Автомобильдың металдан жасалған басып шығаруы: процестер, қолданыстар және сапа стандарттары

Автомобильдік металл штамповка дегеніміз не және оның маңызы қандай

Металл штамповкасы — автомобиль өндірісінің негізі. Жолдағы әрбір автомобильде жүздеген штампталған металл бөлшектері бар: қозғалтқышты ұстайтын шасси субрамкасынан бастап, электрлік жабдықтардың кабельдік шинасын ұстаған кішкентай кронштейнге дейін — штампталған бөлшектер автомобильдің құрылымдық және функционалдық қаңқасын құрайды.

Негізінде автомобильдік металл штамповкасы жазық металл парағын қиып алу, тесу, иілу, тарту және жиектеу сияқты пішін беру операцияларының тізбегі арқылы үшөлшемді бөлшектерге айналдырады. Салада үш негізгі технологиялық маршрутқа сүйенеді — прогрессивті штамптау ,трансферлі қалыптау , jäne жеке штамптау — әрқайсысы әртүрлі бөлшек өлшемдері, өндіріс көлемі мен күрделілік деңгейлері үшін оптималды болып келеді.

Бұл процестердің айырмашылығы – негізгі сұрақта жатыр: жұмыс бөлігі қалай пішіндеу тізбегі арқылы қозғалады . Берілген бөлшек үшін дұрыс емес процесті таңдау құрал-жабдық шығындарын екі есе көбейтеді, өндірістік тежелістерге әкеледі немесе өлшемдік дәлдікті нашарлатады.

Салалық сілтеме: Қазіргі заманғы автомобильдік штамптау өндірісі әдетте 40–1000 тонналық 15–30 престен тұрады, жұмсақ болаттан бастап жоғары беріктіктегі алғашқы болаттарға (AHSS) және алюминийге дейін 50-ден астам материал маркасын өңдейді және айына миллиондаған бөлшек шығарады.

Шынайы инженерлік қиындық штамптауды анықтауда емес, дұрыс процесті дұрыс бөлшекке сәйкестендіруде жатыр. Осы мақаланың қалған бөлігі осы мәселеге арналған – 1000-нан астам штамптау қалыбын жеткізген және глобалды автомобильдік Tier 1 тапсырыс берушілері үшін айына 5 миллион штампталған бөлшек шығаратын өндірушінің көзқарасынан. Өндірістік масштабтағы мүмкіндіктер туралы тереңірек танысу үшін біздің тиісті Автокөлік Штампы шолу.

Автомобиль бөлшектері үшін негізгі үш тақырыптық штамптау процесстері

Әрбір штампталған автомобиль бөлшегі бірдей сұрақтан басталады: қай процесс маршруты дұрыс? Жауап төрт айнымалыға — жылдық көлемге, бөлшек өлшемдеріне, материал қалыңдығына және күрделілікке — байланысты. Төменде біз негізгі үш штамптау процесстерін және олардың қабылдау логикасын қарастырамыз.

Прогрессивті калып — жоғары көлемді, кіші және орта өлшемді бөлшектер үшін

Прогрессивті калыпта штамптау рулоның таспа жолағын бір калып жиынтығы ішіндегі бірнеше станциялар арқылы өткізеді. Әрбір престің соғуы кезінде әрбір станция бір операцияны орындайды — бірінші станция қиып алады, келесісі теседі, келесісі иіледі — ал соңғы станцияда толық бөлшек шығарылады. Таспа жолағы өзі жұмыс бөлігін станциядан станцияға тасымалдайды, ал оның орналасу дәлдігі ±0,02 мм-ге дейін пилоттық шыбықтар арқылы қамтамасыз етіледі.

Негізгі техникалық элементтер:

• Жолақтың орналасуын жобалау материалдың пайдаланылуын, станциялардың ретін және жалпы қалыптың өлшемін анықтайды — жиі әрбір бөлшекке келетін шығынның ең ірі факторы
• Бағыттауыш сақиналар жолақтың орналасуының ауытқуын түзету үшін әрбір станцияда алдын ала тесілген тесіктерге қосылады
• Шоғырландырушылар жолақты соққылар арасында көтереді, сондықтан ол қалып беттерінде сүрінбей қозғала алады
• Матрицадағы сенсорлар қате берілулерді, шойынның тартылуын және бөлшектердің шығарылуының сәтсіздігін нақты уақытта анықтайды

Прогрессивті қалыптар кіші және орташа өлшемдегі бөлшектер үшін жылдық көлемі 50 000 данадан асқанда өте тиімді. (жалпы жолақ ені 600 мм-ден кем). Кеңінен қолданылатын автокөлік қолданыстарына мыналар жатады: кронштейндер, қосқыштар, клиптер, кіші конструкциялық күшейткіштер және отырғыш механизмінің компоненттері. Бұл процессте ең жоғары шығыс жылдамдығына қол жеткізіледі — әдетте минутына 25–40 соққы (SPM). Алайда, құрал-саймандарға инвестициялау қажеттілігі өте зор: қарапайым қиық қалыптар үшін орташа деңгейде, ал 12-ден астам станциясы бар күрделі пішіндеу қалыптары үшін — өте зор.

