Quy trình Cắt Rãnh trong Dập Kim loại Ô tô: Quy tắc Thiết kế và Quy trình

TÓM TẮT NHANH

Chọn đinh trong dập kim loại ô tô là một thao tác cắt chính xác dùng để loại bỏ vật liệu từ các cạnh ngoài của dải kim loại tấm hoặc phôi. Không giống với việc đục lỗ bên trong, khoét rãnh tạo ra biên dạng bên ngoài của chi tiết và rất quan trọng đối với dies tiến bộ chức năng, nơi các rãnh 'pitch notches' điều khiển bước tiến và căn chỉnh dải vật liệu qua máy ép. Quy trình này cho phép tạo hình các cấu trúc phức tạp cho khung xe, giá đỡ và các bộ phận gia cường kết cấu bằng cách giải phóng vật liệu để uốn hoặc kéo mà không bị biến dạng.

Đối với các kỹ sư và chuyên viên mua sắm, việc nắm vững các thông số khoét rãnh—như khe hở cắt, tỷ lệ chiều rộng trên độ dày, và bán kính góc lượn—là yếu tố thiết yếu để tránh các lỗi phổ biến như mài mòn khuôn, ba via và nứt kết cấu, đặc biệt khi làm việc với các vật liệu hiện đại Thép cường độ cao tiên tiến (AHSS) .

Quá Trình Khoét Rãnh Trong Dập Kim Loại Ô Tô

Trong môi trường sản xuất ô tô với sản lượng lớn, việc khoét rãnh hiếm khi là một thao tác độc lập. Nó thường được tích hợp vào một chuỗi khuôn dập liên hoàn , trong đó một cuộn thép liên tục được đưa qua máy dập thực hiện nhiều thao tác trong mỗi hành trình. Việc hiểu rõ cơ chế của quá trình khoét rãnh là bước đầu tiên để tối ưu hóa chất lượng chi tiết.

Cơ chế của quá trình cắt

Ở mức cơ bản, khoét rãnh là một quá trình cắt trượt. Một chày (dụng cụ nam) ép tấm kim loại vào cối (dụng cụ nữ). Khi chày tiếp xúc với vật liệu, nó tạo ra ứng suất cắt trong kim loại cho đến khi xảy ra gãy vỡ. Chất lượng mép cắt này được xác định bởi khe hở cắt không phù hợp —khe hở giữa chày và cối. Khe hở tiêu chuẩn thường vào khoảng 10% độ dày vật liệu , mặc dù giá trị này thay đổi tùy theo độ bền kéo của vật liệu.

• Vùng cắt: Phần bóng, nhẵn của mép cắt nơi chày ban đầu xuyên qua.
• Vùng gãy vỡ: Phần thô ráp, có góc mà kim loại cuối cùng bị gãy ra.
• Bavia: Gờ sắc để lại ở cạnh dưới; bavia quá mức thường cho thấy độ hở không chính xác hoặc dụng cụ cắt đã cùn.

Vai trò quan trọng của "rãnh bước" (pitch notch)

Trong các trường hợp chết dần, rãnh bước (còn được gọi là rãnh kiểu Pháp hay rãnh bên) đảm nhận chức năng hậu cần thiết yếu. Nó tạo ra một hình dạng cụ thể trên mép dải dẫn để các chốt định vị cơ khí có thể xác định chính xác vị trí dải tại mỗi trạm. Nếu không có rãnh bước chính xác, dải sẽ lệch khỏi vị trí khi di chuyển qua khuôn, dẫn đến va chạm nghiêm trọng với công cụ hoặc các chi tiết không đạt dung sai. Điều này khiến trạm tạo rãnh trở thành một trong những khía cạnh quan trọng nhất trong thiết kế bố trí dải.

Hướng dẫn thiết kế quan trọng cho rãnh ô tô

Việc thiết kế các rãnh chắc chắn đòi hỏi phải tuân thủ nghiêm ngặt các giới hạn kỹ thuật. Việc bỏ qua những quy tắc này thường dẫn đến hỏng công cụ sớm hoặc các chi tiết lỗi. Dưới đây là các hướng dẫn tiêu chuẩn được thống nhất áp dụng cho kim loại tấm ô tô thông dụng (thép và nhôm).

