SHRNUTÍ

Stříhání převodových komponentů je průmyslově standardním výrobním řešením pro výrobu vysoce přesných automobilových dílů, jako jsou ozubená kola, spojovací náboje a skříně, ve velkém množství. Na rozdíl od obrábění, které odebírá materiál, kovové stříhání využívá postupná matice a hluboké tažení techniky tváření složitých geometrií s vynikající rychlostí a opakovatelností. Pro automobilové inženýry a pracovníky nakupování nabízí tento proces klíčovou výhodu: schopnost zachovat toleranci na úrovni mikronů a zároveň snížit jednotkové náklady o více než 40 % při vysokém objemu výroby (obvykle >100 000 ks).

Kritické převodové součásti vyrobené stříháním

Moderní automobilové převodovky spoléhají na plechovou konstrukci, která nahrazuje těžší a nákladnější odlité nebo opracované alternativy. Přechod na díly z tenkých plechů umožnil výrobcům snížit hmotnost pohonu, aniž by došlo ke ztrátě točivého momentu. Na základě současných výrobních možností se několik klíčových sestav vyrábí převážně pomocí přesného stříhání.

Základní prvky pohonu

• Spojkové náboje a bubny: Tyto složité válcové součásti vyžadují proces hlubokého tažení pro tvorbu skříně, následovaný dodatečnými operacemi pro vyřezání drážek. Stříhání zajišťuje vysokou hustotu materiálu potřebnou k odolání rotačnímu namáhání.
• Převodová kola: Zatímco těžká převodová kola jsou často vyráběna kováním, lehčí převodová kola pro pomocné funkce nebo menší sestavy jsou často stříhána. Tento proces zajišťuje „ideální přesazení“ pro hladký chod a snížení hlučnosti, což je důležitý kvalitativní faktor zdůrazňovaný výrobci jako Hidaka USA .
• Reakční skříně a nosiče: Tyto konstrukční prvky obsahují planetové soukolí. Stříhání umožňuje vytvoření složitých zámkových prvků a jazýčků jediným tahem, čímž eliminuje potřebu svařování více dílů dohromady.

Řízení kapalin a skříně

Kromě přenosu točivého momentu je stříhání nezbytné pro hydraulickou těsnost převodovky. Olejové nádrže a víka ventilů jsou klasickými příklady tažených součástí. Tyto díly musí splňovat přísné požadavky na rovinnost, aby zajistily netečné těsnění ke skříni převodovky. Výrobci využívají specializované hydraulické lisy k vytažení těchto hlubokých tvarů z plochých polotovarů, aniž by materiál zeslabily na bod selhání.

Výrobní procesy: postupná matrice vs. hluboké tažení

Výběr správné metody stříhání je prvním krokem ke snižování nákladů. Dvě hlavní techniky dominují výrobě převodových komponent, přičemž každá slouží odlišným geometrickým požadavkům.

Progresivní razení je preferovanou metodou pro vysokorychlostní výrobu menších přesných dílů. Jak vysvětluje ESI Engineering , tato metoda umožňuje provádět sekundární operace, jako je kalibrování a děrování, přímo uvnitř nástroje, čímž vzniká dokončená součástka při každém zdvihu lisu. Naopak hluboké tažení je nepostradatelná pro vytváření hladkých, kelímkovitých struktur používaných například u spojkových pístů a akumulátorů, kde by svařované švy vytvořily místa zranitelná porušením.

Střižní materiály pro aplikace s vysokým krouticím momentem

Prostředí převodovek je náročné, charakterizované vysokou teplotou, třením a smykovými silami. Výběr materiálu je proto určován rovnováhou mezi tvárností (pro střižní proces) a odolností (pro konečnou aplikaci).

Nízkouhličitanová ocel zůstává základním materiálem pro hlubokotažné stříhání. Podle údajů o materiálu od Trans-Matic , nízkouhlíková ocel nabízí vynikající poměr pevnosti k hmotnosti a během tváření se zpevňuje, čímž se přirozeně zvyšuje strukturní integrita hotové součástky. To ji činí ideální pro spojkové válce a mazací vaničky, které musí odolávat deformacím pod tlakem.

Hliníkové slitiny jsou stále častěji určovány pro skříně a kryty, aby splňovaly standardy průměrné spotřeby paliva firemní flotily (CAFE). I když je hliník obtížnější tvářet v důsledku sklonu ke trhlinám (nižší mez tvarovatelnosti), jeho hmotnost je přibližně jedna třetina oceli, což umožňuje významné snížení hmotnosti celé převodovky.

Pro specializované aplikace Z mědi a mosazu se používají u senzorových komponent a podložek v elektronických řídicích jednotkách (ECU) převodovky. Tyto materiály poskytují potřebnou vodivost a odolnost proti korozi, avšak postrádají strukturální pevnost oceli.

