Creșetare la Stantarea Metalică Auto: Proces și Reguli de Proiectare

REZUMAT

Crestare (notching) în stampilarea auto este o operațiune precisă de tăiere utilizată pentru a îndepărta materialul de pe marginile exterioare ale unei benzi sau semifabricat din tablă subțire. Spre deosebire de perforarea internă, crestarea creează profilul exterior al unui component și este esențială pentru matrice progresivă funcționalitate, unde „crestăturile de pas” controlează avansul și alinierea benzii prin presă. Acest proces permite formarea geometriilor complexe pentru șasiuri de vehicule, console și elemente de întărire structurală, eliberând materialul pentru a fi îndoit sau tras fără deformare.

Pentru ingineri și specialiști în aprovizionare, stăpânirea parametrilor de crestare — cum ar fi jocurile de tăiere, rapoartele lățime/grosime și razele de colț — este esențială pentru a preveni defectele frecvente, cum ar fi uzura matriței, rebavurile și fisurarea structurală, mai ales atunci când se lucrează cu materiale moderne Oțeluri Avansate de Înaltă Rezistență (AHSS) .

Procesul de crestare în stampilarea auto

În mediul de producție automotive cu volum mare, decuparea este rar o operațiune independentă. De obicei, este integrată într-o succesiune de matrițe progresive , unde o bobină continuă de oțel este alimentată printr-o presă care efectuează mai multe operațiuni la fiecare cursă. Înțelegerea mecanicii decupării este primul pas către optimizarea calității piesei.

Mecanica forfecării

La nivel fundamental, decuparea este un proces de forfecare. Un poanson (scula mascul) împinge tabla într-o matriță (scula femelă). Pe măsură ce poansonul intră în contact cu materialul, acesta supune metalul unei tensiuni de forfecare până la apariția ruperii. Calitatea marginii tăiate este definită de tăiere jocul dintre poanson și matriță 10% din grosimea materialului , deși această valoare variază în funcție de rezistența la tracțiune a materialului.

• Zona de forfecare: Partea lucioasă și netedă a marginii tăiate, unde poansonul pătrunde inițial.
• Zona de rupere: Partea mai asperă, în unghi, unde metalul se rupe în cele din urmă.
• Burr: Muchia ascuțită rămasă pe marginea inferioară; burruri excesivi indică de obicei un joc incorect sau scule tocite.

Rolul Critic al „Notch-ului Pitch

În cazul morţilor progresivi, notch pitch (denumit și notch francez sau notch lateral) îndeplinește o funcție logistică esențială. Taie o formă specifică în marginea benzii purtătoare pentru a permite piloților mecanici să poziționeze banda cu precizie la fiecare stație. Fără notch-urile pitch corecte, banda s-ar deplasa necoresct prin matriță, ceea ce ar duce la coliziuni grave ale sculei sau la piese cu abateri mari de la toleranță. Acest lucru face ca stația de notch să fie una dintre cele mai importante aspecte ale proiectării benzii.

Instriuni Critice de Proiectare pentru Notch-urile Auto

Proiectarea unor notch-uri robuste necesită respectarea unor constricții inginerești stricte. Ignorarea acestor reguli duce adesea la defectarea prematură a sculei sau la piese defective. Mai jos sunt ghidurile consensuale pentru piesele standard din tablă pentru industria auto (oțel și aluminiu).

Regulile de bază ale geometriei crestăturilor

Inginerii trebuie să echilibreze dorința de a obține o geometrie strânsă cu limitele fizice ale materialului și ale sculelor. Următorii parametri sunt standarde industriale pentru asigurarea posibilității de fabricație:

Considerente avansate pentru AHSS

Caroseriile auto se bazează din ce în ce mai mult pe oțeluri avansate cu înaltă rezistență (AHSS) pentru a reduce greutatea, menținând în același timp siguranța. Materiale precum oțelurile bifașă (DP) sau martensitice au un comportament diferit față de oțelul moale. La crestatul AHSS, sarcina de oc asupra sculei este semnificativ mai mare. Proiectanții ar trebui să mărească lățimea minimă a crestăturii la grosime material 1,5x și să folosească raze generoase la colțuri pentru a preveni ruperea piesei în timpul evenimentelor de coliziune sau a ciclurilor de oboseală.

Provocări și soluții specifice industriei auto

Sectorul auto cere fabricarea fără defecte la viteze mari. Acest mediu introduce provocări unice pe care atelierele de fabricare standard nu le reușesc adesea să le abordeze.

Tragerea melcilor și gestionarea resturilor

Când se taie o tăietură, bucata de metal îndepărtată (sliugul) trebuie ejectată din matriță. În stamparea cu mare viteză, vidul creat de pumnul de retragere poate trage glonțul înapoi pe fața matricei, un fenomen cunoscut sub numele de tragerea bucșei - Nu. Dacă o glonţare aterizează pe bandă, următoarea lovitură de presă o împinge în piesă, creând defecte "pimple" sau spargând matriţa.

