Штампиране на задни странични панели – автомобилно ръководство: прецизност Class A и процес

Накратко

Щанцоването на задни странични панели в автомобилната промишленост представлява върха на металообработката, при която равен листов метал се трансформира в сложни извити повърхности от клас А, дефиниращи архитектурата на задната част на автомобила. Този високоточен производствен метод включва последователни операции – рязане на заготовки, дълбоко изтегляне, рязане и валцовка, които обикновено се извършват на тандемни или трансферни пресови линии. За инженерите и специалистите по доставки успехът зависи от овладяването на механиката на дълбокото изтегляне, контрола на еластичното възстановяване при високопрочни нисколегирани (HSLA) стомани или алуминий и спазването на строги стандарти за качеството на повърхността, за да се елиминират видими дефекти.

Задната странична панел: Инженерно предизвикателство от клас А

В автомобилното проектиране страничният панел (квартална плоча) е нещо повече от просто лист метал; той е критична „Клас А“ повърхност, което означава, че е силно видим за клиента и трябва да бъде естетически безупречен. За разлика от вътрешни структурни скоби, страничният панел определя визуалната непрекъснатост на автомобила, свързвайки задните врати, линията на покрива (С-стойка) и багажника. Той трябва да интегрира сложни елементи като арката на колелото, нишата за резервоара с гориво и монтажите за задните светлини, като същевременно запазва гладък, аеродинамичен контур.

Производството на тези панели е инженерен парадокс: те трябва да са достатъчно стегнати, за да осигурят структурна цялостност и устойчивост срещу вдлъбнатини, но в същото време метала трябва да е достатъчно дуктилен, за да се разтегли в дълбоки, сложни форми без разкъсване. Преходът от старомодните двучастни конструкции към съвременните "уни-странични" панели (където задният панел и гредата на покрива се штамповат като единичен блок) е увеличил многократно трудността на процеса на дълбоко изтегляне. Всяка неравномерност — дори само няколко микрона дълбочина — е недопустима за повърхност от клас А.

Производственият процес: От койл до компонент

Пътят на задния панел от руло суров метал до готов каросерен компонент включва прецизна координация на високотонажна физика. Въпреки че конкретните линии се различават, основният стъмпиране на заден панел автомобили работен поток обикновено следва четири ключови етапа.

1. Отсичане и специално оформени заготовки

Процесът започва с изрязване на листовете, при което суровата руло се нарязва на плоски, грубо оформени листове, наречени „заготови“. Съвременното производство често използва „персонализирани заварени заготови“ (ПЗЗ), при които различни класове или дебелини на стоманата се заваряват с лазер един с друг преди избиване. Това позволява на инженерите да поставят по-силен, по-дебел метал в зони от значение за безопасността при сблъсване (като С-стълба) и по-тънък, по-лек метал в зони с ниско натоварване, оптимизирайки теглото без компрометиране на сигурността.

2. Дълбоко избиване (Етап на формоване)

Това е най-критичната операция. Плоската заготова се поставя в матрица за избиване и голям прес (често прилагащ усилие от 1000 до 2500 тона) бута пробивник към метала, като го принуди да навлезе в кухината на матрицата. Металът се деформира пластично, за да приеме 3D формата на четвъртината панел. Периметърът на заготовата се задържа от „закрепващо устройство“, което прилага точно налягане за контролиране на теча на метала. Твърде голямо налягане на закрепващото устройство причинява разкъсване на метала; твърде малко води до образуване на гънки.

3. Рязане и пробиване

След като е формирана обща форма, панелът преминава към процеса на отрязване с матрици. Тук излишният скрап метал по ръбовете („добавката“, използвана за фиксиране по време на изтеглянето) се отрязва. Едновременно с това пробивни операции изрязват прецизни отвори за капака на резервоара за гориво, страничните маркерни светлини и монтажите за антени. Точността тук е от решаващо значение; дори и отклонение от един милиметър може да доведе до зазорини между панелите при окончателната сглобка.

4. Фланширане и повторно изтегляне

Последните етапи включват огъване на ръбовете на панела, за да се създадат фланши — повърхнините, където четвъртитият панел ще бъде заварен към вътрешния арник, пода на багажника и покрива. Може да се използва операция на „повторно изтегляне“, за да се изострят характерни линии и радиусни детайли, които не са напълно оформени по време на първоначалното изтегляне.

Критични дефекти и контрол на качеството

Тъй като четвъртинната група е повърхност от клас А, контролът на качеството надхвърля простите размерни проверки. Производителите водят постоянна борба срещу микроскопични дефекти по повърхността, които стават очевидни веднага щом колата бъде боядисана.

