สรุปสั้นๆ

ในโลกการผลิตรถยนต์ที่ต้องการความแม่นยำสูง ความแตกต่างพื้นฐานระหว่างกระบวนการตัดเฉือนสองประเภทนี้อยู่ที่วัตถุประสงค์: การตัดแผ่นโลหะ ผลิตชิ้นส่วนสุดท้าย (ชิ้นที่ถูกตัดออกคือผลิตภัณฑ์) ในขณะที่ การเจาะรู สร้างลักษณะภายใน เช่น รูต่างๆ (ชิ้นที่ถูกตัดออกจะกลายเป็นของเสีย) แม้ว่ากระบวนการเหล่านี้จะใช้เครื่องอัดแรงดันไฮดรอลิกหรือเชิงกลแบบเดียวกัน แต่การออกแบบอุปกรณ์เครื่องมือจะแตกต่างกันอย่างมากเพื่อควบคุมการไหลของวัสดุ ในแม่พิมพ์แบบโปรเกรสซีฟสำหรับอุตสาหกรรมยานยนต์ กระบวนการทำงานเหล่านี้มักทำงานร่วมกัน โดยเริ่มจากการเจาะลวดลายภายในก่อน แล้วจึงตามด้วยการตัดแผ่นเพื่อให้ได้ชิ้นส่วนโครงรถหรือตัวถังรถยนต์สุดท้ายจากแถบโลหะ

ความแตกต่างหลัก: ผลิตภัณฑ์ แทนที่ จะเป็นของเสีย

สำหรับวิศวกรยานยนต์และผู้เชี่ยวชาญด้านการจัดซื้อ การแยกแยะความแตกต่างระหว่างการตัดแผ่น (blanking) และการเจาะ (piercing) ไม่ใช่เพียงแค่การพิจารณาเรื่องถ้อยคำเท่านั้น แต่ยังกำหนดรูปแบบการออกแบบแม่พิมพ์ การใช้วัสดุ และการประมาณต้นทุนด้วย ทั้งสองกระบวนการเป็นกระบวนการเฉือนที่ทำให้โลหะแผ่นเกิดแรงเครียดเกินกว่าความต้านทานแรงดึงสูงสุดจนเกิดการแตกหัก แต่ผลลัพธ์ที่ต้องการคือสิ่งที่กำหนดความหมายของศัพท์

การตัดแผ่นโลหะ คือกระบวนการที่วัสดุที่ถูกตัดออกจากรีดแผ่นหลักหรือแถบโลหะถือเป็นชิ้นส่วนที่ต้องการใช้งาน ส่วนที่เหลือของแถบโลหะจะเรียกว่าโครงหรือเศษวัสดุ เช่น เมื่อผลิตชิ้นส่วนยึดล็อกประตู ตัวชิ้นส่วนนั้นจะถูก "ตัดแผ่น" (blanked) ออกมาจากคอยล์

การเจาะรู (มักใช้สลับกันกับคำว่า punching ในบริบททั่วไป แม้จะมีความแตกต่างในงานตอกแม่นยำ) เปลี่ยนแนวคิดนี้กลับด้าน โดยในการเจาะ (piercing) วัสดุที่ถูกนำออกไป หรือสลัก จะถือเป็นของเสีย ในขณะที่รูที่เหลืออยู่บนแผ่นโลหะคือสิ่งที่ต้องการ ซึ่งมีความสำคัญต่อการสร้างจุดยึด รูเพื่อลดน้ำหนัก หรือรูเจาะนำสำหรับขั้นตอนการผลิตถัดไป

กฎของการใช้แม่พิมพ์ "มาสเตอร์"

ความแตกต่างทางเทคนิคที่สำคัญที่สุดเกิดขึ้นในขั้นตอนการออกแบบแม่พิมพ์ เพื่อให้มั่นใจว่าชิ้นส่วนสุดท้ายจะเป็นไปตามข้อกำหนดด้านความคลาดเคลื่อน วิศวกรจะใช้กฎเว้นระยะอย่างต่างกัน:

• ในการตัดแผ่น (Blanking): The แม่พิมพ์ ขนาดของโพรง (cavity) เป็นตัวกำหนดขนาดชิ้นงานสุดท้าย โดยการเว้นระยะจะถูกนำไปใช้กับ การเจาะรู ทำให้มีขนาดเล็กกว่ามิติมาตรฐาน
• ในการเจาะรู (Piercing): The การเจาะรู ขนาดของลูกสูบ (punch) เป็นตัวกำหนดขนาดรูสุดท้าย โดยการเว้นระยะจะถูกนำไปใช้กับ แม่พิมพ์ ทำให้ช่องเปิดมีขนาดใหญ่กว่ามิติมาตรฐาน

