Uitgebreide gids voor het knipproces

Video

Invoering

Het knipproces is een fundamentele handeling op het gebied van metaalbewerking en productie, cruciaal voor het nauwkeurig snijden van verschillende materialen, vooral plaatmetaal.Het omvat het verwijderen van materiaal langs een bepaalde lijn door het aan schuifkrachten te onderwerpen, wat resulteert in een zuivere en nauwkeurige snede.

In de kern is afschuiving afhankelijk van het uitoefenen van kracht om plastische vervorming in het materiaal te veroorzaken, waardoor het effectief langs een vooraf bepaald pad wordt gescheiden.Dit proces wordt gewoonlijk uitgevoerd met behulp van gespecialiseerde machines, scharen genaamd, die voorzien zijn van scherpe messen die zo zijn gerangschikt dat ze efficiënt snijden mogelijk maken.

Belangrijke componenten van het knipproces zijn onder meer het werkstuk, het materiaal dat wordt gesneden, en de schaarmessen, die de snijactie uitvoeren.Het materiaal wordt tussen de messen geplaatst en als er kracht wordt uitgeoefend, oefenen de messen voldoende druk uit om vervorming en scheiding langs de snijlijn te veroorzaken.

Verschillende factoren beïnvloeden de effectiviteit van het knipproces, waaronder de materiaaleigenschappen zoals dikte, hardheid en ductiliteit, evenals de scherpte, speling en uitlijning van het mes.Een goede controle van deze parameters is essentieel voor het verkrijgen van nauwkeurige sneden met minimale vervorming of defecten.

Het gebruik van scharen bij de productie van plaatmetaal is afgenomen door het gebruik van afsnijgereedschappen bij CNC-ponsen en het gebruik van shake-out-technologie om onderdelen van het plaatskelet te scheiden.Scharen worden voornamelijk gebruikt voor het knippen van rechthoeken of stroken voor stempelen en CNC-persmatrijzen.

In die gevallen waarin afschuiving wordt gebruikt om de eindafmetingen te bereiken, bepalen de dikte van het materiaal en de XY-afmeting van het onderdeel de mate van nauwkeurigheid die economisch haalbaar is.Dikker materiaal en grotere XY-afmetingen vereisen ruimere toleranties.

In het brede scala van plaatmetaalproductie variëren de materiaaldiktes van 0,13 mm (0,005 inch) tot 6,35 mm (0,25 inch) in ferro- en non-ferromaterialen. Scheerapparatuur varieert dienovereenkomstig van een capaciteit van 1/4 inch (6,0 mm) x een bedlengte van 12 ft (3,5 m) tot kleine handbediende scharen met een capaciteit van 0,030 inch (0,8 mm) en een mes van 12 inch (300 mm) lengte.

In de XY-afmeting wordt een tolerantie van ±0,060 inch (1,52 mm) gebruikt voor dikker materiaal en ±0,010 inch (0,26 mm) voor dunner materiaal.Het is raadzaam om uw metaalbewerkingsleverancier te raadplegen voor de mogelijkheden van de beschikbare apparatuur.

Aard van snijranden

Telkens wanneer plaatmetaal wordt gesneden, hetzij door ponsen en matrijzen, scharen of slitten, zijn de kenmerken van de snijranden vergelijkbaar (Figuur 1).

De snijactie vindt plaats in drie fasen terwijl de snijkant door het materiaal beweegt: aanvankelijke plastische vervorming, penetratie en breuk.Tijdens de initiële plastische vervorming wordt de 'randradius' of 'omrollen' gevormd.Tijdens de penetratie ontstaat de 'cut band' of 'burnish'.En tijdens breuk ontstaan ​​'breuk' of 'afbraak' en braam.

Scharen en andere metalen snijapparaten worden normaal gesproken onderhouden en afgesteld om een ​​acceptabele snijkwaliteit te bieden met nominale bramen en om slijtage aan gereedschap en apparatuur te beperken.Dit levert een snede op waarbij penetratie plaatsvindt tot een diepte van ongeveer 1⁄3 van de materiaaldikte en breuk optreedt door het resterende materiaal.Bij een juiste afstelling ontstaat een braam die zelden groter is dan 10% van de materiaaldikte.

Kenmerken van de uitrusting

Er wordt een grote verscheidenheid aan elektrische knipapparatuur gebruikt.Belangrijke machine-elementen die bij de meeste scharen voorkomen, zijn onder meer het frame, het bed, de tafel, de ram, de neerhoudinrichtingen, meters, het activeringsmechanisme en de messen (Figuur 2).Vasthoudinrichtingen, aangebracht langs het bed nabij het blad, grijpen de kolf aan en klemmen deze stevig op zijn plaats voor het knippen.

Achteraanslagen dienen om de kolf onder het bewegende blad op een vooraf bepaalde afmeting te positioneren.Ze kunnen variëren van eenvoudige, positieve, mechanische stops tot een reeks sondes (naderingsschakelaars) die de voorraad detecteren en de machine activeren wanneer er meer dan één tegelijk wordt aangeraakt.Afhankelijk van het type en de verfijning kunnen de achteraanslagen handmatig worden ingesteld of geprogrammeerd.

