Entallado en Estampado de Metais Automotrices: Proceso e Normas de Deseño

RESUMO

Recorte na estampación de metal automobilística é unha operación precisa de corte utilizada para eliminar material das beiras exteriores dunha tira de chapa metálica ou peza en branco. Ao contrario que no punzonado interno, a entalladura crea o perfil externo dun compoñente e é fundamental para matriz progresiva a funcionalidade, onde as "entallas de paso" controlan a alimentación e alixeiramento da tira a través da prensa. Este proceso permite a formación de xeometrías complexas para chasis de vehículos, soportes e reforzos estruturais ao liberar material para ser dobrado ou estirado sen deformación.

Para enxeñeiros e profesionais de adquisicións, dominar os parámetros de entalladura—como folgas de corte, relacións ancho-espesor e raios de esquina—é esencial para previr defectos comúns como desgaste do troquel, rebarbas e fisuración estrutural, especialmente ao traballar con materiais modernos Aços de Alta Resistencia Avanzados (AHSS) .

O Proceso de Entalladura na Estampación Automobilística

No entorno de produción en gran volume da fabricación automobilística, o recorte rara vez é unha operación independente. Xeralmente está integrado nunha secuencia de troquel progresivo , onde se alimenta unha bobina continua de acero a través dunha prensa que realiza múltiples operacións en cada golpe. Comprender a mecánica do recorte é o primeiro paso para optimizar a calidade das pezas.

Mecánica do cizallamento

A nivel fundamental, o recorte é un proceso de cizallamento. Un punzón (a ferramenta macho) forza a chapa metálica dentro dunha matriz (a ferramenta femia). Cando o punzón contacta co material, somete o metal a tensións de cizallamento ata que se produce a fractura. A calidade deste bordo cortado defínese pola espazo de corte inadecuado folga — o espazo entre o punzón e a matriz 10% do grosor do material , aínda que isto varía segundo a resistencia á tracción do material.

• Zona de cizallamento: A parte brillante e lisa do bordo cortado onde o punzón penetra inicialmente.
• Zona de fractura: A parte máis áspera e en ángulo onde o metal finalmente se rompe.
• Rebarba: O bordo afiado que queda no canto inferior; as rebarbas excesivas indican xeralmente unha folga incorrecta ou ferramentas embotadas.

O Papel Clave da "Ranhura de Avance"

Nos punzones progresivos, o ranhura de avance (tamén chamada ranura francesa ou ranura lateral) desempeña unha función logística vital. Esta corta unha forma específica no bordo da faiada para permitir que os guías mecánicos localicen con precisión a faiada en cada estación. Sen ranhuras de avance precisas, a faiada desalinearíase ao pasar a través do troquel, provocando colisións catastróficas das ferramentas ou pezas fora de tolerancia. Isto converte a estación de ranurado nun dos aspectos máis importantes do deseño de distribución da faiada.

Directrices Críticas de Deseño para Ranhuras Automotrices

Deseñar ranhuras resistentes require o cumprimento de restricións de enxeñaría estritas. Ignorar estas regras adoita levar a fallas prematuras das ferramentas ou pezas defectuosas. A continuación indícanse as directrices consensuadas para metais laminados estándar automotrices (acerou e aluminio).

As regras de ouro da xeometría de entallas

Os enxeñeiros deben equilibrar o desexo dunha xeometría axustada cos límites físicos do material e das ferramentas. Os seguintes parámetros son normas do sector para garantir a fabricabilidade:

Consideracións avanzadas para os AHSS

Os corpos dos automóbiles dependen cada vez máis dos aceros avanzados de alta resistencia (AHSS) para reducir o peso mantendo a seguridade. Materiais como os aceros de fase dual (DP) ou os aceros martensíticos compórtanse de forma diferente ca o acero suave. Ao facer entalles en AHSS, a carga de impacto na ferramenta é significativamente maior. Os deseñadores deberían aumentar a largura mínima do entalle a 1,5x de grosor do material e empregar raios de esquina xenerosos para evitar que a peza se parta durante eventos de colisión ou ciclos de fatiga.

Desafíos e solucións específicos para o sector automotivo

O sector do automóbil require unha fabricación sen defectos a altas velocidades. Este entorno introduce retos únicos que os talleres de fabricación estándar adoitan fallar en resolver.

Extracción de tachas e xestión de refugallos

Cando se corta un recorte, a peza de metal eliminada (a tacha) debe expulsarse do troquel. No estampado a alta velocidade, o baleiro creado polo punzón retráctil pode puxar a tacha de volta cara á cara do troquel — un fenómeno coñecido como extracción do slug . Se unha tacha cae na banda, a seguinte carrisa do prelo impúla contra a peza, creando defectos tipo "borbullas" ou danando o troquel.