รายละเอียดเฉพาะสำหรับอุตสาหกรรมยานยนต์: การตัดแบบไฟน์ (Fine Blanking) เทียบกับการตัดแบบมาตรฐาน (Standard Blanking)

การตัดแผ่นมาตรฐานมักทิ้งร่องรอยขอบหยาบที่มี "โซนการแตกร้าว" ซึ่งครอบคลุมเกือบสองในสามของความหนาของวัสดุ สำหรับชิ้นส่วนโครงสร้างทั่วไป ถือว่ายอมรับได้ อย่างไรก็ตาม การใช้งานในอุตสาหกรรมยานยนต์มักต้องการความแม่นยำสูงขึ้นสำหรับชิ้นส่วนที่มีหน้าที่ใช้งาน เช่น เกียร์ระบบส่งกำลัง กลไกเข็มขัดนิรภัย และคาลิปเปอร์เบรก นี่คือจุดที่ การตัดเฉือนละเอียด กลายเป็นสิ่งที่จำเป็น

การบานบลิงแบบละเอียด เป็นการเปลี่ยนแปลงที่เชี่ยวชาญที่ใช้วงแหวน V (วงแหวนการบานบลิง) เพื่อจับแผ่นโลหะไว้อย่างมั่นคงกับตัวเจาะ ก่อนที่กระแทกจะเข้าร่วม ความดันกลับนี้ป้องกันวัสดุจากการไหลออกจากขอบตัด ส่งผลให้มีขอบตัด 100% ที่เรียบและตั้งตรงกับพื้นผิวแผ่น ไม่เหมือนกับการทําแผ่นแผ่นแบบธรรมดา ซึ่งอาจต้องใช้เครื่องแปรรูปที่สองเพื่อทําความสะอาดขอบที่หยาบคาย การทําแผ่นแผ่นแผ่นแบบละเอียดจะผลิตชิ้นที่ทรงเป็นเครือพร้อมสําหรับการประกอบ

สําหรับผู้จัดการการจัดหาสินค้า การเข้าใจความแตกต่างนี้เป็นสิ่งสําคัญ การกําหนด "การเคลือบขีดขีด" สําหรับชิ้นส่วนที่ต้องการการเคลือบขีดขีดขีดขีดขีดขีดเพียงแบบมาตรฐาน จะทําให้ต้นทุนเพิ่มขึ้นอย่างไม่จําเป็น ขณะที่การไม่กําหนดมันสําหรับฟันเกียร์ที่ใช้งานได้สูง อาจนําไป

วิศวกรรมกระบวนการ: การเจาะและเรียงลําดับแบบโปรเกรสซิฟ

ในการตีพิมพ์รถยนต์ขนาดใหญ่ การเปล่งและเจาะแทบจะไม่เกิดขึ้นแยกกัน พวกเขาถูกรวมเข้ากับ แม่พิมพ์แบบก้าวหน้า — เครื่องมือซับซ้อนที่แผ่นโลหะเคลื่อนผ่านสถานีต่างๆ หลายจุด โดยแต่ละช่วงการกดจะดำเนินการตามลำดับ การเรียงลำดับขั้นตอนเหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อความสมบูรณ์ของชิ้นส่วนและความแม่นยำด้านมิติ

โดยทั่วไป กระบวนการจะเป็นไปตามลำดับที่เข้มงวด:

1. การเจาะนำแนว: ขั้นตอนแรกมักเป็นการเจาะรูนำแนว ซึ่งรูเหล่านี้ไม่ได้ใช้สำหรับหน้าที่สุดท้ายของชิ้นส่วนรถยนต์ แต่ใช้เพื่อกำหนดตำแหน่งและนำทางแผ่นโลหะให้เคลื่อนผ่านสถานีถัดไปอย่างแม่นยำ
2. การเจาะภายใน: สร้างรูและช่องตัดต่างๆ ที่ใช้งานได้จริง ในขณะที่ชิ้นส่วนยังคงติดอยู่กับแถบโลหะหลัก ซึ่งจะทำให้มั่นใจได้ว่าตำแหน่งสัมพันธ์ของลักษณะต่างๆ ภายในถูกควบคุมไว้ตามค่าความคลาดเคลื่อนที่แคบมาก
3. การตัดรูปร่างสุดท้าย: สถานีสุดท้ายทำการตัดรูปร่างภายนอก เพื่อแยกชิ้นส่วนที่เสร็จสมบูรณ์ออกจากโครงเสียทิ้ง

