TL;DR

Autoteollisten valetuista osista on leikattava pois ylimääräinen materiaali, jota kutsutaan nimellä lISÄYS tai hylke —poistetaan muodostetusta komponentista, jotta saavutetaan lopullinen mitallinen profiili. Tämä tapahtuu yleensä syväveto- vaiheen jälkeen, jolloin raaka, pitimien pitämä muoto muuttuu tarkkuusosaksi, joka on valmis asennettavaksi. Valmistajat käyttävät pääasiassa kahta menetelmää: mekaaniset leikkausmuotit suurten tuotantomäärien tehokkuuteen (käyttäen kampyörin ohjaamia tai nipin-toimintoja) ja 5-akselinen laserleikkaus prototyyppeihin, pieniin tuotantosarjoihin tai kovettuneisiin boroteräksiin. Tämän vaiheen optimointi on olennaista virheiden, kuten pystyrenkaiden ja rautajauheen, ehkäisemiseksi sekä jätteen hallinnan kannalta.

Leikkausprosessin rooli autoteollisen metallinvalun työnkulussa

Autoteollisen metallinvalun hierarkiassa leikkaus toimii määrittelevänä sillan muodon luomisen ja lopullisen viimeistelyn välillä. Ymmärtääkseen sen toimintoa on ensin tunnettava mekaniikka piirustus prosessiin. Kun tasainen (tyhjä) laatta piirretään kolmiulotteiseksi muotoon, kuten ovikannelle tai suojapenkille, ympärillä tarvitaan ylimääräistä materiaalia. Tämä aine, jota sitomiskormus pitää kiinni, ohjaa metallin virtausta muottikuopassa, jotta se ei ryppyisi ja repeäisi. Kun piirustus on valmis, tämä materiaali tunnetaan nimellä lISÄYS tai hylke ja ei enää palvele mitään muuta tarkoitusta.

Leikkaamalla tämä ylimäärä poistetaan, jotta osa-alueen muoto paljastuu. Se on harvoin itsenäinen prosessi, vaan sen sijaan se on integroitu laajempaan prosessiin. siirto-muotti tai edistynyt kuumapaineisto seuraavuus. Työkulku on tyypillisesti seuraava:

1. Leikkaus: Leikkaamme alkuperäisen laatikon.
2. Vedontyo: Monimutkaisen 3D-geometrian muodostaminen (lisäyksen luominen).
3. Kärpäys: Lisäyksen tarkka poistaminen.
4. Sähkölaitteet: Pitoiset tai läpimurtamat aukot kokoonpanolle.

Laitteiden tarkkuus on ensiarvoisen tärkeää. Jopa muutaman mikronin poikkeama voi vaikuttaa seuraaviin toimintoihin kuten reunustus tai taivutus , jossa reuna taitetaan sisään, jotta saadaan turvallinen ja sileä pinta osiin, kuten konepelloille ja oville. Insinöörien näkökulmasta leikkausmenetelmän valinta määrittää paitsi osan toleranssin, myös työkalukustannukset ja tuotannon skaalautuvuuden.

Menetelmä 1: Mekaaninen muottileikkaus (suurten sarjojen standardi)

Suurten sarjojen tuotantoon – yli 100 000 yksikköä vuodessa – mekaaninen leikkaus on alan standardi. Tässä menetelmässä käytetään kovasta työkaluteräksestä tai karbidista valmistettuja kovia työkaluja, joilla metalli leikataan yhdellä puristusiskulla. Leikkaustoiminnossa liikkuva nokin työntää metallin kiinteän vastapainin ohi, jolloin materiaali murtuu tarkasti määritellyssä ilmasuhdessa.

Insinöörit valitsevat yleensä kahden mekaanisen vaihtoehdon välillä osan geometrian ja reunan laatuvaatimusten perusteella:

• Puristusleikkaus: Tätä menetelmää käytetään usein vedettyihin koteloihin tai kupinmuotoisiin osiin. Leikkaus suoritetaan "puristamalla" materiaali vasten pystysuoraa seinämää. Vaikka tämä on kustannustehokasta ja helpompaa huoltaa, puristeleikkaus voi jättää pienen askelmalinjan tai ohentumisen leikkausviivalle, mikä ei ehkä ole hyväksyttävää luokan A ulkopinnoille.
• Shimmy (Cam) -leikkaus: Korkean tarkkuuden automobiliosia varten cam-ohjattua leikkausta suositaan. Tässä tapauksessa kuljetinlohkot muuntavat pressun pystysuoran liikkeen vaakasuoraksi tai vinottaiseksi leikkausliikkeeksi. Tämä mahdollistaa vaivann poistamisen monimutkaisilta, kaarevilta reunoilta kohtisuoraan metallipinnan nähden, jolloin saavutetaan puhtaampi reuna vähemmällä virran muodostumisella. Mukaan Valmistaja , saavuttamalla oikea leikkausvälit — tyypillisesti 10 % materiaalin paksuudesta — on kriittistä työkalun ennenaikaisen kulumisen estämiseksi.

