POVZETEK

Odrezovanje kovinskih avtomobilskih delov je ključna sekundarna operacija, pri kateri se odstranjuje odvečni material – tako imenovani dodatni del aLI odpadki – s formiranega dela, da se doseže njegov končni dimenzionalni profil. Ta operacija se ponaviloma izvaja po fazi globokega vlečenja in spremeni grobo obliko, ki je še pritrjena na obroč, v natančen del, pripravljen za sestavo. Proizvajalci uporabljajo predvsem dve metode: mehanski odrezovalni orodji za visoko proizvodnjo (z uporabo kulisnega pogona ali stebla) ter 5-osni laserski rez za prototipe, nizke serije ali jekle iz trdih boronov. Optimizacija te faze je bistvena za preprečevanje napak, kot so žlebki in železni ostruški, hkrati pa se upravlja stroški odpadkov.

Vloga odrezovanja v delovnem procesu kovinskega avtomobilskega žiganja

V hierarhiji kovinskega avtomobilskega žiganja odrezovanje predstavlja končni most med oblikovanjem in končnim detaljiranjem. Za razumevanje njegove funkcije je najprej potrebno prepoznati mehaniko risba postopek. Ko se ravna pločevina (izsek) vleče v tridimenzionalno obliko—na primer vrata ali blatnik—je potreben dodaten material po obodu. Ta material, ki ga drži prijemni obroč, nadzoruje tok kovine v kalup, da se preprečijo gube in razpoke. Ko je vlečenje končano, ta držni material postane dodatni del aLI odpadki in nima več nobene funkcionalne vloge.

Odrezovanje odstrani ta odvečni del, da se razkrije končna oblika dela. Redko gre za samostojen postopek; namesto tega je vključen v širši prenosna matrica aLI progresivna štampa zaporedje. Tipično napredovanje postopka je naslednje:

1. Izrezovanje: Rezanje začetnega izseka pločevine.
2. Skica: Oblikovanje kompleksne tridimenzionalne geometrije (ustvarjanje dodatka).
3. Strganje: Natančno odstranjevanje dodatka.
4. Robjenje/Prebadanje: Upogibanje jezičkov ali bušenje lukenj za sestavo.

Natančnost rezanja roba je izjemnega pomena. Odstopanje že nekaj mikronov lahko vpliva na nadaljnje operacije, kot so flančenje ali prekrivanje roba , kjer se rob prepogne, da se ustvari varšen, gladki zaključek na delih kot so haube in vrata. Za inženirje izbira načina rezanja določa ne le toleranco dela, temveč tudi orodnjo proračun in razmernost proizvodnje.

Metoda 1: Mehansko rezanje s orodji (standard za visoke količine)

Za masovno proizvodnjo—letne količine, ki presegajo 100.000 enot—je mehansko rezanje standard v industriji. Ta metoda uporablja trda orodja iz toplotno obdelanega orodnega jekla ali karbida, ki kovino odreže v enem samem koraku prese. Mehansko delovanje temelji na strižnem učinku, pri katerem gibljiv bati potisne kovino čez nepomični gumb die, pri čemer material lomi znotraj nadzorovanega razmika.

Inženirji običajno izbirajo med dvema mehanskima pristopoma, odvisno na geometriji dela in zahtevani kakovosti roba:

• Rezanje s stiskanjem: Ta metoda se pogosto uporablja za izvlečene lupine ali delove oblike skodelice. Obrezovanje se izvaja s »stiskanjem« materiala ob navpično steno. Čeprav je ta postopek cenovno učinkovit in enostavnejši za vzdrževanje, lahko pri črti rezanja pusti majhen korak ali zmanjšanje debeline, kar morda ni sprejemljivo za površine razreda A.
• Obrezovanje s tresenjem (z gibnikom): Za visoko natančne avtomobilske komponente se prednostno uporablja obrezovanje z gibnikom. Pri tem gonilni bloki pretvorijo navpični premik prese v vodoravne ali poševne reže. To omogoča orodju, da obreže kompleksne, profilirane robove pravokotno na kovinsko površino, kar rezultira v čistejšem robu z minimalnimi žlebci. Glede na Izdelovalec , je ključno za doseganje pravilnega reznega razmika – ponavadi 10 % debeline materiala – da se prepreči prezgodnja obraba orodja.

