Насечене при метално штамповане в автомобилната промишленост: Процес и правила за проектиране

Накратко

Зъбесто отваряне при автомобилното штамповане на метали надрязването е прецизна операция за отрязване, при която се премахва материал от външните ръбове на лента или заготовка от листов метал. За разлика от вътрешно пробиване, надрязването оформя външния контур на компонент и има решаващо значение за прогресивна форма функционалността, като „зъбците за стъпка“ контролират подаването и подравняването на лентата през пресата. Този процес позволява изработването на сложни геометрии за шасита на превозни средства, скоби и структурни усилватели, като освобождава материал, който може да бъде огънат или изтеглен без деформация.

За инженерите и специалистите по доставки овладяването на параметрите на надрязването — като режещи зазори, съотношения ширина-към-дебелина и радиуси на ъглите — е от съществено значение за предотвратяване на чести дефекти като износване на матриците, образуване на заострени ръбове и структурни пукнатини, особено при работа с модерни Напреднали високо якостни стомани (AHSS) .

Процесът на надрязване в автомобилното штамповане

В средата с висок обем на автомобилното производство, надлъжното изрязване рядко е самостоятелна операция. Обикновено се интегрира в последователна матрица , където непрекъснато навит стоманен лентов материал се подава през преса, която извършва множество операции с всеки ход. Разбирането на механиката на надлъжното изрязване е първата стъпка към оптимизиране качеството на детайлите.

Механика на рязането

На фундаментално ниво, надлъжното изрязване е процес на срязване. Правач (мъжки инструмент) принуждава листовия метал да навлезе в матрица (женски инструмент). Докато правачът докосне материала, той подлага метала на напрежение от срязване, докато не настъпи скъсване. Качеството на този ръб за рязане се определя от разстояние при рязане —зазорът между правача и матрицата 10% от дебелината на материала , макар че тази стойност варира в зависимост от якостта на опън на материала.

• Зона на срязване: Блестящата, гладка част от ръба за рязане, където правачът първоначално прониква.
• Зона на скъсване: По-граписаната, ъглова част, където метала в крайна сметка се откъсва.
• Заострен ръб: Острият ръб, оставащ по долната страна; прекомерно големи заострени ръбове обикновено сочат неправилно разстояние или затъпели инструменти.

Ключовата роля на "питч надрязването"

При прогресивни матрици питч надрязване (наричано още френско надрязване или странично надрязване) изпълнява жизненоважна логистическа функция. То изрязва определена форма по ръба на транспортьорната лента, позволявайки на механични водачи точно да позиционират лентата на всяка станция. Без прецизно питч надрязване, лентата би се разместила при движението си през матрицата, което води до фатални повреди по инструментите или неспазване на допуснатите отклонения на детайлите. Поради това станцията за надрязване е един от най-важните аспекти при проектирането на подаване на лента.

Ключови насоки за проектиране на автомобилни надрязвания

Проектирането на здрави надрязвания изисква спазване на строги инженерни ограничения. Игнорирането на тези правила често води до ранно износване на инструментите или дефектни части. По-долу са дадени съгласуваните насоки за стандартни автомобилни ламарини (от стомана и алуминий).

Златните правила за геометрията на процепите

Инженерите трябва да балансират желанието за стегната геометрия с физическите ограничения на материала и инструментите. Следните параметри са отраслови стандарти за осигуряване на възможността за производство:

Допълнителни съображения за ВМЧС

Автомобилните кариери все повече разчитат на високоякостни стомани (ВМЧС), за да намалят теглото, като запазят безопасността. Материали като дуалнофазни (DP) или мартенситни стомани се държат по-различно в сравнение с меката стомана. При пробиване на ВМЧС, ударното натоварване върху инструмента е значително по-високо. Конструкторите трябва да увеличат минималната ширина на отвора до 1,5 пъти дебелина на материала и да използват достатъчно големи ъглови радиуси, за да се предотврати разделянето на детайла по време на аварии или цикли на умора.

Предизвикателства и решения, специфични за автомобилната промишленост

Автомобилният сектор изисква производство без дефекти на високи скорости. Тази среда създава уникални предизвикателства, които стандартните фабрики често не успяват да решат.

Изтегляне на охлюви и управление на отпадъците

Когато се изреже дупка, изваденото парче метал (смукачката) трябва да бъде изхвърлено от матрицата. При високоскоростното отпечатване вакуумът, създаден от вдъхновяващия се удар, може да издърпа слива обратно на лицевата страна на штампа - явление, известно като издърпане на охлюви - Не, не, не. Ако един снаряд се приземи на лентата, следващият удар на пресата го прокарва в детайла, създавайки дефекти на "буболечка" или разбивайки рисунката.

