Narezávanie plechov vo výrobe automobilov: Proces a pravidlá návrhu

ZKRATKA

Vyrezávanie pri kovovom lamaní v automobilovom priemysle ide o presnú operáciu strihania, ktorá slúži na odstránenie materiálu z vonkajších okrajov pásu alebo polotovaru z plechu. Na rozdiel od vnútorného prerážania orezávanie vytvára vonkajší profil súčiastky a je kritické pre postupná matrica funkčnosť, pričom „vzdušné orezy“ riadia privádzanie a zarovnanie pásu cez lis. Tento proces umožňuje tvorbu komplexných geometrií pre rám vozidla, konzoly a štrukturálne zosilnenia tým, že uvoľní materiál na ohýbanie alebo taženie bez deformácie.

Pre inžinierov a odborníkov z oblasti nákupu je zvládnutie parametrov orezávania – ako napríklad rezné medzery, pomer šírky k hrúbke a polomery rohov – nevyhnutné na predchádzanie bežným chybám, ako je opotrebenie nástrojov, hrotitosti a štiepanie materiálu, najmä pri práci s modernými Pokročilé vysokopevné ocele (AHSS) .

Proces orezávania pri kovovom lamaní v automobilovom priemysle

Vo vysokozdružnom prostredí výroby automobilov je vystrihovanie zriedkavo samostatnou operáciou. Je typicky integrované do postupnej výstrehy , kde je spojitá cievka ocele podávaná cez lis, ktorý vykonáva viac operácií pri každom zdvihu. Porozumenie mechanike vystrihovania je prvým krokom k optimalizácii kvality dielu.

Mechanika strihu

Na základnej úrovni je vystrihovanie proces strihu. Razník (mužský nástroj) núti plech do matrice (ženský nástroj). Keď razník kontaktuje materiál, pôsobí na kov strihovým napätím, až do vzniku lomu. Kvalita tohto rezu je určená rezným medzerou – medzerou medzi razníkom a maticou. 10 % hrúbky materiálu hoci sa táto hodnota mení na základe pevnosti materiálu v ťahu.

• Strežná zóna: Lesklá, hladká časť reznej hrany, kde razník pôvodne preniká.
• Lomová zóna: Drsná, uhlová časť, kde sa kov nakoniec odlomí.
• Hrot: Ostrý hrebeň zostávajúci na spodnom okraji; nadmerné hroty zvyčajne svedčia o nesprávnom vôle alebo opotrebenom nástroji.

Kľúčová úloha „pitch notchu“

V progresívnych úmrtiach pitch notch (nazývaný tiež francúzsky not or bočný not) plní dôležitú logistickú funkciu. Vyrezáva špecifický tvar do okraja nosného pásu, aby mechanické vodiace kolíky mohli presne určiť polohu pásu na každej stanici. Bez presného pitch notchingu by sa pás posunul z polohy pri prechode dies, čo by viedlo ku katastrofálnym poruchám nástrojov alebo k výrobkám mimo tolerancie. To robí stanici na orezávanie jedným z najdôležitejších aspektov pri návrhu rozmiestnenia pásu.

Kľúčové smernice pre navrhovanie automobilových notches

Návrh odolných notches vyžaduje dodržiavanie prísnych inžinierskych obmedzení. Ignorovanie týchto pravidiel často vedie k predčasnému poškodeniu nástrojov alebo chybným dielom. Nižšie sú uvedené všeobecné smernice pre štandardné plechy používané v automobilovom priemysle (oceľ a hliník).

Zlaté pravidlá geometrie zárezu

Inžinieri musia vyvážiť túžbu po tesnej geometrii s fyzickými limitmi materiálu a nástrojov. Nasledujúce parametre sú priemyselné normy na zabezpečenie výrobnosti:

Pokročilé úvahy o AHSS

Autokarosérie sa čoraz viac spoliehajú na pokročilé vysokotvrdité ocele (AHSS) na zníženie hmotnosti pri zachovaní bezpečnosti. Materiály ako dvojfázová (DP) alebo martensitická oceľ sa správajú inak ako mäkká oceľ. Pri vyrezávaní AHSS sa nárazové zaťaženie na náradie je výrazne vyššia. Konštruktéri by mali zvýšiť minimálnu šírku zárezov na 1,5-násobná hrúbka materiálu a používať veľkorysé rohové polomery, aby sa zabránilo rozpadu časti počas havárií alebo cyklov únavy.

Výzvy a riešenia špecifické pre automobilový priemysel

Automobilový sektor si vyžaduje výrobu bez chyb na vysokých rýchlostiach. Toto prostredie prináša jedinečné výzvy, ktoré štandardné výrobné dielne často nedokážu riešiť.

Vytiahnutie slimákov a nakladanie so šrotom

Keď sa vyreže zárez, odstránený kus kovu (slug) sa musí vystrčiť z matrice. Pri vysokorýchlostnom lisovaní môže vákuum vytvorené stiahnutím vytiahnuť vrtuľník späť na tvár matrice. vytiahnutie odpadu - Čo? Ak na pás padne guľka, ďalší tlak tlačiarne ju zatlačí do časti, čím vzniknú "pimple" vady alebo rozbije sa matica.

Riešenia:

• Vyhadzovacie kolíky: Vnútri úderu sú pružné kolíky, ktoré fyzicky tlačia guľku dole.
• Vápnikové výfukové systémy: Svíracie systémy pod blokom, aby odtiahli guľky.
• Úhly strihania: V prípade, že sa použije systém na odstraňovanie výfukových plynov, musí sa použiť systém na odstraňovanie výfukových plynov.

