Заготування проти пробивання: Посібник для інженерів автомобінної галузі щодо штампування

Коротко

Фундаментальна різниця між вирізання та проколювання полягає в тому, що відбувається з вирізаною деталлю («заготовкою»). При вирізання вирізана частина є готовим виробом («заготовкою»), тоді як решта листа металу йде у відходи. При проколювання лист із отвором є кінцевим продуктом, а вирізана заготовка стає відходами.

Для інженерів-автомобілебудівників ця відмінність визначає допуски інструментів: матриці для вирізання заготовок розмірюються під конкретні розміри деталі, тоді як інструменти для прошивання — під потрібний діаметр отвору. На типовій лінії складання автомобіля процес вирізання заготовок створює початкову форму панелі кузова чи елемента шасі з рулону, тоді як прошивання додає необхідні отвори для кріплення, вентиляції чи оздоблення на пізнішому етапі штампування.

Основна відмінність: стратегія відходів проти продукту

На перший погляд, пробивання і вирубування виглядають однаково. Обидва процеси використовують пуансон та матрицю для зрізання листового металу. Однак інженерна мета є прямо протилежною, що призводить до «Правила інверсії» у штампуванні металу. Розуміння цього правила має критичне значення для проектування процесів, оцінки вартості та контролю якості у виробництві автомобілів.

Вирізання це операція, метою якої є зберегти «печиво» та відкинути тісто. Коли пуансон вдаряє по листу, частина, яка падає крізь матрицю, є цінною деталлю. Цей процес зазвичай є першим етапом у виробничому ланцюзі, перетворюючи сировинну стрічку на зручні плоскі форми, готові до подальшого формування. Якщо ви виробляєте капот автомобіля, перший хід, який вирізає велику форму капота зі сталевої стрічки, є операцією вирубування.

Проколювання (часто використовується як синонім пробивання, хоча технічно в деяких контекстах має відмінності) — це операція, метою якої є зберегти заготовку та відкинути «вирізаний шматок». Частина, що проходить крізь матрицю, є бракованим металом. Пробивання майже завжди є вторинною операцією, яку виконують на деталі, яка вже пройшла вирубку. Для того ж капота автомобіля наступні операції, які створюють отвори для форсунок омивача вітрового скла чи емблеми капота, є операціями пробивання.

Логіка інструменту: хто визначає розмір?

Ця різниця в меті кардинально змінює те, як інструментальники розраховують зазори та допуски:

• При пробиванні: The литня визначає розмір деталі. Оскільки деталь проходить крізь матрицю, порожнина матриці виготовлюється точно за кресленням. Штемпель робиться меншим на величину необхідного зазору.
• При вирубці: The прокол визначає розмір отвору. Оскільки саме отвір є вимірюваною ознакою на продукті, пуансон виготовляють з точними розмірами за кресленням. Отвір у матриці роблять більшим на величину необхідного зазору.

Автомобільний робочий процес: де кожен елемент знаходить своє місце на конвеєрі

У швидкісному світі автомобільної штампування вирізка і пробивання є узгодженими кроками у більшому процесі. Типова панель кузова проходить певну послідовність, відому як процес «лінійної матриці» або «передачі матриці», де ці дві операції виконують різні функції.

Процес майже завжди починається з Лінії вирізки . Тут великі котушки зі сталі або алюмінію подаються в прес, який «вирізає» початкову двовимірну форму. Для панелі дверей така заготовка має вигляд плоского, приблизного силуету дверей. Цей етап спрямований на максимізацію використання матеріалу для зменшення відходів — важливий чинник вартості, адже сировина часто становить 60–70% вартості деталі.

Як тільки заготовка буде сформована (витягнута) у тривимірну форму, Проколювання відбувається. У штампувальних прес-формах для автомобільної промисловості часто поєднують пробивання отворів із операціями обрізки. Коли крило або двері рухаються через прес-лінію, пробивні станції діють точно, створюючи місця кріплення для бокових дзеркал, ручок дверей та електропроводки. Сучасні прогресивні прес-форми можуть виконувати пробивання одночасно з гинанням або фланцюванням, що вимагає складних штовхачів з кулачковим приводом, здатних пробивати отвори під бічним кутом, а не лише вертикально.

Для виробників, які масштабують виробництво від прототи до серійного виробництва, партнерство з кваліфікованим постачальником штампування є обов'язковим. Shaoyi Metal Technology пропонує комплексні рішення штампування для автомобільної галузі, які подолають цей розрив, забезпечуючи точність за сертифікацією IATF 16949 для компонентів — від важелів підвіски до складних підрамників.

