STRESZCZENIE

Wycinanie i przebijanie to procesy ścinania o wysokiej prędkości, wykorzystujące tłoczek i matrycę do cięcia blach. Podstawowa różnica polega na tym, jaki produkt jest pożądany. W operacji matryca wycinająca wycinania materiał przebijany przebijania materiał usunięty przez tłoczek stanowi odpad (tzw. 'slug'), a pozostała blacha z nowo utworzonym otworem jest pożądanym elementem.

Podstawowy proces ścinania: jak działają wycinanie i przebijanie

W swej istocie zarówno wykrawanie, jak i przebijanie to operacje mechanicznego ścinania, w których oddziela się element metalowy od większego arkusza lub paska materiału. Proces ten opiera się na wzajemnym działaniu tłoka (elementu męskiego) i matrycy (elementu żeńskiego). Gdy prasa zostaje aktywowana, wprowadza tłok przez materiał roboczy do otworu matrycy, generując ogromną siłę ścinającą, która przecina metal. Podstawowe działanie jest identyczne dla obu procesów i zachodzi w trzech odrębnych etapach.

Zgodnie z szczegółowymi analizami cyklu cięcia, pierwszym etapem jest deformacja plastyczna kompresja. Gdy tłok styka się z materiałem, wywiera siłę przekraczającą granicę sprężystości metalu, powodując jego trwałe odkształcenie. Materiał ugina się w otwór matrycy, tworząc zaokrąglony brzeg zwany 'zawinięciem matrycy'. To początkowe ściskanie jest charakterystyczną cechą wszystkich tłoczonych elementów. Jakość i wielkość tego zawinięcia są często wskaźnikami stanu narzędzi oraz parametrów procesu.

Drugim etapem jest penetracja , który jest rzeczywistą fazą ścinania. Gdy prasa kontynuuje swój ruch, wykrojnik jest wciskany głębiej w materiał. Krawędzie tnące wykrojnika i matrycy zaczynają ścisnąć metal, tworząc czystą, połyskującą strefę na krawędzi cięcia zarówno odpadu, jak i głównego materiału. W warunkach idealnych strefa ta będzie stanowiła około jednej trzeciej grubości materiału. Ta faza wymaga ogromnej siły i to właśnie tutaj precyzja elementów matrycy odgrywa najważniejszą rolę.

Wreszcie proces kończy się fazą złamanie kontynuowane działanie tłoku powoduje koncentrację naprężeń, prowadzącą do pęknięć. Pęknięcia rozprzestrzeniają się od strony tłoku i matrycy materiału, aż spotkają się, kończąc proces separacji. To pęknięcie tworzy tzw. 'załamanie' krawędzi cięcia i może pozostawić niewielką, chropowatą krawędź zwaną 'fazą'. Chociaż podstawowa fizyka jest taka sama, to zamierzone zastosowanie matrycy tłocznej lub przebijalniczej decyduje o tym, która strona cięcia staje się gotowym produktem.

Główna różnica: przedmiot roboczy vs. odpad

Główną i najważniejszą różnicą między matrycą tłoczną a matrycą przebijalniczą jest ich przeznaczenie – konkretnie, która część przyciętego materiału jest uznawana za produkt, a która za odpad. Tłoczenie służy do tworzenia zewnętrznych cech części, podczas gdy przebijanie tworzy cechy wewnętrzne. Ta podstawowa różnica w intencji decyduje o konstrukcji narzędzi oraz o zakresie kontroli jakości.

W wycinka operacja, element wycięty z materiału podstawowego jest pożądanym wyrobem. Otaczający materiał, znany jako pasek odpadowy lub szkielet, jest odrzucany. Cały proces jest zaprojektowany tak, aby zapewnić dokładność wymiarową i jakość krawędzi wyciętego 'blacha'. Na przykład produkcja monet, podkładek czy płaskich заготовek kół zębatych to wszystko operacje tłoczenia, ponieważ mały oddzielony element stanowi produkt końcowy.