Frontkalibers worden vaak gebruikt om het materiaal te positioneren, vooral als het om grote werkstukken gaat.Ze kunnen mechanisch of programmeerbaar zijn.

Zijmeters, ook wel 'vierkante armen' genoemd, zijn loodrecht op het blad aan de linker- of rechterkant van het bed gemonteerd en helpen bij het geleiden en rechtzetten van de kolf naar het blad.

Operatie

Ongeacht de constructie, grootte of snelheid werken alle krachtscharen op dezelfde manier.Een vel papier wordt op de tafel voortbewogen totdat de achteraanslagen contact maken en de snijlijn zich onder het mes bevindt (Figuur 3).Wanneer de machine wordt geactiveerd, klemmen de neerhoudinrichtingen het papier vast en snijdt het schuine bewegende mes geleidelijk over het vel in een guillotine-achtige beweging.

Afhankelijk van de toepassing kan de krachtschaar van voren of van achteren worden gevoed.Terugvoeren kan de hantering van het vee voor daaropvolgende sneden verminderen, maar vereist een extra operator.

Kwaliteit behouden

Tijdens het knippen worden belangrijke kwaliteitscontroles uitgevoerd.Factoren voor kwaliteitscontrole zijn onder meer de aanvankelijke vlakheid van het materiaal, de algemene toestand van het oppervlak en de randen.Oppervlaktefouten en remsporen komen vaak voor bij producten op rol en plaat en zijn over het algemeen aanvaardbaar voor de fabrikant, tenzij dergelijke vlekken cosmetische afkeuring van het eindproduct tot gevolg zouden hebben.Delaminatie, oppervlakte-insluitingen en andere ernstige defecten in het materiaal kunnen ook worden vastgesteld en zijn reden voor afkeuring.

Ontwerp Overwegingen

Voor een economische productie onderkent de deskundige ontwerper verschillende aspecten die van invloed zijn op de kosten en kwaliteit tijdens het knippen en bij daaropvolgende bewerkingen.Hieronder volgen enkele van dergelijke productontwerpoverwegingen.

●Materiaalgebruik: Materiaalleveranciers stellen plaatmateriaal doorgaans beschikbaar in standaardformaten: breedtes van 30, 36, 48 en 60 inch.Er kunnen aanzienlijke besparingen voortvloeien uit het effectieve gebruik van deze standaardafmetingen door kosten voor extra slitten of freesvoorbereiding te vermijden. Vroegtijdig overleg met de metaalvormer kan het mogelijk maken de afmetingen van onzichtbare flenzen op het product te wijzigen om een ​​algehele onderdeelindeling te verkrijgen die iets kleiner is dan de standaardplaat maat.Hierdoor kunnen extra kosten worden vermeden en de verspilling worden verminderd.

●Graanrichting: De korrelrichting bij platgewalst materiaal (in de lengte in de rol) is niet altijd een belangrijke overweging.Bij sommige bewerkingen, zoals vormen en buigen, kan de korreloriëntatie echter belangrijk zijn. Bij zeer grote onderdelen die flenzen of kenmerken hebben gevormd, moet de ontwerper een gekwalificeerde leverancier raadplegen voordat hij de korreloriëntatie en buigradius specificeert om te bepalen of er beperkingen in de materiaalafmetingen zijn. zorgt ervoor dat de gevormde kenmerken dwars op de korrel kunnen liggen.Dit onderwerp wordt in meer detail besproken in de hoofdstukken over het vormen van kantpersen en de productie van stempels.

●Proceskenmerken: Bramen, aandruksporen en torsie (Figuur 4) zijn kenmerken van het afschuifproces.

1. Na het knippen zijn er bramen aanwezig (zoals bij elke bewerking van metaal) en deze worden normaal gesproken binnen aanvaardbare grenzen gehouden door middel van de juiste knippraktijken.

2. Aandruksporen, die verschijnen als kleine inkepingen langs één zijde van de afgescheurde rand van het werkstuk, zijn soms het gevolg van de klemwerking van de neerhouders.Deze markeringen zijn zelden een probleem.Ze kunnen vaak worden opgenomen als onderdeel van een onzichtbare flens in het eindproduct, of kunnen tijdens het afsnijden bij latere bewerkingen volledig worden geëlimineerd.

Bij kritische toepassingen kunnen afdekkingen op de hold-downs worden gebruikt om de voorraad te beschermen.Materialen met verwijderbare beschermende coatings worden soms gebruikt om vasthoudsporen en krassen die inherent zijn aan het afschuifproces te helpen verminderen.Deze alternatieven zullen aanzienlijke extra kosten met zich meebrengen.

3. Twist, een spiraalvormige kromming van het materiaal ontstaat bij het knippen van smalle stroken.Het wordt veroorzaakt door de schaarwerking van de schaar en wordt beïnvloed door de verhouding tussen de afgeknipte breedte en de dikte en de temperatuur van de strip.

Draaien is zelden een belangrijke overweging, behalve bij het knippen van smalle stroken.Als voor een klus zeer smalle stroken nodig zijn, kan rollenmateriaal (als de bestelling voldoende is) of staafmateriaal vaak worden vervangen.