TL;DR

Apstrādājot izspiestas automašīnu daļas, notiek būtiska sekundārā operācija, kurā pārpalikusi materiāla daļa — tā saucētais piedevums vai atkritumi — tiek noņemta no veidotās sastāvdaļas, lai iegūtu tās galīgo izmēru profilu. Šī operācija parasti notiek pēc dziļās vilkšanas fāzes, pārvēršot griezumu ar fiksatoru par precīzu sastāvdaļu, kas gatava montāžai. Ražotāji galvenokārt izmanto divas metodes: mehāniskie griešanas rīki lielām sērijām efektivitātei (izmantojot kulisgrieziena vai žņaugu darbības) un 5-ass lāzerrezēšana prototipiem, mazām sērijām vai cietajiem borstaliem. Šī posma optimizēšana ir būtiska, lai novērstu defektus, piemēram, uzkalus un dzelzs skaidas, kā arī kontrolētu atkritumu izmaksas.

Griešanas loma automašīnu metālapstrādes procesā

Automobiļu metālapstrādes hierarhijā griešana kalpo kā definējošs tilts starp formas veidošanu un gala detalizāciju. Lai saprastu tās funkciju, vispirms jāsaprot mehānika zīmējums process. Kad plakana lapa ( заготовка) tiek ievilkta 3D formā — piemēram, durvju paneļa vai spārniņa veidā — ap perimetru nepieciešams papildu materiāls. Šis materiāls, ko tur fiksēšanas gredzens, regulē metāla plūsmu matricas dobumā, lai novērstu rievotošanos un pārrāvumus. Pēc ievilkšanas pabeigšanas šis turēšanas materiāls kļūst par piedevums vai atkritumi un vairs nesasniedz nekādu funkcionalitāti.

Griešana noņem šo lieko materiālu, atklājot daļas galīgo formu. Tas reti ir patstāvīgs process; drīzāk to integrē plašākā pārnešanas veidne vai progresīvs matražs secībā. Parasti darba plūsma notiek šādi:

1. Blanking: Sākotnējās lapas izgriešana.
2. Zīmējums: Sarežģītas 3D ģeometrijas veidošana (izveidojot pievienojumu).
3. Apgriešana: Precīza pievienojuma noņemšana.
4. Malu veidošana/urbšana: Atloku liekšana vai cauruļu izurbšana montāžai.

Griezuma līnijas precizitāte ir vispirmās nozīmes. Pat dažu mikronu novirze var ietekmēt turpmākas operācijas, piemēram, malu apvēršana vai pārliekšana , kur mala tiek saliekta, lai radītu drošu, gludu virsmu detaļām, piemēram, motora pārsegiem un durvīm. Inženieriem izgriešanas metodes izvēle nosaka ne tikai detaļas toleranci, bet arī instrumentu budžetu un ražošanas mērogojamību.

Metode 1: Mekhāniskā matricas griešana (lielserijas standarts)

Lielserijas ražošanai — gadā vairāk nekā 100 000 vienības — mehāniskā griešana ir nozares standarts. Šī metode izmanto cietos rīkus, kas izgatavoti no sakausēta tērauda vai karbīda, lai metālu nošķeltu vienā preses gājienā. Šeit notiek šķērēšanas process, kura laikā kustīgs punches iegrūž metālu gar fiksētu matricas pogu, materiālu lūstot kontrolētā atstarpe.

Inženieri parasti izvēlas vienu no divām mehāniskajām metodēm atkarībā no detaļas ģeometrijas un malas kvalitātes prasībām:

• Pinch griešana: Šo metodi bieži izmanto velmētiem korpusiem vai krūzīšveida daļām. Apgriešana tiek veikta, materiālu "saspiežot" pret vertikālo sienu. Lai gan šī metode ir izdevīga un vienkāršāka uzturēt, apgriežot var palikt neliels solis vai uzplānējums griezuma līnijā, kas nav pieļaujams klases A ārējām virsmām.
• Trīcešana (kulis) apgriešana: Augstas precizitātes automašīnu komponentiem tiek izvēlēta kulišu piedziņas apgriešana. Šeit piedziņas bloki pārvērš preses vertikālo kustību horizontālās vai slīpās griešanas kustībās. Tas ļauj matricai apgriezt sarežģītas, konturētas malas perpendikulāri metāla virsmai, rezultātā iegūstot tīrāku griezumu ar minimāliem uzmetumiem. Saskaņā ar Ražotājs , pareiza griešanas sprauga — parasti 10% no materiāla biezuma — ir būtiska, lai novērstu agrīnu rīka nodilumu.