การจัดลำดับอย่างมีประสิทธิภาพช่วยลดปัญหา "ความคลาดเคลื่อนสะสม" หากชิ้นส่วนถูกตัดรูปร่างก่อน แล้วจึงเจาะรูในขั้นตอนที่สอง การจัดตำแหน่งชิ้นส่วนให้แม่นยำจะทำได้ยากและใช้เวลานาน โดยการเจาะรูก่อนในแถบวัสดุ ตัววัสดุจะทำหน้าที่เป็นอุปกรณ์ยึดชิ้นงานเอง สำหรับผู้ผลิตที่ต้องการเชื่อมช่องว่างจากการพัฒนาต้นแบบอย่างรวดเร็วไปสู่การผลิตจำนวนมาก คู่ค้าอย่าง เทคโนโลยีโลหะเส้าอี้ มีบทบาทสนับสนุนที่สำคัญในการเพิ่มประสิทธิภาพการออกแบบแม่พิมพ์แบบก้าวหน้า เพื่อให้สอดคล้องกับมาตรฐานของผู้ผลิตรถยนต์ (OEM) อย่างเคร่งครัด

การเปรียบเทียบการออกแบบแม่พิมพ์และการเว้นระยะห่าง

ระยะห่าง (clearance)—คือ ช่องว่างระหว่างแกนพันช์กับแม่พิมพ์—เป็นตัวแปรที่สำคัญที่สุดในการกำหนดคุณภาพของขอบชิ้นงานและอายุการใช้งานของเครื่องมือ ระยะห่างที่ไม่เพียงพอจะทำให้เกิดการเฉือนซ้ำ (double break) ซึ่งสร้างเศษวัสดุที่อาจทำลายแม่พิมพ์ได้ ในขณะที่ระยะห่างที่มากเกินไปจะทำให้เกิดเสี้ยนขนาดใหญ่และการบิดเบี้ยว

ตารางด้านล่างสรุปการตั้งค่าทางเทคนิคสำหรับเครื่องมือในอุตสาหกรรมยานยนต์:

การคำนวณระยะห่างเหล่านี้อย่างถูกต้องตามความแข็งแรงด้านแรงดึงและความหนาของวัสดุ คือสิ่งที่แยกแยะ การขึ้นรูปโลหะระดับอุตสาหกรรม ออกจากงานผลิตชั้นต่ำกว่า

ข้อบกพร่องทั่วไปและการแก้ไขปัญหา

แม้จะมีแม่พิมพ์ที่แม่นยำ การเกิดข้อบกพร่องก็ยังอาจเกิดขึ้นได้ ในการขึ้นรูปชิ้นส่วนยานยนต์ ซึ่งพื้นผิว "คลาส เอ" และรูปทรงเรขาคณิตที่เกี่ยวข้องกับความปลอดภัยเป็นมาตรฐาน การระบุสาเหตุหลักจึงเป็นสิ่งจำเป็น

แตกร้าวและขอบแหลม

รอยหมุนของแม่พิมพ์ (ขอบโค้งมนที่ด้านเข้า) และ เสี้ยน (Burrs) (ขอบแหลมคมที่ด้านออก) เป็นผลพลอยได้ตามธรรมชาติจากการตัดเฉือน อย่างไรก็ตาม ความสูงของแตกลายมากเกินไปบ่งบอกถึงเครื่องมือที่ทื่อหรือระยะห่างที่ไม่ถูกต้อง ในกระบวนการตัดแผ่น (blanking) แตกลายขนาดใหญ่บนชิ้นงานบ่งชี้ว่าระยะห่างของปากกาตายมีขนาดใหญ่เกินไป ในกระบวนการเจาะ (piercing) แตกลายรอบรูบ่งชี้ว่าระยะห่างของแม่พิมพ์มีขนาดมากเกินไป

การดึงชิ้นงานออก (Slug Pulling)

ปัญหาเฉพาะที่เกิดขึ้นในการดำเนินการเจาะคือ การดึงชิ้นงานออก (Slug Pulling) เมื่อชิ้นส่วนเศษติดอยู่กับพื้นผิวของดายเจาะและถูกดึงออกมาจากช่องดายในจังหวะถอยกลับ หากเศษชิ้นนี้หล่นลงบนแถบโลหะ ก็อาจทำให้ชิ้นงานหรือดายเสียหายในจังหวะถัดไป ซึ่งเป็นเหตุการณ์ร้ายแรงโดยเฉพาะในสายการผล้าอัตโนมัติความเร็วสูง วิศวกรจะลดความเสี่ยงนี้โดยการเพิ่มหมุดดีดแบบสปริงในดายเจาะ หรือใช้บล็อกดายแบบสุญญากาศพิเศษ

