Краткое содержание

Обрезка штампованных автомобильных деталей — это важная вторичная операция, при которой избыточный материал, известный как дОПОЛНЕНИЕ или облои — удаляется с формованного компонента для достижения его окончательного размерного профиля. Как правило, эта операция выполняется после этапа глубокой вытяжки и превращает грубую форму, удерживаемую прижимом, в точную деталь, готовую к сборке. Производители используют в основном два метода: механические обрезные штампы для высокой эффективности при больших объемах (с использованием кулачковых механизмов или зажимных действий) и лазерная резка на 5-осевых станках для прототипов, мелкосерийных партий или закалённых бористых сталей. Оптимизация этого этапа необходима для предотвращения дефектов, таких как заусенцы и железные опилки, а также для контроля расходов на отходы.

Роль обрезки в технологическом процессе автомобильной штамповки

В иерархии автомобильной металлоштамповки обрезка служит определяющим мостом между созданием формы и окончательной отделкой. Чтобы понять её функцию, необходимо сначала разобраться в механике процесса рисунок процесс. Когда плоский лист (пустой) рисуется в 3D-образтакой как дверная панель или крыльцоэто требуется дополнительный материал вокруг периметра. Этот материал, который поддерживается кольцом, контролирует поток металла в полость, чтобы предотвратить морщины и трещины. После завершения чертежа этот материал становится известным как дОПОЛНЕНИЕ или облои и не служит никакой другой функциональной цели.

Подстрижка устраняет этот избыток, чтобы показать форму сетки. Это редко самостоятельный процесс, вместо этого он интегрирован в более широкий передаточный штамп или прогрессивная штамповка последовательность. Обычно рабочий процесс происходит следующим образом:

1. Вырубка: Вырезаю первоначальный макет листа.
2. Рисунок: Формирование сложной 3D геометрии (создание дополнения).
3. Стрижка: Удаление дополнения.
4. Фланцевание/Пирсинг: Сгибание лап или пробивание отверстий для сборки.

Точность линии отделки имеет первостепенное значение. Отклонение даже нескольких микронов может повлиять на последующие операции, такие как фланцевание или ремнение , где край складывается, чтобы создать безопасную гладкую отделку на таких частях, как капоты и двери. Для инженеров выбор способа подстрижки определяет не только допустимость деталей, но и бюджет инструмента и масштабируемость производства.

Метод 1: Механическая резьба из штампов (стандарт высокого объема)

Для серийного производства, которое превышает 100 000 единиц в год, механическая подстрижка является отраслевым стандартом. Этот метод использует жесткие инструменты из отвержденной стальной или карбидной стали для стрижки металла одним ударом прессы. Механика включает в себя стрижку, когда движущийся удар толкает металл мимо неподвижной кнопки, разрушая материал в контролируемой зоне свободного пространства.

Инженеры обычно выбирают между двумя механическими подходами, основанными на геометрии детали и требованиях к качеству края:

• Прищипывание: Этот метод часто используется для вытянутых оболочек или деталей в форме стакана. Обрезка выполняется путем «зажима» материала о вертикальную стенку. Хотя такой способ является экономичным и проще в обслуживании, обрезка зажимом может оставлять небольшой уступ или утончение по линии обрезки, что может быть недопустимо для внешних поверхностей класса А.
• Обрезка с помощью колеблющегося (кулачкового) механизма: Для высокоточных автомобильных компонентов предпочтительна обрезка с приводом от кулачка. В этом случае направляющие блоки преобразуют вертикальное движение пресса в горизонтальные или угловые режущие ходы. Это позволяет матрице обрезать сложные контурные края перпендикулярно поверхности металла, обеспечивая более чистый край с минимальными заусенцами. Согласно Изготовитель , достижение правильного режущего зазора — как правило, 10% от толщины материала — имеет решающее значение для предотвращения преждевременного износа инструмента.

Плюсы: Непревзойденное время цикла (секунды на деталь); чрезвычайно стабильные размеры; более низкая переменная стоимость единицы продукции.
Минусы: Высокие капитальные затраты (CapEx) на оснастку; дорого и медленно вносить изменения при модификации конструкции.

Метод 2: Лазерная обрезка на 5-осевом станке (гибкость и прототипирование)

По мере перехода автомобильных конструкций на высокопрочные легкие материалы механическая обрезка сталкивается с ограничениями. Сверхвысокопрочные стали (UHSS) и детали из горячештампованной бористой стали зачастую слишком тверды для экономически целесообразной обрезки традиционными штампами, поскольку это приведет к быстрому выходу инструмента из строя. На помощь приходит 5-осевая лазерная обрезка .

Лазерная обрезка использует сфокусированный световой луч для плавления и разделения материала. Многоосевой роботизированный манипулятор направляет режущую головку по сложным трёхмерным контурам без физического контакта. Этот метод устраняет необходимость в жесткой оснастке, позволяя мгновенно внедрять конструкторские изменения (ECO) просто путем обновления программы ЧПУ.

Эта технология имеет важное значение в двух конкретных случаях:

1. Быстрая прототипизация: Прежде чем переходить к дорогостоящим жестким штампам, инженеры используют лазерную обрезку для проверки геометрии детали и её пригонки.
2. Тропическая печать: Для критически важных с точки зрения безопасности деталей, таких как стойки B, формируемых при высоких температурах, материал сразу затвердевает. Лазерная обрезка является единственным приемлемым вариантом резки этих закалённых компонентов без разрушения традиционных штампов.