Өндірушінің сілтемесі: Толық қызмет көрсететін прогрессивті калып бағдарламасы — жолақтың орналасуын құрудан бастап, CAE формалау симуляциясы, калып болатын таңдау, өңдеу, сынау және PPAP тапсыруға дейін — әдетте стандартты автомобильдік жобалар үшін 5–7 апта уақыт алады; CAE симуляциясы дизайн кезеңіне енгізілген кезде бірінші реттік растау көрсеткіші 93%-дан асады.

Трансферлік калып — үлкен конструкциялық бөлшектер, орташа және жоғары көлемдегі өндіріс

Трансферлік калыптау прогрессивті калыптардың негізгі шектеуін шешеді: бөлшек жолақ тасушысына бекітілуі тиіс. Үлкен бөлшектер үшін — рамалар, көлденең элементтер, бойлық арқалықтар, басқару иілері — бұл физикалық тұрғыдан мүмкін емес, себебі шикізаттың өлшемдері қол жетімді рулон енінен асады және бөлшектің салмағы жолақ негізіндегі тасымалдауды тәжірибелік тұрғыдан қиындатады.

Трансферлік қалыптау жүйесінде әрбір станция тәуелсіз жоғарғы және төменгі қалыптар жиыны болып табылады. Механикалық трансферлік жүйе — әдетте серволық қозғалтқыштармен басқарылатын қысқыштық рейкалар немесе роботтық иықтар — әрбір станцияда шикізат немесе бөлшектеп пішілген бөлшекті ұстап алып, келесі станцияға жылжытады. Жұмыс бөлігі станциялар арасында босатылып, қайтадан ұсталатындықтан, тасымалдаушы жолақ болмайды, ен шегі жоқ және әрбір станция жеке-жеке құрылып, оптималдандырылып және жөндеуге ұсынылады.

Трансферлік қалыптар 630–1000 тонналық престерде 3–6 станциядан тұратын және жылына 20 000–200 000 дана өнім шығаратын жағдайда жұмыс істейді. Негізгі артықшылығы — икемділік: бір трансферлік престе қалыптар жиынын алмастыру арқылы әртүрлі бөлшек отрядтарын өндіруге болады, сонымен қатар жеке станциялардағы қалыптарды бүкіл жүйеге әсер етпей-ақ ауыстыруға немесе қайта жасауға болады.

Трансферлік қалыпты прогрессивтік қалыпқа қарағанда қашан таңдау керек:

• Бөлшектің шикізаты кез келген өлшемі бойынша 600 мм-ден асады
• Бөлшекке терең тарту қажет, ол тасымалдаушы жолақты деформациялайды
• Өндіріс көлемі үлкен прогрессивті калыптың жоғары құрал-жабдықтау шығынын оправданбайды
• Бұл бөлшек – әрбір станцияда 100% процесстік бақылау талап ететін құрылымдық қауіпсіздік компоненті

Прогрессивті калыптың масштабты қолданылуына мысал ретінде төмендегі 3-тараудағы субрамка бойынша жағдай зерттеуін қараңыз.

Жеке калып – төмен көлемді, үлкен өлшемді бөлшектер мен прототиптер үшін дұрыс таңдау

Жеке калыптау – металдың калыптауына кіруге ең икемді және ең төмен шығынды әдіс. Әрбір престің соғуы нақты бір операцияны орындайды – қиып алу, тесу, иілу немесе пішіндеу – арнайы калыпты пайдаланып. Күрделі бөлшекке барлық пішіндеу қадамдарын аяқтау үшін 3–8 жеке калып қажет болуы мүмкін, ал бөлшектерді престер арасында қолмен немесе қарапайым автоматтандыру арқылы жылжытады.

