ZKRATKA

Odrezávanie výliskov automobilových súčiastok je kritická sekundárna operácia, pri ktorej sa odstráni prebytočný materiál – tzv. pRÍLOHA alebo odpad – z vyformovanej súčiastky, aby bolo možné dosiahnuť jej konečný rozmerový profil. Táto operácia sa zvyčajne uskutočňuje po fáze hlbokého ťahania a mení hrubý tvar udržiavaný viazacím prostredníctvom na presnú súčiastku pripravenú na montáž. Výrobcovia používajú hlavne dva spôsoby: mechanické strihacie diely pre vysoké objemy (použitím kľukového alebo svorkového mechanizmu) a 5-osé laserové rezanie pre prototypy, malé sériové výroby alebo kalené boronové ocele. Optimalizácia tejto fázy je nevyhnutná na predchádzanie chybám, ako sú hrany a železné triesky, a zároveň na riadenie nákladov spojených so scrapom.

Úloha odrezávania vo výrobnom procese automobilových výliskov

V hierarchii tvárnenia automobilových kovov slúži odrezávanie ako rozhodujúci most medzi vytváraním tvaru a konečným dokončením. Aby bolo možné pochopiť jej funkciu, je potrebné najskôr porozumieť mechanike kreslenie proces. Keď sa plochý plech (polotovar) tvaruje do trojrozmernej formy – napríklad panel dverí alebo blatník – je potrebný okolo obvodu navyše materiál. Tento materiál, ktorý drží viazacia príruba, riadi tok kovu do dutiny nástroja, aby sa zabránilo vzniku vrások a trhlín. Po dokončení tvárnenia sa tento držiaci materiál nazýva pRÍLOHA alebo odpad a už nemá žiadny ďalší funkčný účel.

Odrezanie odstráni tento nadbytok a odhalí konečný tvar súčiastky. Zriedka ide o samostatný proces; namiesto toho je zapracovaný do väčšej prekladací nástroj alebo postupná matrica postupnosti. Typický pracovný postup je nasledovný:

1. Vystrihovanie: Narezanie počiatočného rozmiestnenia plechu.
2. Kresba: Tvorenie komplexnej trojrozmernej geometrie (vytvorenie prídavku).
3. Zhrubný rez: Presné odstránenie prídavku.
4. Ohýbanie lístkov / prerážanie: Ohýbanie zápaliek alebo prebitie otvorov na montáž.

Presnosť rezu je rozhodujúca. Odchýlka len o niekoľko mikrometrov môže ovplyvniť následné operácie, ako napríklad ohýbanie alebo zahnutie , pri ktorom je okraj preložený tak, aby vytvoril bezpečný, hladký povrch na dieloch ako sú kapoty a dvere. Pre inžinierov voľba spôsobu orezávania určuje nielen toleranciu dielu, ale aj rozpočet na nástroje a škálovateľnosť výroby.

Metóda 1: Mechanické orezávanie dies (štandard pre veľké série)

Pre sériovú výrobu – viac ako 100 000 kusov ročne – je mechanické orezávanie priemyselným štandardom. Táto metóda využíva tuhé nástroje vyrobené z kalenej nástrojovej ocele alebo karbidu na strihanie kovu jedným zdvihom lisu. Mechanika procesu spočíva v strihacom účinku, pri ktorom pohybujúci sa razník tlačí kov cez pevné dielekno, čím materiál lomí v rámci kontrolovanej medzery.

Inžinieri zvyčajne vyberajú jednu z dvoch mechanických metód na základe geometrie dielu a požiadaviek na kvalitu okraja:

• Orezávanie stlačením: Táto metóda sa často používa pre vyťahované plášte alebo diely tvaru pohára. Orezávanie sa vykonáva „stláčaním“ materiálu proti zvislej stene. Hoci je táto metóda nákladovo efektívna a jednoduchšia na údržbu, môže na čiare orezávania zanechať malý schod alebo ztenčenie, čo nemusí byť prijateľné pre vonkajšie povrchy triedy A.
• Orezávanie pomocou Shimmy (Cam): Pre vysokopresné automobilové komponenty sa uprednostňuje orezávanie poháňané kľukovým mechanizmom. V tomto prípade prevodové bloky menia zvislý pohyb lisu na vodorovný alebo šikmý rezací pohyb. To umožňuje formě orezať komplexné, tvarované okraje kolmo k povrchu kovu, čím sa dosiahne čistejší rez s minimálnym tvorbením hrotov. Podľa Výrobca , dosiahnutie správneho rezného vôle — zvyčajne 10 % hrúbky materiálu — je kritické pre predchádzanie predčasnému opotrebeniu nástroja.