Các Nguyên Tắc Vàng về Hình Học Rãnh

Kỹ sư phải cân bằng giữa mong muốn có hình dạng rãnh nhỏ gọn với giới hạn vật lý của vật liệu và dụng cụ. Các thông số sau đây là tiêu chuẩn ngành để đảm bảo khả năng chế tạo:

Xem xét nâng cao đối với AHSS

Thân xe ô tô ngày càng phụ thuộc vào thép cường độ cao tiên tiến (AHSS) để giảm trọng lượng trong khi vẫn đảm bảo an toàn. Các vật liệu như thép hai pha (DP) hoặc thép martensitic có hành vi khác biệt so với thép mềm. Khi xén rãnh trên AHSS, tải sốc lên dụng cụ gia công cao hơn đáng kể. Các kỹ sư thiết kế nên tăng chiều rộng rãnh tối thiểu lên 1.5x độ dày vật liệu và sử dụng bán kính góc lớn để ngăn chi tiết bị nứt trong các sự kiện va chạm hoặc chu kỳ mỏi.

Các thách thức và giải pháp đặc thù cho ngành ô tô

Ngành công nghiệp ô tô đòi hỏi sản xuất không có lỗi ở tốc độ cao. Môi trường này đặt ra những thách thức đặc thù mà các xưởng gia công tiêu chuẩn thường không giải quyết được.

Kéo dập và Quản lý phế liệu

Khi một rãnh được cắt, phần kim loại bị loại bỏ (gọi là dập thải) phải được đẩy ra khỏi cối. Trong quá trình dập tốc độ cao, chân không tạo ra bởi chày rút về có thể kéo dập thải quay trở lại mặt cối — hiện tượng này được gọi là hiện tượng kẹt phế liệu (Slug Pulling) nếu dập thải rơi xuống dải vật liệu, hành trình ép tiếp theo sẽ đẩy nó vào chi tiết, gây ra các khuyết tật dạng "mụn" hoặc làm vỡ cối.

Giải pháp:

• Chốt đẩy: Các chốt lò xo bên trong chày để đẩy dập thải xuống dưới.
• Cối chân không: Các hệ thống hút phía dưới khối cối để kéo dập thải ra xa.
• Góc nghiêng cắt: Mài một góc nhỏ trên mặt chày để giảm độ kín khít tạo chân không.

Mài mòn dụng cụ trong sản xuất số lượng lớn

Một quy trình dập ô tô điển hình có thể yêu cầu hàng trăm nghìn lần dập mỗi tháng. Thép công cụ thông thường (như D2) thường bị xuống cấp quá nhanh khi cắt các mác thép ô tô có tính mài mòn cao. Các nhà sản xuất hàng đầu hiện nay đang sử dụng Thép luyện kim bột (PM) hoặc Chày carbide được phủ lớp TiCN (Titanium Carbonitride) để kéo dài tuổi thọ và duy trì chất lượng cạnh cắt.

Kết nối giữa thiết kế mẫu và sản xuất hàng loạt

Một trong những giai đoạn khó khăn nhất trong phát triển ô tô là quá trình chuyển tiếp từ mẫu thử nghiệm số lượng thấp sang sản xuất hàng loạt. Giai đoạn tạo mẫu thường sử dụng cắt laser (không tạo ba via hay ứng suất), trong khi sản xuất lại dùng khuôn cứng (gây ra ứng suất cắt). Sự khác biệt này có thể dẫn đến các sự cố bất ngờ trong quá trình kiểm định.

Để giảm thiểu rủi ro này, điều quan trọng là phải hợp tác với các nhà sản xuất có khả năng mô phỏng điều kiện sản xuất ngay từ giai đoạn sớm. Shaoyi Metal Technology chuyên về việc thu hẹp khoảng cách này, cung cấp các giải pháp đóng dấu toàn diện từ tạo nguyên mẫu nhanh đến sản xuất khối lượng lớn. Với độ chính xác được chứng nhận IATF 16949 và khả năng in lên đến 600 tấn, chúng xử lý các thành phần quan trọng như cánh tay điều khiển và khung phụ, đảm bảo rằng ý định kỹ thuật tồn tại quá trình chuyển đổi sang sản xuất hàng loạt.

