Накратко

Штамповани компоненти за трансмисии е стандартно в индустрията решение за производство на високоточни автомобилни части като предавки, куплинови хабове и корпуси в големи серии. За разлика от машинната обработка, при която се премахва материал, металоштамповката използва прогресивна форма и дълбоко изтягане техники за формоване на сложни геометрии с по-висока скорост и повтаряемост. За автомобилните инженери и служители по набавяне този процес осигурява ключово предимство: възможността да се поддържат микронни допуски, като едновременно се намалят единичните разходи с над 40% при производство в големи обеми (обикновено >100 000 броя).

Критични компоненти за трансмисии, произведени чрез штамповане

Съвременните автомобилни трансмисии разчитат на изработени чрез штамповане метални конструкции, за да заменят по-тежките и скъпи леени или механично обработвани алтернативи. Преходът към компоненти, произведени чрез штамповане, позволява на производителите да намалят теглото на задвижването, без да жертват капацитета за въртящ момент. Въз основа на съществуващите производствени възможности, няколко критични сглобки сега се произвеждат предимно чрез прецизно штамповане.

Основни елементи на задвижването

• Купчини и барабани на сцеплението: Тези сложни цилиндрични части изискват процеси за дълбоко изтегляне, за да се оформи корпусът, последвани от вторични операции за нарязване на шлиците. Штамповането осигурява високата плътност на материала, необходима за издържане на ротационното напрежение.
• Зъбни колела на трансмисията: Въпреки че зъбните колела за тежка употреба често се изработват чрез коване, по-леките зъбни колела за спомагателни функции или по-малки сглобки често се штамповат. Този процес осигурява „перфектна посадка“ за гладка работа и намаляване на шума — важен качествен фактор, подчертан от производители като Hidaka USA .
• Реакционни черупки и носещи елементи: Тези структурни компоненти приютяват планетарните предавки. Човката позволява създаването на сложни заключващи елементи и фиксатори на едно минаване, като по този начин се избягва заварката на няколко отделни части заедно.

Управление на течности и корпуси

Освен предаването на въртящ момент, човката е от съществено значение за хидравличната цялостност на трансмисията. Масленици и покривки на клапани са класически примери за дълбоко изчукани компоненти. Тези части трябва да отговарят на строги изисквания за равнинност, за да се осигури непропускащо уплътнение към корпуса на трансмисията. Производителите използват специализирани хидравлични преси, за да изчукват тези дълбоки форми от плоски заготовки, без да разтеглят стените на материала до точката на разрушаване.

Производствени процеси: прогресивен матричен прес vs. дълбоко изчукване

Изборът на правилния метод за човкане е първата стъпка към оптимизация на разходите. Два основни метода доминират при производството на компоненти за трансмисии, като всеки служи за различни геометрични нужди.

Прогресивно щамповане на матрици е предпочитаният метод за високоскоростно производство на по-малки прецизни части. Както обяснява ESI Engineering , този метод позволява вторични операции като клъцане и пробиване да се извършват в матрицата, като с всеки цикъл на пресата се получава готова детайл. Напротив, дълбоко изтягане е незаменим за създаването на безшевни, формовани структури във формата на чаша, използвани при съединителни бутала и акумулатори, където заваръчните шевове биха създали точки на повреда.

Материали за штамповане при висок въртящ момент

Средата в предавките е агресивна, характеризираща се с висока температура, триене и срязващи сили. Затова изборът на материал се определя от баланса между формоустойчивост (за процеса на штамповане) и издръжливост (за крайното приложение).

Нисък въглероден стал продължава да бъде основният материал за дълбоко изтеглени штамповки. Според данни за материали от Trans-Matic , въглеродистата стомана с ниско съдържание на въглерод осигурява отличен отношение якост-тегло и се усилва по време на формоването, което естествено подобрява структурната цялостност на готовия детайл. Това го прави идеален за съединителни цилиндри и маслени паници, които трябва да съпротивляват деформация под налягане.

Алуминиеви сплавове се посочват все по-често за каросерии и капаци, за да се отговаря на стандарти за средно гориво на корпоративно ниво (CAFE). Въпреки че алуминият е по-труден за штамповане поради склонността му да пукне (по-ниска граница на формуемост), теглото му е приблизително една трета от това на стоманата, което осигурява значително намаляване на масата на цялостния предавателен механизъм.

За специализирани приложения Мед и мед се използват в сензорни компоненти и шайби в електронните блокове за управление (ECU) на предавателния механизъм. Тези материали осигуряват необходимата проводимост и устойчивост на корозия, макар и да нямат структурната якост на стоманата.

