Prenent com a exemple el contacte en forma d'U-de coure pur, la millora del procés s'implementa per solucionar les deficiències del procés de processament mecànic després del plegat. Mitjançant l'anàlisi de l'estructura de les peces i el disseny del motlle, el procés d'estampació s'utilitza en lloc de perforar i fresar per completar el processament de l'arc, l'osca i el forat del contacte en forma d'U-, simplificant el flux del procés, evitant els errors de processament causats per la subjecció múltiple i millorant considerablement la qualitat del producte i l'eficiència de producció.
1. Introducció
Com a component clau del seccionador, la qualitat de processament i la precisió del contacte en forma d'U de coure pur afecten directament el rendiment i la fiabilitat de tota la màquina. L'estructura del contacte en forma d'U es mostra a la figura 1. En la tecnologia de processament tradicional, la peça de treball primer s'ha de doblegar en forma d'U, i després subjectar-la i processar-se diverses vegades, inclòs el fresat a través de forats circulars, forats de claveguera, xamfràs extrems, fresat entalls inferiors i altres processos en la direcció tridimensional. El flux del procés és complicat i el temps de processament és llarg. A causa de la subjecció múltiple, és fàcil provocar l'acumulació d'errors de processament, afectant la precisió dimensional i la qualitat superficial del producte. A més, el processament múltiple també augmenta els costos de producció i redueix l'eficiència de la producció, cosa que fa difícil satisfer les necessitats de la producció industrial moderna d'alta eficiència, baix cost i alta qualitat.
Figura 1 Estructura de contacte en forma de U-
Per superar els inconvenients de la tecnologia de processament tradicional i millorar l'eficiència del processament i la qualitat del producte dels contactes en forma d'U{0}}, es proposa un procés basat en l'estampació de matrius per simplificar el flux de processament, reduir els passos de processament i evitar els errors de processament causats per la subjecció múltiple, per tal d'aconseguir l'objectiu de millorar la precisió i la qualitat del processament del producte. A més, com que el procés d'estampació de matrius té els avantatges d'una alta eficiència de producció i un baix cost, pot reduir significativament els costos de producció i millorar l'eficiència econòmica.
2. Anàlisi i millora de processos
2.1 Estructura del producte
El contacte de l'interruptor aïllant està fet de material de coure pur, que té una bona conductivitat, ductilitat i resistència a la corrosió [1]. Segons els diferents nivells actuals, es processa en diversos gruixos i mides de contactes. El contacte està dissenyat per tenir forma d'U-, de manera que pugui formar una àrea de contacte més gran quan entra en contacte amb el contacte corresponent, reduint així la resistència de contacte i millorant la conductivitat. També ajuda a reduir l'acumulació de pols i brutícia, millorar la capacitat d'auto-neteja i reduir problemes com ara el mal contacte causat per la contaminació.
Prenent com a exemple el contacte en forma d'U del seccionador GW10-363DW/J5000, les seves dimensions estructurals es mostren a la figura 2. El material de la peça és una placa de coure pur de 5 mm de gruix T2Y, duresa superior o igual a 80HBW, percentatge de conductivitat %IACS Contingut superior o igual a 97,00 o igual a Cu 99,9%[1].
Figura 2 Dimensions estructurals del contacte en forma d'U-del seccionador GW10-363DW/J5000
El contacte en forma d'U-conté forats-passants i forats de claveguera a ambdós costats, osques als dos extrems i forats roscats i forats passant a la part inferior. Els forats de pas a ambdós costats i els forats de pas a la part inferior s'utilitzen per al posicionament, i les dimensions de posicionament són estrictament necessàries. Cal que els forats d'ambdós costats siguin-pasants i el requisit de precisió és alt, només 0,022 mm. Aquest és un gran repte per a la mecanització.
2.2 Flux de procés existent
El flux de procés existent de contacte en forma d'U- és: tall de material de làmina → flexió de premsa → correcció → fresat → eliminació de rebaves a quatre costats → fresat d'arc de R20 mm, forat lateral i forat de la clau al centre de mecanitzat vertical → forat inferior → fresat de la superfície inferior → perforació → roscat → escariat → reparació i polit de les alicates.
En el flux de procés existent, els forats circulars, els forats de la claveguera, els forats inferiors i les osques a banda i banda del contacte en forma d'U{0}}es completen amb el fresat, la perforació i altres mètodes de processament mecànic, que requereixen una subjecció múltiple i són propensos a errors de processament. Es van seleccionar aleatòriament deu peces de contacte en forma d'U-després del mecanitzat per a la mesura de la mida, i la taxa de qualificació del producte només va ser d'un 66% (vegeu la taula 1).