Тест „Набраздаване“ и осветление със зебра линии

За откриване на „вдлъбнатини“ (углъбления) или „изпъкналости“ (неравности), които са невидими за невъоръженияо око, инспекторите използват техника, наречена „набраздаване“. Те премят плосък абразивен камък по формованата група; камъкът драска изпъкналите участъци и прескача вдлъбнатините, създавайки визуална карта на топографията на повърхността. Автоматизирани инспекционни тунели, оборудвани с лампи за осветление с „зебра линии“, също сканират групите, използвайки изкривяването на отразените светлинни ивици, за да идентифицират вълни по повърхността или проблеми с текстурата „портокалова кора“.

Обратно огъване и компенсация

Когато пресата вдигне, метала естествено се стреми да се върне към първоначалната си равна форма – явление, известно като еластично възстановяване. Това е особено характерно за високопрочни стомани и алуминий. За да се компенсира този ефект, инженерите по формите използват софтуер за симулация (като AutoForm), за да проектират повърхнината на матрицата с „компенсация“, като по този начин преувеличават огъването на метала, така че след еластичното възстановяване, той да заеме правилната крайна геометрия.

Материалознание: Стомана срещу алуминий

Търсенето на по-висока икономия на гориво е предизвикало голяма промяна в използваните материали. Докато меката стомана някога беше стандарт, днес задните странични панели все по-често се штамповат от високопрочни нисколегирани (HSLA) стомани или алуминиеви сплави (серии 5xxx и 6xxx), за да се намали теглото на автомобила.

Използването на алуминиеви четвъртни панели изисква различни стратегии за смазване и често изисква специализирани покрития върху повърхността на матрицата, за да се предотврати "залепването" (алуминият залепва за инструмента). Освен това алуминиевите отпадъци трябва внимателно да се разделят от стоманените в пресовото отделение, за да се избегне замърсяването.

Стратегии за инструменти и съображения при осигуряване

Матриците, необходими за четвъртните панели, са масивни, често отливани от чугун и тежащи няколко тона. Разработването на тези инструменти включва "инженерство на работната повърхност на матрицата", при което допълнителните повърхности и повърхностите на хванещия механизъм се проектират така, че да управляват теча на метала. За производство с голям обем тези матрици обикновено се закаляват и покриват с хром или слоеве от физическо нанасяне на пара (PVD), за да издържат на милиони цикли.

Въпреки това, не всеки компонент изисква линия за прехвърляне от 2000 тона. За свързани конструктивни усилватели, скоби или шасийни части като например контролни рамени, производителите често разчитат на по-динамични партньори. Компании като Shaoyi Metal Technology специализират в преминаването от бързо прототипиране към серийно производство. Със сертифициране по IATF 16949 и пресови възможности до 600 тона, те осигуряват необходимата прецизност за тези критични подкомпоненти, гарантиирайки че структурната основа на превозното средство отговаря на клас А изящество на външната обвивка.

Заключение: Бъдещето на телата на каросерията

Пробиването на задните странични панели на автомобили остава една от най-изискващите дисциплини в производството. Докато дизайновете на превозни средства се развиват към по-остри характерни линии и по-леки материали, допустимата грешка намалява. Бъдещето се крие в „интелигентното пробиване“, при което пресовите линии автоматично регулират силата на прихващане в реално време на база на обратна връзка от сензори, а технологията на дигитален двойник предсказва дефекти преди да бъде изрязан един-единствен заготовка. За производителите на автомобили, овладяването на този процес не е просто въпрос на оформяне на метал; той е начин да се дефинира визуалният подпис на марката по пътя.

Често задавани въпроси

1. Какви са основните стъпки в метода на пробиване?

Процесът на штамповане в автомобилната промишленост обикновено включва от четири до седем основни стъпки, в зависимост от сложността. Основната последователност е: Изсичане (изрязване на суровата форма), Дълбоко теглене (формиране на 3D геометрията), Рязане/Пробиване (премахване на излишния метал и изрязване на отвори), и Фланширане/Преструпане (формиране на ръбове и изостряне на детайли). Могат да бъдат включени допълнителни стъпки като огъване или клеймоване за специфични елементи.

2. Каква е разликата между преден фендер и заден квадратен панел?

Предният фендер е панел от кузовa, който покрива предното колело и обикновено се закрепва с болтове към рамата за лесна подмяна. Задният квадратен панел обаче обикновено се заварява директно към монококовата конструкция на автомобила и се простира от задната врата до задните светлини. Тъй като е заварен структурен елемент, подмяната на квадратен панел е значително по-трудоемка и скъпа в сравнение с подмяната на фендер, закрепен с болтове.

3. Какво определя един 'Клас A' повърхност при штамповане?

Повърхност от клас А се отнася за видимата външна обвивка на превозното средство, която трябва да е без никакви естетични дефекти. При штамповането това означава, че панелът трябва да има перфектна непрекъсната кривина и да е свободен от следи от уседане, вдлъбнатини, вълни или текстура тип „портокалова кора“. Тези повърхности подлежат на най-строг контрол по отношение на качеството, включително инспекция със зебра осветление и тестове с шлифоване.