Как се произвеждат амортисьорите: метални компоненти и процеси

Процесът на производство на амортисьори превръща сертифицирана стомана в компоненти, които са изсечени, обработени на машини, заварени и покрити със защитен слой, след което се сглобяват в работещ амортисьор. Това ръководство е предназначено за инженери и екипи по набавки в производители на амортисьори и доставчици от първи ешелон за подвески, които оценяват различни производствени методи, контроли на качеството и възможностите на доставчиците.

В него се обяснява как се произвеждат амортисьорите от гледна точка на металните компоненти: контрол на материала, подготовката на тръби и пръти, изсичане, машинна обработка, заваряване, повърхностна обработка и инспекция. Включено е и практически пример за производство от Шаойи, както и списък с елементите, които трябва да бъдат включени в заявката за цитиране на цена (RFQ).

Основни събития

• Сертификатите за материала и проследимостта по номер на термичната обработка са основата за последователно производство на компонентите на амортисьорите.
• Седалките за пружини, монтажните плочи, скобите и капаците зависят от контролирани процеси на формоване, пробиване и калибриране.
• Заварените тръбни съединения изискват потвърдена якост на съединенията и непроницаемост за въздух преди изпращане.
• Регулирането на клапаните, пълненето с масло и калибрирането на демпфирането са отговорност на производителя на амортизатори; доставчикът на метални компоненти осигурява контролирани структурни части заедно с документация.
• Пълният заявк-лист (RFQ) и дефинираният ниво на PPAP намаляват времето за цитиране и одобрение.

Какво прави амортизаторът и защо металните му части имат значение

Докато окачването се движи, буталото принуждава маслото да преминава през калибрирани клапанни канали. Хидравличното съпротивление преобразува движението в топлина и контролира компресията и отскока. Макар клапаните да определят характеристиките на демпфирането, металната конструкция около тях поема товарите: тя позиционира пружината, прикрепва амортизатора към стойката и към кузова, съдържа маслото и защитава шипа.

Затова качеството на металните компоненти на амортизатора се отразява директно върху издръжливостта, шума и изпълнението по гаранция. Грешки в размерите влияят върху подравняването на пружината и монтажа, слабите заварки могат да се повредят при циклични натоварвания, а лошите покрития водят до корозия в областта на седлото и скобата.

Основни метални компоненти и начинът на тяхното производство

Списъците на компонентите се различават в зависимост от конструкцията, но повечето амортисьори за леки автомобили включват частите по-долу.

Разделите по-долу обясняват по-подробно всеки маршрут.

Суровини, избрани за якост, издръжливост и корозионна устойчивост

Контролът върху материала предхожда всяка формовка. Класът, дебелината, механичните свойства, състоянието на повърхността и проследимостта се потвърждават преди започване на производството, тъй като вариациите на този етап по-късно се проявяват като еластично връщане, пукнатини или непоследователно качество на заварките.

Стоманени класове, използвани за тръби, пръти и скоби

Опорите за пружини, монтажните плочи и скобите обикновено използват формовани нисковъглеродни или високопрочни стоманени листове, подбрани според дълбочината на формоването и натоварването върху детайла. Външните и резервоарните тръби използват прецизни стоманени тръби. Буталните пръти използват легирани стоманени пръти, които реагират добре на индукционно закаляване.

Всеки сертификат за материал трябва да показва химичния състав, опънната и пределната якост, удължението, допуска за дебелина, състоянието на повърхността и номера на термичната обработка. При тръбите входящият контрол освен това проверява диаметъра, дебелината на стената и праволинейността.

Алуминий и специални сплави в леки конструкции

Алуминият се използва в някои леки и високопроизводителни конструкции, за да се намали масата на неподрежданите компоненти. Замяната на стоманен детайл с алуминиев променя граничните възможности за формоване, метода за свързване и поведението при корозия, което изисква повторна валидация на инструментите и процесите, а не просто замяна на материала.

Сертификати за материала и проследимост

Проследяването по топлинен номер обхваща входящите руло, пръти или тръби през всяка операция до доставения детайл. Съхраняват се сертификати от мелницата, протоколи от входящия контрол, производствени документи и данни от окончателния контрол, за да може всеки проблем в експлоатацията да се проследи до конкретна партида материали.