Стратегически анализ: Штамповане срещу CNC обработка

Решението дали да се штампува или машинно обработва компонент на предавателния механизъм обикновено зависи от обема и геометрията. Този анализ „Прави сам vs. Купи“ е критичен превключващ момент за стратегията за доставки.

Прагът на обем CNC механичната обработка е субтрактивна и линейна — производството на един компонент отнема фиксирано време. Пресоването е трансформативно и паралелно. След като инструментът (матрицата) е изработен, разходите за единица рязко намаляват. Като цяло, при обеми под 5000 броя се предпочита механична обработка, за да се избегнат разходите за инструменти, докато при обеми над 50 000 броя пресоването е значително по-изгодно.

Затварянето на пропастта: Голям предизвикателство възниква, когато проекти преминават от прототип до масово производство. Производителите често се нуждаят от партньор, който може да поеме както първоначалната валидация в малки серии, така и последващото мащабиране в големи обеми. Shaoyi Metal Technology се специализира в този преход и предлага възможности, простиращи се от бързо прототипиране до производство с 600-тонови преси. IATF 16949-сертифицираните им процеси гарантират, че компоненти като управляеми лостове и подрами отговарят на строги международни стандарти, независимо дали са необходими петдесет прототипа за тестване или милиони броя за монтаж.

Възможности за прецизност: Исторически погледнато, механичната обработка имаше предимство при контрола на допуснатите отклонения. Въпреки това, съвременното прецизно штамповане вече може да постига допуснати отклонения до ±0,001 инча (0,025 мм) за много елементи. Операциите с изравняване и калибриране, вградени в штамповия инструмент, могат да произвеждат повърхнини на зъбни колела, които конкурират обработените с рязане, често премахвайки необходимостта от вторична шлайфовка.

Осигуряване на качеството и стандарти за прецизност

В автомобилния сектор, катастрофална е неизправност на скоростната кутия. Поради това компонентите, произведени чрез штамповане, подлежат на строги протоколи за осигуряване на качеството, които отиват много по-далеч от основните проверки на размерите.

Производителите използват технология за вградено в матрицата измерване за наблюдение на процеса на стампиране в реално време. Сензорите засичат неправилно подаване или следи от шлака, които биха могли да повредят детайла или инструмента, и спират пресата незабавно, за да се предотвратят дефектни партиди. Освен това оптичните системи за инспекция след стампирането измерват критични размери — като вътрешния диаметър на съединителна втулка или равнинността на монтажен фланец — спрямо цифрови CAD модели.

Спазването на стандарти като IATF 16949 е задължително за доставчиците на предавки. Тази сертификация гарантира, че стамперът разполага с узряла система за управление на качеството, способна да предотвратява дефекти и осигурява непрекъснато подобрение, намалявайки риска от гаранционни искове за автомобилния производител (OEM).

Повишаване на ефективността в производството на задвижващи системи

Стампирането на компоненти за предавки представлява съчетание от металургична наука и индустриално инженерство за високи обеми. Като използват процеси като прогресивно матрично и дълбоко изтегляне при стампиране, производителите могат да произвеждат сложни, леки и издръжливи части, необходими за съвременните задвижващи системи.

За екипите по доставки стойността се крие в мащабируемостта. Въпреки че първоначалните инвестиции в инструменти са значителни, дългосрочното намаляване на цената на парчето и гарантирането на повтаряща се точност правят штампирането по-добър избор за масовите автомобилни трансмисии.

Често задавани въпроси

1. да се съобрази с Какво представляват отпечатъчните компоненти на трансмисията?

Стимулираните трансмисионни компоненти са метални части, образувани чрез пресоване на плоски листови метали в специфични форми с помощта на преси и матрици с голям тонаж. Обичайните примери включват ключа на съединителя, реакционни обвивки, маслото, покриващите клапани и някои видове зъби. Тези части заменят по-тежките отливки или обработени алтернативи, за да намалят теглото и разходите.

2. Какви са 7-те стъпки в метода за щанцоване?

Процесът на отпечатване обикновено включва последователност от операции, които могат да се случват в една прогресивна матрица или в няколко станции: Изсичане (рязване на първоначалната форма), Проколване (пробива дупки), Чертаене (формиране на 3D форми), Изкривяване (създаване на ъгли), Въздушен изкачване (формират се без дъно), Монетарен (печат за повърхностна отделка/детайл) и Рязане (премахване на излишък от материал).

3. Колко прецизна е металната штамповка за зъбни колела?

Съвременното прецизно штамповане и финото штамповане могат да произвеждат зъбни колела с допуски в хилядни от инча, подходящи за много приложения на предавки. Въпреки че основните зъбни колела с висока натовареност често се коват или обработват рязане, штампаните зъбни колела се използват широко за вътрешни механизми, фиксиращи лапи и помпи за течности поради ниската им цена и достатъчна издръжливост.