Жеке калыптар – төменгі сапалы процесс емес, олар прогрессивті немесе трансферлік калыптау экономикалық немесе физикалық тұрғыдан іске аспайтын нақты жағдайларда оптималды таңдау болып табылады:

• Бөлшектің өлшемі 600 мм-ден асады – бұл прогрессивті калыптау үшін типтік рулон ені шектерінен асады
• Жылдық көлемі 20 000 данадан төмен — қадамдық қалыптау құралдарының бірлік құнындағы артықшылығы алғашқы қалыптардың жоғары бастапқы инвестициясын теңестірмейді
• Материал қалыңдығы 6 мм-ден асады — қалың материалды қалыптау үшін қадамдық көп станциялық қалыптау схемаларында қиын іске асатын престің күші мен қалып арасындағы саңылау қажет
• Тәжірибелік және сериялық емес өндіріс кезіндегі растау — жеке қалыптар төмен құнға (2–4 апта ішінде дайындалу мерзімі) процесті растауға мүмкіндік береді, содан кейін толық қадамдық немесе тасымалдау қалыптарына көшу шешімі қабылданады

Саладағы сілтеме мәні: Жеке қалыптардың құны әдетте сәйкес қадамдық қалып жиынының құнының 10%-дан 25%-ға дейінгі ауқымын құрайды. Стратегиялық жетілу жолымен ұштастырылған кезде — яғни расталған жеке қалып процесінің деректері кейінгі қадамдық немесе тасымалдау қалыбының жобасын тікелей анықтайды — бұл біріктірілген тәсіл бағдарламаның жалпы қалыптары бойынша шығындарды азайтуға және өндірістің көтерілуінің қауіпсіздігін қамтамасыз етуге мүмкіндік береді.

Процесті таңдау салыстырмасы

Ескерту: Мәндер өнеркәсіптік сілтеме ауқымын көрсетеді. Нақты жоба деректері бөлшектің геометриясына, материал сортамына және престің мүмкіндіктеріне байланысты өзгереді.

Бөлшек талаптарын өндіріс процестеріне сәйкестендіру тақырыбын тереңірек талқылау үшін біздің бөлшектің талаптарын дұрыс өңдеу процесімен қалай сәйкестендіру керек .

Автомобильдік қолданыстар: Қай бөлшек үшін қандай процесстер қолданылады

Штамптау процесін таңдау негізінен бөлшекке байланысты — оның өлшеміне, материалға, құрылымдық қызметіне және өндіріс көлеміне. Төменде біз осы факторлардың үш негізгі автомобильдік қолданыс санаты бойынша қалай көрінетінін, нақты өндірістік мысалдарды пайдаланып, қарастырамыз.

Шасси мен құрылымдық компоненттер

Шасси құрылымдық бөлшектері — субрамалар, көлденең элементтер, бойлық арқалықтар және басқару иінтіректері — автомобиль өндірісіндегі ең қиын штамптау шақырысын құрайды. Бұл үлкен, қалыңдығы жоғары бөлшектер (1,5–4,0 мм), DP600, DP800 және QSTE500TM сияқты жоғары беріктіктегі болаттан жасалған, мұндағы серпімділік қайтаруын бақылау мен дәнекерлеу жинағының дәлдігі — басым инженерлік мәселелер.

Стандартты процесстің бағыты — трансферлік шаблонды штамптау, одан кейін роботтық дәнекерлеу жинағы . Құрал-сайманды ауыстыру маңызды, себебі типтік алдыңғы подраманың бос өлшемдері бірнеше бағытта 800 мм-ден асады — бұл прогрессивті шабу кесіндісінің ені шектерінен әлдеқайда асады. Шабудан кейін жеке бөлшектер 15–20 дәнекерлеу тігісімен толық жинақталады, олардың орналасу дәлдігі ±0,5 мм ішінде сақталуы керек.

Өндіріс мысалы — алдыңғы подрама жинағы:

Бір европалық люкс SUV платформасы 7 жеке шабылған бөлшектен тұратын және 17 MIG дәнекерлеу тігісімен біріктірілген алдыңғы подрама жинағын талап етті. Подрама — қозғалтқышты, берілісті және алдыңғы ілінісін ұстайды, сонымен қатар соқтығысу кезіндегі жүктеме траекториясы компоненті болып табылады, яғни өлшемдік дәлдік тікелей соқтығысу кезіндегі қорғаныс сапасына әсер етеді. Жылдық көлемі: 80 000 автокомплект.

Кез келген құралдық болатты кесіп алуға дейін CAE инженерлік тобы барлық 7 бөлшектің пішіндеу имитациясын жүргізді. Имитация нәтижесінде анықталды: QSTE500TM үшін пішіндеу шегі шамамен 28% болғандықтан, қалыңдығы 25%-тен астам азаятын күшейтілген иілу тірек бұрышы — бұрыштық радиусты R3.0-дан R4.5-ке дейін арттыру арқылы шешілді; материалдың жиналуы (шұғылдану қаупі) байқалатын тарту жиегі аймағы — бір тарту жолағын қосу және жолақ биіктігін реттеу арқылы шешілді; жанындағы жиек бойынша болжанған серпінді ығысу 2,3 градусқа тең — ол қалып ішкі бетін кері ауытқу арқылы компенсацияланды.