Soluții:

• Pine ejectoare: Stifle cu arc în interiorul pumnului pentru a împinge fizic glonţul în jos.
• Încetări cu vid: Sistemele de aspiraţie de sub blocul de matrice pentru a trage gloanţele departe.
• Angulații de tăiere: Se măcină un unghi ușor pe fața de perforare pentru a reduce sigiliul de vid.

Uzura instrumentelor în producția în volum mare

Un tipic curs de stampilare auto ar putea necesita sute de mii de vizite pe lună. Oțelurile de unelte standard (cum ar fi D2) se degradează adesea prea repede atunci când se tăietorește calități abrazive pentru automobile. Fabricanţii de top folosesc acum Oțeluri metalice pulverizate (PM) sau Cu o lățime de peste 10 mm acoperite cu TiCN (carbonitrură de titan) pentru a prelungi durata de viață și a menține calitatea marginii.

Legarea prototipării și producției în masă

Una dintre cele mai dificile faze ale dezvoltării automobilelor este tranziția de la prototipuri de volum redus la producția de masă. Prototiparea utilizează adesea tăierea cu laser (care nu creează nici o zgârietură sau stres), în timp ce producția utilizează unelte dure (care introduce stresul de tăiere). Această discrepanță poate duce la defecțiuni neprevăzute în timpul validării.

Pentru a atenua acest risc, este esențial să se facă parteneriate cu producătorii care pot simula condițiile de producție în timp util. Shaoyi Metal Technology este specializată în a acoperi acest decalaj, oferind soluţii de stampilare cuprinzătoare, de la prototiparea rapidă până la fabricarea în volum mare. Cu o precizie certificată IATF 16949 și capacități de presă de până la 600 de tone, acestea manevră componente critice, cum ar fi brațele de control și subcadrele, asigurând că intenția inginerilor supraviețuiește tranziției la producția în masă.

Mașini și unelte: matrice progresivă vs. transfer

Alegerea tehnologiei de matriță schimbă fundamental modul în care se execută tăietura. Selecția corectă depinde de complexitatea pieselor și de volumul anual.

Matrițe progresive

În cazul matricei progresive, operația de încetinire se efectuează în timp ce partea este încă atașată de banda de bobină. Înceturile definesc forma piesei pas cu pas. Aceasta este cea mai eficientă metodă pentru piesele auto mici și mijlocii (aple, clipuri, conectoare), deoarece generează o piesă finită la fiecare lovitură. Cu toate acestea, așezarea benzii este complexă, iar utilizarea materialelor poate fi mai mică datorită necesității unei plase de transport.

Transferul ștanțelor

Pentru părți mai mari, cum ar fi panourile corpului, stâlpii sau membrele transversale, sunt preferate matrițele de transfer. Aici, un alb este tăiat (înceturat) în prima stație și apoi transferat mecanic de degete robotice la stațiile ulterioare. În mod frecvent, înmatricularea prin transfer este utilizată pentru cu o greutate de maximum crearea formei plate complexe necesare pentru a forma o parte cu tracţiune profundă fără riduri. Tăieturile de transfer permit o mai bună utilizare a materialului, dar funcționează la viteze mai lente decât tăieturile progresive.

Ingineria pentru precizie şi performanţă

Decuparea nu înseamnă doar tăierea metalului; este o operațiune strategică care dictează eficiența liniei de stampare și integritatea structurală a componentei finale ale vehiculului. Indiferent dacă se optimizează decuparea pas cu pas într-o matriță progresivă sau se calculează razele colțurilor pentru suporturi AHSS, succesul constă în detalii. Prin respectarea rapoartelor dovedite de proiectare și alegerea unor parteneri potriviți pentru scule, capabili să facă față cerințelor de înaltă tonaj, inginerii auto pot asigura faptul că proiectele lor nu sunt doar realizabile, ci suficient de robuste pentru drumul de dinainte.

Întrebări frecvente

1. Care este diferența dintre tăierea conturului și decupare?

Deși ambele sunt operațiuni de tăiere, distincția constă în scopul și geometria lor. Crestare (notching) elimină o formă specifică de pe marginea exterioară a semifabricatului, adesea pentru a facilita îndoirea sau asamblarea. Tăiere este de obicei o operațiune de finisare utilizată pentru a elimina materialul în exces (bavurile) de pe perimetrul unei piese trase sau ambutiate, pentru a-i aduce la dimensiunile finale.

2. Ce definește procesul de „notching” în prelucrarea metalelor?

Notching este un proces de tăiere utilizat pentru a îndepărta o porțiune de material de la marginea unei foi sau benzi metalice. Este realizat cu o presă de perforat, unde un instrument de tăiere forțează metalul împotriva marginii unei matrițe, tăind materialul pentru a crea un profil, o degajare sau un spațiu de trecere pentru pașii ulteriori de formare.

3. De ce este important raportul lățime-grosime în notching?

Raportul lățime-grosime este critic pentru durata de viață a sculei. O crestă cu o lățime mai îngustă decât grosimea materialului (un raport mai mic de 1:1) impune eforturi excesive de compresiune asupra plunjei, ceea ce poate duce la deformarea sau ruperea acesteia. Respectarea regulii minime de 1:1 asigură faptul că scula funcționează ca un instrument de tăiere, nu ca o coloană supusă la sarcină.