningkatkan tingkat pemanfaatan material.

3. Desain tempat blanko

Permukaan dudukan kosong mengacu pada bagian di luar radius sudut cetakan. Saat menentukan bentuk permukaan dudukan kosong, kedalaman gambar harus dikurangi sebanyak mungkin agar permukaannya halus. Karena pukulan memberikan gaya regangan tertentu pada blanko yang ditarik, maka panjang lipatan penahan blanko harus lebih pendek dari panjang lipatan pukulan agar material dapat diregangkan. Jika panjang dudukan blanko yang dibuka lebih panjang dari pada punch, riak atau kerutan dapat terbentuk selama peregangan. Ada dua jenis pemegang kosong. Salah satu jenisnya adalah permukaan dudukan kosong yang merupakan permukaan flensa benda kerja itu sendiri. Bentuk permukaan dudukan blanko jenis ini tetap. Dalam hal ini, jika permukaan dudukan kosong adalah bagian flensa benda kerja itu sendiri, radius fillet cetakan perlu ditentukan sesuai dengan situasi spesifik. Karena jari-jari fillet benda kerja umumnya relatif kecil, maka menggunakannya secara langsung sebagai jari-jari fillet cetakan tidak kondusif untuk peregangan dan harus ditingkatkan untuk menghindari kerutan atau retak selama peregangan. Peningkatan radius fillet dapat dicapai melalui proses pembentukan selanjutnya untuk memenuhi persyaratan produk. Jenis permukaan dudukan kosong lainnya terdiri dari bagian pelengkap proses. Untuk jenis permukaan dudukan kosong ini, cincin dudukan kosong menekan blanko yang digambar dengan erat ke cetakan. Permukaan dudukan blanko tidak boleh menimbulkan kerutan atau retakan, sehingga memastikan bahwa pukulan dapat meregangkan blanko yang ditarik. Jika tidak, riak dan kerutan dapat terbentuk selama proses peregangan, atau bahkan retakan dapat terjadi. Oleh karena itu, bentuk permukaan dudukan blanko umumnya terdiri dari permukaan yang dapat dikembangkan seperti bidang, silinder, dan kerucut. Diantaranya, permukaan dudukan blanko bidang tidak hanya bermanfaat untuk pembentukan blanko tetapi juga mudah diproses, dan harus digunakan bila memungkinkan.

4. Menggambar Penempatan Manik Masalah utama yang dihadapi selama proses menggambar bagian yang dicap adalah kerutan dan retak. Untuk mengatasi masalah ini, draw bead harus ditempatkan untuk meningkatkan ketahanan umpan dan menyesuaikan laju aliran material dan jumlah umpan. Jumlah dan posisi manik-manik gambar terutama ditentukan oleh bentuk bagian yang dicap dan kedalaman gambar. Untuk bagian dengan kedalaman gambar yang besar, manik-manik gambar umumnya ditempatkan pada bagian yang lurus, sedangkan manik-manik gambar tidak ditempatkan pada bagian yang melengkung. Ketika kedalaman gambar dari bagian yang berbeda dari bagian yang sama sangat bervariasi, manik-manik gambar tidak ditempatkan di bagian yang lebih dalam, tetapi diperlukan di bagian yang lebih dangkal. Manik-manik gambar ditempatkan di area dengan ketahanan pakan yang rendah, di area yang membutuhkan lebih sedikit pakan, dan di area yang rentan terhadap kerutan. Arah manik-manik gambar harus tegak lurus dengan arah aliran material dari gambar kosong.