สรุป

แม้ว่าการตัดแผ่น (Blanking) และการเจาะ (Piercing) จะมีหลักฟิสิกส์การเฉือนโลหะร่วมกัน แต่บทบาทของทั้งสองกระบวนการในงานขึ้นรูปชิ้นส่วนยานยนต์นั้นมีความแตกต่างและเสริมซึ่งกันและกัน การตัดแผ่นจะกำหนดเส้นรอบนอกและให้ชิ้นส่วนสุดท้าย ในขณะที่การเจาะจะสร้างรูปร่างภายในที่ใช้งานได้ การเข้าใจและควบคุมความสัมพันธ์ระหว่างกระบวนการเหล่านี้—โดยเฉพาะในเรื่องช่องว่างของเครื่องมือ การเรียงลำดับขั้นตอนในดายแบบโปรเกรสซีฟ และการประยุกต์ใช้เทคนิคไฟน์บลังกิ้งสำหรับชิ้นส่วนความแม่นยำ—เป็นสิ่งจำเป็นต่อการบรรลุประสิทธิภาพและคุณภาพที่อุตสาหกรรมการผลิตรถยนต์ยุคใหม่ต้องการ

คำถามที่พบบ่อย

1. ความแตกต่างระหว่างการเจาะ (piercing) กับการตัดชิ้นงาน (blanking) คืออะไร

ความแตกต่างหลักคือผลิตภัณฑ์ที่ต้องการ ใน การตัดแผ่นโลหะ , ชิ้นส่วนที่ถูกตัดออกจากแผ่นคือผลิตภัณฑ์สุดท้าย และแผ่นที่เหลือจะถือเป็นของเสีย การเจาะรู , รูที่เกิดขึ้นบนแผ่นคือลักษณะที่ต้องการ และชิ้นส่วนที่ถูกตัดออก (ชิ้นสแล็ก) จะถือเป็นของเสีย

2. เหตุใดการเบล็งกิ้งแบบละเอียด (fine blanking) จึงใช้ในชิ้นส่วนยานยนต์?

การเบล็งกิ้งแบบละเอียดถูกใช้สำหรับชิ้นส่วนยานยนต์ที่ต้องการความแม่นยำสูง เช่น ฟันเฟือง ชิ้นส่วนเบรก และกลไกเข็มขัดนิรภัย เนื่องจากสามารถผลิตขอบที่ถูกเฉือนอย่างสมบูรณ์และเรียบเนียน โดยไม่มีโซนการแตกร้าวซึ่งพบได้ทั่วไปในการเบล็งกิ้งแบบมาตรฐาน ซึ่งช่วยให้ไม่จำเป็นต้องทำการกลึงเพิ่มเติมเพื่อขัดแต่งขอบ

3. การเบล็งกิ้งและพันช์เจาะทำงานอย่างไรในแม่พิมพ์พรอเกรสซีฟ (progressive die)?

ในแม่พิมพ์พรอเกรสซีฟ การพันช์เจาะมักเกิดขึ้นที่สถานีตอนต้น เพื่อสร้างรูนำแนวและลักษณะภายในต่างๆ ในขณะที่แถบโลหะยังคงมีความมั่นคง ส่วนการเบล็งกิ้งมักเกิดขึ้นที่สถานีสุดท้าย เพื่อตัดชิ้นงานที่สมบูรณ์ออกจากแถบ ทำให้มั่นใจได้ว่าลักษณะภายในทั้งหมดมีตำแหน่งที่แน่นอนสัมพันธ์กับขอบด้านนอก

4. การคำนวณช่องว่างของแม่พิมพ์ (die clearance) แตกต่างกันอย่างไรระหว่างการเบล็งกิ้งและการพันช์เจาะ?

สำหรับการตัดว่าง เส้นผ่าศูนย์กลางของช่องตายจะถูกกำหนดตามขนาดที่ต้องการของชิ้นงาน และเว้นระยะห่างโดยหักออกจากขนาดของพันซ์ ส่วนการเจาะรู พันซ์จะถูกกำหนดขนาดตามขนาดรูที่ต้องการ และเพิ่มระยะห่างเข้าไปในขนาดช่องเปิดของตาย