Priekšrocības: Neaizvietojami cikla laiki (sekundes uz detaļu); ārkārtīgi konsekventas dimensijas; zemākas mainīgās izmaksas uz vienību.
Kaitējošas puses: Augsta kapitāla izdevumi (CapEx) sagatņu izgatavošanai; dārgi un lēni, ja notiek dizaina izmaiņas.

Metode 2: 5-ass lāzera griešana (Elastība un prototipēšana)

Kad automašīnu dizains pārvirzās uz augstas izturības, vieglās sastāves materiāliem, mehāniskā griešana saskaras ar ierobežojumiem. Ultraugstas izturības tēraudi (UHSS) un karstā presēšanā izgatavoti borona tērauda daļas bieži ir pārāk cieti, lai ekonomiski griezt ar tradicionālām sagatnēm, jo tās izraisītu ātru rīka bojājumu. Šeit nāk 5-ass lāzera griešana .

Lāzera griešana izmanto fokusētu gaismas staru, lai izkausēt un pārgriezt materiālu. Daudzass robota roka vada griešanas galvu ap sarežģītām 3D kontūrām bez fiziskas saskares. Šī metode noņem vajadzību pēc cietajām sagatnēm, ļaujot instant ieviest inženierijas izmaiņas (ECO), vienkārši atjauninot CNC programmu.

Šī tehnoloģija ir būtiska divām konkrētām situācijām:

1. Ātra prototipēšana: Pirms ieguldīt dārgās cietajās sagatnēs, inženieri izmanto lāzera griešanu, lai pārbaudīt daļu ģeometriju un piegulēšanu.
2. Karstā presēšana: Drošībai kritiskām detaļām, piemēram, B stabiņiem, kas veidoti augstās temperatūrās, materiāls uzreiz sacietē. Lāzerreziniešana ir vienīgā reālā iespēja šķelt šos sacietējušos komponentus, nesaplīsinot parastās griezuma formas.

Lāzerreziniešana gan piedāvā nulles iekārtu izmaksas, taču tās ekspluatācijas izmaksas (OpEx) ir ievērojami augstākas, jo cikla laiks ir lēnāks. Mehāniskais prese var nošķelt spārnu čaulu 4 sekundēs; lāzers var aizņemt 90 sekundes. Tomēr ražotājiem, kuri pārvar plaisu starp prototipa izstrādi un sērijražošanu, šī elastība ir neaizvietojama. Partneri, piemēram, Shaoyi Metal Technology izmanto šo divējādību, piedāvājot risinājumus, kas mērojami no 50 gabalu prototipu sērijām (izmantojot elastīgu griešanu) līdz miljoniem IATF 16949 sertificētu sērijas ražojumu, izmantojot 600 tonnu preses līnijas.

Biežākie griešanas trūkumi un to novēršana

Kvalitātes kontrole apstrādē dominē cīņa pret malas defektiem. Pat nelielas nepilnības var izraisīt montāžas kļūmes vai bīstamību rindas darbiniekiem. Problemas novēršana parasti koncentrējas uz trim galvenajiem vaininiekiem: skaldām, dzelzs skaidām un izkropļojumiem.

1. Skaldas un pārliekums

A skalda ir asa, pacēluma mala, kamēr malu apļošanās ir noapaļotā mala pretējā pusē. Šie ir dabiski griešanas blakusprodukti, taču tos jāsaglabā ietilpībā ar pieļaujamajām novirzēm. Pārmērīga skaldu augstums gandrīz vienmēr rodas dēļ nepareiza griešanas sprauga . Ja atstarpe starp punches un matrici ir pārāk liela, metāls plīst, nevis griežas, radot lielas skaldas. Ja sprauga ir pārāk maza, instrumenti ātrāk nodilst. Regulāra asināšana un starplikas regulēšana ir standarta risinājums.

2. Dzelzs skaidas (skaldas)

Brīvi metāla daļiņas jeb "skaldas" var atdalīties laikā apstrādē un nokrist matricā. Ja šīs skaldas nonāk uz nākamās detaļas veidošanas laikā, tās virsmā rada izcilnes vai iedobes — katastrofa estētiskā ziņā Klases A paneļi . Risinājumi ietver vakuuma skaidu noņemšanas ierīču integrēšanu matricas dizainā un nodrošina, ka griezēttērauda ir asa, lai novērstu materiāla drupanu.

