Надсікання при металоштампуванні в автомобілебудуванні: процес та правила проектування

Коротко

Викоплення у автомобільному штампуванні металу нарізання надрізів — це прецизійна операція з розрізання, призначена для видалення матеріалу з зовнішніх країв смуги або заготовки з листового металу. На відміну від внутрішнього пробивання, процес нарізання формуює зовнішній контур компонента й є критично важливим для прогресивна матриця функціональності, де «поділові надрізи» контролюють подачу та вирівнювання смуги в пресі. Цей процес дозволяє створювати складні геометрії для шасі автомобіля, кріплень і конструкційних підсилювачів, оскільки звільняє матеріал для згинання або витягування без деформації.

Для інженерів і фахівців із закупівель вивчення параметрів процесу нарізання — таких як зазори різання, співвідношення ширини до товщини та радіуси кутів — є обов’язковим для запобігання поширеним дефектам, як-от знос штампів, заусенці та структурні тріщини, особливо при роботі з сучасними Високоміцні сталі нового покоління (AHSS) .

Процес нарізання надрізів у автомобільному штампуванні

У середовищі масового виробництва автомобілів нарізання нерідко є окремою операцією. Зазвичай воно інтегроване в послідовність прогресивної штампувальної матриці , де безперервну стрічку зі сталі подають через прес, який виконує кілька операцій за кожен хід. Розуміння механіки нарізання — це перший крок до оптимізації якості деталей.

Механіка зрізу

На фундаментальному рівні нарізання є процесом зрізу. Пунш (чоловічий інструмент) заганяє листовий метал у матрицю (жіночий інструмент). Коли пунш стикається з матеріалом, він створює в металі напруження зсуву, доки не відбудеться руйнування. Якість цього зрізаного краю визначається зазор різання — зазор між пуншем і матрицею. Стандартний зазор часто становить близько 10% від товщини матеріалу , хоча це значення може варіюватися залежно від межі міцності матеріалу.

• Зона зрізу: Блискуча, гладка частина зрізаного краю, де пунш спочатку проникає.
• Зона руйнування: Шорстка, кутова ділянка, де метал зрештою відламується.
• Заусенець: Гострий гребінь, що залишається на нижньому краї; надмірні заусенці зазвичай вказують на неправильний зазор або затуплене інструментне обладнання.

Критична роль «паза подачі»

У прогресивних матрицях паз подачі (також називається французьким пазом або бічним пазом) виконує важливу логістичну функцію. Він створює певну форму на краю стрічки-носія, щоб механічні орієнтири точно позиціонували стрічку на кожній станції. Без точного пазування подачі стрічка буде зміщуватися під час руху через матрицю, що призведе до катастрофічного пошкодження інструменту або виготовлення деталей із відхиленнями. Тому станція пазування є одним із найважливіших аспектів проектування розташування стрічки.

Ключові рекомендації щодо проектування автомобільних пазів

Створення міцних пазів потребує дотримання суворих інженерних обмежень. Ігнорування цих правил часто призводить до передчасного виходу інструменту з ладу або виготовлення бракованих деталей. Нижче наведено загальноприйняті рекомендації щодо стандартних автомобільних листових металів (сталі та алюмінію).

Золоті правила геометрії виразів

Інженери повинні збалансувати бажання тісної геометрії з фізичними обмеженнями матеріалу і інструментів. Наступні параметри є галузевими стандартами для забезпечення приготності до виробництва:

Попередні міркування для AHSS

Автомобільні кузова все частіше покладаються на передові високопростірні сталі (AHSS), щоб зменшити вагу, зберігаючи при цьому безпеку. Такі матеріали, як двофазова (DP) або мартенситна сталь, поводжуються інакше, ніж м'яка сталь. При витриманні AHSS, ударна навантаження на інструментах значно вище. Дизайнери повинні збільшити мінімальну ширину вищеп'я до 1,5x товщина матеріалу і використовувати щедрі кутові радіуси, щоб запобігти розщепленню частини під час аварій або циклів втоми.

Спеціфічні для автомобільної промисловості проблеми та рішення

Автомобільний сектор вимагає бездефектного виробництва на високих швидкостях. Це середовище створює унікальні проблеми, які стандартні виробничі майстерні часто не можуть вирішити.

Витягнення слімаків і обробка сміття

Коли вирізають вищеплення, видалений метал (шляп) повинен бути вибити з шліфа. У високошвидкісному штампуванні вакуум, створений стріляним ударником, може відтягнути слив назад на поверхню штампування. витягування вилученого елементу (слагу) - Я не знаю. Якщо снаряд потрапляє на стрічку, наступний удар натискання проштовхує його в деталь, створюючи "розгорнутий" дефект або розбиваючи колючку.

