SHRNUTÍ

Oříznutí výlisků automobilových dílů je kritickou sekundární operací, při které je odstravena nadbytečná hmota – tzv. pŘÍLOHA nebo odpad – z tvářené součásti, aby byl dosažen její konečný rozměrový profil. Tato operace obvykle následuje po fázi hlubokého tažení a přeměňuje hrubý tvar držený přidržovačem na přesný díl připravený pro montáž. Výrobci primárně využívají dva způsoby: mechanické ořezávací nástroje pro vysokovýrobní efektivitu (použitím vačkových mechanismů nebo upínacích akcí) a 5osé laserové řezání pro prototypy, nízké objemy nebo tvrdé oceli z boru. Optimalizace tohoto kroku je nezbytná pro prevenci vad jako jsou otřepy nebo železné třísky při současném řízení nákladů na odpad.

Role oříznutí ve výrobním procesu tváření automobilových dílů

V rámci hierarchie tváření kovových automobilových dílů oříznutí představuje rozhodující most mezi tvorbou tvaru a konečným dokončením. Pro pochopení jeho funkce je nejprve nutné rozpoznat mechaniku črtání proces. Když je plochý plech (polotovar) tažen do tvaru 3D—například do tváře dveřního panelu nebo blatníku—je po obvodu vyžadován dodatečný materiál. Tento materiál, který je držen upínacím kroužkem, řídí tok kovu do dutiny nástroje, aby se předešlo vrásám a trhlinám. Jakmile je tažení dokončeno, tento držený materiál je znám jako pŘÍLOHA nebo odpad a dále nenaplňuje žádnou funkci.

Odřezávání odstraňuje tento nadbytečný materiál, čímž se odhalí konečný tvar dílu. Sotva kdy jde o samostatný proces; spíše je začleněn do širší přenosová matrice nebo postupná matice série operací. Typicky postupuje pracovní postup následovně:

1. Stříhání: Řezání počátečního rozmístění plechu.
2. Tahání: Tváření složité geometrie 3D (vytvoření přídavku).
3. Ozdobení: Přesné odstranění přídavku.
4. Ohýbání límců/vrtání: Ohýbání záseků nebo vrtání otvorů pro montáž.

Přesnost řezné linky je naprosto zásadní. Odchylka pouhých několika mikronů může ovlivnit následné operace, jako jsou ohýbání nebo zahnutí okraje , kde je okraj ohnut tak, aby vytvořil bezpečný, hladký povrch na dílech jako jsou kapoty a dveře. Pro inženýry volba metody ořezávání určuje nejen toleranci dílu, ale také rozsah nástrojových nákladů a škálovatelnost výroby.

Metoda 1: Mechanické ořezávání pomocí razníku (standard pro vysoké objemy)

Pro hromadnou výrobu – série přesahující 100 000 kusů ročně – je mechanické ořezávání průmyslovým standardem. Tato metoda využívá tvrdé nástroje vyrobené z tvrdokovové oceli nebo karbidu, které kov odděří jediným zdvihem lisu. Mechanika procesu spočívá v řezném účinku, kdy pohyblivý razník tlačí kov přes pevný razníkový čep, čímž dojde k lomu materiálu v rámci kontrolované mezery.

Inženýři obecně volí mezi dvěma mechanickými přístupy na základě geometrie dílu a požadavků na kvalitu okraje:

• Ořezávání stlačením: Tato metoda se často používá pro tažené skořepiny nebo díly ve tvaru kelímku. Ořezávání probíhá "stlačením" materiálu proti svislé stěně. Ačkoli je tato metoda nákladově efektivní a jednodušší na údržbu, může na ořezu zanechat mírný schod nebo zeslabení materiálu, což nemusí být přijatelné u povrchů třídy A.
• Ořezávání pomocí kývavého (kulisového) mechanismu: U vysoce přesných automobilových komponent je upřednostňováno ořezávání poháněné kulisou. V tomto případě převádějí řídící bloky svislý pohyb lisu na vodorovné nebo šikmé řezné zdvihy. To umožňuje formě ořezávat složité, tvarované okraje kolmo k povrchu kovu, čímž vzniká čistší řez s minimálními otřepy. Podle Výrobce , je dosažení správné řezné mezery – obvykle 10 % tloušťky materiálu – rozhodující pro zabránění předčasnému opotřebení nástroje.

