Хийн овоорлоор хийсэн формны үндсэн зарчим: Бүрэн дүүрэн гарын авлага

Хийн хэвний загварын үндсэн зарчимууд

Үр дүнтэй хийн хэвний загвар нь үйлдвэрлэлийн үр ашгийг болон бүтээгдэхүүний чанарыг хангахад чиглэсэн хоорондоо холбоотой дөрвөн зарчим дээр тулгуурладаг.

Хэвний ажиллагааг зохицуулах шинжлэх ухааны зарчимууд

Хэвний үйл ажиллагаа нь дулаан солилцоо, шингэний динамик, бүтцийн механикт үндэслэдэг. Зохистой дулаан шилжих нь муруйцалтыг саатуулдаг бол тэнцвэртэй даралт тархалт нь дотоод хүчдэлийг хамгийн бага болгодог. 2025 оны хэвний үйлчилгээний судалгаагаар эдгээр үндсэн зарчимуудыг баримтласан хэвнүүдийн гажиг дутагдал нь хэвийн загваруудтай харьцуулахад 32% бага байсан.

Хэвний бүтээц, материалуудын үндсэн зарчимууд

P20 ба H13 шиг өндөр чанарын хэрэгсэл болон цэвэрлэх чанартай цувимал нь элэгдэлд тэсвэртэй тул доминант байдаг. Нитридчилэх эсвэл DLC давхаргууд шиг гадаргын боловсруулалт нь шатахуй полимерийг боловсруулах үед хэрэгслийн насны хугацааг хүртэл 40% нэмэгдүүлдэг.

Бүтээгдэхүүний анхны хөгжлийн үе шатанд хэвлэх чадварыг харгалзан загварлах

Загварчилгааны үе шатанд бүтээгдэхүүний загварчид болон матрицийн инженерүүдийн хамтын ажиллагаа нь зардал ихтэй дахин засварыг урьдчилан сэргийлнэ. Хялбар өөрчлөлтүүд, жишээ нь радиусыг 0.5 мм-ээр нэмэгдүүлэх нь деталын бүтцэд хүчингүй байх үед л нийлүүлэх даралтыг 18%-иар бууруулж чадна.

Матрицлах чадвар ба урт хугацааны тэсвэрт чадлын тулд материал сонгох

Термопластик материалын урсах онцлог нь хаалтны загвар болон хөргөлтийн шаардлагад шууд нөлөөлдөг. Шилэн ширхэгтэй полимерүүд нь зэсэрхэг элэгдэлд тэсвэртэй байхын тулд хатууцуулагдсан гангаар хийсэн матриц шаарддаг, харин өндөр нөлөөт смолууд нь хэлбэрт хөргөлтөөс болзошгүй ашигтай. Мэргэжлийн стандартын судалгаа нь тохиромжтой материал сонгосноор матрицын ажиллах насны 27%-ийг нэмэгдүүлдэг гэж харуулсан.

Матрицлах чадварын тулд деталын геометр болон ханын зузааныг оновчтой болгох

Агших ба дулааны стрессыг багасгахын тулд ханын зузааныг ижил хэмжээтэй байлгах

Хана бүрхэвчийн зузааныг ойролцоогоор хагас миллиметрт байлгах нь дулаан зохицуулалтын судалгаануудад үзүүлснээр бүх хэвэнд оруулах асуудлын ойролцоогоор гурван хоёрд хүргэдэг сөрөг үлдэгдэл хүчдлийг саатуулдаг. Материалыг хэвэнд оруулах дүрмийн дагуу зөв тараавал, агших асуудал ойролцоогоор дөчин хувиар буурч, үйлдвэрлэлийн мөчлөг ч гладиатор болдог. Загварчид хэлбэртэй энгийн өөрчлөлтөөс зайлсхийх ёстой. Харин нэг к гурвын харьцаанд багтах жижиг налуугийн шугамыг оруулах хэрэгтэй. Дэмжлэгийн савлайнуудыг стандарт хана бүрхэвчийн зузааны талаас доошгүй байрлуулах нь илүү үр дүнтэй. Энэ арга нь деталь бүрээ тэтгэх боломжийг олгох боловч хялбархан үйлдвэрлэх боломжийг хадгалдаг.

Деталийн геометрийн зохион байгуулалтыг стратегийн хувьд тохируулан муруйцыг саатуулах

Хурдасмал ирмэгтэй өнцгөөс илүү их хэмжээгээр стрессийг тараах зорилгоор муруй өнцгүүд (≥0.5× ханын зузаан) болон тэгш хэмт савхан бүтэц нь шилэн дүүргэсэн полимер, том гадаргуут компонентуудад тусгайлан үр дүнтэй ажилладаг. Төмөрлөг эхлэхээс өмнө хязгаарлагдмал элементийн шинжилгээ (FEA) хэт их муруйх эрсдэлтэй бүсийг эрт илрүүлж, урсгалын эсрэг геометрийг тодорхойлдог.