Рішення:

• Витискні штифти: Спрингові штифти всередині ударника, щоб фізично натиснути кульку вниз.
• Вакуумні маркері: Сукційні системи під блоком для відтягнення куля.
• Кути стригу: Зрізання невеликого кута на поверхні перфорації для зменшення вакуумної герметики.

Використання інструментів у виробництві великих обсягів

Типовий автомобільний штамповий пробіг може вимагати сотні тисяч потраплянь на місяць. Стандартні інструментальні сталі (наприклад, D2) часто дуже швидко розкладаються при розтиранні абразивних автомобільних класів. Виробники тепер використовують Порошкові металургійні (ПМ) сталі або Карбідні ударні шприці покритий TiCN (титановим карбонітридом) для продовження терміну служби та підтримки якості краю.

З'єднання прототипування та масового виробництва

Одним з найскладніших етапів розвитку автомобілів є перехід від маловиробних прототипів до масового виробництва. Прототипний процес часто використовує лазерне різання (що не створює ні бурків, ні стресу), в той час як виробництво використовує жорстке інструментарію (що вводить стрільбу). Ця розбіжність може призвести до непередбачених збоїв під час перевірки.

Щоб зменшити цей ризик, важливо співпрацювати з виробниками, які можуть ранньо моделювати умови виробництва. Shaoyi Metal Technology спеціалізується на усуненні цього розриву, пропонуючи комплексні рішення для штамповання, починаючи від швидкого прототипу до виробництва великих обсягів. З сертифікованою IATF 16949 точністю і потужністю тиску до 600 тонн, вони обробляють критичні компоненти, такі як ручні ручки і підкадра, забезпечуючи, що інженерні наміри переживуть перехід до масового виробництва.

Машини та інструменти: прогресивні проти переміщення вмирає

Вибір технології розтинки фундаментально змінює те, як виконується витримання. Правильний вибір залежить від складності деталей і річного обсягу.

Прогресивні штампи

У прогресивному стрільбі операція витримання виконується, поки частина все ще прикріплена до катушки. Узурпи визначають форму частини крок за кроком. Це найбільш ефективний метод для дрібних і середніх автозапчастин (застілки, клімпи, з'єднання), оскільки він дає готову частину з кожним ходом. Однак розташування заготовок на стрічці є складним, а використання матеріалів може бути нижчим через необхідність носійної мережі.

Передачні штампи

Для більш великих частин, таких як панелі кузова, стовпи або перекресті члени, переважно використовуються перемісні штампи. Тут на першому станції вирізають (розбивають) порожню частину, а потім механічно передають робототехнічними пальцями на наступні станції. Незбивання в переміщувальних матрицях часто використовується для розвинених білих створення складної плоскої форми, необхідної для формування глибоко стягнутої частини без зморшок. Перевезення материнських штиль дозволяє краще використовувати матеріал, але працює з більш повільною швидкістю, ніж прогресивні материнські штиль.

Інженерна техніка для точність і продуктивність

Незбивання - це більше, ніж просто різання металу; це стратегічна операція, яка визначає ефективність лінії штамповання і структурну цілісність кінцевого компоненту автомобіля. Будь то оптимізація за витягом у прогресивному штанзі або розрахунок радіусів кутів для крісел AHSS, успіх полягає в деталях. Прихиляючись до доведеного рівня конструкції і вибираючи правильних партнерів з інструментами, здатних обробляти високі вимоги, інженери автомобілів можуть забезпечити, щоб їх конструкції були не тільки виготовлені, але і досить міцні для майбутнього.

Поширені запитання

1. Яка різниця між обрізанням і витриманням?

Хоча обидві операції є режучими, різниця полягає в їх призначенні та геометрії. Викоплення видаляє певну форму з зовнішнього краю робочого шматочка, часто для полегшення вигинання або з'єднання. Обрізка це, як правило, обробка, яка використовується для вирізання надлишкового матеріалу (флеш) з периметра витягнутої або сформованої частини, щоб довести її до кінцевих розмірів.

2. Що визначає процес "розшифрування" у металургії?

Нещирка - це процес стрижки, який використовується для видалення частини матеріалу з краю металевого листу або смуги. Він виконується за допомогою перфоратора, де ріжучий інструмент змушує метал проти краю розтинки, стрижуючи його, щоб створити профіль, рельеф або розчист для подальших етапів формування.

3. Чому співвідношення ширини і товщини важливо при вищепленнях?

Відношення ширини до товщини має вирішальне значення для життя інструменту. Ширина вищеломи, яка вузька від товщини матеріалу (суміш менше 1:1, 1) накладає надмірне тиснення на перфоратор, що призводить до його відхилення або розриву. Прихильність мінімальному правилу 1:1 гарантує, що інструмент діє як ріжучий інструмент, а не колона під навантаженням.