Накратко

Файн бланкирането е специализиран високоточен процес за формоване на метал, при който се използва тридействащ прес (стингер, пуансон и контрапуансон), за да се произвеждат компоненти с напълно изрязани ръбове до 100%, изключителна равнинност и размерни допуски до ±0,001 инча. За разлика от конвенционалното щанцоване, което оставя груби зони на скъсване, файн бланкирането произвежда готови за монтаж части за един ход, като така се избягват вторични операции като шлайфане, фрезоване или разширяване.

За инженерите по автомобили и мениджърите по доставки файн бланкирането е стандарт за системи с критично значение за безопасността. Основни приложения включват леглови облегалки, предавателни фиксатори, колани за сигурност и компоненти на спирачната система . Въпреки че инструменталните разходи са по-високи, премахването на постобработъчни стъпки значително намалява общата цена на единица продукт при производство в големи серии (обикновено над 10 000 броя).

Критични приложения в автомобилни системи по вид

Фино бланкуване отговаря за приблизително 60% от всички фино бланкувани части глобално, като автомобасекторът е доминиращият потребител. Процесът се запазва за компоненти, при които не е възможен провал и геометричната прецизност е от първостепенно значение. По-долу са посочени основните системи на превозните средства, които разчитат на тази технология.

Механизми и фурнитури за седалки

Автомобилните седалки са може би най-разпространеното приложение на фино бланкуване. Съвременните конструкции на седалки изискват сложни механизми, които да поемат натоварванията при катастрофа, докато работят гладко за потребителя. Фино бланкуването се използва за производството на накланящи механизми за седалки, регулиране на височина и заключващи елементи на релси . Тези части често имат сложни зъбни колела, които трябва да се съчетават перфектно, за да се предотврати плъзване по време на сблъскване.

Проучвания на случаи от производители като Feintool показват, че седалките за регулиране на положението, произведени чрез прецизно изрязване, могат да издържат милиони цикли на регулиране без значително износване. Процесът осигурява необходимата точност на профила на зъбите и повърхностна гладкост (често Ra 0,6 µm или по-добра) директно от пресата, гарантирайки съответствие с изискванията за безопасност без скъпоструваща вторична обработка на зъбите.

Компоненти на силовата предавка и задвижването

При двигатели с вътрешно горене и хибридни силови предавки прецизното изрязване е от съществено значение за части, които изискват висока равнинност и устойчивост на износване. Чести приложения включват:

• Спиращи механизми на скоростната кутия: Тези заключващи механизми изискват напълно изрязан ръб, за да се закачат сигурно към спирачния зъбчат механизм. Прецизното изрязване осигурява носещите повърхности да са 100% плътен метал, избягвайки крехките зони на разрушаване при конвенционалното щанцоване.
• Дискове и стопани на съединителя: Равнината, постигната чрез контрапресоване (заклещяване на детайла по време на изхвърляне), е от решаващо значение за производителността на сцепението, предотвратяващо задръжки и осигуряващо гладко включване.
• Планетарни носещи плочи: Използвани в автоматични трансмиссии, тези тежки детайли изискват прецизно разположение на отвори за вала на предавки, което се постига чрез финото изсичане с положителни допуски, съперничещи на машинната обработка.

Системи за безопасност и шаси

Компоненти от критична важност за безопасността, като езици на колани за сигурност (предпазни закопчалки), стартери за въздушни възлушки и пръстени на датчици за ABS спирачна система почти изключително се произвеждат чрез финото изсичане. „Жилото“ или V-образен елемент на инструмастика предпазва материала от скъсване, осигурявайки, че стоманата запазва структурната си цялост дори по ръбовете. За спирачни системи процесът се използва за изработване на задни плочи за спирачни накладки, където равнината е от съществено значение за равномерно спирачно налягане и намаляване на шума.

Предимството на тройно действие: Как работи

Разликата между прецизното бранширане и конвенционалното изрезаване се крие в контрола на движението на материала. Конвенционалното изрезаване използва прост пунч и матрица, което често води до детайл с само 30% отрязан ръб и 70% груб скъсване (изламяне по матрицата). Прецизното бранширане използва тридействащ прес който прилага три отделни сили:

1. Налягане от V-образен пръстен (Stinger): Преди започване на рязането, V-образен пръстен, вграден в пластина за изтласкване, наляга върху материала, фиксирайки го на място и предотвратявайки странично движение. Това поставя материала под хидростатично налягане.
2. Сила за бранширане: Пунчът напредва, за да изреже материала. Тъй като материалът е компресиран от V-пръстена, той се деформира пластично, вместо да се скъсва.
3. Сила на противопунч: Противопунч поддържа детайла от долната страна през целия ход, осигурявайки перфектно равна повърхност и го връща обратно в лентата след рязането.