Edut: Ylivoimaiset sykliajat (sekuntia kohden osaa); erittäin johdonmukaiset mitat; alhaisempi muuttuva kustannus yksikköä kohden.
Haitat: Työkaluihin liittyvät suuret pääomakustannukset (CapEx); kalliita ja hitaita muuttaa, jos suunnitelmia muutetaan.

Menetelmä 2: 5-akselinen laserleikkaus (joustavuus & prototyypitys)

Kun autoteollisuuden suunnittelu siirtyy kohti korkean lujuuden omaavia kevytmateriaaleja, mekaanisella leikkauksella on rajoituksensa. Erittäin korkealujuisten terästen (UHSS) ja kuumamuovattujen boroteräsosien leikkaus perinteisillä työkaluilla ei usein ole taloudellista, koska ne aiheuttavat nopean työkaluvaurion. Tähän astuu 5-akselinen laserleikkaus .

Laserleikkaus käyttää keskittynyttä valonsädettä materiaalin sulattamiseen ja katkaisemiseen. Moniakselinen robottikäsivarsi ohjaa leikkuupäätä monimutkaisten 3D-muotojen ympäri ilman fyysistä kosketusta. Tämä menetelmä poistaa tarpeen koville työkaluille, mikä mahdollistaa teknisten muutosten (ECO) välittömän toteuttamisen ainoastaan CNC-ohjelman päivittämällä.

Tämä teknologia on ratkaisevan tärkeä kahdessa erityistilanteessa:

1. Nopea prototyyppi: Ennen kalliiden kovien työkalujen valmistamista insinöörit käyttävät laserleikkausta osien geometrian ja asennuksen varmennukseen.
2. Lämpömerkintä: Turvallisuuskriittisiin osiin, kuten korkeassa lämpötilassa muotoiltuihin B-pilareihin, materiaali kovettuu välittömästi. Laserleikkaus on ainoa käypä vaihtoehto näiden kovettuneiden komponenttien leikkaamiseksi särkymättä perinteisiä leikkurikuoria.

Vaikka laserleikkaus tarjoaa nollatyökalukustannukset, sillä on merkittävästi korkeammat käyttökustannukset (OpEx) hitaampien sykliaikojen vuoksi. Mekaaninen pressi saattaa leikata siiven 4 sekunnissa; laserilla kestää noin 90 sekuntia. Kuitenkin valmistajille, jotka yhdistävät prototyypin ja tuotannon välistä kuilua, tämä joustavuus on korvaamatonta. Kumppanit kuten Shaoyi Metal Technology hyödyntävät tätä kaksoisluonnetta tarjoten ratkaisuja, jotka skaalautuvat 50 kappaleen prototyyppieristä (joustavalla leikkauksella) miljooniin IATF 16949 -sidososapuolien massatuotantokappaleisiin 600 tonnin pressilinjoilla.

Yleiset leikkausvirheet ja ongelmanratkaisu

Reunavirheiden torjunta hallitsee laadunvalvontaa leikkaamisvaiheessa. Jo pienet virheet voivat johtaa asennusvirheisiin tai vaaratilanteisiin linjan työntekijöille. Ongelmanratkaisu keskittyy yleensä kolmeen pääasialliseen syyhyn: piikit, rautajauhot ja vääristymät.

1. Piikit ja vieroutuminen

A keraaminen on terävä, kohoava reuna, kun taas pyöristyneet reunat on pyöristynyt reuna vastakkaisella puolella. Nämä ovat luonnollisia seurauksia leikkauksesta, mutta niiden on oltava sallituissa toleransseissa. Liiallinen piikkikorkeus johtuu lähes aina epäasianmukaisesta leikkausvälityksestä . Jos väli lyöjän ja kuorman välillä on liian suuri, metalli repii pikemminkin kuin leikkaa, mikä aiheuttaa suuria piikkejä. Jos väli on liian pieni, työkalut kuluvat ennenaikaisesti. Säännöllinen terävöinti ja shimien säätö ovat tavanomainen korjaustoimenpide.

2. Rautajauhot (pienet metallilevyt)

Irtopalkot tai "pienet metallilevyt" voivat irrota leikkauksen aikana ja pudota kuormaan. Jos nämä jauhot putoavat seuraavaan osaan muovausvaiheen aikana, ne aiheuttavat ihomuodostumia tai painumia pinnalle – katastrofi esteettisissä Class-A-paneelit . Ratkaisuihin kuuluu tyhjiöimuriroskien poistajien sisällyttäminen muottisuunnitteluun ja leikkuuterästen terävyyden varmistaminen, jotta estetään materiaalin hajoaminen.