Глибокий інженерний аналіз: допуски та якість краю

За межами базових визначень, фізика різання — зокрема «зона зсуву» та «зона руйнування» — відіграє важливу роль у якості деталей. Коли метал розрізають, він не просто розсікається чисто, як папір. Він проходить через пластичну деформацію (завалення кромки), потім зсув (гладке різання) і, нарешті, руйнування (відколювання).

Звичайне штампування проти прецизійного

При звичайному автомобільному штампуванні край матиме шорстку зону руйнування. Для панелей кузова це прийнятно, оскільки краї часто загинають (загинають назад) або приховують. Однак для прецизійних компонентів трансмісії, таких як шестерні коробки передач, механізми регулювання положення сидіння або гальмівні накладки, такий шорсткий край є точкою відмови.

Ось де Точне пробивання входить до рівняння. Точне пробивання є спеціалізованою високоточною варіацією, яка використовує тризональну систему зусиль: V-подібне кільце для затиску матеріалу, основне зусилля пробивання та зусилля протидії для підтримки деталі. Це усуває зону руйнування, створюючи на 100% рівний зрізаний край. Хоча цей процес значно дорожчий через витрати на преси та оснастку, точне пробивання усуває потребу вторинної механообробки (опрацювання шліфуванням або зачищенням) на критичних функціональних поверхнях.

Пробивання проти штампування: нюанс

Хоча ці терміни часто є синонімами, деякі інженери-автомобілісти розрізняють «протикання» як процес, що може включати формування металу, а не лише його видалення. Наприклад, отвір, який «протикають та екструдують», утворює манжету (фланець) навколо отвору, забезпечуючи більше зачеплення для різьби гвинта. Простий «пробитий» отвір лише видаляє заготовку. Навпаки, «вирізування» — це процес, близький до протикання, який використовується для створення вентиляційних жалюзі на теплових екранах, де матеріал не видаляється, а метал одночасно розрізається і формується.

Порівняльна таблиця: Вирубка проти Протикання проти Пробивання

Щоб узагальнити технічні відмінності, скористайтеся цією матрицею, щоб визначити, який процес підходить для ваших виробничих потреб.

Чому важлива точність у проектуванні штампів

Розуміння різниці між пробиванням і вирубкою — це не просто семантична вправа; це основа проектування штампів і управління відходами. Помилка у позначенні на кресленні може призвести до створення інструменту, який виготовляє деталі з неправильними допусками: штамп для вирубки, виготовлений з зазорами для пробивання, дасть деталі, які будуть менші за розміром на подвійну величину зазору. У автомобільній промисловості, де «посадка та оздоблення» визначають якість бренду, такі помилки обходяться дорого.

Чи проектуєте ви прогресивний штамп для складної кронштейна чи трансферний штамп для панелі класу А, чітке розуміння того, «що є продуктом» і «що є відходами», забезпечує відповідність стратегії інструментування вимогам остаточної збірки.

Поширені запитання

1. Яка різниця між зазором для вирубки та пробивки?

Різниця полягає у тому, який із інструмальних елементів визначає остатню розмір. У вирубці зазор застосовується до пуансона (зменшуючи його), оскільки розмір матриці визначає розмір готової деталі. У пробивці або прошивці зазор застосовується до матриці (збільшуючи ї), оскільки розмір пуансона визначає діаметр готового отвору.

2. Чи можна виконувати вирубку та прошивку на одному і тому ж обладнанні?

Так. У системі «прогресивної матриці» смуга металу рухається через кілька станцій у межах одного преса. Нерідко отвори пробиваються на ранніх станціях, а вирубка (вирізання деталі зі смуги) відбувається на остатній станції. Ця інтеграція забезпечує високу швидкість та стабільність відносних допусків між отворами та краями деталі.

3. Що спричиняє заусенець у вирубці порівняно з прошивкою?

У обох процесах заусенець (гострий, піднятий край) утворюється на стороні металу, що виходить з інструменту. Під час штампування заусенець знаходиться на боці пуансона відмінного елемента. Під час прошивання заусенець знаходиться на боці матриці аркуша. Контроль висоти заусенця має важливе значення для безпеки та складання, що часто вимагає регулярного загострення інструментів або додаткових операцій з його видалення.