Тази конфигурация позволява за с просветление от около 0,5% от дебелината на материала , в сравнение с 10% при обикновено щамповане. Резултатът е пълно изрязан ръб, който е вертикален, гладък и без пукнатини.

Сравнение: фино бланкиране срещу конвенционално щамповане

За инженерите, които трябва да решат между два процеса, изборът често се свежда до компромиса между първоначалната инвестиция в инструменти и разходите за обработка надолу по веригата.

Указания за избора на материали и проектиране

Фино изчистване се основава на способността на материала да тече под налягане (студена екструзия). Следователно изборът на материали е от решаващо значение. Сферизирано изгасени стомани са златният стандарт, защото тяхната сферична карбидна структура позволява максимална деформация без пукнатини.

• Стойностни нисколегирани стомани (HSLA): Широко използвани за механизми на седалките, където съотношението сила/тегло е критично.
• Стерилни елементи от нежелателна стомана (серия 300/400): Често срещани в компонентите за отработени газове и емисии.
• Алуминиеви сплави: Все повече се използва за леко тегло на ЕВ, въпреки че изборът на клас е жизненоважен за предотвратяване на раздразнение.

Ограничения за проектиране: Макар че финото разфасовка дава свобода, инженерите трябва да спазват определени правила. За да се предотврати разкъсване на пробивите, радиусите на ъглите трябва да са най-малко 10-15% от дебелината на материала. Ширините на мрежата (разстоянието между дупките или ръбовете) могат да бъдат изненадващо тънки, често до 60% от дебелината на материала, което позволява плътно опаковани проекти, които спестяват тегло.

Анализ на разходите и стратегическо снабдяване

Икономическият аргумент за фино разфасовка се основава на обема и сложността. Ако частта изисква шлифоване, за да се постигне плоскост, реминг до големи дупки или коване, за да се режат зъбите на предавките, финото разчистване често е по-евтино на единица, въпреки по-високите разходи за инструменти. Кръстосаната точка, в която финото разширяване става по-икономично от штампирането + обработката, обикновено е около 10 000 до 20 000 части годишно .

За автомобилните програми, които се развиват към масово производство, изборът на правилния партньор за производство е от решаващо значение. Доставчиците трябва да бъдат оценявани не само по техните фини преси за празното изчистване, но и по способността им да преодолеят разликата от първоначалния проект до производството в пълен мащаб. Компании като Shaoyi Metal Technology подкрепя този жизнен цикъл, като предлага цялостни решения за штампиране, от бързо производство на прототипи до производство на големи обеми с капацитет на пресата до 600 тона. Сертификацията им IATF 16949 гарантира, че независимо дали валидирате дизайн с 50 прототипа или се ангажирате с милиони масово произведени части, преходът отговаря на глобалните стандарти на OEM.

Тъй като индустрията се насочва към електрически превозни средства (EV), финото изчистване на повърхността на електрическия ток намира нови приложения в медните шини и структурните компоненти на батериите, където качеството на чистите ръбове предотвратява електрическото дъно и късо съедин

Инженерна точност за бъдещето

Фино изчистване остава основният избор за автомобилни компоненти, където безопасността, прецизността и консистенцията на големи обеми се пресичат. Използвайки технологията на трикратното пресяване, инженерите могат да проектират сложни, многофункционални части, които са по-силни, по-плоски и по-надеждни от тези, произведени с конвенционални методи. Въпреки че първоначалните инвестиции в инструментацията са значителни, премахването на вторичните операции и гарантирането на функционалност без дефекти го правят незаменим процес за съвременното производство на превозни средства.

Често задавани въпроси

1. да се съобрази с Каква е максималната дебелина на материала за фино разфасовка?

Съвременните преси за фино разчистване могат да обработват материали, които са значително по-дебели от конвенционалното штампиране. Докато стандартните приложения варират от 1 мм до 12 мм, специализираните преси за тежка работа (до 1500 тона) могат да изчистват стоманени части с дебелина до 19 мм (0,75 инча), в зависимост от силата на износ на материала и геометрията на частите.

2. Да се съобразяваме. Може ли финото обработка на прах да замени CNC обработката?

Да, за много 2D профили. Прекрасното изчистване често се нарича печатане при толеранции на обработка. Ако частта е основно плоска с сложни контури, дупки или зъби на предавките, финото изчистване може да я произведе в един ход с толеранции, сравними с обработката с ЧПУ, но с малка част от времето и разходите за големи обеми.

3. Да се съобразяваме. Защо сфероидизираното наглъщане е важно за фините материали за наглъщане?

Сфероизиращото нагряване е топлинна обработка, която променя микроструктурата на стоманата, като прави карбидите сферични (глобулярни), а не ламинарни (подобни на плочи). Това значително увеличава гъвкавостта на стоманата и намалява риска от скъсване или пукнатини по време на интензивната деформация при студен поток на процеса на фино изчистване, като осигурява гладък, напълно изрязан ръб.