Как свойствата на материала влияят върху уморния живот на компонентите

Якостта, пластичността, твърдостта и корозионната устойчивост заедно определят колко дълго компонентът ще издържи цикличното натоварване. Седалка за пружина, оформена твърде близо до границата на удължението ѝ, или скоба с повредено покритие в остър ръб, ще се повредят по-рано от предвиденото в проекта. Съгласуването на класа с тежестта на формовъчния процес и на системата от покрития с околната среда е първата стъпка при контрола на умората.

Как започва производственият процес на амортисьорите — подготвителната фаза с тръби и пръти

Подготовката преобразува сертифицираните материали в контролирани заготовки. За външни тръби и резервоарни тръби процесът включва прецизно рязане на тръби, оформяне на краищата (когато е необходимо), почистване, отстраняване на заострени ръбове и измерителен контрол. Тези тръби се получават чрез рязане на прецизни стоманени тръби; те не се произвеждат чрез дълбоко изтегляне от кръгли заготовки. За бутални пръти и монтажни очи прът или жица се режат на дължина с подходяща прибавка за следващата операция.

Рязане на тръбни и прътови материали според спецификацията

Режещата операция трябва да осигурява квадратни краища, стабилна дължина и минимални заострени ръбове (бурини). Диаметърът на тръбата, дебелината на стената, дължината и праволинейността се проверяват в началото на всяка партида и след това с определена честота.

Почистване, изправяне и контрол на размерите

Почистването премахва маслото и частиците, които биха попречили на заварката и нанасянето на покритие. Изправянето и внимателното обращение намаляват деформациите. Контролните инструменти, микрометрите и калибрираното измерително оборудване потвърждават критичните размери преди преминаването на детайлите към следващата операция.

Управление на бурините, повърхностните повреди и замърсяванията

Дебурирането и визуалният контрол предотвратяват влизането на повредени заготовки в по-нататъшните операции. Повърхностите, които ще се допират до уплътнения или ще се намират в зоните на заваръчните шевове, се предпазват от вдлъбнатини, драскотини и замърсявания, тъй като процесът на сглобяване на производителя на абсорбери разчита на тях.

Части за штамповане: седалки за пружини, монтажни плочи, скоби и капаци

Штамповането на листов метал произвежда повечето структурни части на амортизатора: седалки за пружини, горни монтажни плочи, скоби за воланови куки, монтажни скоби и защитни капаци. Правилният процес зависи от геометрията, материала, дебелината и годишния обем. За части с висок обем: услуги за штамповане в автомобилната промишленост изградени около прогресивни матрици осигуряват най-постоянните размери и най-ниската цена на отделна част.

Прогресивно штамповане на седалки за пружини, монтажни плочи и скоби

Прогресивната матрица комбинира изрязване, огъване, пробиване, рязане и калибриране в един лента, така че всеки ход на пресата произвежда готова част. Седалките за пружини се формират и калибрират, за да се контролира височината на седалката и повърхността за контакт с пружината. Скобите се пробиват и огъват, за да се запази положението и ъгълът на отворите за последващо заваряване.

В производството в Шаойи седалките за пружини обикновено използват 2,0 мм - Не, не, не.

След формирането детайлите се почистват и инспектират за равнинност на монтажната повърхност, положение на отворите, височина и ъгъл, преди да бъдат подложени на заварка или покритие.

Изтегляне на прахови капаци и горни капаци

Праховите капаци и горните капаци се изтеглят от листов материал и след това се обработват. Основните рискове са пукнатини в радиуса на пуансона, набръчквания по фланеца и прекомерно намаляване на дебелината на стената; затова дълбочината на изтеглянето, налягането на държача на заготовката и радиусите на матрицата се настройват по време на пробните изтегляния с матрицата и се проверяват върху първите произведени детайли.

Предотвратяване на пукнатини, набръчквания и еластично връщане

Често срещани дефекти при штамповката на части за амортизатори са еластичното връщане, отклонение в положението на отворите, пукнатини при формирането, набръчквания, заострени ръбове (бурми), намаляване на дебелината и деформация. Основните контролни мерки включват компютърно моделиране на процеса на формиране (CAE) преди изработването на матрицата, пробни изтегляния с матрицата, специализирана калибрационна станция и инспекция по време на производствения процес. Случаят, описан по-късно в настоящото ръководство, показва как тези контролни мерки повишават добивността на реална част.

Машинна обработка и формиране на пръти за монтажни уши и бутални пръти

Компонентите, изработени от прът или жица, а не от листов материал, следват различен производствен процес. Двете най-важни са монтажното око и буталния шток.

