Tłoczenie metalu w motoryzacji – notching: proces i zasady projektowania

STRESZCZENIE

Wyrzuty w przemyśle motoryzacyjnym stamping metalu to precyzyjna operacja ścinania służąca do usuwania materiału z zewnętrznego brzegu paska blachy lub blanku. W przeciwieństwie do przebijania wewnętrznego, wykrawanie tworzy zewnętrzny profil elementu i odgrywa kluczową rolę w postępowa forma funkcjonalności, gdzie "notchy podziałowe" kontrolują posuw i wyrównanie paska przez prasę. Ten proces umożliwia tworzenie złożonych geometrii dla ram pojazdów, wsporników i wzmocnień strukturalnych, uwalniając materiał do gięcia lub tłoczenia bez odkształceń.

Dla inżynierów i specjalistów ds. zakupów opanowanie parametrów wykrawania — takich jak luz cięcia, stosunek szerokości do grubości oraz promienie naroży — jest niezbędne, aby zapobiec typowym wadom, takim jak zużycie matrycy, zadziory i pęknięcia strukturalne, szczególnie przy pracy z nowoczesnymi Stale o Wysokiej Wytrzymałości (AHSS) .

Proces wykrawania w stampowaniu samochodowym

W środowisku produkcyjnym o dużej liczbie jednostek, takim jak przemysł motoryzacyjny, wykrawanie rzadko jest operacją samodzielną. Zazwyczaj jest ono włączone do sekwencji matrycy progresywnej , gdzie ciągła taśma stali jest podawana przez prasę wykonującą wiele operacji przy każdym suwie. Zrozumienie mechaniki wykrawania to pierwszy krok w kierunku optymalizacji jakości części.

Mechanika ścinania

Na podstawowym poziomie, wykrawanie jest procesem ścinania. Stemple (narzędzie męskie) wprowadzają blachę do matrycy (narzędzie żeńskie). Gdy stempel styka się z materiałem, poddaje on metal naprężeniom ścinającym aż do momentu pęknięcia. Jakość tej krawędzi cięcia określana jest przez przerwą tnącą luźne pole (odstęp między stemplem a matrycą) 10% grubości materiału , choć wartość ta różni się w zależności od wytrzymałości materiału na rozciąganie.

• Strefa ścinania: Błyszcząca, gładka część krawędzi cięcia, gdzie stempel początkowo przenika materiał.
• Strefa pęknięcia: Szlachetna, kątowa część, gdzie metal ostatecznie odłamuje się.
• Faza: Ostra krawędź pozostawiona na dolnej krawędzi; nadmierne fazy zazwyczaj wskazują nieprawidłową luz lub tępe narzędzie.

Kluczowa rola "nacięcia skokowego"

W matrycach postępowych nacięcie skokowe (nazywane również nacięciem francuskim lub bocznym) pełni istotną funkcję logistyczną. Wycina ono specyficzny kształt w krawędzi taśmy nośnej, umożliwiając mechanicznym prowadnikom dokładne pozycjonowanie taśmy na każdym stanowisku. Bez precyzyjnego nacinania skokowego taśma ulegałaby dezorientacji podczas przemieszczania przez matrycę, co prowadziłoby do katastrofalnych uszkodzeń narzędzi lub wadliwych części. Dlatego stanowisko nacinania jest jednym z najważniejszych aspektów projektowania układu taśmy.

Kluczowe wytyczne projektowe dla nacięć samochodowych

Projektowanie trwałości nacięć wymaga przestrzegania ścisłych ograniczeń inżynieryjnych. Ignorowanie tych zasad często prowadzi do przedwczesnego uszkodzenia narzędzi lub wadliwych części. Poniżej przedstawiono uzgodnione wytyczne dotyczące standardowych blach samochodowych (stal i aluminium).

Złote zasady geometrii wycięć

Inżynierowie muszą uzgadniać dążenie do ciasnej geometrii z fizycznymi ograniczeniami materiału i narzędzi. Poniższe parametry są standardami branżowymi zapewniającymi możliwość produkcji:

Zaawansowane zagadnienia dotyczące AHSS

Karoserie samochodowe coraz bardziej polegają na zaawansowanych stalach o wysokiej wytrzymałości (AHSS) do redukcji masy przy zachowaniu bezpieczeństwa. Materiały takie jak stale dwufazowe (DP) lub martenzytyczne zachowują się inaczej niż stal miękka. Podczas wykrawania AHSS obciążenie udarowe na narzędziu jest znacznie większe. Projektanci powinni zwiększyć minimalną szerokość wycięcia do 1,5 grubości materiału i stosować duże promienie naroży, aby zapobiec rozerwaniu elementu podczas zdarzeń kolizyjnych lub cykli zmęczeniowych.

Wyzwania i rozwiązania specyficzne dla przemysłu motoryzacyjnego

Sektor motoryzacyjny wymaga produkcji bez wad przy dużych prędkościach. To środowisko stwarza wyjątkowe wyzwania, których standardowe zakłady produkcyjne często nie potrafią rozwiązać.

Wyrwanie ślimaków i gospodarka złomami

Po wycięciu wcięcia, usunięty kawałek metalu (kropel) musi zostać wyrzucony z matrycy. W szybkim tłoczeniu próżnia wytworzona przez wciągający się cios może wyciągnąć ślimak z powrotem na powierzchnię matricu. wyciąganie sztabek - Nie. Jeśli strzałka wyląduje na pasku, następny cios prasy wpycha ją w element, tworząc "pryszcze" lub rozbijając kostkę.