Z drugiej strony, przebijania operacja jest wykonywana w celu utworzenia otworu lub otwarcia w elemencie. W tym przypadku materiał, który jest wyciskany — tzw. slug — uznawany jest za odpad. Większy arkusz lub część, teraz posiadający precyzyjnie umiejscowiony otwór, jest pożądany produktem. Tworzenie otworów na śruby w obudowie komputera, szczelin wentylacyjnych w obudowie lub otworów lokalizacyjnych w wsporniku to przykłady przekłuwania. Kluczowe znaczenie ma dokładność wymiaru, kształtu i położenia otworu.

Ta różnica ma bezpośredni wpływ na projektowanie narzędzi. W przypadku matrycy tłocznej wymiary otworu matrycy decydują o końcowym rozmiarze tłocznika. W przypadku matrycy przebijakowej wymiary przebijaka decydują o końcowym rozmiarze otworu. Ta subtelna, lecz kluczowa różnica kieruje tokarzem przy doborze tolerancji produkcyjnych dla przebijaka lub matrycy, aby osiągnąć wymaganą dokładność detalu. Jeśli potrzebujesz wyciętego elementu, stosuje się tłoczenie. Jeśli potrzebujesz otworu w większym elemencie, stosuje się przebijanie.

Projektowanie matryc i luzów: szczegóły techniczne

Poza podstawowym przeznaczeniem, projekt techniczny matrycy, a w szczególności luz tnący, jest kluczowym czynnikiem, który decyduje o wysokiej jakości pracy. Luz tnący definiuje się jako przestrzeń pomiędzy krawędzią tnącą wykroju a odpowiednią krawędzią tnącą matrycy. Prawidłowy luz jest niezbędny dla jakości gotowego elementu oraz trwałości narzędzia. Dobór tego luzu zależy od typu materiału, jego grubości oraz pożądanych cech krawędzi.

Nieprawidłowy luz prowadzi do przewidywalnych wad. Jeżeli luz jest nadmierny, materiał zostaje wciągnięty do otworu matrycy zanim zostanie ścinany, co powoduje powstanie dużego, zaokrąglonego narożnika matrycy oraz znacznego gryfu. Pas cięcia staje się bardzo wąski, a jakość krawędzi detalu jest słaba. Jeżeli luz jest zbyt mały, powoduje to nadmierne naprężenia zarówno w materiale, jak i narzędziach. Może to spowodować ścinanie wtórne (powstawanie drugiej połyskującej strefy na powierzchni złamania), wymagać znacznie większego siłowania wykroju oraz prowadzić do szybkiego zużycia krawędzi tnących wykroju i matrycy.

Optymalny luz stanowi kompromis między jakością krawędzi a trwałością narzędzi. Ogólne wytyczne dla stali są często podawane jako procent grubości materiału po każdej stronie:

• Precyzyjne tłocznictwo: Dla wysokiej jakości powierzchni ścinania przy minimalnych gryfach, luz wynosi zazwyczaj około 5% grubości materiału.
• Konwencjonalne tłoczenie: W celu wydłużenia trwałości matrycy i zmniejszenia siły tłoczenia, luz jest nieco większy, często wynoszący 8%-10% grubości materiału.

Osiągnięcie takich precyzyjnych tolerancji w produkcji narzędzi wymaga znacznej wiedzy technicznej. Wiodący producenci narzędzi specjalnych, tacy jak Shaoyi (Ningbo) Metal Technology Co., Ltd. , specjalizują się w tworzeniu wysokoprecyzyjnych matryc do tłoczenia karoserii samochodowych, gdzie kontrola tych parametrów jest kluczowa dla produkcji milionów komponentów o spójnej jakości. Inną ważną cechą konstrukcyjną jest luz kątowy, lekki pochylenie otworu matrycy, które pozwala blaszce lub odpadkowi przejść przez matrycę bez zakleszczenia, zmniejszając ciśnienie wewnętrzne po wykonaniu cięcia.