Барлық 7 табақша қалыбы CAE-тің түзетілген құралдар деректері бойынша жасалды. Бірінші үлгі бөлшектер қайта қалыптау ішінде ешқандай қалып қайта жасауынсыз өлшемдік тексеруден өтті. Толық процес — 7 табақша + 17 дәнекерлеу — бағдарлама уақытында расталды, ал ішкі рама белгіленген мерзімде сериялық өндіріске кірді.

«CAE-моделдеу тек проблемаларды болжамдап қойған жоқ — ол тәжірибе мен қателер кезеңін толығымен жойды. Жеті өлшемді шаблон, бірінші ретте, барлығы рұқсат етілген шектерде.»

Ақшағыз денесі және қауіпсіздік компоненттері

Дене құрылымының бөлшектері — В-бағана күшейткіштері, төбе рейкалары, бүйірлік соққыға қарсы арқалықтар және отырғыштың көлденең элементтері — қауіпсіздікке маңызды компоненттер, олар негізінен ыстық формаланған борон болатынан (22MnB5) немесе өте жоғары беріктіктегі салқын формаланған болаттан жасалады. Негізгі инженерлік қиындықтар — формалау кезінде трещиналардың пайда болуын болдырмау үшін жұқару бақылауы және ыстық штамптаудан кейін серпімділік иілуін компенсациялау.

Бұл бөлшектер әдетте трансфер штамптау жүйелері , ал борон болат маркалары үшін ыстық штамптау престік жолға интеграцияланған. Бір В-бағана күшейткішінде қиып алу, ыстық формалау, кесу және тесу операциялары 4–5 станцияда орындалуы мүмкін, сондықтан трансфер шаблоны архитектурасы қажетті станциялық тәуелсіздікті қамтамасыз етеді.

Өндірістік мысал — В-бағана күшейткіші:

Жапониялық Tier 1 тәжірибелі құрамдас бөлшек жеткізушісі глобалды орташа өлшемді седан платформасы үшін 22MnB5 (1,8 мм қалыңдығы) материалдан B-бағана күшейткішін әзірлеп жатты. Бұл бөлшек басқа шаблон өндірушісімен қалыптау құралдарын дайындау сатысына кірген еді — алдын ала CAE-симуляциясынсыз. T1 (бірінші сынақ) үлгілерінде үш мәселе анықталды: екі орында бұрыштық микротрещиналар, жақтау аймағында қыртыстар және үш маңызды бөлікте серпімділік бұрыштары 2,1, 1,8 және 2,5 градус — бұл ±0,5 градусқа дейінгі дәлдік шегінен айтарлықтай асып кетті. Алты апта ішінде үш рет шаблонды қайта жасауға қарамастан, мәселелер сақталды және SOP (өндірістің басталуы) кезеңі қауіпке ұшырады.

Сол бөлшектің геометриясына тәуелсіз CAE талдау жасалды. Үш жұмыс күні ішінде симуляция бойынша мыналар анықталды: бұрыштың жұқару деңгейі 32% және 29% - 22МнБ5 үшін суық жағдайда 28% қалыптасу шегінен асып, жарылыс орындарына дәл сәйкес келеді; материалдың жиналуы (қалыңдығының 15% ұлғаюы) фланс ауданында - фланс

Түзету шаралары - бұрыштық радиустарды ұлғайту (құрылыс инженерлік тобымен расталған, соқтығысу қабілетіне әсер етпейтінін растады), 90 градус флансаны 45 градусқа екіге бөлу үшін иілу алдындағы қадамды қосу және қайшы компенсацияны өлшеу бетіне қолдану - одан әрі болат Алғашқы сынақтан кейін қайта өңделген құралдар сәйкес бөлшектерді шығарды.

Тікұзу, басқару және қозғалтқыш құрамдас бөліктері

Бұл санат дәл бөлшектерді қамтиды — амортизатор құбырлары, бушингтің осьтері, басқару рычагының сақиналары, руль бағанасының қаптамалары және қозғалтқыштың орнату кронштейндері. Амортизациялық және күш беру жүйесінің бөлшектері шасси конструкциялық бөлшектерінен өзгеше: соңғыларында өлшем мен беріктік басым болса, алғашқыларында дәлдік (ішкі диаметрлер IT7 дәрежесіне дейін, беттің тегістігі Ra 0,4 мкм-ге дейін) және көптеген жағдайларда циклдық жүктеме кезіндегі тозуға төзімділік талап етіледі.

