Процес на щамповане на ключа на капака: Ръководство по инженеринг и производство

Накратко

The процес на щанцоване на заключване на капака включва два различни производствени потока за създаване на пълна система за безопасност. Компонентите на сложния механизъм — като заключващия елемент, котвичката и предпазния хук — обикновено се произвеждат чрез прогресивно щамповане на матрици прогресивно щанцоване. Този метод подава руло високопрочна стомана през серия станции, за да се постигнат прецизни допуски и високи скорости на производство, необходими за милиони цикли.

Напротив, точката за монтиране на заключването, известна като „вътрешен панел на капака“, се формира чрез трансферно или тандемно щанцоване . Този издръжлив процес включва дълбоко изтегляне, рязане и фланширане, за да се създаде здрава, усилена конструкция, която предотвратява умора от метал. След това при сглобяването тези щанцовани части се комбинират с клепки и пружини, последвани от строги тестове за натоварване (често надвишаващи 5500 N), за да се гарантира спазването на изискванията за безопасност.

Анатомия на щанцова система за заключване на капак

Преди да се премине към разглеждането на линиите за щамповане, е важно да се разберат компонентите, които се изработват. Заключът на капака не е единична част, а сглобяем комплекс от щампосани високопрочни стоманени компоненти, като всеки от тях има свои уникални механични изисквания.

Основният механизъм се състои от основен заключ (нокът), който се закача за ударника на автомобила, и държач (лост), който фиксира заключа на място. Според инженерни проучвания за оптимизация, като тези от Worcester Polytechnic Institute , механизмът на заключа трябва да издържа на значителни сили — обикновено минимална якост при дърпане от 5500 N (приблизително 550 кг) без деформация. Основният защитна кука , отговорни за хващане на капака, ако основната ключалка се провали, обикновено се оценява за около 2700N .

Тези компоненти са отпечатани от специфични видове стомана, често SAPH 440 или подобни високопрочностини нисколегирани стомани (HSLA). Тези материали предлагат необходимата здравина на влагане, за да устоят на рязане при сблъсък, но представляват предизвикателства в процеса на штампиране поради тяхната твърдост.

Процес 1: Прогресивно штампиране на компонентите на ключалката

Малките, сложни части на механизма за заключване са идеални кандидати за прогресивно щамповане на матрици - Не, не, не. При този високоскоростен процес металната намотка се захранва чрез една матрица, съдържаща няколко "стации". Докато пресата се движи, металната лента се движи напред и на всяка станция се извършва различна операция.

Типичната последователност за компонент на ключалката на капака включва:

• Пилотни отвори: Първата станция пробива малки дупки, използвани за точно насочване на лентата през следващите станции.
• Пробиване: Отворите за осите се пробиват с висока прецизност. Тези отвори често изискват тесни допуски (напр. ±0,05 мм), за да се гарантира гладко въртене на спирачката без люшкане.
• Калибриране/Релефно тисане: Матрицата прилага огромно налягане за фаска на ръбовете или създаване на засилени ребра. Този етап е от решаващо значение за изглаждане на контактните повърхности, където спирачката се допира до упора, намалявайки износването с времето.
• Изкриване/Формоване: Фланшите и заключващите езици се огъват в желаната форма. Тъй като високоякостната стомана страда от „връщане“ (склонността да се върне към първоначалната си форма), матрицата трябва леко да преогъне метала, за да се постигне крайният ъгъл.
• Отрязване: Готовата част се отделя от транспортьорната лента и се изхвърля.

За производителите, които се нуждаят от гъвкавост, прогресивно щамповане на матрици се предпочита поради способността си да произвежда милиони еднакви части с минимални отпадъци, което я прави стандарт в индустрията за механизми на спирачки.

Процес 2: Пресоване на вътрешна капакова плоча (точката за монтиране)

Спирачката не може да функционира без сигурна точка за монтиране. Това се осигурява от вътрешна панел на капака , голям штампов компонент, който формира структурния скелет на капака на автомобила. За разлика от малките механични части, тази панел се произвежда чрез използване на трансферни или тандем матрици .