Výhody: Neobvyklé časy cyklu (sekundy na diel); extrémne konzistentné rozmery; nižšie premenné náklady na jednotku.
Nevýhody: Vysoké kapitálové výdaje (CapEx) na nástroje; drahé a pomalé úpravy v prípade zmien dizajnu.

Metóda 2: 5-osé laserové rezanie (pružnosť a prototypovanie)

Keď sa automobilové konštrukcie posúvajú smerom k materiálom s vysokou pevnosťou a nízkou hmotnosťou, mechanické orezávanie stretáva s obmedzeniami. Ultra-vysokopevné ocele (UHSS) a diely z horúco tvarovaného borovej ocele sú často príliš tvrdé na to, aby sa ekonomicky orezávali tradičnými formami, pretože by to spôsobilo rýchle poškodenie nástrojov. Tu prichádza 5-osé laserové rezanie .

Laserové rezanie využíva zameraný lúč svetla na roztavenie a preseknutie materiálu. Viacosi robotické rameno vedie reznú hlavicu okolo komplexných trojrozmerných kontúr bez fyzického kontaktu. Táto metóda eliminuje potrebu tvrdých nástrojov, čo umožňuje okamžité zavedenie konštrukčných zmien (ECOs) jednoduchou aktualizáciou CNC programu.

Táto technológia je nevyhnutná pre dva konkrétne scenáre:

1. Rýchle prototypovanie: Predtým, ako sa investuje do drahých tvrdých foriem, inžinieri používajú laserové rezanie na overenie geometrie dielu a jeho montážnej presnosti.
2. Horúce tvarovanie: Pri bezpečnostne kritických súčiastkach, ako sú stĺpy B tvorené pri vysokých teplotách, materiál okamžite ztvrdne. Laserové orezávanie je jedinou vhodnou možnosťou na rez týchto zosilnených komponentov bez rozbitia konvenčných strihacích nástrojov.

Hoci laserové orezávanie ponúka nulové náklady na nástroje, má výrazne vyššie prevádzkové náklady (OpEx) kvôli pomalším cyklovým časom. Mechanický lis môže ostrihnúť blatník za 4 sekundy; laser môže trvať až 90 sekúnd. Pre výrobcov, ktorí prekonávajú medzeru medzi prototypom a výrobou, je táto flexibilita neoceniteľná. Partneři ako Shaoyi Metal Technology využívajú túto dualitu a ponúkajú riešenia, ktoré sa dajú škálovať od 50-ks prototypových sérií (pomocou flexibilného rezania) po milióny sériovo vyrábaných súčiastok certifikovaných podľa IATF 16949 pomocou lín s 600-tonovými lismi.

Bežné chyby pri orezávaní a ich odstraňovanie

Kontrola kvality pri orezávaní je zameraná predovšetkým na boj proti chybám na hranách. Aj malé nedokonalosti môžu viesť k problémom pri montáži alebo k bezpečnostným rizikám pre pracovníkov na linkách. Pri odstraňovaní problémov sa zvyčajne sústreďujeme na tri hlavné príčiny: hrany, železné triesky a deformácie.

1. Hrany a prehnutie

A mletoc je ostrá, zdvihnutá hrana, zatiaľ čo zakrivenie okraja je zaoblená hrana na opačnej strane. Tieto sú prirodzeným vedľajším produktom strihania, no musia byť udržiavané v rámci tolerancie. Nadmerná výška hrany je takmer vždy spôsobená nesprávnym rezným priestorom . Ak je medzera medzi piestom a matricou príliš veľká, kov sa trhá namiesto toho, aby sa strihal, čo spôsobuje veľké hrany. Ak je medzera príliš malá, nástroje sa predčasne opotrebujú. Štandardným riešením je pravidelné brúsenie a nastavenie vložiek.