Өндіріс мысалы — Амортизатор құбырлары (жоғары көлемді автоматтандырылған сызық):

Әлемдегі топ-5 амортизаторлардың Tier 1 тәminatшысы — Volkswagen MQB және BMW CLAR платформаларына қызмет көрсететін — амортизатор құбырларын өндіруге Азия-Тынық мұхиты аймағындағы стратегиялық серіктес іздейді. Жылдық көлемі: 2,4 миллион автокомплект, яғни жылына 7,2 миллион жеке құбыр (әрбір комплект — 1 сыртқы құбыр + 1 ішкі құбыр + 1 жоғарғы орнату қаптамасы).

Трубаларды өндіретін жолы толығымен автоматтандырылған, 7 кезеңдік процес болып табылады, оның ішінде шикізатты енгізу мен дайын бұйымды шығару арасында операторлардың қатысуы жоқ: (1) Автоматты ұзындығы бойынша кесу — 9 машина, кесу дәлдігі ±0,1 мм; (2) Екі ұшында да фаска жасау — 17 машина, екі ұшы бір уақытта өңделеді; (3) Арнайы геометриялық пішіндер үшін лазерлік труба кесуі; (4) Пресске отырғызу үшін насадка жасау; (5) Ультрадыбысты тазалау — барлық кесу сұйығы мен бөлшек қалдықтарын алып тастау; (6) 100% сызықтық автоматтандырылған өлшемдік бақылау — 9 бақылау құрылғысы инфрақызыл өлшеулерді қолданады, әрбір трубаның ішкі/сыртқы диаметрін, дөңгелектігін және қабырға қалыңдығын тексереді; (7) Тубаларды орау және жеткізу.

100%-дық сызықтық бақылау тәсілі тағайындаушыны таңдауда шешуші фактор болды. Алдыңғы тағайындаушы статистикалық таңдамалы әдісті және қолмен өлшеуді қолданған — бұл әдісте ақаулардың қателікпен өтіп кету қаупі тән. Автоматтандырылған жол бұл қаупті жояды: егер құбыр кез келген өлшем бойынша тексеруден өтпесе, ол жеткізу ыдысына түсуіне дейін шығыс ағымынан физикалық түрде айырылады.

Өндіріс ісі — Басқару иінінің резеңке сақинасының осі (Соғу әдісі механикалық өңдеуді алмастырады):

BYD және NIO компанияларына шасси жүйесін жеткізетін қытайлық бірінші деңгейлі тағайындаушы әрбір төрт автокөлік моделі үшін жылына 320 000 дана резеңке сақина осін тапсырыс беруі керек болды. Ось — дәл пин: O16 мм денесі бар, O22 мм фланецті басы және сфералық ұшы бар, 42CrMo қорытпасынан жасалған, денесінің тартылу беріктігі 900+ МПа, басының қаттылығы HRC 58–62 болуы үшін суыту мен шынықтыру қажет.

Бастапқы үдеріс O25 мм сымдықтан ЦЧБ токарьлау арқылы валды өңдеді — материалдың 59%-ын стружка ретінде алып тастады. Жылына 320 000 дана өндірілетін болса, бұл жылына 90 тоннадан астам болаттың шығындалуын білдіреді; бір дананы өңдеу құны 4,5 минуттық цикл уақытымен анықталды.

Альтернативті ұсыныс: O18 мм сымнан суық баспа. Бұйымның геометриясы — иілген шығыңқы бөлігі (Ұ/Д қатынасы шамамен 5:1), фланецті басы және сфералық ұшы — көп станциялық суық формалауға өте жақсы сай келеді. 4 станциялық суық баспа қалыбы бірден жуық дайын пішінде бос өнімді 3 секундтан кем уақытта дайындайды, ал материалды пайдалану 41%-ден 94%-ге дейін артады (тек басын жөндеу мен шығыңқы бөлікті өңдеу кезінде ғана материал алынады).

Бастапқы үш мәселені — көп құйма құны, суытқан басы бар бөлшектердің циклдық тозуға төзімділігі мен дайындалған бөлшектерге қарағанда сфералық ұштың дәлдігі — деректер арқылы шешілді: Құйма құны бір бөлшекке келетін есептен тыс шығын ретінде амортизацияланған, ал өңдеу шығындарын төмендету арқылы осы шығын компенсацияланған; Суытқан басы бар бөлшектерде материалдың талшықтары бас контурының бойымен қозғалады (қиылып өтпейді), сондықтан қатты қисылу жүктемесі әсерінен циклдық иілу кезінде ілмектің тозуға төзімділігі жоғары болады; сфералық ұш геометриясы суытқан басы бар құйма қалыбы арқылы алынады және екіншілік өңдеу кезінде тегістеледі, белгіленген профильдің дәлдік шегіне сай келеді.

