Komplexní průvodce procesem stříhání

Video

Úvod

Proces stříhání je základní operací v oblasti kovoobrábění a výroby, rozhodující pro přesné řezání různých materiálů, zejména plechů.Zahrnuje odebírání materiálu podél určené linie jeho vystavením smykovým silám, což má za následek čistý a přesný řez.

Ve svém jádru se střih spoléhá na aplikaci síly, která způsobí plastickou deformaci v materiálu a účinně jej oddělí po předem stanovené dráze.Tento proces se běžně provádí pomocí specializovaných strojů nazývaných nůžky, které mají ostré čepele uspořádané tak, aby usnadňovaly účinné řezání.

Mezi klíčové součásti procesu stříhání patří obrobek, což je stříhaný materiál, a stříhací nože, které provádějí stříhání.Materiál je umístěn mezi čepelemi, a jak je aplikována síla, čepele vyvíjejí dostatečný tlak, aby vyvolaly deformaci a oddělení podél linie řezu.

Účinnost procesu stříhání ovlivňují různé faktory, včetně vlastností materiálu, jako je tloušťka, tvrdost a tažnost, stejně jako ostrost čepele, vůle a vyrovnání.Správná kontrola těchto parametrů je nezbytná pro dosažení přesných řezů s minimálním zkreslením nebo vadami.

Používání nůžek při výrobě plechu se snížilo díky používání odřezávacích nástrojů při CNC děrování a používání technologie vyklepávání k oddělení dílů z kostry plechu.Nůžky se používají především pro stříhání obdélníků nebo pásů pro lisování a CNC lisovacích matric.

V případech, kdy se k dosažení konečných rozměrů používá stříhání, tloušťka materiálu a rozměr dílu XY určují stupeň přesnosti, který je ekonomicky proveditelný.Silnější materiál a větší rozměry XY vyžadují větší tolerance.

V širokém spektru výroby plechů se tloušťky materiálu pohybují od 0,005 palce (0,13 mm) do 0,25 palce (6,35 mm) u železných a neželezných materiálů. Stříhací zařízení se podle toho liší od kapacity 1⁄4 palce (6,0 mm) x délky lože 12 stop (3,5 m) až po drobné ručně ovládané nůžky s kapacitou 0,030 palce (0,8 mm) a čepelí 12 palců (300 mm) délka.

V rozměru XY se používá tolerance ±0,060 palce (1,52 mm) pro silnější materiál a ±0,010 palce (0,26 mm) pro tenčí materiál.Možnosti dostupného zařízení je vhodné konzultovat s dodavatelem tváření kovů.

Povaha řezaných hran

Kdykoli je plech stříhán, ať už průbojníky a zápustkami, stříháním nebo řezáním, vlastnosti řezných hran jsou podobné (obrázek 1).

Řezný proces probíhá ve třech fázích, jak se řezná hrana pohybuje materiálem: počáteční plastická deformace, průnik a lom.Během počáteční plastické deformace se vytvoří 'poloměr hrany' nebo 'převalení'.Během penetrace se vytvoří 'cut band' nebo 'leštění'.A během lomu se vytvoří 'lom' nebo 'odlomení' a otřepy.

Nůžky a jiná zařízení pro řezání kovů se běžně udržují a upravují tak, aby poskytovaly přijatelnou kvalitu řezu s nominálními otřepy a omezovaly opotřebení nástrojů a zařízení.Vznikne tak řez, při kterém dojde k proniknutí do hloubky přibližně 1⁄3 tloušťky materiálu a ke zlomení zbývajícího materiálu.Správné nastavení vytváří otřepy, které zřídka přesahují 10 % tloušťky materiálu.

Vlastnosti zařízení

Používá se široká škála zařízení pro mechanické stříhání.Mezi hlavní prvky stroje společné pro většinu nůžek patří sestava rámu, lože, stůl, beran, přidržovací zařízení, měřidla, aktivační mechanismus a nože (obrázek 2).Přidržovací zařízení, uspořádaná podél lůžka v blízkosti čepele, zachycují pažbu a pevně ji upnou v poloze pro stříhání.

Zpětné dorazy slouží k umístění pažby pod pohybující se čepel v předem stanoveném rozměru.Mohou sahat od jednoduchých, kladných, mechanických zarážek až po řadu sond (bezdotykové spínače), které snímají zásobu a aktivují stroj, když je současně kontaktováno více než jedna.V závislosti na typu a propracovanosti lze zadní dorazy nastavit ručně nebo naprogramovat.