Този процес започва с „заготовка“ — плосък метален лист, който се зарежда в голяма преса. Първата операция обикновено е дълбоко теглене формоване чрез изтегляне, при което мъжкият пуансон навлича метала в женска матрица, за да се създаде тримерната форма на рамката на капака. На този етап се определят зоните за деформация и централната кухина.

Последващите станции извършват тримване (премахване на излишен метал) и пробиване (създаване на отвори за болтовете на заключващия механизъм). Критична стъпка е фланширане огъване на ръбовете, при което ръбовете се огъват, за да се създаде повърхност за съединяване с външната панел на капака. Областта, където се монтира заключването, често е усилена с локално вдлъбнатина или по-дебел участък, за да се разпредели напрежението от затварянето на капака и да се предотвратят уморни пукнатини.

Избор на материал и мащабируемост на производството

Изборът на материал определя стратегията за щанцоване. Докато меката стомана е лесна за формоване, капаците на капаци изискват материали като галинанизирана високопрочна нисковъглеродна стомана (HSLA) за предотвратяване на корозия и издържане на високи натоварвания. Въпреки това, по-твърдите стомани износват по-бързо щанците и са по-склонни към дефекти като "пукнатини" или "гънки" по време на формоване.

За намаляване на тези рискове инженерите използват софтуер за симулация, за да предвидят теча на метала. Въпреки това, преминаването от цифров дизайн към физическа детайл остава препятствие. Преодоляването на пропастта между бързо прототипиране и производство в големи серии е критична фаза. Компании като Shaoyi Metal Technology се специализират в този преход, използвайки преси с мощност до 600 тона, за доставяне на прецизни компоненти като контролни рамени и подрамки, които отговарят на строгите световни стандарти на OEM производителите.

Дали произвеждате серия от 50 прототипа за валидиране или милиони бройки за масово производство, партньорството с предприятие за штамповане, което разбира поведението на метали за автомобилна употреба, е от съществено значение, за да се избегнат скъпоструващи модификации на инструментите по-късно.

Сглобяване и контрол на качеството

След приключване на штамповката отделните компоненти — заключващ механизъм, задвижващ елемент и основна плоча — се изпращат за сглобяване. Тук се поставят клепни пирони през пробитите отвори за ос и се разширяват (деформират), за да се създаде постоянно съединение, което все още позволява ротационно движение.

Монтаж на пружини следва, когато високонапрегнати спирални пружини се монтират към заключващия механизъм и задвижващия елемент. Тези пружини осигуряват необходимата връщаща сила, за да се поддържа заключващият механизъм в затворено положение.

Контролът на качеството е строг. От линията за штамповане се вземат случайни проби, които подлежат на тегови изпитвания за да се провери дали отговарят на изискването за натоварване от 5500 N. Провежда се и цикличен тест, при който заключващият механизъм се отваря и затваря десетки хиляди пъти, за да се гарантира, че изработените ръбове не се износват преждевременно. Според отраслови наблюдения от производители на форми , дори микроскопични издутини от процеса на штамповане могат да попречат на механизмите, което прави премахването на издутините и повърхностната обработка жизненоважни последни стъпки.

Често задавани въпроси

1. Какви са 7-те стъпки в метода на щанцоване?

Седемте често срещани операции при метално штамповане включват Изсичане (изрязване на грубата форма), Проколване (пробива дупки), Чертаене (формиране на форми като чаши) Изкривяване (създаване на ъгли), Въздушен изкачване (формиране с помощта на пуансон) Дъно/монетарно штамповане (клапиране под високо налягане за прецизност) и Рязане (премахване на излишния материал). Капаковите заключващи устройства използват комбинация от тези операции, като разчитат предимно на пробиване и клеймене.

2. Какви са четирите вида металообработка чрез стемпинг?

Четирите основни вида са Прогресивно щамповане на матрици (непрекъсната лента, многостанционна) Трансферно штампиране (детайлите се преместват механично между станциите) Дълбоко щанцоване (за дълбочина, надвишаваща диаметъра) Микро щемпелване (за миниатюрни електронни компоненти). Заключващите механизми на капака предимно използват прогресивни матрици за по-голяма ефективност, докато капаците на мотора използват трансферни матрици поради размера.