Rozwiązania:

• Piny wybijaków: W środku uderzenia są wioskowe szpilki, które fizycznie pchają pocisk w dół.
• Wymalowanie próżniowe: Systemy ssania pod blokem do odciągania nabojów.
• Kąt cięcia: Ściganie pod lekkim kątem na powierzchni ciosów w celu zmniejszenia uszczelnienia próżniowego.

Wykorzystanie narzędzi w produkcji dużych ilości

Typowy wycisk samochodowy może wymagać setek tysięcy kliknięć miesięcznie. Standardowe stali narzędziowe (takie jak D2) często zbyt szybko się degradują podczas szczelinowania klas abracyjnych samochodowych. Wiodący producenci wykorzystują teraz Stal proszkowane metalurgiczne (PM) lub Wyroby z tworzyw sztucznych pokryte TiCN (tytanium węglenowaty) w celu wydłużenia czasu użytkowania i utrzymania jakości krawędzi.

Łączenie prototypowania z masową produkcją

Jednym z najtrudniejszych etapów rozwoju samochodów jest przejście od prototypów o niskiej objętości do produkcji masowej. W prototypowaniu często używa się cięcia laserowego (co nie powoduje żadnych wygrzebów ani naprężenia), podczas gdy w produkcji używa się twardych narzędzi (które wprowadzają naprężenie cięcia). Ta rozbieżność może prowadzić do nieprzewidzianych awarii podczas walidacji.

Aby ograniczyć to ryzyko, kluczowe znaczenie ma współpraca z producentami, którzy mogą wcześnie symulować warunki produkcji. Shaoyi Metal Technology specjalizuje się w wypełnianiu tej luki, oferując kompleksowe rozwiązania do pieczętowania, począwszy od szybkiego prototypowania po produkcję dużych ilości. Dzięki certyfikowanej przez IATF 16949 precyzji i możliwości prasowania do 600 ton, obsługują one kluczowe komponenty, takie jak ramiona sterowania i podramy, zapewniając, że intencja inżynieryjna przetrwa przejście do produkcji masowej.

Maszyny i narzędzia: Progresywne i Transferyjne

Wybór technologii wykończenia zasadniczo zmienia sposób wykonywania wyrywki. Prawidłowy wybór zależy od złożoności części i rocznej wielkości.

Matryce progresywne

W procesie kształtowania progresywnego, operacja wcięcia odbywa się, gdy element jest jeszcze przymocowany do taśmy cewkowej. Wylotki określają kształt części krok po kroku. Jest to najbardziej wydajna metoda dla małych i średnich części samochodowych (przyczep, klipsy, złącza), ponieważ daje gotową część z każdym uderzeniem. Jednakże układ paska jest złożony, a wykorzystanie materiału może być niższe ze względu na potrzebę sieci nośnej.

Przenośne formy

W przypadku większych części, takich jak panele nadwozia, filary lub przedramiona, preferowane są matryce przeniesieniowe. W tym przypadku na pierwszej stacji wycinano (odciskano) puste miejsce, a następnie przenoszone mechanicznie palcami robotycznymi na kolejne stacje. Wyrzuty w matrycach przenośnych są często stosowane do rozwinięte puste tworzenie złożonego płaskiego kształtu, niezbędnego do utworzenia głęboko pociągniętej części bez zmarszczek. Ściany transferujące pozwalają na lepsze wykorzystanie materiału, ale działają z wolniejszą prędkością niż ściany progresywne.

Inżynieria dla precyzji i wydajności

Wykreślanie to coś więcej niż tylko cięcie metalu; jest to strategiczna operacja, która decyduje o wydajności linii tłoczenia i integralności strukturalnej końcowego elementu pojazdu. Niezależnie od tego, czy chodzi o optymalizację wzgórza w progresywnym matrycu, czy obliczanie promieni kątów dla wsporników AHSS, sukces leży w szczegółach. Dzięki przestrzeganiu sprawdzonych proporcji projektowych i wyborze odpowiednich partnerów w zakresie narzędzi zdolnych do obsługi wysokich wymagań tonażowych, inżynierowie motoryzacyjni mogą zapewnić, że ich projekty są nie tylko produkowalne, ale również wystarczająco wytrzymałe na przyszłość

Często zadawane pytania

1. Własny. Jaka jest różnica między przycinaniem a wycięciem?

Chociaż oba są operacjami cięcia, różnica polega na ich celu i geometrii. Wyrzuty usuwa określony kształt z zewnętrznej krawędzi przedmiotu obróbki, często w celu ułatwienia gięcia lub montażu. Przycinanie jest to operacja wykończeniowa, która zazwyczaj służy do odcięcia nadmiaru materiału (błysk) z obwodu wyciągniętej lub formowanej części w celu przywrócenia jej ostatecznych wymiarów.

2. Wykorzystanie Co definiuje proces "wycięcia" w obróbce metali?

Wyrzuty to proces obcinania, który służy do usunięcia części materiału z krawędzi blachy lub taśmy metalowej. Wykonuje się go przy użyciu prasy cioskowej, w której narzędzie do cięcia zmusza metal do uderzenia w krawędź matrycy, obcinając ją, aby stworzyć profil, relief lub otwór dla kolejnych kroków formowania.

3. Wykorzystanie Dlaczego stosunek szerokości do grubości jest ważny w wytargu?

Stosunek szerokości do grubości ma kluczowe znaczenie dla trwałości narzędzia. Szerokość wcięcia, która jest węższa niż grubość materiału (w stosunku mniejszym niż 1:1), powoduje nadmierne obciążenie ciśnieniowe ciosówki, powodując jej odchylenie lub pęknięcie. Przystosowanie się do zasady minimalnej 1:1 zapewnia, że narzędzie działa raczej jako narzędzie cięcia niż kolumna pod obciążeniem.