3. Vääntymä ja kimpoaminen

Vetotyön jännityksen vapauttaminen leikkauksen aikana voi aiheuttaa metallin kimpoamisen tai vääntymisen, mikä johtaa mittojen tarkkuuden menetykseen. Tämä on erityisen yleistä korkean lujuuden teräksissä. Tämän korjaamiseksi insinöörit käyttävät painepadit pitääkseen osan tiukasti paikoillaan leikkauksen aikana, ja leikkausviiva voidaan suunnitella tarkoituksella hieman "virheelliseksi" lasketun määrän verran kompensoimaan kimpoamisilmiötä.

Roskan hallinta ja prosessitalous

Leikkauksen liiketoimintanäkökohta keskittyy roskahallintaan . Koska leikattu materiaali on roskaksi, se edustaa kadotettua arvoa. Kuitenkin älykäs prosessisuunnittelu voi minimoida tappion. Leikkaussuunnittelu ohjelmisto, jota käytetään tyhjentämisvaiheessa järjestämään osan kiertokulkuviivasta siten, että lisätyöt vähenevät mahdollisimman vähän ja myöhemmin leikattavan materiaalin määrä pienenee tehokkaasti.

Myös romun fyysinen poistaminen on logistinen haaste. Kiihkeissä progressiivisissa kuorissa romupäästöjen ja ravistokäyttöisten kuljettajien on poistettava tehokkaasti eläinperäiset eläinperäiset osat, jotta vältetään "kaksoiskutukset", joissa romut tukkivat kuoretta aiheuttaen katastrofaalisia työkaluvaurioita. Tammistettujen autoosien osalta korjauskuoren hinta ei usein ole pelkästään osan laadun, vaan myös romukukoneen luotettavuuden perusteella perusteltu, mikä takaa keskeytyksettömän käyttöajan.

Johtopäätös

Reunustus on enemmän kuin vain leikkausoperaatio; se on ratkaiseva hetki, jolloin metallilevy muuttuu tarkasti mitoitetuksi auton osaksi. Käytettiinpä suoraa voimaa ja nopeutta mekaanisissa reunustyökaluissa suurten sarjojen kappaleisiin tai kirurgista tarkkuutta 5-akselisissa lasereissa kovettujen turvarakenteiden kanssa, tavoite pysyy samana: siisti, kiilaton reuna tiukkojen toleranssien sisällä. Kun autoteollisuuden materiaalit kehittyvät kohti kovempia ja kevyempiä seoksia, reunustusteknologiat kehittyvät yhä eteenpäin, yhdistäen perinteisiä mekaanisia periaatteita nykyaikaisen digitaalisen joustavuuden kanssa.

Usein kysytyt kysymykset

1. Säännöt Mitkä ovat leimausmenetelmän seitsemän vaihetta?

Vaikka vaihteluita esiintyy, standardi 7-vaiheinen syvävetoprosessi sisältää yleensä: Leikkaus (alkumuodon leikkaus), Avaus (reikien punchaus), Piirustus (kolmiulotteisen muodon muodostus), Kääntyminen (kulmien luominen), Ilman taivutus (muotoutuminen ilman pohjautumista), Bottoming/coining (tarkkuutta ja lujuutta varten), ja lopuksi Pinch trimming (muodostetusta kappaleesta ylimääräisen materiaalin poistaminen).

2. Mikä on ero leikkaamisen ja reunustuksen välillä?

Leikkaus on yleinen termi metallin leikkaamiselle suoraviivaisesti, ja sitä käytetään usein alussa tyhjäksi leikkaamiseen kelasta. Trimmaus on tietty leikkausoperaatio, joka suoritetaan 3D-muotoillulle osalle poistamaan epäsäännölliset reunat (lisämateriaali) ja saavuttamaan lopullinen kehän profiili. Leikkaus vaatii yleensä monimutkaisia, muotoiltuja muotteja suorien terien sijaan.

3. Miksi "lisämateriaalia" tarvitaan, jos se vain leikataan pois?

The lISÄYS toimii kahvana paineenrenkaan otteessa vetovaiheessa. Ilman tätä ylimääräistä materiaalia metalli virtaisi hallitsemattomasti muottikuppiin, mikä johtaisi vakaviin ryppyihin, repeämiin ja ohentumiseen. Lisämateriaali varmistaa, että metalli venyy tasaisesti nokiin, uhrautuen osaltaan lopullisen osan laadun takaamiseksi.