Хотя лазерная обрезка не требует затрат на оснастку, она имеет значительно более высокие эксплуатационные расходы (OpEx) из-за более медленного цикла. Механический пресс может обрезать крыло за 4 секунды; лазеру может потребоваться 90 секунд. Однако для производителей, находящихся на переходном этапе от прототипа к серийному производству, эта гибкость бесценна. Партнёры вроде Shaoyi Metal Technology используют эту двойственность, предлагая решения, которые масштабируются от 50-штучных прототипных партий (с использованием гибкой резки) до миллионов сертифицированных по IATF 16949 массово производимых деталей на прессовых линиях мощностью 600 тонн.

Распространённые дефекты обрезки и их устранение

Контроль качества при обрезке в основном связан с борьбой против дефектов кромок. Даже незначительные несовершенства могут привести к сбоям при сборке или создать угрозу безопасности для рабочих линии. При устранении неполадок, как правило, рассматриваются три основные причины: заусенцы, металлическая стружка и деформация.

1. Заусенцы и заворот

A шлифовальные диски заусенец — это острый, приподнятый край, тогда как закругление кромок заворот — закруглённый край на противоположной стороне. Эти образования являются естественным побочным продуктом процесса резки, но их размеры должны оставаться в пределах допуска. Избыточная высота заусенца почти всегда вызвана неправильным зазором при резке . Если зазор между пуансоном и матрицей слишком велик, металл рвётся, а не режется, что приводит к образованию крупных заусенцев. Если же зазор слишком мал, инструмент преждевременно изнашивается. Стандартным решением являются регулярная заточка и корректировка прокладок.

2. Металлическая стружка (опилки)

Свободные частицы металла, или «опилки», могут отделяться во время обрезки и попадать в матрицу. Если такие частицы окажутся на следующей детали во время операции формования, они вызовут выпуклости или вмятины на поверхности — катастрофа для внешнего вида Панели класса А . Решения включают установку вакуумных устройств для удаления обрезков в конструкцию матрицы и обеспечение остроты режущих кромок, чтобы предотвратить крошение материала.

3. Деформация и пружинение

Снятие напряжения в вытянутой детали во время обрезки может вызвать пружинение или скручивание металла, в результате чего теряется размерная точность. Это особенно характерно для высокопрочных сталей. Для компенсации этого эффекта инженеры используют прижимные пластины для надежного удержания детали во время резки и могут намеренно проектировать линию обрезки с отклонением на рассчитанную величину, чтобы компенсировать эффект пружинения.

Управление отходами и экономика процесса

Коммерческий аспект обрезки связан с управлением отходами . Поскольку обрезанный материал является отходом, он представляет собой потерянную стоимость. Однако грамотное проектирование процесса позволяет минимизировать эти потери. Раскрой программное обеспечение используется на этапе заготовки для размещения деталей на рулонной полосе таким образом, чтобы минимизировать необходимое припуск, эффективно уменьшая количество материала, который впоследствии необходимо будет обрезать.

Физическое удаление отходов также представляет собой логистическую сложность. В высокоскоростных последовательных штампах отходы должны быть эффективно удалены с помощью лотков и виброконвейеров, чтобы предотвратить «двойные удары» — когда отходы блокируют штамп, вызывая катастрофическое повреждение инструмента. Для штампованных автомобильных деталей стоимость обрезного штампа часто оправдывается не только качеством детали, но и надежностью системы выброса отходов, обеспечивающей бесперебойную работу без простоев.

Заключение

Обрезка — это больше, чем просто операция резки; это определяющий момент, когда лист металла превращается в точный по размерам автомобильный компонент. Используется ли грубая сила и скорость механических обрезных штампов для высокотехнологичных панелей кузова или хирургическая точность 5-осевых лазеров для закалённых элементов безопасности — цель остаётся прежней: чистый, без заусенцев край с соблюдением строгих допусков. По мере того как автомобильные материалы переходят на более твёрдые и лёгкие сплавы, технологии обрезки продолжают развиваться, сочетая традиционные механические принципы с современной цифровой гибкостью.

Часто задаваемые вопросы

1. - Посмотрите. Какие 7 шагов в методе штампования?

Хотя существуют различные варианты, стандартный процесс штамповки из 7 этапов обычно включает: Прессование (вырезание исходной формы), Пробивка (пробивка отверстий), Рисунок (формование трёхмерной формы), Сгибание (создание углов), Воздушная гибка (формование без полного донья), Калибровку/обжим (штамповка для точности и прочности), и, наконец Обрезку заусенцев (удаление излишков материала с формованной детали).

2. В чём разница между резкой и обрезкой?

Стрижка — это общее понятие для резки металла по прямой линии, часто применяемое для получения исходной заготовки из рулона. Обрезка представляет собой специфический вид операции обрезки, выполняемой на трехмерной формованной детали для удаления неровных краев (припуска) и получения окончательного контурного профиля. Обрезка обычно требует сложных фигурных штампов вместо прямых лезвий.

3. Зачем нужен припуск, если он всё равно срезается?

Компания дОПОЛНЕНИЕ служит ручкой, за которую зажимное кольцо удерживает материал в процессе вытяжки. Без этого дополнительного материала металл неконтролируемо перемещался бы в полость матрицы, что привело бы к сильным складкам, разрывам и утонению. Припуск обеспечивает равномерное растяжение металла над пуансоном, пожертвовав самим собой ради качества конечной детали.