Taula 1 Dimensions de mecanitzat i velocitat qualificada de contacte en forma d'U-
2.3 Millora de processos
Després de l'anàlisi estructural del contacte en forma d'U-, es creu que els forats passants, els forats de la clau, els forats inferiors i les osques d'ambdós costats es poden completar mitjançant l'estampació. Es millora el procés existent. El flux de procés millorat és: tall de material de làmina → flexió de premsa → correcció → fresat al voltant → eliminació de rebaves a quatre costats → perforació d'arc R20mm, forat lateral i forat de la clau → perforació del forat inferior → perforació de l'osca inferior → toc → reparació i poliment de les alicates.
El fresat original del centre de mecanitzat vertical R20mm d'arc, el forat lateral i el forat de la clau es canvia per completar-lo mitjançant l'estampació; la perforació original de 5 forats inferiors es canvia per una-estampació de temps; l'osca de fresat original es canvia per completar-la per estampació.
III. Disseny del motlle
L'ús de motlles per a l'estampació requereix una consideració exhaustiva de les propietats del material del producte, els paràmetres del procés d'estampació, l'estructura del motlle i l'eficiència de la producció. Segons l'estructura de contacte en forma d'U-, s'han de dissenyar tres conjunts de motlles per realitzar la perforació dels forats passants, els forats de la clau i els arcs R20 mm a ambdós costats, la-perforació única dels cinc forats inferiors i la perforació de les osques als dos extrems de la part inferior.
3.1 Paràmetres del procés
La fórmula de càlcul de la força de tancament és
P＝KLtτ/1000 (1)
On, P és la força de tancament (kN); K és el factor de seguretat, generalment 1,3; L és la circumferència d'obturació (mm), és a dir, la circumferència de la part d'obturació; t és el gruix del material (mm); τ és la resistència a tall del material (N/mm2), coure pur τ=240N/mm2.
La força de tancament del contacte en forma d'U{0}} és P＝1,3×170×5×240/1000＝265,2 (kN) i es pot seleccionar una premsa de 350 kN o 400 kN. L'espai d'obturació del coure pur és generalment del 13% del gruix del material, i l'espai d'obturació de doble cara d'una placa de 5 mm de gruix és d'uns 0,65 mm. La velocitat d'estampació s'ajusta segons la situació de producció real per garantir l'estabilitat del procés d'estampació i la qualitat del producte [2].
3.2 Disseny de l'estructura de matriu i principi de funcionament
Els tres conjunts de matrius necessaris per a l'estampació de contactes en forma d'U-adopten una estructura de matriu de muntatge recta-, que consta d'una matriu superior i una matriu inferior. La figura 3 mostra la matriu d'estampació d'arc d'arc de R20 mm, la figura 4 mostra la matriu d'estampació d'un-forat inferior, i la figura 5 mostra la matriu d'estampació de l'osca inferior. El principi de funcionament del forat lateral, el forat de la clau i la matriu d'estampació d'arc R20 mm és el següent: poseu la peça 3 a la matriu 6 i col·loqueu-la en funció del gruix del contacte. La peça de treball 3 es col·loca sota la subjecció del bloc de límit (bloc de límit lateral 4 i bloc de parada posterior 7). La part superior de la matriu està connectada de manera fixa a la màquina d'estampació a través del mànec de la matriu 17, i la part inferior de la matriu està connectada de manera fixa a la màquina d'estampació a través del seient inferior de la matriu 1. Quan s'inicia la màquina d'estampació, la part superior de la matriu es mou cap avall i la peça de treball s'enganxa entre la placa de descàrrega 8 i el procés de perforació de la màquina de perforació 6. s'ha completat-forats passants, forats de la clau i arcs R20 mm a ambdós costats. A continuació, la premsa s'atura a la posició més baixa, el cos elàstic 11 es comprimeix a la posició màxima i, a continuació, la placa de descàrrega es mou cap avall sota la força elàstica del cos elàstic i la part superior de la matriu torna al seu estat original, completant un cicle de perforació.
Figura 3 Forat lateral, forat de la clau i matriu d'estampació d'arc R20 mm 1 seient inferior de la matriu 2 coixinets inferiors 3 peces de treball Bloc de límit de 4 costats 5 columnes de guia 6 matrius 7 tap posterior 8 placa de descàrrega 9 màniga de columna guia de posicionament 10 punxons {{12}1 màniga de punxó 12 punxons de màniga placa de fixació 14 coixinets superiors 15 seients de la matriu superior 16 punxons 17 mànecs 18 punxons 2 19-punxó 3
Figura 4 Troquel d'estampació d'un-forat inferior
Figura 5 Matriu d'estampació de l'osca inferior
Com que es tracta d'una perforació simultània de diversos-forats, la perforació es converteix en un tipus esglaonat per retardar o reduir la pressió sobre la perforació.