Strategická analýza: tváření vs. frézování CNC

Rozhodnutí o tom, zda součást převodovky tvářet nebo obrábět, obvykle závisí na objemu a geometrii. Tato analýza „vlastní výroba vs. nákup“ je klíčovým bodem nákupní strategie.

Práh objemu: CNC obrábění je subtraktivní a lineární – výroba jedné součástky trvá pevně stanovenou dobu. Lisy jsou transformační a paralelní. Jakmile je nástroj (forma) vyroben, cena za kus prudce klesá. Obecně se pro množství pod 5 000 kusů upřednostňuje obrábění, aby se předešlo nákladům na nástroje, zatímco u množství nad 50 000 kusů zcela převládá lisování.

Překlenutí mezery: Velký problém nastává, když projekty přecházejí od prototypu k sériové výrobě. Výrobci často potřebují partnera, který zvládne jak počáteční ověření v malém objemu, tak následné škálování na velké množství. Shaoyi Metal Technology specializuje se na tento přechod a nabízí služby od rychlého prototypování až po výrobu na lisech o síle 600 tun. Jejich procesy certifikované podle IATF 16949 zajišťují, že součástky jako řídicí ramena a rámky podvozků splňují přísné globální standardy, ať už potřebujete padesát prototypů pro testování nebo miliony kusů pro montáž.

Precizní možnosti: Historicky mělo obrábění výhodu v přesnosti dodržování tolerancí. Moderní přesné tváření ale nyní dokáže dosáhnout tolerance až ±0,001 palce (0,025 mm) u mnoha prvků. Operace jako odhrušování a kalibrování integrované do tvářecího nástroje mohou vytvořit ozubené plochy srovnatelné s plochami opracovanými obráběním, často tak eliminují potřebu následného broušení.

Zajištění kvality a přesnostní normy

V automobilovém průmyslu je porucha převodovky fatální. Proto podléhají lisované součásti přísným protokolům zajištění kvality, které jdou mnohem dále než pouhé základní kontroly rozměrů.

Výrobci používají senzorickou technologii integrovanou do nástroje sledovat proces tváření v reálném čase. Senzory detekují nesprávné přívody nebo otisky odpadu, které by mohly poškodit díl nebo nástroj, a okamžitě zastaví lisy, aby se zabránilo vadným sériím. Dále optické kontrolní systémy po tváření měří kritické rozměry – jako vnitřní průměr spojkového náboje nebo rovinnost upevňovací příruby – ve srovnání s digitálními CAD modely.

Dodržování norem jako IATF 16949 je pro dodavatele převodovek nepostradatelné. Tato certifikace zajišťuje, že tvářecí zařízení má zralý systém řízení kvality schopný prevence vad a kontinuálního zlepšování, čímž se snižuje riziko záručních reklamací pro výrobce automobilů (OEM).

Zvyšování efektivity výroby pohonů

Tváření převodových komponentů představuje propojení metalurgické vědy a průmyslového inženýrství vysokého objemu. Využitím procesů jako postupné stříhání nebo hluboké tažení mohou výrobci dodávat složité, lehké a trvanlivé díly, které vyžadují moderní pohonné jednotky.

Pro nákupní týmy spočívá hodnota ve škálovatelnosti. I když počáteční investice do nástrojů je významná, dlouhodobé snížení ceny kusu a zajištění opakovatelné přesnosti činí tváření vhodnější volbou pro masové automobilové programy převodovek.

Nejčastější dotazy

1. Co jsou tvářené převodové komponenty?

Tvářené převodové komponenty jsou kovové díly vytvořené lisováním plochého plechu do specifických tvarů pomocí vysoce tonážních lisek a nástrojů. Běžné příklady zahrnují spojkové náboje, reakční skříně, maziva, víka ventilů a určité typy ozubených kol. Tyto díly nahrazují těžší odlité nebo obráběné alternativy za účelem snížení hmotnosti a nákladů.

2. Jakých 7 kroků se používá u tvarovací metody?

Tvářecí proces obvykle zahrnuje posloupnost operací, které mohou probíhat v jediném postupném nástroji nebo na více stanicích: Vyřezávání (vyřezávání počátečního tvaru), Proklouvání (punchování otvorů), Črtání (tváření trojrozměrných tvarů), Ohýbání (vytváření úhlů), Vzdušné ohýbání (tváření bez dosednutí na dno), Kování (ražení pro úpravu povrchu/detail) Ořezávání (odstraňování přebytečného materiálu).

3. Jak přesné je tváření kovů pro ozubená kola?

Moderní procesy výstřihu a přesné stříhání dokážou vyrobit ozubená kola s tolerancemi v řádu tisícin palce, což je vhodné pro mnoho převodových aplikací. Zatímco ozubená kola pro primární převody s vysokým zatížením jsou často vyráběna kováním nebo obráběním, lisy se běžně používají pro vnitřní mechanismy, parkovací západky a ozubená kola čerpadel kapalin díky své nízké ceně a dostatečné odolnosti.