Монтажни очи: студено главене срещу ковка срещу машинна обработка

Монтажното око може да се произвежда по три начина. Изборът зависи от обема, геометрията и натоварването.

Шаойи поддържа и трите маршрута чрез хладно формуване ,сковаване и CNC обработка , така че маршрута може да се промени, докато програмата преминава от прототип към производство.

Маршрут за бутален шток: От студено изтеглена пръчка до хромирана повърхност

Стандартният маршрут за бутален шток е студено изтеглена пръчка → индукционно закаляване → шлифоване → хромиране → полиране. Индукционното закаляване осигурява износостойка кора. Шлифоването контролира диаметъра, праволинейността и кръглостта. Хромирането добавя износостойкост и корозионна устойчивост, а полирането осигурява повърхностна крайна обработка, необходима за контакт с уплътнения.

Хладно формоване или свейджинг се използва само за специфични геометрии на краищата, например намаления диаметър, където е монтирано буталото.

Резби, канали и повърхности за контакт с уплътнения

Резбите и каналите се изработват според чертежа. В плана за контрол на штока са определени граници за неравност, дебелина на хромовото покритие, адхезия и разрешени дефекти. Драскотини, вдлъбнатини, отлепване или оголване на основния материал водят до отхвърляне.

Дименсионална верификация

Контролни планове определят използването на координатни измерителни машини (CMM), калибрирани мерителни уреди, уреди за измерване на шерохавост и визуална инспекция за всяка характеристика, а резултатите се регистрират за проследимост.

Тръбни и заварени сглобки осигуряват конструкцията на амортизаторите.

Заваряването свързва тръбата с монтираните очи, скоби за куката, седалки за пружини и части на резервоара. Процесът трябва да контролира положението на съединенията, размера на заваръчните шевове, проникването, деформацията и непроницаемостта за въздух. Shaoyi произвежда заварени сглобки на амортизатори на автоматизирани линии, използвайки газозащитно (MIG/MAG), дъгово и лазерно заваряване.

Монтиране на очи за фиксиране, скоби и части на резервоара

След рязането на тръбата и подготовката на краищата ѝ, фиксиращите устройства позиционират всяка част преди заваряване. Последователността на заваряването е определена така, че да се ограничи деформацията, а проверките след заваряването потвърждават положението на скобите, подравняването на очите и общата дължина.

Избор на метода за заваряване

Контрол на термично засегнатите зони и деформацията от заварката

Топлинният вход, стягането и последователността са валидирани за всеки възел. Излишната топлина отслабва термично засегнатата зона и деформира тръбите с тънки стени, затова параметрите на заварката се регистрират, а следзаваръчните размери се проверяват спрямо чертежа.

Изпитване на проникване и якост на заварката

Качеството на заварката се потвърждава чрез изпитания за откъсване, макросекционно изследване на проникването и разрушителни проби с определена честота. Неразрушителни методи като ултразвуково, магнитно-частични и капилярно изпитване се прилагат там, където спецификацията го изисква.

Изпитване за течове на заварени под налягане камери

За заварените камери Шаойи обикновено извършва изпитване за течове с въздушно налягане при около 0,5 MPa (5 bar), като действителното изпитателно налягане и допустимата скорост на течове се определят според спецификацията на клиента.

Повърхностните обработки предпазват металните части от износ и корозия

Всеки компонент получава маршрут за покритие, съответстващ на неговата основа и функция. Маршрутът определя предварителната обработка, типа покритие, дебелината, адхезията и маскирането.

Хромиране на буталните пръти

Буталният прът се хромира след шлифоване и след това се полира. Дебелината на хромирането, адхезията и шероховатостта се контролират стриктно, тъй като прътът се движи през уплътнението през целия живот на амортизатора.

Фосфатиране, електрофоретично покритие (E-coating), прахово покритие и боя

Външните корпуси, седалките за пружини и скобите обикновено се подлагат на фосфатиране като предварителна обработка, последвано от електрофоретично покритие (E-coating), понякога с допълнително прахово или боядисано горно покритие. Електрофоретичното покритие достига вдлъбнатини и вътрешни ръбове, които методите на напръскване пропускат – това е особено важно при формовани седалки и заварени скоби, където корозията обикновено започва.

Отстраняване на заострени ръбове и почистване преди нанасяне на покритието

Заострените ръбове, масата, охлаждащата течност и частиците се отстраняват преди нанасяне на покритието. Заострените ръбове често са първоначалната точка на повреда на покритието, затова параметрите за отстраняване на заострените ръбове и пране се контролират и документират.