Гадагшлуулах өнцгүүд ба тэдгээрийн гадагшлуулах үйл явц дахь үүрэг

Тал тус бүрт хамгийн багадаа 1° налалт нь найдвартай гаргахад нэмэлтээр нэмэгдэх бөгөөд барзгар гадаргуу эсвэл гүдгэр хөндийн хувьд 2–3° хүртэл нэмэгддэг. Налуу гадаргуунууд нь вертикаль ханануудтай харьцуулахад гадагшлуулах хүчийг 35–50% хүртэл бууруулж, деформацийг хамгийн бага хэмжээнд хүргэдэг. Хосоо бүхий деталь эсвэл доод талын хэсгүүдийн хувьд налалтыг цугласан цөмүүдтэй хослуулсан гибрид шийдэл нь функциональ чанар болон формлож болох чанарыг тэнцвэржүүлдэг.

Ороомог, Урсгалын Системийн Загварчлал Хийх Томилолт

Хайлж буй материалд оптимал урсгал тараахын тулд хаалтны байршилтын стратеги

Хязгаарын зөв байршил нь зэсэгдэх шугам болон агаарын булингар үүсэхийг саатуулдаг. Саяхны хийсэн загварын урсгалын шинжилгээний судалгаа нь ирмэгт хаалттай байхаас харьцуулахад илүү зузаан хэсгийн ойролцоох хаалтууд нь таталтын стрессийг 18–22%-иар бууруулдагийг харуулж байна. Олон цоорхойт загваруудад тойргоор байрлуулсан тохируулга нь ижил даралтыг хангаж, тэгш хэмгүй хөргөлтийг хамгийн бага болгодог.

Материалын алдагдлыг багасгах үр дүнтэй урсгалын замын загварчлал

Трапецийн загварчлалтай харьцуулахад дугуй хөндлөн огтлолын урсгалын зам нь урсгалын эсэргүүцлийг 30–40%-иар бууруулдаг. Хурдан бус үйлдвэрлэлд материал ашиглалтыг сайжруулахын тулд нарийсах хэлбэртэй хүйтэн урсгалын системийг ашигладаг бөгөөд их хэмжээний үйлдвэрлэлд халуун урсгалын систем нь урсгалын замын хаягдалыг бүрэн арилгадаг. Тэнцвэртэй сүлжээ нь бүх цоорхойнуудад хайлшны урсгалын хурдыг ±5% хүртэл хадгалж чаддаг.

Тэгш хэмтэй урсгалын замын байршилтай олон цоорхойт загваруудыг тэнцвэржүүлэх

8 цөвөөт формд радиал ба Н-хэлбэрт байршилт нь ±2% цөвөөний дүүргэлтийн тогтвортой байдлыг хангана. Дараалсан урсгалын хаалттай хослуулбал, нарийн олон өнцөгт деталиудад илүүтэй дүүргэлтийг саатуулна. Хязгаарлагч кран болон урсгалын удирдагчид хэмжээний цөвөө өөр байх формд полимерийн тархалтыг нарийвчлан тохируулна.

Нарийн формтой формд цөвөөг жигд дүүргэх арга зүй

Алхам алхмаар даралт өгөх арга нь ханцуй хантаст детальд вискозитетийн хэлбэлзлийг 15–20%-иар бууруулдаг. Цул ээлжинд хайлуулалт болон хэлбэртэй хөргөлт нь микро шинж чанартай детальд удаашралыг багасгадаг. Автомжуулсан формны мэдрэгчид тэгш бус геометр (товчлолоор 0.5:1-ээс их) дүүргэх үед шахах хурдыг бодит цагт тохируулах мэдээллийг өгдөг.

Хөргөх сувгийн загварчлал ба дулааны удирдлагын үр дүнтэй болгох

Жигд хатуурахын тулд үр дүнтэй хөргөх суваг загварлах

Хэсгийн геометрт нийцүүлэн хөргөлтийн сувгуудыг стратегийн байдлаар байрлуулах нь дулаан зайлуулах үйл явцыг орон нутгийн шаардлагатай тааруулна. Судалгаагаар 3D хэлбэр дагаж буй нийцэх хөргөлтийн систем нь шулуун сувгуудтай харьцуулахад температурын хэлбэлзлийг 60%-иар бууруулдаг (Nguyen et al., 2023). Гол анхаарах зүйлс бол:

