SHRNUTÍ

Stříhání a výstřih jsou oba rychlé stříhací procesy, které k řezání plechu používají razník a matrici. Zásadní rozdíl spočívá v požadovaném produktu. U operace vyřezávací matice je vyražený díl požadovanou součástí, označovanou jako „polotovar“. Naopak u operace průbojný nástroj je materiál vyražený jako odpad („šrot“) a zbývající plech s nově vytvořeným otvorem je požadovaným dílem.

Základní stříhací proces: Jak fungují stříhání a výstřih

V podstatě jde o mechanické stříhací operace, při kterých se kus kovu odděluje od většího listu nebo pásu. Tento proces závisí na interakci mezi dělovou hlavou (mužská součást) a formou (ženská součást). Když se stiskne lis, pohání dělovou hlavu skrz materiál do otvoru formy a vytváří obrovskou smykovou sílu, která kov stříhá. Tato základní akce je pro oba procesy totožná a probíhá ve třech různých fázích.

Podle podrobné analýzy stříhacího cyklu je první fáze plastové deformace když dělová hlava zasáhne materiál, vyvíjí sílu, která překračuje elastickou mez kovu, čímž způsobuje jeho trvalou deformaci. Materiál se prohýbá do otvoru formy a vytváří zaoblený okraj známý jako „zaoblení formy“. Toto počáteční stlačení je charakteristickým rysem všech lisovaných dílů. Kvalita a velikost tohoto zaoblení formy jsou často ukazateli stavu nástroje a parametrů procesu.

Druhá fáze je proniknutí , což je skutečná fáze stříhání. Jak pokračuje lis ve zdvihu, je razník nucen hlouběji do materiálu. Řezné hrany razníku a matrice začínají kov stříhat, čímž vzniká hladký, lesklý pás na řezné hraně jak odpadu, tak základního materiálu. Za ideálních podmínek bude tento proříznutý pás tvořit přibližně jednu třetinu tloušťky materiálu. Tato fáze vyžaduje obrovskou sílu a zde je nejdůležitější přesnost součástí matrice.

Nakonec proces končí s zlom fáze. Pokračující tlak razníku způsobuje koncentraci napětí, která vede k trhlinám. Trhliny se šíří jak od strany razníku, tak od strany matrice materiálu, dokud se nespojí a nedokončí tak oddělení. Tato trhlina vytváří část „zlomu“ řezné hrany a může zanechat malou drsnou hranu známou jako „otřep“ (burr). I když je fyzikální podstata stejná, určuje zamýšlené použití střihové matrice oproti průrazné matrici, která strana tohoto řezu se stane konečným výrobkem.

Základní rozdíl: Výlisek vs. odpad

Hlavním a nejdůležitějším rozdílem mezi střihovou a průraznou maticí je jejich účel – konkrétně to, která část narezaného materiálu je považována za výrobek a která je vyřazena jako odpad. Střihování vytváří vnější prvky součásti, zatímco průraz vytváří její vnitřní prvky. Tento zásadní rozdíl v účelu určuje konstrukci nástroje a zaměření kontroly kvality.

V vyřezávání při této operaci je díl vyražený z výchozího materiálu požadovaným výrobkem. Okolní materiál, označovaný jako odpadní pás nebo kostra, je zahozen. Celý proces je navržen tak, aby zajistil rozměrovou přesnost a kvalitu okrajů vyraženého „polotovaru“. Například výroba mincí, podložek nebo rovinných předloh ozubených kol jsou všechny operace stříhání, protože malý oddělený díl je konečným produktem.

Naopak proklouvání tato operace se provádí za účelem vytvoření otvoru nebo otevření ve výrobku. V tomto případě je materiál, který je vyražen – tzv. šrot – považován za odpad. Větší plech nebo díl, nyní s přesně umístěným otvorem, je požadovaným produktem. Vytváření šroubových otvorů v počítačové skříni, ventilačních otvorů v pouzdru nebo lokalizačních otvorů v držáku jsou příklady protlačování. Zde je důraz kladen na přesnost rozměru, tvaru a polohy otvoru.

Tento rozdíl má přímý dopad na návrh nástroje. U střihací matrice určují rozměry otvoru v matici konečnou velikost výstřižku. U děrovací matrice určují rozměry pístu konečnou velikost otvoru. Tento jemný, avšak zásadní rozdíl napovídá nástrojáři, kde aplikovat výrobní tolerance – buď na píst, nebo na matici – aby dosáhl požadované přesnosti dílu. Pokud potřebujete vyříznutý kus, použijete střihání. Pokud potřebujete otvor v větším dílu, použijete děrování.

Návrh matrice a vůle: Technické detaily

Kromě základního účelu je technický návrh raznice, zejména střihová mezera, kritickým faktorem, který odlišuje vysoce kvalitní operace. Střihová mezera je definována jako vzdálenost mezi řeznou hranou razníku a odpovídající řeznou hranou raznice. Správná mezera je nezbytná pro kvalitu hotové součásti i pro životnost nástroje samotného. Volba této mezery závisí na typu materiálu, tloušťce a požadovaných vlastnostech hrany.