Решения:

• Избутващи пинове: Спружни щифтове в ударната кутия, за да натискаме снаряда.
• Вакуумни маркировки: Сукционни системи под блока за изтегляне на куршумите.
• Ъгли на рязане: Изчистване на пробива на лицето с леко ъгълче, за да се намали вакуумното уплътнение.

Износване на инструменти при производство на големи обеми

Типичен автомобилен маркировъчен процес може да изисква стотици хиляди посещения на месец. Стандартните стомани за инструменти (като D2) често се разграждат твърде бързо при нанасяне на абразивни автомобилни класове. Водещите производители сега използват Стъкани от металлургична порода (PM) oR С други материали покрити с TiCN (титаниев карбонитирид), за да се удължи експлоатационният живот и да се запази качеството на ръбовете.

Свързване на проектиране и масово производство

Една от най-трудните фази в развитието на автомобилите е преходът от прототипите с малък обем към масовото производство. Прототипът често използва лазерно рязане (което не създава бръчки или напрежение), докато производството използва твърди инструменти (което въвежда напрежение на рязане). Това несъответствие може да доведе до непредвидени неизправности по време на валидирането.

За да се намали този риск, е от решаващо значение партньорството с производителите, които могат да симулират условията на производство на ранен етап. Shaoyi Metal Technology специализира в преодоляването на тази разлика, предлагайки цялостни решения за штампиране, вариращи от бързо прототипиране до производство на големи обеми. С IATF 16949 сертифицирана прецизност и капацитет за пресяване до 600 тона, те обработват критични компоненти като контролни ръце и подрамки, като гарантират, че инженерното намерение оцелява при прехода към масово производство.

Машини и инструменти: прогресивни срещу трансферирани маркировки

Изборът на технология за изработка на стъкло фундаментално променя начина, по който се извършва нанасянето на вграждане. Правилният избор зависи от сложността на частите и годишния обем.

Прогресивни матрици

При прогресивна матрица, операцията на накисване се извършва, докато частта все още е прикрепена към лентата на намотката. Вдлъбнатините определят формата на детайла стъпка по стъпка. Това е най-ефективният метод за малки и средни автомобилни части (подкрепки, клипове, конектори), тъй като дава готова част с всеки ход. Въпреки това, оформление на лентата е сложна, а използването на материали може да бъде по-ниско поради необходимостта от носителска мрежа.

Трансферни матрици

За по-големи части като корпусни панели, стълбове или кръстосани членове се предпочитат прехвърлящи маркировки. Тук на първата станция се изрязва празното парче и след това механично се прехвърля с роботизирани пръсти на следващите станции. Нетичане в прехвърляне на матрици често се използва за развити прахове създаване на сложната плоска форма, необходима за образуване на дълбоко изтеглена част без бръчки. Прехвърлянето на матрици позволява по-добро използване на материала, но работи с по-бавни скорости от прогресивните матрици.

Инженеринг за прецизност и производителност

Неточирането е нещо повече от просто рязане на метал; това е стратегическа операция, която диктува ефективността на линията за штампиране и структурната цялост на крайния компонент на превозното средство. Независимо дали оптимизирате за налягането на налягането в прогресивна стъпка или изчислявате радиуси на ъглите за AHSS скоби, успехът се крие в детайлите. Чрез спазване на доказани съотношения на проектирането и избора на подходящи партньори за инструменти, способни да се справят с изискванията за голям тонаж, автомобилните инженери могат да гарантират, че техните проекти не само могат да бъдат произведени, но и са достатъчно здрави за пътя пред тях.

Често задавани въпроси

1. да се съобрази с Каква е разликата между подрязване и издълбаване?

Въпреки че и двете са операции по рязане, разликата се крие в тяхното предназначение и геометрия. Зъбесто отваряне премахва определена форма от външния ръб на обработваното парче, често за улесняване на огъването или сглобяването. Рязане обикновено е обработка, използвана за отстраняване на излишния материал (флаш) от периметъра на изтеглена или оформена част, за да я доведе до крайните ѝ размери.

2. Да се съобразяваме. Какво определя процеса на "отпечатване" при обработка на метали?

Нецъбирането е процес на рязане, използван за отстраняване на част от материала от ръба на метален лист или лента. Извършва се с помощта на перфоратор, където режещ инструмент принуждава метала срещу ръба на матрицата, рязайки го, за да създаде профил, релеф или прозорливост за последващи формиращи стъпки.

3. Да се съобразяваме. Защо е важно съотношението ширина-дебелина при нанасяне на резби?

Съотношението ширина-дебелина е от решаващо значение за живота на инструмента. Ширината на дупката, която е по-тесна от дебелината на материала (съотношение по-малко от 1:1), налага прекомерно напрежение върху ударната част, което я кара да се отклонява или да се счупи. Придържането към минималното правило 1:1 гарантира, че инструментацията действа като режещ инструмент, а не като колона под натоварване.