• Сувгийн диаметр: 8–12 мм (ихэнх хэрэглээнд тохиромжтой)
• Зай: 1.5–2 дахин сувгийн диаметр
• Гадаргаас зай: диаметрийн 1.5 дахинаас багагүй

Цикл хугацааг багасгахын тулд хөргөлтийн системийг нэгтгэх

Нийт цикл хугацааны 70–80% нь хөргөлтөнд ноогдоно. Мушгилах эсвэл бүсчилсэн загвар нь дулаан шилжүүлэлтийн үр ашгийг 25–40%-иар сайжруулж, шууд үйлдвэрлэлийг хурдасгадаг. Судалгаагаар Taguchi-гийн нэгдсэн гол компонентийн шинжилгээ нь хэмжээний нарийвчлалыг хадгалж, цикл хугацааг 30%-иар багасгаж чадна (Minh et al., 2023).

Хэвний температурыг удирдах нь хэмжээний тогтвортой байдлыг сайжруулна

Нарийвчлалтай температурын хяналт (±1°C) материалын деформац болон сунах тэмдгийг саатуулдаг. Амралтын систем нь бодит цагийн дулааны сенсор, урсгалын хурдыг динамик байдлаар тохируулах (3–5 м/с оновчтой), нарийн дүрс бүхий хэсгүүдийн хөргөлтийг олон бүсээр хангах зэрэг технологиудыг нэгтгэдэг.

Хэлбэртэй хөргөлт ба Энгийн хөргөлт: Үйл ажиллагаа ба Хэрэглээний хувьд

Хэлбэртэй хөргөлт нь дулаан шилжүүлэлтийг 35–40%-иар сайжруулдаг ч, эхний үеийн өндөр зардал, урт хугацааны ашиг хоёр хоорондоо жигнэж үзэх шаардлагатай: 15–25% илүү хурдан мөчлөг, 8–12% бага хаягдлын түвшин.

Гаргалтын системүүд, доод талын зангуид, матрицын үйл ажиллагааны шалгалт

Үр дүнтэй шидэлт нь хэсгийг гэмгүй түрүүлж гаргах болон үйлдвэрлэлийн явцад хэмжээсийн нарийвчлалыг тогтвортой байлгах боломжийг олгоно.

Шидэгч механизмийг сонгох: Холбоос, Түрүүлж гаргагч, Хутга

Холбоосын систем нь стандарт геометрийн 68%-ийг хариуцдаг. Хутган шидэгч нь хүчийг илүү жигд тарааж, стрессын концентрацийг 40%-иар бууруулдаг тул мэдрэмтгий хэсгүүдэд тохиромжтой. Түрүүлж гаргагч хавтан нь гүн зузаан ханатай детальд жигд даралт үзүүлж, муруйх эрсдэлийг бууруулдаг.

Хэсэгт гэмтэл учруулахгүйн тулд шидэгч холбоосны байршлыг зөв сонгох

Ачааллыг илүү сайн тараах, гадаа талын гэмтэл үүсэхээс сэргийлэхийн тулд холбоосыг ребийн ойролцоо эсвэл зузаан хэсгүүд дээр байрлуулна. Чухал элементүүдээс 1.5–2 мм зайтай байлгаарай ба хөргөлтийн сувгуудтай тэнхлэгийг нь давхцуулан байрлуулах нь дулааны деформацийн эрсдэлийг бууруулна.

Талын үйлдлүүд болон лифтерүүдийг ашиглан доод талын хэсгүүдтэй ажиллах

Модуль хэрэгсэл нь баталгаажсан тохиолдлуудад формийн нарийн төвөгшлөлийг 32%-иар бууруулдаг. Талын үйлдлүүд гадаад доогуурхийг перпендикуляр хөдөлгөөнөөр шийдвэрлэх бол, дотоод тусгаарлагдсан элементүүдийг өнцгийн гаргалтаар (5°–15°) авдаг. Бага зэргийн доогуурх (<0.5 мм гүн) нь уян хатан материалд хянасан деформацаар чөлөөлөгдөж, хоёрдогч механизмийг ашиглах шаардлагагүй болгодог.

Форм баталгаажуулах, ажиллагааг шалгахын тулд зөвлөмжлөх аргачлал

Баталгаатай баталгаажуулалтад дараахь зүйлс орно:

• Гурван шатны салгалтын хүчний профайлчлол (20N–150N хязгаар)
• ±2°C кавитетийн нэгэн төрлийн байдлын термал зураглал
• хөдөлгөөнт хэсгүүдийн элэгдлийг хянах 500 циклтэй тэсвэрт шалгалт
• Үлдэгдэл хүчдэл материалын уян хатангийн хязгаараас доош байгаа эсэхийг хангахын тулд дааргийн шинжилгээ