Практический пример прецизионной резки по сравнению с штамповкой

Когда штампованная прокладка недостаточно хороша

Давным-давно — более 20 лет назад — крупная автомобильная компания придумала прекрасную идею для своей системы впрыска топлива:они изобрели заслонку, которая открывалась и закрывалась, как сердечный клапан, чтобы попеременно дозировать топливо и герметизировать, чтобы сохранить топлива. Чтобы использовать этот новый откидной клапан, компании требовалось уплотнительное кольцо с размерами толщины, плоскостности и параллельности, контролируемыми с микронными допусками.

В частности, автопроизводителю требовалось маленькое идеально плоское кольцо, которое образовывало бы поверхность, точно сопрягающуюся с поверхностью заслонки и плотно закрывающуюся, чтобы топливо не вытекало, когда заслонка находится в закрытом положении. Поверхность прокладки должна быть устойчивой к загрязнению, чтобы поддерживать герметичность и предотвращать утечку топлива в систему впрыска. Он также должен выдерживать миллиарды циклов многократного открытия и закрытия клапана.

Автомобильная компания искала очень тонкое металлическое кольцо, похожее на шайбу, толщиной менее 0,050 дюйма и с допусками на плоскостность, прямоугольность и параллельность в микронах, чтобы предотвратить любые деформации поверхности. Проставка также должна была работать безупречно, независимо от того, каким температурам она подвергалась — от мороза до сильного жара двигателя. Кроме того, компании нужны были миллионы таких прокладок по низкой цене!

Связанная статья:Ваш жесткий допуск может серьезно повлиять на стоимость детали

Параметры точной штамповки

Оказывается, добиться идеально плоского прокладочного кольца было настоящим вызовом, и автопроизводитель изо всех сил пытался найти деталь, которая, как они были уверены, не деформировалась в условиях работы двигателя.

Сначала автопроизводитель обратился к компании по прецизионной штамповке для изготовления проставки. Штамповка кольца из листа изначально казалась идеальным методом, позволяющим получить плоскую деталь с горизонтальными волокнами. Однако при испытаниях деталь не могла сохранить свою плоскостность, и вдоль корпуса всегда возникали некоторые изгибы; кроме того, штампованная кромка детали будет иметь деформацию.

Затем автопроизводитель обратился к поставщику, который будет изготавливать распорные кольца путем тонкой штамповки — процесса прецизионной формовки металла, представляющего собой гибрид методов штамповки и холодной экструзии. Для точной вырубки используется гидравлический пресс с тройным движением и специально разработанные инструменты для производства деталей с полностью обрезанными прямыми кромками.

Что касается применения проставок автопроизводителем, метод точной штамповки позволил получить более чистый периметр среза, чем обычная прецизионная штамповка. Однако в дополнение к несколько более высокой стоимости, чем обычная прецизионная штамповка, чистовая вырубка не обеспечивала плоскостности, которую можно было бы поддерживать с течением времени. Автопроизводитель также обнаружил, что направление зернистости этих процессов вызывает проблемы с их жизненными испытаниями.

Прелесть третьего варианта

Наконец, автопроизводитель обратился в компанию Metal Cutting, чтобы изучить другие варианты получения нужной бездеформационной плоскостности, острой кромки и внешнего диаметра прокладочного кольца. Мы применили другой подход, чем предыдущие поставщики, предложив использовать трубку — либо экструдированную, либо с использованием сплошного стержня или трубы большего размера, протянутой через матрицу для достижения правильного внутреннего диаметра — для производства кольца, которое затем было точно вырезано до нужной толщины. требуется для разделителя.

В отличие от штамповки и чистовой вырубки, прецизионная резка создавала зернистую структуру в направлении вытягивания трубы, что уменьшало вероятность коробления с течением времени по сравнению с плоской зернистостью. В тех случаях, когда штамповка и чистовая вырубка могли вызвать вытягивание и образование заусенцев в местах срезания материала, прецизионная резка давала острые радиусы углов. Прецизионная резка очень тонких материалов без заусенцев без деформации или искажения края, а также жесткие допуски при обеспечении размеров, необходимых автопроизводителю для очень тонкой прокладки.

В конце концов, прецизионная отсечка оказалась «долго и счастливо» для этого приложения. Хотя на начальном этапе этот процесс не был бы таким дешевым, как штамповка или чистовая штамповка, затраты были бы оправданы по сравнению со стоимостью замены, если бы революционный клапан автопроизводителя был установлен с прокладкой, которой суждено было выйти из строя — не один раз, а миллионы раз. раз.