Prednosti: Neprimerljive čase cikla (sekunde na kos); izjemno dosledne mere; nižji spremenljivi stroški na enoto.
Slabosti: Visoki kapitalski stroški (CapEx) za orodja; drago in počasi za spremembo, če pride do sprememb v načrtovanju.

Metoda 2: Laserjsko rezkanje s 5 osmi (prilagodljivost in izdelava prototipov)

Ko se avtomobilska načrtovanja premikajo proti visoko trdnim, lahkim materialom, mehansko rezkanje naleti na omejitve. Deli iz ultra-visoko trdnih jekel (UHSS) in vroče oblikovanega boron jekla so pogosto pretrdni, da bi jih bilo mogoče gospodarno rezkati s tradicionalnimi orodji, saj bi to povzročilo hitro obrabo orodij. Vstop laserjsko rezkanje s 5 osmi .

Laserjsko rezkanje uporablja usmerjen žarek svetlobe za taljenje in presekanje materiala. Večosni robotski rok vodi rezalno glavo okoli kompleksnih 3D kontur brez fizičnega stika. Ta metoda odpravlja potrebo po trdim orodju, kar omogoča takojšnjo uvedbo inženirskih sprememb (ECO) preprosto z osvežitvijo CNC programa.

Ta tehnologija je ključna za dva posebna primera:

1. Hitro prototipiranje: Preden se naroči draga trda orodja, inženirji uporabljajo laserjsko rezkanje za overitev geometrije delov in prileganja.
2. Toplotno oštampavanje: Za varnostno kritične dele, kot so stebri B, oblikovani pri visokih temperaturah, se material takoj zatrdi. Rezanje z laserjem je edina primerna možnost za rezanje teh zakalenih komponent brez razbitja konvencionalnih rezkalnih orodij.

Čeprav rezanje z laserjem ne zahteva stroškov orodij, pa ima bistveno višje stroške obratovanja (OpEx) zaradi počasnejših ciklov. Mehanska stiskalnica lahko obreže blatnik v 4 sekundah; laser pa lahko potrebuje do 90 sekund. Vendar pa je ta fleksibilnost za proizvajalnike, ki premostijo vrzel med prototipom in proizvodnjo, neocenljiva. Partnerji kot so Shaoyi Metal Technology izkoriščajo to dvojnost in ponujajo rešitve, ki se lahko skalirajo od 50-delnih prototipnih serij (z uporabo fleksibilnega rezanja) do milijonov delov masovne proizvodnje, certificiranih po IATF 16949, z uporabo 600-ton stiskalnih linij.

Pogoste napake pri rezanju in odpravljanje težav

Kontrola kakovosti pri rezkanju je osredotočena na boj proti napakam na robovih. Tudi manjša popačenja lahko povzročijo težave pri sestavljanju ali varnostna tveganja za delavce v liniji. Odpravljanje težav se običajno osredotoča na tri glavne vzroke: žlebaste robove, železne ostružke in deformacije.

1. Žlebasti rob in prevoj

A žlebasti rob je oster, dvignjen rob, medtem ko je zavrti prevoj okrogel rob na nasprotni strani. To sta naravna stranska produkta striženja, vendar ju je treba ohraniti znotraj dopustnih tolerance. Prevelika višina žlebastega roba je skoraj vedno posledica nepравilnega režnega razmika . Če je razmak med bati in matriko prevelik, se kovina trga namesto da bi se strižila, kar ustvarja velike žlebastne robove. Če je razmak pretesen, orodje predčasno obrabi. Redno brusenje in prilagoditev podložk sta standardni rešitvi.

2. Železni ostružki (rezki)

Prosti delci kovine, imenovani »rezki«, se lahko med rezkanjem odklopnijo in padajo v matrico. Če ti ostružki padejo na naslednji del med oblikovanjem, povzročijo izbokline ali vgneče na površini – katastrofa za estetske površine Plošče razreda A . Rešitve vključujejo vgradnjo sesalnikov za odstranjevanje odpadkov v orodje in zagotavljanje ostrega roba obrezovanja, da se prepreči drobljenje materiala.