El disseny estructural i el principi de funcionament de la matriu d'estampació que es mostra a les figures 4 i 5 són similars als de la matriu d'estampació que es mostra a la figura 3.
El forat inferior de la matriu que es mostra a la figura 4 es col·loca segons la forma interior de la peça de contacte en forma d'U-, de manera que la ranura en forma d'U-ha de ser uniforme i la superfície inferior ha de ser llisa i plana per garantir la precisió de la mida del forat inferior i la mida de posicionament del forat després de l'estampació.
La matriu que es mostra a la figura 5 utilitza el forat inferior perforat en el procés anterior com a referència per posicionar l'osca per garantir la precisió de la mida de l'osca.
3.3 Selecció del material de matriu
Com que la matriu d'estampació ha de suportar una gran pressió, impactes i vibracions durant el funcionament, és molt probable que la matriu es faci malbé, es trenqui i es deformi a causa del desgast-a llarg termini. Per tant, a l'hora de seleccionar el material de la matriu, s'hauria de preferir l'acer Cr12Mo1V1 amb alta duresa, bona resistència al desgast i alta resistència. Com que el contingut d'elements metàl·lics com el molibdè i el vanadi a l'acer de matriu Cr12Mo1V1 és relativament elevat, i els grans estan totalment refinats i la distribució dels carburs està totalment millorada, aquest tipus d'acer té una bona resistència a la flexió i tenacitat, i té una vida útil i resistència al desgast molt elevada, que pot proporcionar una bona garantia bàsica per al llarg funcionament de l'estampació [{9}}}. IV. Verificació i anàlisi de processos
4.1 Mida del processament
Després de la verificació a la màquina, es van seleccionar aleatòriament 10 contactes en forma d'U-per mesurar la mida d'estampació i les mides mesurades estaven totes dins del rang de tolerància. La mida mitjana mesurada i la taxa de qualificació del producte es mostren a la taula 2.
Taula 2 Mida d'estampació de contactes en forma d'U-i percentatge de qualificació del producte
4.2 Comparació de bandes de tolerància
La comparació de les bandes de tolerància de mida de processament mecànic i d'estampació es mostra a la taula 3. Es pot veure que la banda de tolerància de mida després del processament mecànic mostra una gran volatilitat i inestabilitat. Aquesta inestabilitat comporta salts de gran mida. La banda de tolerància és més gran que la banda de tolerància estàndard, cosa que indica que la diferència de mida del mateix lot de peces és relativament òbvia, cosa que afectarà directament la intercanviabilitat i la precisió del muntatge de les peces durant el muntatge. La taxa de qualificació del producte és només del 66%, el que significa que el cost de processament és molt elevat. Després de l'estampació, la banda de tolerància de mida és petita, estreta, més petita que la banda de tolerància estàndard, estable en mida i alta precisió, cosa que indica que la diferència de mida de les peces del mateix lot és petita i la taxa de qualificació del producte arriba al 100%. L'alta estabilitat de la mida no només millora la intercanviabilitat dels productes, sinó que també simplifica el procés de muntatge posterior i millora l'eficiència de la producció [3].
Taula 3 Comparació de bandes de tolerància de mida entre mecanitzat i estampat (unitat: mm)
4.3 Eficiència laboral
El procés d'estampació estalvia 48 minuts de temps de processament per peça en comparació amb el procés de mecanitzat, i l'eficiència del treball s'incrementa 3 vegades, la qual cosa redueix el nombre de processos i redueix la dificultat de processament.
4.4 Beneficis econòmics
L'estampació estalvia una mitjana de 57,53 iuans per peça en comparació amb el mecanitzat, reduint molt el cost de processament i millorant la competitivitat del mercat.
V. Conclusió
Aquest document millora el procés basant-se en les característiques estructurals de la peça de contacte en forma d'U-, adopta el procés d'estampació en matriu per substituir el procés tradicional de perforació i fresat, simplifica el flux del procés i treu les conclusions següents després de la verificació del procés.
1) El procés de mecanitzat de peces de contacte en forma d'U-es canvia a un procés d'estampació, que pot millorar la precisió dimensional, millorar l'estabilitat dimensional, reduir els processos, reduir la dificultat de processament, millorar l'eficiència del processament i la qualitat del producte i reduir costos.
2) El procés d'estampació soluciona el problema que el procés de mecanitzat no pot garantir la precisió de la perforació i trenca el coll d'ampolla que no es pot garantir la posició relativa del forat de direcció tridimensional i el forat de la clau a causa de la subjecció múltiple i l'acumulació d'errors.
3) Aquest procés d'estampació es pot promoure i aplicar a la producció i processament de tots els contactes en forma d'U-de seccionadors, i també proporciona una referència important per al processament de peces en forma d'U-en altres indústries.