3. Deformācijas un atsperēšanās

Sprieguma atbrīvošana dziļrakstītā detaļā griešanas laikā var izraisīt metāla atsperēšanos vai sagriešanos, zaudējot dimensiju precizitāti. Tas īpaši bieži sastopams augstas izturības tēraudā. Lai to novērstu, inženieri izmanto spiediena uzgali , lai cieši noturētu detaļu griezuma laikā, un var speciāli projektēt griezuma līniju nedaudz "no" aprēķinātā apjomā, lai kompensētu atsperēšanās efektu.

Atkritumu pārvaldība un procesa ekonomika

Griešanas procesa biznesa aspekts saistīts ar atlieku pārvaldību . Tā kā nogrieztais materiāls ir atliece, tas simbolizē zaudētu vērtību. Tomēr gudra procesa inženierijas pieeja var minimizēt šos zaudējumus. Nestēšana programmatūra tiek izmantota blanķēšanas fāzē, lai izvietotu detaļas ruļļa stripā tā, lai minimizētu nepieciešamo piegriezumu, efektīvi samazinot materiāla daudzumu, kas vēlāk jāapgriež.

Atkritumu fizisks noņemšana ir arī loģistikas izaicinājums. Augstas ātrdarbības progresīvajos matricēs atkritumu caurules un kratītāja transportlentes ir jānodrošina efektīva atkritumu novākšana, lai novērstu "dubulttriecienus" — kad atkritumi bloķē formu, izraisot katastrofālu rīka bojājumu. Stampinga automašīnu detaļām griešanas matrices izmaksas bieži attaisno ne tikai pēc detaļas kvalitātes, bet arī pēc tās atkritumu izmešanas sistēmas uzticamības, kas nodrošina nepārtrauktu darbības laiku.

Secinājums

Apmališana ir vairāk nekā vienkārša griešanas operācija; tā ir definējošā brīža, kad metāla lapa kļūst par dimensiju precīzu automašīnas sastāvdaļu. Izmantojot vai nu mehānisko apmališanas formu milzīgo spēku un ātrumu lielapjomu korpusa paneļiem, vai arī 5-ass laseru hirurģisku precizitāti cietinātām drošības konstrukcijām, mērķis paliek vienots: tīra, bezuzgriežņu mala stingros toleranču ierobežojumos. Tā kā automašīnu materiāli attīstās uz cietāku, vieglāku sakausējumu pusi, apmališanas tehnoloģijas turpina attīstīties, apvienojot tradicionālus mehāniskus principus ar modernu digitālo elastīgumu.

Bieži uzdotie jautājumi

1. Kādi ir 7 soļi stampēšanas metodē?

Lai gan pastāv dažādas variācijas, standarta 7 posmu stampēšanas process parasti ietver: Atliekšanas (sākotnējās formas griešana), Cauruma veidošanas (urbumu izduršana), Zīmējums (3D formas veidošana) Slīkstīšana (leņķu izveide), Gaisa līkšana (formēšana bez pilnīgas dibena pieskaršanās), Apakšējā žonglēšana/monetizēšana (stampēšana precizitātei un izturībai), un beigās Pinçtriminga (liekā materiāla noņemšana no veidotās detaļas).

2. Kāda ir atšķirība starp šķērēšanu un apmališanu?

Griešanu ir plašs termins metāla griešanai pa taisnu līniju, bieži izmants, lai no ruļļa izveidotu sākotnējo заготовку. Apgriešana ir konkrēts šķēršanas veids, ko veic uz 3D formas daļas, lai noņemtu neregulāras malas (papildinājumu) un iegūtu galīgo perimetra profilu. Apstrāzē parasti tiek izmantoti sarežģīti, konturēti matricas, nevis taisni asmeņi.

3. Kāpēc ir nepieciešams "papildinājuma" materiāls, ja tas tik un tā tiek noņemts?

The piedevums kalpo kā rokturis, ko fiksējošais gredzens satver zīmēšanas procesā. Bez šī papildus materiāla metāls nekontrolējami plūstu matricas dobumā, radot smagas rievas, plaisas un sabiezējumus. Papildinājums nodrošina, ka metāls vienmērīgi izstiepjas pāri puņķim, upurējot pats sevi, lai garantētu gala daļas kvalitāti.