Nesprávná vůle vede k předvídatelným vadám. Pokud je mezera nadměrná, materiál se vtahuje do otvoru v matici dříve, než dojde k stříhání, což má za následek velký, zaoblený okraj matrice a výrazný otřep. Stříhací plocha se stává velmi malou a kvalita hrany dílu je špatná. Pokud je mezera nedostatečná, vzniká nadměrné namáhání jak materiálu, tak nástrojů. To může způsobit sekundární střih (druhou lesklou plochu na lomové ploše), vyžaduje mnohem vyšší stříhací sílu a vede k rychlému opotřebení řezných hran trnu a matrice.

Optimální vůle představuje rovnováhu mezi kvalitou hrany a životností nástroje. Obecné pokyny pro ocel jsou často vyjádřeny jako procento tloušťky materiálu na jednu stranu:

• Přesné tváření: Pro vysokokvalitní stříhané povrchy s minimálními otřepy je vůle obvykle malá, kolem 5 % tloušťky materiálu.
• Klasické stříhání: Za účelem prodloužení životnosti matrice a snížení stříhací síly je vůle mírně větší, často 8 %–10 % tloušťky materiálu.

Dosahování těchto přesných tolerance při výrobě nástrojů vyžaduje významné odborné znalosti. Přední výrobci speciálních nástrojů, jako je Shaoyi (Ningbo) Metal Technology Co., Ltd. , se specializují na výrobu vysoce přesných lisy na automobilové díly, kde je řízení těchto parametrů nezbytné pro výrobu milionů komponent s konzistentní kvalitou. Další klíčovou konstrukční vlastností je úhlová mezera, mírný kužel na otvoru v dies, který umožňuje polotovaru nebo odpadu projít bez zaseknutí a uvolňuje vnitřní tlak po provedení řezu.

Průmyslový kontext: Vysvětlení procesů blanking, piercing a punching

V průmyslovém prostředí jsou termíny „piercing“ a „punching“ často používány zaměnitelně, což může způsobit zmatek. Zatímco blanking je samostatný proces, punching představuje širší kategorii, která funkčně překrývá piercing. Porozumění tomuto jemnému rozdílu je klíčové pro jasnou komunikaci ve výrobním prostředí.

Děrování je obecný termín pro proces, který pomocí razníku a matrice vytváří prvky do plechu. V nejběžnějším technickém významu však termín razení označuje operaci, při níž odstraněný materiál představuje odpad. Podle tohoto definování je funkčně razení identické s prorážením. Obě operace vytvářejí díry, drážky či jiné vnitřní prvky na obrobku, přičemž odpadající kus (tzv. šrot) je zahozen.

Klíč spočívá v tom, vždy uvážit účel. Jednoduchá analogie pomůže vztah objasnit: pokud použijete běžný kancelářský děrovač na list papíru, abyste jej vložil do desek, právě proklouvání nebo děrování díry; papír je výrobek a malé kroužky z papíru jsou odpad. Pokud byste tyto malé kroužky shromažďovali k použití jako konfety, právě vyřezávání konfety; kroužky jsou výrobek a list papíru je odpad.

Shrnutí vztahu:

• Stříhání: Vyražený materiál je požadovaným produktem.
• Prostřihování: Materiál, který zůstává po vyražení díry, je požadovaným produktem.
• Razení: Obecný termín, který se často používá jako synonymum pro výstřih, kde je cílem vytvořit otvor a odstraněný materiál je odpad.

Proto při diskuzi o tvářecí operaci z tenkého plechu je nezbytné upřesnit, která část materiálu je konečným výrobkem. To zajišťuje správný návrh razníku a jasnou představu o cíli procesu pro všechny zapojené, od inženýra po nástrojáře.

Nejčastější dotazy

1. Jaký je rozdíl mezi výstřihem a vystřihováním?

Základní rozdíl spočívá v požadovaném výstupu. Při vystřihování je vystřižený dílek z plechu konečným výrobkem, který slouží k vytvoření vnějších tvarů součásti. Při výstřihu je odstraněný materiál odpadem a cílem je vytvořit vnitřní otvor nebo tvar ve zbývajícím plechu.

2. Co je vystřihovací razník?

Střihací nástroj je specializovaný nástroj pro zpracování kovů, který se skládá z razníku a matrice. Používá se ve stříhacím lisu ke stříhání plochých dílů ze základního materiálu. Charakteristickým rysem je, že matrice ve spojení s razníkem je navržena tak, aby vytvořila přesný tvar (tzv. 'střižný obrys'), který bude sloužit jako konečný díl.

3. Jaká je vůle mezi razníkem a maticí při stříhání a průrazu?

Vůle mezi razníkem a maticí je mezera mezi řeznými hranami razníku a matrice. Optimální vůle se liší podle tloušťky materiálu a požadované kvality. U přesných prací s minimálními otřepy činí vůle obvykle přibližně 5 % tloušťky materiálu na jednu stranu. U běžných operací, kde má přednost prodloužení životnosti nástroje, je běžná větší vůle 8 %–10 %.

4. Jaký je rozdíl mezi stříháním a razení?

Zatímco stříhání vytváří použitelnou součást z materiálu, který je vyříznut, razení se obecně používá jako synonymum pro prorážení. U operace razení jde o vytvoření otvoru v polotovaru, přičemž odstraněný materiál je považován za odpad. Klíčové rozlišení spočívá vždy v tom, zda je požadovaným výrobkem vyražená část nebo zbývající plech.