Xây dựng các bộ phận chính xác

Hãy tưởng tượng việc sản xuất 400 bộ phận giống hệt nhau mỗi phút với sự thay đổi kích thước tối thiểu—điều này nghe có vẻ giống như khoa học viễn tưởng, nhưng những cỗ máy dập nguội lại có thể làm được điều đó. Những chú ngựa thồ công nghiệp này hoạt động như những anh hùng thầm lặng của ngành sản xuất chính xác, âm thầm hỗ trợ vô số ngành công nghiệp. Nhưng chính xác thì máy cán nguội là gì và làm thế nào để chúng đạt được tốc độ và độ chính xác vượt trội như vậy trong việc sản xuất ốc vít, đinh tán, bu lông và ốc vít chuyên dụng?

Máy tạo hình nguội hay còn gọi là máy tạo hình nguội hoặc máy tạo hình linh kiện là thiết bị chế tạo các bộ phận thông qua biến dạng dẻo kim loại. Bằng cách tạo áp lực cực lớn lên dây kim loại hoặc thanh kim loại, vật liệu sẽ biến dạng bên trong khuôn để đạt được hình dạng và kích thước mong muốn. Không giống như các quy trình gia công truyền thống, gia công nguội là kỹ thuật tạo phoi không chip hoặc tạo phoi tối thiểu giúp tối đa hóa việc sử dụng vật liệu đồng thời nâng cao hiệu quả sản xuất.

Các thành phần cốt lõi là hệ thống khuôn và cơ cấu đột. Thông thường, những máy này có nhiều trạm, mỗi trạm xử lý một bước cụ thể trong quy trình tạo hình. Một máy hai thì, bốn thì tiêu chuẩn có thể bao gồm:

• Trạm ngắt điện:Cắt dây kim loại thành các đoạn trống có chiều dài xác định trước.
• Trạm đột quỵ đầu tiên:Thực hiện hình thành ban đầu như đảo lộn hoặc đùn.
• Trạm hành trình thứ hai:Tiếp tục định hình khoảng trống theo hướng hình học cuối cùng của nó.
• Trạm phóng:Đẩy phần đã hoàn thiện ra khỏi khuôn.

Tại mỗi trạm, cơ cấu đột tạo áp lực đáng kể, gây ra biến dạng dẻo bên trong khuôn. Thông qua các tác động tuần tự trên nhiều trạm, bộ phận này đạt được hình thức cuối cùng. Quá trình này thường xảy ra ở nhiệt độ phòng (do đó thuộc nhóm "lạnh"), mặc dù một số ứng dụng có thể làm nóng phôi một chút để cải thiện độ dẻo của vật liệu.

Những máy này khác nhau về cấu trúc và nguyên lý hoạt động:

• Máy hai khuôn:Xây dựng đơn giản cho hình học phần cơ bản.
• Máy nhiều khuôn:Nhiều trạm xử lý các hình dạng phức tạp.
• Máy ngang:Các chày định hướng theo chiều ngang phù hợp với các bộ phận loại trục dài.
• Máy dọc:Các chày dọc chứa các thành phần hình đĩa.
• Máy một trạm:Đối với sản xuất khối lượng thấp hoặc các bộ phận chuyên dụng.

Việc lựa chọn phụ thuộc vào hình dạng bộ phận, kích thước, vật liệu và khối lượng sản xuất.

Tiêu đề lạnh mang lại lợi ích đáng kể:

• Tiết kiệm vật liệu:Gia công không chip giúp giảm chất thải từ 20-50% so với gia công.
• Hiệu quả sản xuất:Hoạt động tự động cho phép tốc độ hàng trăm bộ phận mỗi phút.
• Sức mạnh được tăng cường:Việc nén cấu trúc hạt giúp cải thiện mật độ, độ cứng và khả năng chống mỏi.
• Giảm chi phí:Chất thải vật liệu thấp hơn, thông lượng cao hơn và xử lý thứ cấp giảm thiểu giúp giảm đáng kể chi phí đơn vị, đặc biệt là trong sản xuất khối lượng lớn.
• Hình học phức tạp:Máy nhiều trạm với thiết kế khuôn được tối ưu hóa có thể tạo ra các bộ phận có mặt bích, rãnh, lỗ hoặc ren.

Công nghệ này phục vụ nhiều lĩnh vực khác nhau:

• Ô tô:Bu lông, đai ốc, ốc vít, đinh tán, chốt và bánh răng.
• Điện tử:Đầu nối, thiết bị đầu cuối và vỏ.
• Sự thi công:Thép cây, bu lông neo và các đầu nối kết cấu.
• Máy móc:Vòng bi, van và các bộ phận của máy bơm.
• Hàng không vũ trụ:Ốc vít cường độ cao và các yếu tố cấu trúc.

Các ứng dụng mới nổi bao gồm các thiết bị y tế, thiết bị và công cụ phần cứng.

Tiêu đề lạnh thành công đòi hỏi phải chú ý đến:

• Lựa chọn vật liệu:Thép carbon/hợp kim, thép không gỉ, đồng và nhôm phải đáp ứng các yêu cầu về độ dẻo và độ bền.
• Thiết kế khuôn:Quyết định độ chính xác của bộ phận và tuổi thọ của dụng cụ trong khi giảm thiểu lực tạo hình.
• Bôi trơn:Giảm ma sát và mài mòn khuôn bằng cách sử dụng dầu, mỡ bôi trơn hoặc chất bôi trơn khô phù hợp với vật liệu và điều kiện vận hành.
• Thông số quá trình:Tốc độ đột, chiều dài hành trình, lực và nhiệt độ khuôn yêu cầu tối ưu hóa thông qua thử nghiệm.
• BẢO TRÌ:Thường xuyên vệ sinh, bôi trơn và thay thế linh kiện đảm bảo độ chính xác và tuổi thọ.

Các thuật ngữ chính trong tiêu đề lạnh:

• Điểm ngắt:Cắt dây thành khoảng trống.
• Phun ra:Giảm đường kính bằng cách ép vật liệu qua khuôn.
• Tiêu đề chết:Cố định khuôn với hình học cụ thể của từng bộ phận.
• Đường kính khó chịu:Các đầu chốt định hình khối vật liệu (ví dụ: khó chịu "4½D" so với "1D").
• Cú đấm:Công cụ di động biến phôi thành khuôn.
• Pin loại trực tiếp:Hỗ trợ các khoảng trống trong quá trình tạo hình và đẩy các bộ phận đã hoàn thiện.
• Khó chịu:Tăng đường kính bằng cách tác động vào đầu vật liệu.
• Dòng chảy hạt:Sự liên kết hạt không bị gián đoạn giúp nâng cao độ bền của bộ phận so với các bộ phận được gia công.

Các xu hướng mới nổi bao gồm:

• Độ chính xác cao hơn:Khuôn dập, bộ điều khiển và kiểm tra tiên tiến để có dung sai chặt chẽ hơn.
• Quá trình lai hóa:Kết hợp với ép đùn, rèn hoặc tạo phôi mịn.
• Sản xuất thông minh:Cảm biến IoT và AI để tối ưu hóa quy trình.
• Tính bền vững:Vật liệu thân thiện với môi trường và hoạt động tiết kiệm năng lượng.

Khi quá trình sản xuất phát triển, tiêu đề nguội tiếp tục mở rộng vai trò của nó như một phương pháp sản xuất hiệu quả, chính xác và tiết kiệm trong các ngành công nghiệp.