5. Susunan Lubang dan Potongan Proses Ketika lembaran logam diregangkan melebihi batasnya, maka akan patah. Oleh karena itu, lubang atau potongan proses dirancang untuk memfasilitasi aliran material. Lubang dan potongan proses terutama digunakan untuk benda kerja dengan deformasi lokal yang parah atau gambar terbalik. Mereka harus didistribusikan dalam proses suplemen sehingga dapat dihilangkan pada proses pemangkasan dan pelubangan berikutnya. Lubang dan potongan proses sering kali ditempatkan di sudut di mana tegangan tarik paling besar dan disesuaikan dengan bentuk tepi menonjol setempat untuk memastikan aliran material yang tepat. Secara umum ada dua metode untuk menghasilkan lubang dan potongan proses: yang pertama adalah dengan melubanginya selama pengosongan, yang umumnya digunakan untuk situasi di mana kedalaman pembentukan lokal dangkal; cara lainnya adalah dengan memotongnya selama proses menggambar, yang merupakan metode paling umum. Selama menggambar, material mengalami deformasi penuh, dan kemudian proses pemotongan dibuat, memanfaatkan perpanjangan tangensial material untuk mencapai pembentukan yang lebih dalam. Keripik akibat potongan pada lembaran logam bagian luar akan membentuk bintik-bintik pada permukaan benda kerja. Oleh karena itu, lubang dan potongan proses idealnya dipotong pada cetakan blanking, hindari memotongnya pada cetakan gambar.

6. Menentukan Radius Sudut Punch dan Die Besar kecilnya radius sudut punch dan die berperan penting dalam memperoleh bagian gambar yang ideal. Cacat umum dalam proses menggambar bagian lembaran logam besar termasuk robek dan kusut. Ketika radius sudut pukulan terlalu kecil, deformasi lentur zona transisi antara dinding lurus dan bagian bawah blanko yang ditarik meningkat, sehingga melemahkan kekuatan bagian kritis. Sebaliknya, jika radius sudut cetakan kecil, tegangan tarik pada zona transmisi gaya pada dinding samping kosong akan meningkat. Kedua situasi tersebut meningkatkan koefisien penarikan, meningkatkan ketahanan deformasi lembaran logam, dan dengan demikian meningkatkan gaya penarikan total dan mengurangi umur cetakan. Jika jari-jari sudut punch dan die terlalu besar, ketahanan deformasi lembaran logam kecil, dan aliran logam baik, tetapi juga mengurangi area efektif dudukan blanko, sehingga rentan terhadap kerutan. Oleh karena itu, penentuan jari-jari punch dan die harus secara komprehensif mempertimbangkan faktor-faktor seperti karakteristik deformasi bagian, draw bead, dan ukuran jari-jari punch dan sudut die.

7. Penentuan Metode Positioning

Saat merumuskan proses menggambar bagian yang dicap, proses selanjutnya harus dipertimbangkan. Metode penentuan posisi yang baik sangat penting untuk memastikan bahwa permukaan komponen tidak rusak dan keakuratan dimensi tidak terpengaruh. Ada tiga metode penentuan posisi yang umum:

(1) Penentuan posisi permukaan: Metode ini memanfaatkan bentuk permukaan dalam dan luar benda kerja untuk penentuan posisi. Cara ini biasa digunakan untuk penutup bagian luar.

(2) Penentuan posisi lubang: Metode ini menggunakan lubang atau lubang proses pada bagian untuk penentuan posisi. Hal ini membutuhkan jarak lubang sejauh mungkin. Metode ini biasa digunakan untuk bagian struktur internal.

(3) Penempatan kombinasi permukaan lubang-: Metode ini menggabungkan bentuk permukaan bagian dengan lubang proses. Banyak bagian dengan bentuk yang rumit menggunakan metode penentuan posisi ini.

Ringkasan: Kualitas desain permukaan gambar cetakan secara langsung mempengaruhi apakah produk dapat berhasil dibentuk, kualitas pembentukan, dan lamanya siklus debugging produk. Saat ini dengan berkembangnya teknologi komputer, software seperti Catia, UG, dan AUTOform banyak digunakan dalam desain cetakan. Penerapan program perangkat lunak ini memungkinkan desainer untuk secara langsung merancang profil produk di komputer berdasarkan pengalaman mereka, dan kemudian menggunakan AUTOform untuk mensimulasikan proses peregangan profil yang dirancang. Dengan menganalisis hasil simulasi, mereka dapat mengoptimalkan desain profil produk untuk mendapatkan profil produk yang optimal. Artikel ini memberikan analisis rinci tentang isu-isu yang memerlukan perhatian dalam desain proses menggambar, menawarkan panduan berharga untuk desain gambar cetakan.