Бұл ауысу клиентке жылына 90 тоннадан астам болатты үнемдейді және бір бөлшекке келетін құнын қатты төмендетеді. Суытқан басы бар технология туралы көбірек ақпарат алу үшін біздің автомобильдік суытқан басы бар қабілеттерімізге қараңыз. Байланысты дәлдікке ие сақиналық қолданыстар туралы ақпарат біздің автомобильдік металдан жасалған сақиналар шолу.

Қолданыс-Процесс сәйкестендіру анықтамасында

Сапаны бақылау: Автомобильдік қысыммен өңдеудің артқы жағындағы толық тексеру тізбегі

Автомобильдық штамптау бойынша көптеген мақалалар сапаны бақылау туралы бір ғана сөйлемде айтылады — әдетте «біз IATF 16949 стандарттарына сай жұмыс істейміз» — және одан әрі өтеді. Шындығында автомобильдік бөлшектерді штамптау кезіндегі сапаны қамтамасыз ету — бір ғана бақылау нүктесі емес, тұтынуға дейінгі барлық өндіріс циклын қамтитын алты өлшемді жүйе: қабылданған шикізаттан бастап соңғы жеткізу кезіне дейін.

Сапа стандарттары мен сертификаттау

IATF 16949 — бұл автомобильдік сериялық өндіріс пен қызмет көрсету бөлшектері үшін әлемдік сапа басқару стандарты. Жалпы ISO 9001-ден ерекшеленетіні, IATF 16949 автомобильдік саладағы нақты талаптарды қойады: ақауларды болдырмау, үздіксіз жақсарту және тізбектің барлық деңгейлерінде қалдықтарды азайту. Tier 1 немесе Tier 2 деңгейіндегі автомобильдік тәмін етушілер үшін IATF 16949 сертификаты — тарапқа қосылу үшін минималды талап.

IATF 16949 сертификатталған (Сертификат № 0532672)

Сертификаттан тыс, Өндірістік бөлшек рәсімін растау процесі (PPAP) – бұл қалыптау құрылғысының жасалуы мен сериялық өндіріске көшу арасындағы «кіріс қақпасы». PPAP тараптан өндіріс процесінің барлық өлшемдік, материалдық және өнімділік талаптарын сұраныс бойынша өндіріс қарқынында тұрақты түрде қанағаттандыратынын өлшенген деректермен (сөзбен уәде етпей), дәлелдеуді талап етеді. Дәлірек айтқанда, штамптау үшін PPAP тапсырмасына мыналар кіреді: өлшемдік орналасу есептері (барлық сызба өлшемдері бойынша ККМ деректері), материалдық сертификаттар, өндіріс қабілетін зерттеулер (маңызды сипаттамалар бойынша СРК деректері) және расталған зертхана аясы.

Өлшемдік тексеру – ККМ және өндіріс ішіндегі өлшеу

Координаталық өлшеу машиналары (ККМ) – штампталған бөлшектердің өлшемдік тексерілуінің «алтын стандарты». ККМ бөлшектің бетін жүзге тәртіпті нүктелерден өлшейді және өлшенген координаталарды 3D CAD-модельмен салыстырады. Автомобиль штамптауы үшін ККМ тексеруі үш айқын мақсатқа қызмет етеді:

• Бірінші бұйымды бақылау (FAI): Жаңа немесе өзгертілген шаблоннан алынған бірінші бөлшектердің толық өлшемдік тексерілуі. Әрбір сызбадағы өлшемдер өлшенеді және жазылады. FAI — міндетті PPAP тапсырысы.
• Процестегі таңдамалы тексеру: Өндіріс циклы кезінде периодты өлшемдік тексерулер — әдетте әр 2–4 сағат сайын — процестің ауытқуын, сапасы бұзылған бөлшектер шығарылмас бұрын анықтау үшін
• Шаблондың тозуын бақылау: Шаблонның пайдалану өмірі бойынша өлшемдік тенденцияларды бақылау — шаблон компоненттерінің қашан алмастырылуы немесе өткірленуі керек екенін болжау үшін

Саладағы сілтеме мәні: Қазіргі заманғы ККМ (координаталық өлшеу машиналары) жүйелері көлемдік дәлдікті 1,5 + L/350 мкм (мұндағы L — мм-мен өлшенген ұзындық) қамтамасыз етеді. 200 мм-лік типті шаблондалған бөлшектің өлшемі үшін бұл шамамен 2,1 мкм өлшеу белгісіздігін береді — бұл дәл автомобиль шаблондалған бөлшектерінің толеранциялық диапазоны ішінде.