Kontekst przemysłowy: Wyjaśnienie procesów wykrawania, przebijania i tłoczenia

W środowiskach przemysłowych terminy „przebijanie” i „tłoczenie” są często używane zamiennie, co może prowadzić do nieporozumień. Podczas gdy wykrawanie jest odrębnym procesem, tłoczenie stanowi szerszą kategorię, która funkcjonalnie pokrywa się z przebijaniem. Zrozumienie tej subtelności ma kluczowe znaczenie dla jasnej komunikacji w środowisku produkcyjnym.

Dziurkowanie to ogólna nazwa procesu, który wykorzystuje wykrojnik i matrycę do tworzenia elementów w blachach. Jednakże, w najczęstszym technicznym znaczeniu, wykrawanie odnosi się do operacji, w której usuwany materiał staje się odpadem. Zgodnie z tą definicją, wykrawanie funkcjonalnie jest identyczne z przekłuwaniem. Oba procesy tworzą otwory, szpary lub inne wewnętrzne cechy na przedmiocie, a odpad (slug) jest odrzucany.

Kluczem jest zawsze rozważenie intencji. Prosta analogia pomaga wyjaśnić zależność: jeśli używasz standardowego dziurkacza biurowego do przebicia kartki papieru, aby włożyć ją do segregatora, to wykonujesz przebijania lub dziurkowanie otwory; papier jest częścią roboczą, a małe kółka papierowe są odpadem. wycinka zbierać te małe kółka, by wykorzystać je jako konfetti, to produkowałbyś

Aby podsumować zależność:

• Wykrawanie: Wykrojony materiał jest pożądanym produktem.
• Piercing: Materiał pozostający po wykonaniu otworu przez wykrojnik jest pożądanym produktem.
• Wykrawanie: Ogólny termin często używany zamiennie z przebijaniem, gdzie celem jest utworzenie otworu, a usuwany materiał stanowi odpad.

Dlatego podczas omawiania procesu tłoczenia metalu ważne jest sprecyzowanie, która część materiału jest produktem końcowym. Zapewnia to poprawne zaprojektowanie wykroju oraz jasne zrozumienie celu procesu przez wszystkich uczestników, od inżyniera po wykonawcę narzędzi.

Często zadawane pytania

1. Jaka jest różnica między przebijaniem a wykrawaniem?

Podstawowa różnica dotyczy pożądanego wyniku. W przypadku wykrawania element wycięty z blachy jest produktem końcowym, wykorzystywanym do tworzenia zewnętrznych kształtów komponentu. W przypadku przebijania usuwany materiał staje się odpadem, a celem jest utworzenie wewnętrznego otworu lub kształtu w pozostałej części blachy.

2. Czym jest wykrajak do wykrawania?

Wykrojnik to specjalistyczne narzędzie do obróbki metali, składające się z wykroju i matrycy. Jest używane w prasie do wykonywania operacji ścinania, która wycina płaskie elementy z materiału podstawowego. Charakterystyczną cechą jest to, że matryca w połączeniu z wykrojem jest zaprojektowana tak, aby tworzyć określony kształt (tzw. 'blank'), który będzie używany jako gotowy detal.

3. Jaka jest luz pomiędzy wykrojem a matrycą przy wykrawaniu i przebijaniu?

Luz pomiędzy wykrojem a matrycą to odstęp między krawędziami tnącymi wykroju i matrycy. Optymalny luz zależy od grubości materiału i wymaganej jakości. Dla precyzyjnych prac z minimalnymi zadziorami luz wynosi zazwyczaj około 5% grubości materiału na stronę. W przypadku standardowych operacji, gdzie priorytetem jest przedłużenie trwałości narzędzia, typowy luz wynosi 8%–10%.

4. Jaka jest różnica między wykrawaniem a przebijaniem?

Podczas gdy tłoczenie blanków pozwala uzyskać użyteczny element z materiału, który został wycięty, przebijanie jest zazwyczaj stosowane jako synonim przekłuwania. W operacji przebijania celem jest wykonanie otworu w przedmiocie obrabianym, a usunięty materiał uznawany jest za odpad. Kluczowa różnica polega zawsze na tym, czy wycięty fragment, czy pozostała blacha jest produktem docelowym.