Přední měřidla se často používají k polohování pažby, zejména pokud se jedná o velké obrobky.Mohou být buď mechanické, nebo programovatelné.

Postranní měřidla, také známá jako 'rovná ramena', jsou namontována kolmo k čepeli na levé nebo pravé straně postele a pomáhají při navádění a vyrovnávání pažby k čepeli.

Úkon

Bez ohledu na konstrukci, velikost nebo rychlost, všechny elektrické nůžky fungují podobně.List materiálu se posouvá na stůl, dokud se nedotknou zadní dorazy a linie řezu není pod čepelí (obrázek 3).Když je stroj aktivován, přidržovací zařízení upnou pažbu a šikmá pohyblivá čepel postupně řeže přes plech v akci podobné gilotině.

V závislosti na aplikaci mohou být nůžky napájeny zepředu nebo zezadu.Zpětné podávání může snížit manipulaci s materiálem pro následné řezy, ale vyžaduje další obsluhu.

Udržování kvality

Během stříhání se provádějí důležité kontroly kvality.Faktory kontroly kvality zahrnují počáteční rovinnost materiálu, celkový povrch a stav hran.Povrchové vady a smykové stopy jsou běžné na svitcích a deskových výrobcích a jsou pro výrobce obecně přijatelné, pokud by takové stopy nezpůsobily kosmetické odmítnutí hotového výrobku.Delaminace, povrchové vměstky a jiné závažné defekty v materiálu mohou být také identifikovány a jsou důvodem k odmítnutí.

Úvahy o designu

Pro hospodárnou výrobu znalý konstruktér rozpozná několik aspektů ovlivňujících náklady a kvalitu při stříhání a následných operacích.Následuje několik takových úvah o návrhu produktu.

●Využití materiálu: Dodavatelé materiálů obecně zhotovují archy ve standardních velikostech – šířky 30, 36, 48 a 60 palců.Efektivní použití těchto standardních velikostí může přinést významné úspory tím, že se vyhnete poplatkům za dodatečné řezání nebo přípravu frézování. Včasná konzultace s tvářecím strojem může umožnit úpravu rozměrů neviditelných přírub na výrobku, aby bylo dosaženo celkového uspořádání dílu poněkud menšího než u standardního plechu. velikost.Můžete se tak vyhnout dodatečným nákladům a snížit množství odpadu.

●Směr zrna: Směr zrnitosti u plochého válcovaného materiálu (podélně ve svitku) není vždy důležitým faktorem.V některých operacích, jako je tváření a ohýbání, však může být důležitá orientace zrna. U velmi velkých dílů, které mají vytvořené příruby nebo prvky, by se měl konstruktér před určením orientace zrna a poloměru ohybu poradit s kvalifikovaným dodavatelem, aby určil, zda omezení velikosti materiálu umožní, aby tvarované prvky byly napříč zrnem.Toto téma je podrobněji probráno v kapitolách Tváření ohraňovacích lisů a Výroba lisování.

●Charakteristiky procesu: Otřepy, přidržovací značky a zkroucení (obrázek 4) jsou charakteristiky procesu stříhání.

1. Po stříhání jsou přítomny otřepy (jako při každém obrábění kovů) a jsou běžně kontrolovány v přijatelných mezích správnými postupy stříhání.

2. Stopy po přidržení, které se objevují jako nepatrné vruby podél jedné strany odstřižené hrany obrobku, někdy vznikají v důsledku sevření přidržovačů.Tyto známky jsou zřídkakdy problémem.Mohou být často umístěny jako součást neviditelné příruby v konečném produktu nebo mohou být zcela odstraněny během ořezávání v pozdějších operacích.

V kritických aplikacích mohou být k ochraně pažby použity kryty na přidržovačích.Materiály s odnímatelnými ochrannými povlaky se někdy používají, aby pomohly snížit stopy přidržení a škrábance, které jsou vlastní procesu stříhání.Tyto alternativy budou znamenat značné dodatečné náklady.

3. Twist, při stříhání úzkých pásků dochází ke spirálovitému zakřivení materiálu.Je způsobena nůžkovým působením smyku a je ovlivněna vztahem střižené šířky k tloušťce a tvrdosti pásu.

Zkroucení je zřídkakdy důležitým faktorem, s výjimkou stříhání úzkých pásů.Pokud zakázka vyžaduje velmi úzké pásy, válečkový řezný svitkový materiál (pokud je objednávka dostatečného množství) nebo tyčový materiál lze často nahradit.