SPC — Жоғары көлемді шаблондаудағы статистикалық процесті бақылау

SPC сапаны бақылауды анықтауға («сауатсыз бөлшектерді табу») емес, алдын алуға («сауатсыз бөлшектерді жасамайтындай процесті ұстау») ауыстырады. Әрбір бөлшекті өлшеу немесе соңғы бақылау нүктесіндегі таңдамалы бақылауға сүйенбеу үшін SPC процестің өзінің әрекетін бақылайды. процестің өзінің әрекетін бақылау диаграммалары мен қабілеттілік көрсеткіштері арқылы.

Автомобильдік штамптауда ең көп таралған қабілеттілік көрсеткіші — CPK, яғни процестің қабілеттілігін көрсететін көрсеткіш, ол процестің ауытқуы мен сипаттамалық шектерге қатысты орталығын ескереді:

• CPK >= 1,33: Процесс қабілетті — күтілетін ақаулық деңгейі миллионға 63 бөлшектен төмен. Автомобильдік өндірісте әдеттегі минимум.
• CPK >= 1,67: Процесс жақсы орталанған және тұрақты — күтілетін ақаулық деңгейі миллионға 0,6 бөлшекке дейін. Қауіпсіздікке қатысты маңызды сипаттамалар үшін талап етіледі.
• Cpk < 1,00: Процесс қабілетсіз — ақаулық деңгейі миллионға 2700 бөлшектен асады. Дереу түзету шаралары қажет.

Айына 100 000 бөлшек штамптау операциясын жүргізген кезде CPK 1,00 және CPK 1,33 арасындағы айырма айына 257-ге жуық потенциалды зақымдалған бөлшекті құрайды, олар немесе бақылау шығынына ұшырайды (бақылау құны), немесе сапа қаупіне ұшырайды (сапа қаупі).

Статистикалық процесті бақылау (SPC) әдетте бір бөлшекке 3-8 критикалық сапаға әсер ететін (CTQ) сипаттамаларға – тікелей құрама, қызмет ету немесе келесі құрама операцияларға әсер ететін өлшемдерге назар аударады. Толеранция стратегиясы туралы тереңірек талқылау үшін қараңыз: неліктен өндірістік шектеулерді ерте орнату керек .

КӨМЕКТЕСУ ЖӘНЕ ҚЫЗМЕТ ЕТУ СЫНАҒЫ – ӨЛШЕМДЕРДЕН БАСҚА

Өлшемдік сәйкестік қажетті, бірақ жеткілікті емес. Қауіпсіздікке маңызды штампталған құрылымдар – әсіресе дәнекерленген іргеліктер, ілініс компоненттері және отырғыш құрылымдары – ішкі бүтіндікті растау үшін бұзылмайтын сынақтарды (ББС) талап етеді:

• Ультрадыбыстық бақылау (UT): Жоғары жиілікті дыбыс толқындарының шағылуын талдау арқылы ішкі дәнекерлеу ақауларын – кеуектілікті, бірігу жетіспеушілігін, трещиналарды анықтайды. Шасси құрылымдарындағы құрылымдық дәнекерлеу қосылыстарында қолданылады.
• Магниттік Бөлшектер Арқылы Тексеру (МБАТ): Ферромагниттік материалдардағы беттік және бетке жақын трещиналарды анықтайды. Ол штамптау қуысының жиегіне, пішілген бұрыштарға және дәнекерлеу қызу әсерінің аймағына қолданылады.
• Бояу прониккіш сынауы (БПС): Ферромагниттік емес материалдардағы (алюминий, коррозияға төзімді болат) беттік ақауларды анықтайды. Алюминий штампындары мен косметикалық А-класы беттерінде қолданылады.

Статикалық және динамикалық сынақтар сапаның толық картинасын құрады. Статикалық тестілеу бастапқы материалдардың үлгілері мен дайын бөлшектердің материалдық қасиеттерін (созылу беріктігі, қаттылығы, химиялық құрамы) растайды. Динамикалық сынақ циклдық жүктеме кезіндегі функционалдық орындалуын растайды, ол тек өлшемдік деректермен жауап беруге болмайтын сұраққа жауап береді: «Бөлшек автомобильдің пайдалану мерзімі ішінде өзіне тапсырылған қызметті орындай ма?»

Тексеруге ыңғайлы бөлшектерді жобалау бойынша практикалық нұсқаулар үшін жасалған бөлшекті тексеруді оңай ететін факторлар .

Сапа жүйеміз туралы толық шолу үшін біздің IATF 16949 сапа қамтамасыз етуі бетке маңызды.

