Коротко

У світі високоточного автомобілебудування основна відмінність між цими двома процесами різання полягає в меті: вирізання виготовляє кінцевий компонент (вирізана деталь є продуктом), тоді як проколювання створює внутрішні елементи, такі як отвори (вирізаний шматок є відходами). Хоча вони використовують схожі гідравлічні або механічні преси, їх конструкція інструментів значно відрізняється для управління потоком матеріалу. У прогресивних матрицях для автомобілебудування ці операції зазвичай працюють по черзі — спочатку пробиваються внутрішні геометрії, а потім відбивається остаточна частина шасі або кузова з металевої стрічки.

Основна відмінність: продукт проти відходів

Для інженерів-автомобілістів та фахівців з закупівель розрізнення між пробиванням і вирубкою — це не просто семантична вправа; воно визначає конструкцію інструменту, використання матеріалу та оцінку вартості. Обидва процеси є процесами розділення, під час яких листовий метал деформується до перевищення його межі міцності на розрив, що призводить до руйнування, але бажаний результат визначає термінологію.

Вирізання — це операція, при якій матеріал, видалений із основного листа чи стрічки, є корисною деталлю. Решта металевої стрічки називається каркасом або відходами. Наприклад, при виготовленні кронштейна замка дверей сам кронштейн «вирубається» з рулону.

Проколювання (часто використовується як синонім пробивання в загальних контекстах, хоча в прецизійному штампуванні має відмінність) змінює цю логіку. При пробиванні видалений матеріал — відруб — є відходами, а отвір, що залишається в листі, є бажаною ознакою. Це має важливе значення для створення кріпильних точок, отворів для зменшення ваги або направляючих отворів для наступних операцій.

Правило «материнської» оснастки

Найбільш технічна відмінність виникає на етапі проектування матриці. Щоб гарантувати, що готова деталь відповідає допускам, інженери по-різному застосовують правила зазорів:

• При пробиванні: The литня розмір порожнини визначає кінцевий розмір деталі. Зазор застосовується до прокол , роблячи його меншим за номінальний розмір.
• При вирубці: The прокол розмір визначає кінцевий розмір отвору. Зазор застосовується до литня , роблячи отвір більшим за номінальний розмір.

Автомобільні особливості: прецизійне вирублення проти стандартного вирублення

Стандартне вирублення часто залишає грубий край із «зонами руйнування», які займають майже дві третини товщини матеріалу. Для загальних конструкційних деталей це прийнятно. Однак у автомобільній галузі часто потрібна вища точність для функціональних компонентів, таких як шестерні трансмісії, механізми ременів безпеки та гальмівні супорти. Саме тут Точне пробивання стає важливим.

Тонке штампування — це спеціалізований варіант, який використовує V-подібне кільце (упорне кільце) для надійного утримання листового металу на матриці перед тим, як вдарить пуансон. Цей протитиск запобігає розтіканню матеріалу від різального краю, забезпечуючи край з 100% зрізанням, гладкий і перпендикулярний до поверхні листа. На відміну від звичайного штампування, яке може вимагати додаткової механічної обробки для усунення нерівностей, тонке штампування виготовляє деталі готової форми, придатні безпосередньо для складання.

Для менеджерів із закупівель розуміння цієї відмінності має важливе значення. Вказівка «тонкого штампування» для деталі, яка потребує лише звичайного штампування, безпідставно збільшує витрати, тоді як невказівка його для зубця високого зносу може призвести до передчасного виходу з ладу компонента.

Технологічне проектування: поступові штампи та послідовність операцій

У високовиробничому автомобільному штампуванні штампування та пробивання рідко відбуваються ізольовано. Їх інтегрують у прогресивні штампи — складні інструменти, де смуга металу проходить через кілька станцій з кожним ходом преса. Послідовність цих операцій має важливе значення для цілісності деталі та точності розмірів.

Зазвичай процес відбувається в суворій послідовності:

1. Свердління контрольних отворів: Перша операція часто передбачає свердління контрольних отворів. Вони не виконують функції у кінцевій деталі автомобіля, але використовуються для точного позиціонування та орієнтації смуги на подальших станціях.
2. Внутрішнє свердління: Створюються функціональні отвори та вирізи, тоді як деталь ще прикріплена до основної смуги. Це забезпечує збереження взаємного розташування внутрішніх елементів із жорстким дотриманням допусків.
3. Остаточне пробивання: На останній станції вирізається зовнішній контур, після чого готова деталь відокремлюється від рештки-каркасу.