Тестове за устойчивост към солен разпръснат аерозол и корозия

Тестовете със солен разпръснат аерозол потвърждават системата за покритие спрямо стандарта на клиента, като се определя продължителността на излагането и критериите за приемане на бяла или червена ръжда. За части на амортизатори с електрофоретично покритие (e-coated) компанията Shaoyi обикновено използва 480 часа като типична референтна продължителност на теста, в зависимост от спецификацията на клиента. Функционалните изисквания – като адхезия, дебелина на покритието и устойчивост към корозия – имат приоритет пред косметичния вид.

Какво прави производителят на амортизатори и какво прави металният доставчик

Амортисьорът комбинира части от няколко доставчици, а ясното разпределение на отговорностите ускорява процеса на цитиране и одобряване. Производството на клапанни блокове, уплътнения, пълнене с масло, газово зареждане, затваряне на тръбата и калибриране на демпфиращата сила обикновено се извършват от производителя на амортисьори. Доставчикът на метални компоненти предоставя частите за тази сглобка с контролирани размери, покрити и документирани.

Типът на конструкцията също определя кои тръби доставчикът осигурява. Абсорберът с две тръби използва вътрешна работна тръба и външна резервоарна тръба, докато абсорберът с една тръба използва единствена работна тръба с плаващ бутален механизъм. Всяка от двете конструкции може да бъде заредена с газ.

Случайно проучване: горна монтажна плоча за предната окачка на лек автомобил

В един скорошен проект на Shaoyi произведохме горна монтажна плоча за предната окачка на лек автомобил. Детайлът е изработен от студено валцована стомана DC04 (EN 10130), с дебелина 2,0 mm и пределна здравина при опън 270–350 MPa, при годишна потребност от 320 000 бройки.

Производственият процес включва подаване на руло, последвано от прогресивно шампиране, формоване, пробиване, обрязване, калибриране, пране и инспекция, извършени на механичен прес с номинална мощност 250 тона и еднокухинен прогресивен шаблон, изработен в нашата вътрешна работилница за производство на шаблони за шампиране .

При пускането линията работеше с 18 удара в минута и първоначален процент на годни изделия от 93,1 %. Основните бракувани части се дължаха на еластична деформация след формоване, отклонение в положението на отворите, пукнатини при формоване и заострени ръбове.

• Добавяне на стъпка за предварително формоване преди пробиване.
• Добавяне на калибрационна станция за контрол на равнинността на монтажната повърхност, положението на отворите, общата височина и ъгъла на формоване.
• Оптимизиране на разположението на лентата.

За купувачите практическият резултат е капацитетът и разходите. Сега същата преса и матрица произвеждат около 22 % повече детайли на час с по-малко брак, а общият процент на отходите намалява от 6,9 % до 1,8 % — намаление от приблизително три четвърти.

Контрол на качеството и автоматизация осигуряват последователно производство на амортизатори

Последователността се постига чрез контролни точки на всяка стадия и чрез документация, която позволява на клиента да ги проследява.

Контролни точки от входящия материал до готовия продукт

Типичната документация включва сертификати за материала, дименсионни отчети, резултати от инспекция на заварките, данни от изпитания за изтегляне, отчети за покритието и изпитанията със солен разтвор, както и данни от изпитания за непроницаемост.

Разрушителни и неразрушителни изпитания

Макросекции и изпитания за изтегляне потвърждават здравината на заварките върху проби, докато ултразвуковите, магнитно-прашковите и пенетрационните методи проверяват заварките, без да унищожават детайла.

Статистически контрол на процеса, анализ на потенциалните видове и причини за отказ (PFMEA) и коригиращи действия

Диаграмите SPC следят критичните размери в реално време, PFMEA идентифицира рисковете преди старта, а MSA потвърждава, че измервателните уреди са подходящи. Когато някоя характеристика се отклони, планът за реакция активира съдържание, анализ на коренната причина и коригиращо действие.

Опаковка, идентификация и PPAP

Детайлите се идентифицират и опаковат, за да се предотврати повреждане по време на транспортиране и да се запази проследимостта до производствената партида. Пакетът PPAP, включващ технологичния поток, PFMEA, план за контрол, MSA, данни за способността и резултатите от инспекцията, предоставя на клиента необходимите доказателства за одобрение.