Opotrebovanie nástrojov pri výrobnej výrobe veľkého objemu

Typická skúška pri lisovaní automobilov môže vyžadovať stovky tisíc návštev za mesiac. Štandardné nástroje ocele (ako D2) sa často degradujú príliš rýchlo pri škrtaní abrazivných automobilových stupňov. Vedúci výrobcovia teraz využívajú Zliatiny z kovov alebo Zrážky z karbidu s povrchovým povlakom TiCN (karbonitrid titánu) na predĺženie životnosti a zachovanie kvality hraníc.

Most medzi prototypovaním a hromadnou výrobou

Jednou z najťažších fáz vývoja automobilov je prechod z nízkotučných prototypov na sériovú výrobu. V prototypovaní sa často používa laserové rezanie (ktoré nespôsobuje žiadne brúsenie alebo stres), zatiaľ čo vo výrobe sa používa tvrdé náradie (ktoré zavádza stres strihovania). Tento rozdiel môže viesť k nepredvídaným zlyhaniam počas validácie.

Na zmiernenie tohto rizika je dôležité spolupracovať s výrobcami, ktorí dokážu včas simulovať výrobné podmienky. Shaoyi Metal Technology spoločnosť SGS sa špecializuje na preklenutie tejto medzery a ponúka komplexné riešenia na lisovanie, ktoré sa pohybujú od rýchleho prototypovania až po výrobu veľkého objemu. S presnosťou a tlačiarenskými schopnosťami certifikovanými podľa IATF 16949 až 600 ton, spracúvajú kritické komponenty ako riadiace ramená a podložiská, čo zabezpečuje, že inžiniersky zámer prežije prechod na sériovú výrobu.

Stroje a nástroje: progresívne vs. prevodné matrace

Výber technológie lisovania zásadne mení spôsob, akým sa vykonáva zárez. Správny výber závisí od zložitej časti a ročného objemu.

Progresívne formy

V progresívnej matrici sa zárezová operácia vykonáva, keď je časť ešte pripevnená k cievke. Vrezy postupne určujú tvar diely. Táto metóda je najúčinnejšia pre malé až stredné automobilové diely (pomocnice, spony, konektory), pretože s každým ťahom vytvára hotový diel. V tomto prípade však rozloženie pásu je zložitá a využitie materiálu môže byť nižšie kvôli potrebe nosičovej siete.

Prenosové matice

Pre väčšie časti, ako sú paneli karosérie, piliere alebo krížové končatiny, sa preferujú prevodné matrice. Tu sa na prvej stanici vyreže (odreže) prázdna časť a potom sa mechanicky presunie robotovými prstami na nasledujúce stanice. Vytlačenie v prevodných listoch sa často používa na rozvinuté prázdne vytvorenie komplexného plochého tvaru potrebného na vytvorenie hlboko natiahnutého dielu bez vrások. Transferné lisy umožňujú lepšie využitie materiálu, ale pracujú s pomalšími rýchlosťami ako progresívne lisy.

Inžinierstvo pre presnosť a výkon

Vytriekanie nie je len rezaním kovu, je to strategická operácia, ktorá určuje účinnosť lisovacej linky a konštrukčnú integritu konečnej súčasti vozidla. Či už ide o optimalizáciu výstrihu v progresívnej matrici alebo výpočet polomerov rohov pre AHSS držiaky, úspech spočíva v detailoch. Pri dodržiavaní osvedčených konštrukčných pomerov a výbere správnych nástrojových partnerov schopných zvládnuť požiadavky na vysokú tonáž môžu automobiloví inžinieri zabezpečiť, aby ich návrhy boli nielen výrobné, ale aj dostatočne robustné pre cestu vpred.

Často kladené otázky

1. Aký je rozdiel medzi strihaním a vyrezávaním?

Hoci obe sú rezacími operáciami, rozdiel spočíva v ich účele a geometrii. Vyrezávanie odstraňuje špecifický tvar z vonkajšieho okraja obrobku, často na uľahčenie ohnutia alebo montáže. Vyrobenie je zvyčajne dokončovacia operácia, ktorá sa používa na odrezanie prebytočného materiálu (flash) z obvodu nakresleného alebo tvarovaného dielu, aby sa dosiahol jeho konečný rozmer.

2. Vráť sa. Čo definuje proces "vytláčania" pri spracovaní kovov?

Vytrebanie je proces strihania, ktorý sa používa na odstránenie časti materiálu z okraja kovového listu alebo pásu. Vykonáva sa pomocou úderného lisovača, kde rezací nástroj tlačí kov proti okraju lisovania, striha ho, aby vytvoril profil, reliéf alebo voľný priestor pre nasledujúce kroky tvarovania.

3. Vráť sa. Prečo je pomer šírky a hrúbky dôležitý pri výrebe?

Pomer šírky a hrúbky je rozhodujúci pre životnosť nástroja. Šírka zárezov, ktorá je úzka ako hrúbka materiálu (pomer menší ako 1:1), spôsobuje nadmerné tlačenie na štuku, čo spôsobuje jeho odklon alebo praskanie. Dodržiavanie minimálneho pravidla 1: 1 zabezpečuje, že nástroj pôsobí skôr ako rezací nástroj ako stĺpec pod zaťažením.