Ефективна послідовність мінімізує «накопичення допусків». Якщо деталь спочатку вирубувати, а потім пробивати у вторинній операції, точно зафіксувати її положення буде важко й повільно. Пробивання спочатку у стрічці дозволяє матеріалу виступати як власне пристосування. Для виробників, що подолали розрив між швидким прототипуванням та високоволюмним виробництвом, партнери на кшталт Shaoyi Metal Technology забезпечують ключову підтримку у оптимізації цих прогресивних конструкцій матриць для відповідності суворим стандартам OEM.

Порівняння конструкції матриць і зазорів

Зазор — це проміжок між пуансоном і матрицею — найважливіший параметр, що визначає якість кромки та термін служби інструменту. Недостатній зазор призводить до вторинного зрізування (подвійний відрив), утворюючи відходи, які можуть пошкодити матрицю. Надмірний зазор створює великі заусенці та деформацію.

У таблиці нижче наведено технічні конфігурації для автомобільного оснащення:

Правильний розрахунок цих зазорів на основі межі міцності матеріалу та його товщини — ось що відрізняє індустріальну штампування від штампування нижчого рівня.

Поширені дефекти та їх усунення

Навіть за умови точного інструменту, дефекти трапляються. У автомобільному штампуванні, де поверхні «класу А» та геометрії, критичні для безпеки, є стандартом, обов’язково потрібно визначати первинну причину.

Задири та закруглення

Закруглення краю (закруглений край на стороні входу) та заусенці (гострі гребені на стороні виходу) — природні побічні продукти процесу розрізання. Проте надмірна висота задирі вказує на затуплений інструмент або неправильний зазор. Під час пробивання заготовки велика задира на деталі свідчить про надто великий зазор між пуансоном. Під час прошивання задира навколо отвору свідчить про надмірний зазор матриці.

Витягування вилученого елементу (слагу)

Особлива проблема при операціях пробивання — витягування вилученого елементу (слагу) , коли відхідний шматок пристає до лицьової сторони пуансона і витягується з матриці під час зворотного ходу. Якщо цей шматок потрапляє на стрічку, він може пошкодити деталь або матрицю на наступному ході — катастрофічна подія для високошвидкісних автоматизованих ліній. Інженери усувають це, додаючи пружинні виштовхувачі до пуансона або використовуючи спеціальні вакуумні блоки матриць.

Висновок

Хоча вирізання контуру та пробивання мають спільну фізику зрізання металу, їхні ролі у штампуванні автомобілів різні й доповнюють одне одного. Вирізання контуру визначає периметр і дає кінцеву деталь, тоді як пробивання створює функціональну внутрішню геометрію. Володіння взаємодією цих процесів — зокрема, щодо зазорів інструментів, послідовності в поступових матрицях і застосування точного вирізання для прецизійних деталей — є обов’язковою умовою досягнення ефективності та якості, необхідних сучасному виробництву транспортних засобів.

Поширені запитання

1. У чому різниця між прошиванням і пробиванням?

Основна відмінність полягає в бажаному продукті. У вирізання , вирізана деталь є кінцевим продуктом, а решта аркуша — відходами. У проколювання , отвір, утворений в аркуші, є бажаною ознакою, а вирізаний шматок (заготовка) є відходами.

2. Навіщо використовується прецизійне вирублення у виробах автомобільної промисловості?

Прецизійне вирублення використовується для виготовлення високоточних автокомпонентів, таких як шестерні, гальмівні деталі та механізми ременів безпеки, оскільки воно забезпечує повністю зрізані, гладкі краї без зони руйнування, характерної для звичайного вирублення. Це усуває необхідність додаткових операцій обробки для вирівнювання країв.

3. Як працюють вирублення та пробивання в поступальному штампі?

У поступальному штампі пробивання зазвичай відбувається на попередніх станціях для створення направляючих отворів і внутрішніх елементів, коли смуга металу ще стабільна. Вирублення зазвичай відбувається на останній станції, щоб вирізати готову деталь із смуги, забезпечуючи точне розташування всіх внутрішніх елементів відносно зовнішнього краю.

4. Як розрахунок зазору в штампі відрізняється для вирублення та пробивання?

Для вирубки отвір матриці має розмір, що відповідає необхідним розмірам деталі, а зазор віднімається від розміру пуансона. Для пробивання пуансон має розмір, що відповідає необхідним розмірам отвору, а зазор додається до розміру отвору матриці.