Чеклист за заявката за оферта (RFQ) за компоненти на амортизатори

Включете следното в заявката си за оферта (RFQ), за да получите точна оферта при първия кръг:

• 2D чертеж и 3D модел с посочено ниво на ревизия
• Клас на материала и дебелина или размер на тръбата и дебелина на стената
• Годишният обем и очакваният темп на нарастване
• Спецификация за покритието и изискване за солен разпръснат бляскав тест
• Изисквания за заваряване, включително налягане за тест за течове и ограничение за скоростта на течове
• Методи за изпитване и критерии за приемане, като например сила на отлепване и критични размери
• Изисквания към опаковката и етикетирането
• Метод за проследимост
• Изисквано ниво на PPAP
• Изисквани протоколи за инспекция при всяка доставка

Качете своите чертежи и спецификации чрез нашата контактната страница за да поискате оферта. Инженерният екип на Shaoyi предоставя технически анализ в рамките на 12 часа.

Заключение

Процесът за производство на амортизатори свързва проследимостта на материала, шампирането, подготовката на тръбите, машинната обработка, заварката, повърхностната обработка и инспекцията. За доставчика на метални компоненти всеки етап трябва да съответства на чертежа, плана за контрол и записите, които клиентът изисква за одобрение.

Най-добрият начин за оценка на доставчик на персонализирани автомобилни штамповани части и заварени сглобки е да се разгледа доказателствената база: как контролират дефектите при формоване, как проверяват заварките и покритията и как изглеждат техните данни преди и след подобрение.

ЧЗВ

Какви материали и дебелини са обичайни за седалки на пружини?

Пролетните седалки обикновено използват формовани листове от нискоуглеродна или високопрочна стомана. При производството в Шаойи типичната дебелина е  2,00 мм – 3,00 мм . Окончателният клас и дебелина зависят от товара, геометрията и тежестта на формоването, затова в заявката за оферта трябва да се посочват сертификат за материала, здравинни характеристики при опън и допуск за дебелина.

Как се извършва проверката за непроницаемост след заваряването на външната тръба?

Заварените камери се проверяват чрез метода на спад на въздушното налягане или чрез хелиев метод за откриване на течове. Спецификацията определя тестовото налягане, времето за стабилизиране и задържане, граничната стойност за скоростта на течове, калибрирането на оборудването и плана за проби. Проникването на заварката, якостта на съединението и положението му се проверяват отделно.

Кога монтиращото око трябва да се произвежда чрез студено штамповане?

Студеното штамповане е подходящо за високотомни монтиращи очи с компактна и симетрична геометрия и подходящ клас жица, където почти готовото формоване спестява материал и време за машинна обработка. Ковка или машинна обработка са по-добрият избор за сложна геометрия, по-големи сечения, по-ниски обеми или значително премахване на материал.

Как трябва да се специфицира плакирането на буталния шток?

Укажете технологичния маршрут: студено теглени пръти, индукционно закаляване, шлифоване, хромиране и полиране. Чертежът или спецификацията за покритието трябва да включва диаметър, праволинейност, кръглост, шерохватост, дебелина на плакирането, адхезия, корозионна устойчивост, зони за маскиране и разрешени дефекти като дупки, отлепване, драскотини или оголен субстрат.

Какви документи PPAP трябва да предостави доставчикът?

Типичен пакет включва технологичния поток, анализ на потенциалните видове и ефекти на отказа (PFMEA), план за контрол, анализ на системата за измерване (MSA), данни за способността, сертификати за материала, дименсионни отчети, отчети за заварките и покритията, резултати от изпитанията, подробности за опаковката и метода за проследяване, на нивото PPAP, което клиентът изисква.

Кой извършва калибрирането на клапаните, маслото, газа и силата на демпфиране?

Производителят на амортизатори извършва сглобяването на клапанната струйка, пълненето с масло, зареждането с газ и калибрирането на силата на демпфиране. Доставчикът на метални компоненти осигурява контролирани тръби, скоби, седла, капаци, монтажни очи и штокове, заедно с необходимите протоколи от инспекция.

Кои качества на записите трябва да запази доставчикът?

Записи за входящите материали, параметри на процеса, измервателни инспекции, инспекции на заварките, доклади за покрития и солено-разпръскване, резултати от изтегляне, данни за непроницаемост, записи за несъответствия, коригиращи действия и проследимост на изпратените стоки, които се пазят в периода на запазване, определен от клиента.