Soluções:

• Pines expulsivos: Pasadores con resortes no interior do punzón para empuxar fisicamente a tacha cara abaixo.
• Troqueis de baleiro: Sistemas de succión debaixo do bloque do troquel para retirar as tachas.
• Ángulos de cizalhamento: Afiar un ángulo lixeiro na cara do punzón para reducir o sellado ao baleiro.

Desgaste das ferramentas na produción en gran volume

Unha corrida típica de estampado de automóbiles pode requirir centos de miles de visitas por mes. Os aceiros de ferramentas estándar (como o D2) a miúdo se degradan demasiado rápido ao cortar os graos abrasivos do automóbil. Os principais fabricantes agora utilizan Acero metálico en po (PM) oU De ferro ou ferro fundido revestido con TiCN (carbonitruro de titanio) para prolongar a vida útil e manter a calidade da borda.

Ponte entre a prototipaxe e a produción en masa

Unha das fases máis difíciles no desenvolvemento do automóbil é a transición de prototipos de baixo volume a produción en masa. A creación de prototipos adoita empregar corte con láser (que non crea burrs nin estrés), mentres que a produción usa ferramentas duras (que introduce estrés de corte). Esta discrepancia pode levar a fallos imprevistos durante a validación.

Para mitigar este risco, é crucial asociarse con fabricantes que poidan simular as condicións de produción de forma precoz. Shaoyi Metal Technology especializada en superar esta brecha, ofrecendo solucións de estampación integrais que van desde prototipos rápidos ata fabricación de gran volume. Con precisión certificada IATF 16949 e capacidades de prensa de ata 600 toneladas, manexan compoñentes críticos como brazos de control e submarcos, asegurando que a intención de enxeñaría sobreviva á transición á produción en masa.

Máquinas e ferramentas: progresivos vs. transferencias

A elección da tecnoloxía de die cambia fundamentalmente como se executa a incisión. A selección correcta depende da complexidade da peza e do volume anual.

Morre progresivo

No matriz progresiva, a operación de incisión realízase mentres a peza aínda está unida á tira de bobina. As muescas definen a forma da peza paso a paso. Este é o método máis eficiente para pezas de automóbiles pequenas e medianas (brackets, clips, conectores) porque produce unha peza fina con cada golpe. No entanto, o distribución da banda é complexo e a utilización de materiais pode ser menor debido á necesidade dunha rede portadora.

Os morros de transferencia

Para pezas máis grandes como paneis de carrocería, piares ou membros transversais, prefiren matrices de transferencia. Aquí, un branco é cortado (incrustado) na primeira estación e despois transferido mecanicamente por dedos robóticos a estacións posteriores. A incisión en matrices de transferencia úsase a miúdo para cartas en branco creando a forma plana complexa necesaria para formar unha parte profundamente desenrollada sen arrugas. Os matrices de transferencia permiten unha mellor utilización do material, pero operan a velocidades máis lentas que os matrices progresivos.

Enxeñaría para a precisión e o rendemento

A incisión é máis que un simple corte de metal; é unha operación estratéxica que dicta a eficiencia da liña de estampación e a integridade estrutural do componente final do vehículo. Sexa optimizando para a muesca de paso nun dado progresivo ou calculando raios de canto para soportes AHSS, o éxito reside nos detalles. Ao adherirse a ratios de deseño comprobados e seleccionar os socios de ferramentas adecuados capaces de manexar demandas de gran tonelaxe, os enxeñeiros de automóbiles poden garantir que os seus deseños non só sexan fabricables, senón que sexan suficientemente robustos para o camiño que hai por diante.

Preguntas frecuentes

1. a) A súa Cal é a diferenza entre cortar e cortar?

Aínda que ambas son operacións de corte, a diferenza radica no seu propósito e xeometría. Recorte elimina unha forma específica do bordo exterior da peza de traballo, a miúdo para facilitar a flexión ou o montaxe. Recorte é unha operación de acabado que se utiliza para cortar o material excedente (flash) do perímetro dunha parte desenhada ou formada para lle dar as súas dimensións finais.

2. Que define o proceso de "entallado" na metalurxia?

O entallado é un proceso de cizallado empregado para eliminar unha porción de material do bordo dunha chapa metálica ou tira. Realízase cunha prensa de punzon onde unha ferramenta de corte forza o metal contra o bordo dunha matriz, cizallando o material para crear un perfil, alivio ou folgura para os seguintes pasos de conformado.

3. Por que é importante a relación ancho-espesor no entallado?

A relación ancho-espesor é fundamental para a vida útil da ferramenta. Un entallo cun ancho máis estreito que o espesor do material (unha relación inferior a 1:1) impón unha tensión de compresión excesiva no punzón, o que pode provocar a súa flexión ou rotura. O cumprimento da regra mínima de 1:1 asegura que a ferramenta actúe como un elemento de corte e non como unha columna baixo carga.