Výhody: Neporovnatelné časy cyklu (sekundy na díl); extrémně konzistentní rozměry; nižší variabilní náklady na kus.
Nevýhody: Vysoké kapitálové výdaje (CapEx) na nástroje; pokud dojde ke změně návrhu, je úprava drahá a pomalá.

Metoda 2: 5osé laserové ostříhávání (pružnost a prototypování)

Jak se automobilové návrhy posouvají směrem k vysoce pevným, lehkým materiálům, mechanické ostříhávání se potýká s omezeními. Materiály z ultravysokopevné oceli (UHSS) a díly z borové oceli tvářené za teplem jsou často příliš tvrdé na ekonomické ostříhání tradičními razicími nástroji, protože by docházelo k rychlému poškození nástrojů. Zde přichází 5osé laserové ostříhávání .

Laserové ostříhávání využívá soustředěný svazek světla k roztavení a oddělení materiálu. Víceosý robotický rameno řídí řezací hlavu kolem složitých 3D tvarů bez fyzického kontaktu. Tato metoda eliminuje potřebu tvrdých nástrojů, což umožňuje okamžitou implementaci technických změn (ECO) pouhým aktualizováním CNC programu.

Tato technologie je klíčová pro dva konkrétní případy:

1. Rychlé prototypování: Než jsou realizovány nákladné tvrdé razicí nástroje, inženýři používají laserové ostříhávání k ověření geometrie dílu a jeho přesného přiléhání.
2. Termočerpadlo: U bezpečnostně kritických dílů, jako jsou sloupky B tvarované za vysokých teplot, materiál okamžitě ztvrdne. Laserové řezání je jedinou vhodnou možností, jak tyto ztvrdlé komponenty oddělit, aniž by došlo k rozbití běžných nástrojů pro ořezávání.

Ačkoli laserové řezání nepřináší náklady na nástroje, má výrazně vyšší provozní náklady (OpEx) kvůli pomalejším pracovním cyklům. Mechanický lis může oříznout blatník za 4 sekundy; laser může potřebovat až 90 sekund. Pro výrobce, kteří překonávají propast mezi prototypem a výrobou, je tato flexibilita neocenitelná. Partneři jako Shaoyi Metal Technology využívají tuto dvojici možností a nabízejí řešení škálovatelná od 50ks sérií pro prototypy (pomocí flexibilního řezání) až po miliony dílů sériové výroby certifikované podle IATF 16949 pomocí lisek o síle 600 tun.

Běžné vady při ořezávání a jejich odstraňování

Kontrola kvality při stříhání je ovlivněna bojem proti vadám na hranách. I drobné nedokonalosti mohou vést ke závadám při montáži nebo k bezpečnostním rizikům pro pracovníky výrobní linky. Řešení problémů se obvykle zaměřuje na tři hlavní příčiny: otřepy, železné třísky a deformace.

1. Otřepy a zaoblené hrany

A kulaté nože je ostrá, zvednutá hrana, zatímco zakulacené okraje je zaoblená hrana na opačné straně. Tyto jsou přirozeným vedlejším produktem stříhání, ale musí být udržovány v rámci tolerance. Nadměrná výška otřepu je téměř vždy způsobena nesprávným řezným vůlí . Pokud je mezera mezi razníkem a matricí příliš velká, kov se trhá namísto toho, aby byl stříhán, což vytváří velké otřepy. Pokud je mezera příliš malá, nástroje se předčasně opotřebí. Běžným řešením jsou pravidelné broušení a úpravy vložek.