Máy & Công cụ: Tiến bộ so với Di chuyển

Sự lựa chọn công nghệ chết thay đổi cơ bản cách thực hiện khắc. Lựa chọn chính xác phụ thuộc vào sự phức tạp của bộ phận và khối lượng hàng năm.

Khuôn tiến bộ

Trong một die tiến bộ, hoạt động đục được thực hiện trong khi bộ phận vẫn được gắn vào dải cuộn. Các vết nét xác định hình dạng của bộ phận từng bước. Đây là phương pháp hiệu quả nhất cho các bộ phận ô tô nhỏ đến trung bình (những cái kẹp, kẹp, đầu nối) bởi vì nó tạo ra một bộ phận hoàn thành với mỗi lần đập. Tuy nhiên, bố trí dải vật liệu là phức tạp, và việc sử dụng vật liệu có thể thấp hơn do sự cần thiết của một mạng lưới mang.

Khuôn chuyển (Transfer)

Đối với các bộ phận lớn hơn như các tấm cơ thể, trụ cột hoặc các thành ngang, chuyển đổi chết được ưa thích. Ở đây, một chỗ trống được cắt (đánh dấu) ở trạm đầu tiên và sau đó được chuyển qua cơ học bằng ngón tay robot đến các trạm tiếp theo. Chọn chích trong chuyển mat thường được sử dụng cho bạch cầu phát triển tạo ra hình dạng phẳng phức tạp cần thiết để tạo thành một phần kéo sâu mà không bị nếp nhăn. Chất đúc chuyển tiếp cho phép sử dụng vật liệu tốt hơn nhưng hoạt động ở tốc độ chậm hơn so với các vật đúc tiến bộ.

Kỹ thuật cho độ chính xác và hiệu suất

Chọn chích không chỉ là cắt kim loại; đó là một hoạt động chiến lược quyết định hiệu quả của dây chốt dán và tính toàn vẹn cấu trúc của thành phần cuối cùng của xe. Cho dù tối ưu hóa cho các đường nét trong một đệm tiến bộ hoặc tính toán bán kính góc cho các vòng kẹp AHSS, thành công nằm trong chi tiết. Bằng cách tuân thủ tỷ lệ thiết kế đã được chứng minh và chọn các đối tác công cụ phù hợp có khả năng xử lý nhu cầu trọng tải cao, các kỹ sư ô tô có thể đảm bảo thiết kế của họ không chỉ có thể sản xuất, mà còn đủ mạnh mẽ cho con đường phía trước.

Các câu hỏi thường gặp

1. Sự khác biệt giữa cắt và cắt là gì?

Trong khi cả hai đều là các hoạt động cắt, sự khác biệt nằm ở mục đích và hình học của chúng. Chọn đinh loại bỏ một hình dạng cụ thể từ cạnh bên ngoài của mảnh làm việc, thường để tạo điều kiện uốn cong hoặc lắp ráp. Cắt gọt thường là một hoạt động hoàn thiện được sử dụng để cắt bỏ chất dư thừa (flash) từ đường viền của một bộ phận được vẽ hoặc hình thành để đưa nó đến kích thước cuối cùng của nó.

2. Điều gì định nghĩa quá trình "đánh đinh" trong chế biến kim loại?

Chọn chích là một quá trình cắt tràng được sử dụng để loại bỏ một phần vật liệu từ cạnh của một tấm kim loại hoặc dải. Nó được thực hiện bằng cách sử dụng máy nén đấm, nơi một công cụ cắt buộc kim loại chống lại cạnh đục, cắt nó để tạo ra một hồ sơ, nhẹ nhõm hoặc rảnh cho các bước hình thành tiếp theo.

3. Tại sao tỷ lệ chiều rộng-nhiệm trọng trong việc cắt đứt?

Tỷ lệ chiều rộng-trong-trong-nhiệm là rất quan trọng cho tuổi thọ của công cụ. Chiều rộng của các vết đục hẹp hơn độ dày vật liệu (tỷ lệ nhỏ hơn 1:1) gây ra áp lực nén quá mức trên đấm, khiến nó lệch hoặc nứt. Việc tuân thủ quy tắc tối thiểu 1: 1 đảm bảo công cụ hoạt động như một công cụ cắt thay vì một cột dưới tải.