2. Železné triesky (stružiny)

Voľné častice kovu, alebo „stružiny“, sa môžu počas orezávania uvoľniť a spadnúť do matrice. Ak tieto triesky padnú na ďalšiu súčiastku počas tvárnenia, vytvoria pupene alebo vrypy na povrchu – katastrofa pre estetické Panelové triedy A . Riešenia zahŕňajú začlenenie vysávačov odpadu do návrhu dies a zabezpečenie ostrých rezacích plôch, aby sa zabránilo drobeniu materiálu.

3. Deformácia a pružnenie

Uvoľnenie napätia v vyťahovanom diely počas strihania môže spôsobiť pružnenie alebo skrútenie kovu, čím sa stratí rozmerová presnosť. To je obzvlášť časté pri oceliach s vysokou pevnosťou. Na potlačenie tohto javu používajú inžinieri tlakové podložky na pevné uchytenie dielu počas rezu a môžu navrhnúť reznú čiaru úmyselne „mimo“ o vopred vypočítanú hodnotu, aby kompenzovali efekt pruženia.

Správa odpadu a procesná ekonomika

Hospodárska stránka strihania sa otáča okolo správy odpadu . Keďže odstránený materiál je odpad, predstavuje stratu hodnoty. Avšak inteligentné procesné inžinierstvo môže túto stratu minimalizovať. Rozmiestnenie softvér sa používa počas fázy strihu na usporiadanie dielov na pásiku tak, aby sa minimalizoval prídavok potrebný na obrobok, čím sa efektívne zníži množstvo materiálu, ktorý musí byť neskôr odstrihnutý.

Fyzické odstránenie odpadu je tiež logistickou výzvou. Pri rýchlobehných postupných nástrojoch musia odpadkové žľaby a vibračné dopravníky efektívne odstraňovať odpad, aby sa predišlo tzv. "dvojitým úderom" – keď odpad zablokuje nástroj, čo spôsobí katastrofálne poškodenie nástroja. U tvárnených automobilových dielov sa cena strihacieho nástroja často ospravedlňuje nielen kvalitou dielu, ale aj spoľahlivosťou systému vypúšťania odpadu, ktorý zabezpečuje nepretržitý chod výroby.

Záver

Orezávanie je viac ako len rezanie; je to rozhodujúci moment, keď sa z plechu stáva presný automobilový diel s presnými rozmermi. A či sa používa mechanická sila a rýchlosť orezávacích nástrojov pre vysoké objemy karosérií, alebo chirurgická presnosť 5-osových laserov pre kalené bezpečnostné štrukty, cieľom je vždy rovnaký: čistý, bez buriny okraj v rámci prísných tolerancií. Keďže automobilové materiály sa posúvajú smerom k tvrdším a ľahším zliatinám, technológie orezávania sa tiež neustále vyvíjajú, kombinujúc tradičné mechanické princíply s modernou digitálnou flexibilitou.

Často kladené otázky

1. Aké sú 7 krokov pri metóde plechovania?

Hoci existujú rôzne varianty, štandardný 7-krokový proces tvárnenia zvyčajne zahŕňa: Vyrážania (rezanie počiatočného tvaru), Preskúmania (punchovanie otvorov), Kreslenie (tvorenie trojrozmerného tvaru), Ohýbanie (vytváranie uhlov), Vzdušné ohýbanie (tvorenie bez dosadnutia na dno), Dolné kalenie/mincovanie (tvárnenie pre presnosť a pevnosť) a nakoniec Odrezávanie (odstránenie nadbytočného materiálu z tvárneného dielu).

2. Aký je rozdiel medzi strihaním a orezávaním?

Strihanie je široký termín pre rezanie kovu pozdĺž priamej čiary, často používaný na vytvorenie počiatočného polotovaru z cievky. Vyrobenie je špecifický typ strihania vykonávaný na trojrozmernom tvárnenom diele, ktorým sa odstraňujú nerovné okraje (prídavok) a dosahuje sa konečný obvodový profil. Na strihanie zvyčajne potrebujeme komplexné, tvarované matrice namiesto rovných nožov.

3. Prečo je potrebný materiál „prídavok“, ak sa tak či onak odstrihne?

The pRÍLOHA slúži ako úchyt pre pridržiavač počas procesu taženia. Bez tohto dodatočného materiálu by sa kov nekontrolovateľne posúval do dutiny matrice, čo by viedlo k vážnym vráskam, trhlinám a ztenčeniu. Prídavok zaisťuje rovnomerné natiahnutie kovu cez piest, obetuje sám seba, aby zabezpečil kvalitu konečného dielu.