2. Železné třísky (štěpiny)

Uvolněné částice kovu, tzv. "štěpiny", se mohou uvolnit během stříhání a spadnout do formy. Pokud tyto třísky padnou na další díl během tvářecí operace, vzniknou na povrchu pupínky nebo vrypy – katastrofa pro estetické Panely třídy A . Řešení zahrnují začlenění vysavačů odpadu do návrhu nástroje a zajištění ostrých okrajů dělicích nástrojů, aby se zabránilo drobení materiálu.

3. Deformace a pružná zpětná výchylka

Uvolnění napětí v tažené součásti během dělení může způsobit pružný návrat nebo zkroucení kovu, čímž ztrácí rozměrovou přesnost. To je obzvláště časté u ocelí s vysokou pevností. Proti tomu inženýři používají tlakové podložky k pevnému uchycení součásti během řezu a mohou navrhnout dělicí linku záměrně „mimo“ o vypočtenou hodnotu, aby kompenzovali efekt pružné zpětné výchylky.

Správa odpadu a ekonomika procesu

Obchodní stránka dělení se otáčí kolem správy odpadu . Protože odstraněný materiál je odpad, představuje ztracenou hodnotu. Inteligentní návrh procesu však může tuto ztrátu minimalizovat. Rozvrhování software se používá během fáze stříhání k uspořádání dílů na pásku cívky tak, aby se minimalizoval přídavek potřebný pro nástroj, čímž se efektivně snižuje množství materiálu, který je později třeba odřezat.

Fyzické odstranění odpadu je také logistickou výzvou. U rychloběžných postupových nástrojů musí odpadové žlaby a třesoucí dopravníky efektivně odvádět odpad, aby nedošlo ke „zdvojeným úderům“ – kdy odpad blokuje nástroj, což může způsobit katastrofální poškození nástroje. U lisovaných automobilových dílů se náklady na dělicí nástroj často ospravedlňují nejen kvalitou dílu, ale i spolehlivostí systému odhozu odpadu, který zajišťuje nepřetržitý provoz.

Závěr

Zařezávání je více než jen operace řezání; jedná se o rozhodující okamžik, kdy se z plechu stává rozměrově přesná automobilová součást. Ať už se používají mechanické zařezávací nástroje s vysokou silou a rychlostí pro vysokonákladní karosářské díly, nebo chirurgicky přesné 5osé lasery pro kalené bezpečnostní konstrukce, cíl zůstává stejný: čistý, bezotřepkový řez v přísných tolerancích. Jak se automobilové materiály vyvíjejí směrem k tvrdším a lehčím slitinám, technologie zařezávání se dále vyvíjejí, čímž kombinují tradiční mechanické principy s moderní digitální flexibilitou.

Nejčastější dotazy

1. Jakých 7 kroků zahrnuje metoda plochého kování?

Ačkoli existují různé varianty, standardní 7krokový proces tváření obvykle zahrnuje: Vyřezávání (vyřezávání počátečního tvaru), Proklouvání (punchování otvorů), Črtání (tváření 3D tvaru) Ohýbání (vytváření úhlů), Vzdušné ohýbání (tváření bez dosednutí na dno), Bottoming/coining (tváření pro přesnost a pevnost) a nakonec Odstřižení okrajů (odstranění přebytečného materiálu z tvarované součásti).

2. Jaký je rozdíl mezi stříháním a zařezáváním?

Stříhání je široký pojem pro řezání kovu podél přímé čáry, často používaný k vytvoření počátečního polotovaru z cívky. Ořezávání je specifický typ stříhání prováděný na 3D tvarované součásti, při kterém se odstraňují nerovné okraje (přídavek) a dosahuje se konečný profil obvodu. Stříhání obvykle vyžaduje složité, tvarované nástroje namísto rovných břitů.

3. Proč je potřeba materiál "přídavku", když je nakonec odstřižen?

The pŘÍLOHA slouží jako úchop pro upínací prsten během procesu tažení. Bez tohoto dodatečného materiálu by kov nekontrolovatelně pronikal do dutiny matrice, což by vedlo ke vzniku vážných vrás, trhlin a zeslabení materiálu. Přídavek zajišťuje rovnoměrné protažení kovu přes razník, obětováním sebe sama za účelem zajištění kvality konečné součástky.