3. Deformacije in povratno upenjanje

Sprostitev napetosti v izvlečenem delu med obrezovanjem lahko povzroči povratno upenjanje ali zasukanje kovine, kar pomeni izgubo točnosti dimenzij. To je še posebej pogosto pri visokotrdnih jeklih. Za odpravo tega pojava inženirji uporabljajo pritiskovne podložke , da del trdno držijo med rezanjem, in lahko namerno načrtujejo obrezovalno črto »izven« za izračunano količino, da kompenzirajo učinek povratnega upenjanja.

Upravljanje odpadkov in procesna ekonomika

Poslovni vidik obrezovanja se vrti okoli upravljanja odpadkov . Ker je obreznina odpadek, predstavlja izgubljeno vrednost. Vendar pametno procesno inženirstvo lahko zmanjša to izgubo. Razporeditev programska oprema se uporablja med fazo izrezovanja, da razporedi dele na traku v zalogi na način, ki zmanjša potrebno dodatno ploščino, kar učinkovito zmanjša količino materiala, ki je potrebno odrezati pozneje.

Fizično odstranjevanje odpadkov je tudi logistična izziv. Pri visokohitrostnih progresivnih kalupih morajo odpadki v ceveh in tresilni transporterji učinkovito odstraniti odpadke, da preprečijo "dvojne udarce"—ko odpadki blokirajo kalup, kar povzroči katastefalno poškodbo orodja. Za kovane avtomobilske dele je strošek rezkalnega kalupa pogosto upravičen ne le s kakovostjo dela, temveč tudi z zanesljivostjo sistema za izmet odpadkov, ki zagotavlja neprekinjen čas obratovanja.

Zaključek

Obrezovanje je več kot le operacija rezanja; gre za odločilni trenutek, ko se list kovine spremeni v dimenzionalno natančno avtomobilsko komponento. Ne glede na to, ali uporabljamo mehansko silo in hitrost mehanskih obrezovalnih orodij za visokotirne karoserijske dele ali kirurško natančnost petosnih laserjev za zakalenih varnostnih konstrukcij, ostaja cilj enak: čist, brezobrobni rob znotraj strogiht dopustkov. Ko se avtomobilske materiale razvijajo proti tršim in lažjim zlitinam, tehnologije za obrezovanje napredujejo naprej, pri čemer združujejo tradicionalna mehanska načela z moderno digitalno fleksibilnostjo.

Pogosta vprašanja

1. Katerih 7 korakov vključuje postopek klešenja?

Čeprav obstajajo različice, standardni postopek žigosanja v sedmih korakih običajno vključuje: Izrezovanja (rezanje začetne oblike), Probovanja (preshanje lukenj), Risba (oblikovanje 3D oblike) Igibanje (ustvarjanje kotov), Vzdušno ukrivljanje (oblikovanje brez popolnega spodnjega dotika), Dolinsko izravnavo/kovanje (žigosanje za natančnost in trdnost) in nazadnje Struženje s stiskanjem (odstranjevanje odvečnega materiala s oblikovanega dela).

2. Kakšna je razlika med striženjem in obrezovanjem?

Rezanje je širok izraz za rezanje kovine vzdolž ravne črte, pogosto pa se uporablja za izdelavo začetnega osnovnega lista iz tuljave. Obrezovanje je posebna vrsta operacije šišanja, ki se izvaja na 3D oblikovanem delu za odstranitev nepravilnih robov (dodatka) in doseganje končnega profila obsega. Za obrezovanje so običajno potrebni kompleksni, oblikovani obrezki namesto ravnih rezal.

3. Vprašanje: Zakaj bi potrebovali dodatni material, če ga samo odrežejo?

The dodatni del deluje kot roča za prstan za vezanje, da se pri procesu črpanja drži. Brez tega dodatnega materiala bi kovina nenadzorovano tekla v votlino, kar bi povzročilo hude gube, raztrganje in tanjenje. Dodatek zagotavlja, da se kovina enakomerno razteza po udarcu, kar žrtvuje samega sebe za zagotavljanje kakovosti končnega dela.