Дай-инжиниринг: CAE-моделдеу металды қиып алуға дейін

Табақша қалыптау кезінде ең қымбат қате — қалыптау мәселесін анықтау кейін қалып тегіс жасалған. Дәстүрлі қалып дамыту — жобалау, өңдеу, сынау, мәселелерді анықтау, қайта жасау, қайта сынау — көптеген апталық уақытты және итерациялық қайта жасау циклдарында қаржылық бюджеттің үлкен бөлігін талап етеді. Қазіргі заманғы тәсіл бұл реттілікті керісінше өзгертеді: бірінші қиып алуға дейін барлығын модельдеу.

Неге қалып инжинирингі бірінші қиып алуға дейін жүреді

CAE (компьютерлік инженерлік) қалыптау моделированиесы автомобильдік табақша қалыптарын дамытудың стандартты алдыңғы сатысына айналды, себебі экономикалық тұрғыдан қарағанда: модельдеуде пайда болған мәселені шешу шығыны нольге жақын; ал қатты құралдық болатта мәселені шешу әрбір итерацияда көптеген апталық тоқтату және қайта жасау шығындарын талап етеді.

Модельдеу жұмыс істеуі әдетте үш кезеңнен тұрады: (1) Пластикалық деформациялану талдауы — берілген материалдан бұл бөлшек геометриясын трещина немесе қыртыс пайда болмайтындай етіп қалыптауға бола ма? (2) Серпіндік қайтару болжамы — пішімдеу мен жүктің түсірілуінен кейін бөлшек қаншаға эластиялық қалпына келеді және қалып беттеріне қандай кері компенсация қолданылуы керек? (3) Процестерді оңтайландыру — шикізаттың пішінін материалдың пайдаланылуын жақсарту үшін өзгертуге бола ма? Материалдың ағысын теңестіру үшін тарту жолағының орналасуын реттеуге бола ма?

Нәтижесі — техникалық бағалау (ТБ) есебі болып табылады — әдетте 40–60 беттен тұратын, пішімделу қабілетін, серпімділікті, шикізаттың дамуын және технологиялық ұсыныстарды қамтитын есеп, оны инженерлік топ қалыптардың шығарылуына рұқсат бермес бұрын қарап шығады.

САЕ симуляциясы шынымен нені береді

В-бағана күшейткішінің мысалына қайта оралайық: САЕ симуляциясы нақты орындарды трещиндар мен қыртыстар пайда болатын жерлерді көрсетті, әрбір маңызды бөлімде серпімділік бұрыштарын сандық түрде анықтады және барлық үш мәселені бір рет қайталап шешуге мүмкіндік беретін нақты түзету шараларын ұсынды. Симуляцияның дәлдігі — серпімділік бұрыштарын болжау өлшенген мәндерден 0,2 градусқа дейін айырмашылықпен — CAE-ны көрнекілік трюки емес, сенімді инженерлік құрал ретінде қолдануға мүмкіндік береді.

Алдыңғы подрамник жағдайында CAE симуляциясы құйма болатын қалыптарды тапсырысқа берілмей тұрып, барлық 7 штамптау бұйымына орындалды. Барлық 7 қалып бірінші үлгінің өлшемдік тексеруінен өтті — бұл нәтиже симуляциямен бағытталған қалыптардың конструкциясынсыз статистикалық тұрғыдан ықтимал емес. күрделі металл бөлшектердің құрылымын қалай жеңілдетуге болады .

Жеке қалыпты прототиптен прогрессивті қалыпта өндіріске

Штамптау қалыбын жобалаудағы ең аз қолданылатын стратегиялардың бірі – тізбекті құралдар жолы: төмен шығынды жеке қалыптармен пішіндеу процесін растаңыз, содан кейін расталған процесстің деректерін – пішіндеу күштерін, материал ағысының үлгілерін, серпімділік өлшемдерін – толық прогрессивті немесе тасымалдау қалыбын жобалау үшін қолданыңыз.

Бұл тәсіл бөлшек дизайны әлі аяқталмаған кезде, жылдық көлемі бірте-бірте өскен кезде немесе материалдың әрекеті толық сипатталмаған кезде ерекше маңызды. Негізгі қозғаушы күш – деректердің үздіксіздігі: жеке қалып кезеңінде алынған пішіндеу параметрлері, серпімділік өлшемдері мен кесу сызықтарының дамуы өндірістік қалыптарға өткен кезде жоюға жатпайды – олар прогрессивті немесе тасымалдау қалыбын жобалауға инженерлік негіз болып табылады. Қалыптарды жобалау мен өндірудің мүмкіндіктері туралы біліп алу үшін біздің автомобильдік штамптау қалыбын өндіру бетке маңызды.

«Симуляциядан құрал-снарядтарға қайта байланыс циклы инженерлік негізделген құрал-снарядтарды дамыту мен сынақ-қателер арқылы жасаудың айырмашылығын көрсетеді. Бір құрал-снарядтан алынған деректер тікелей прогрессивті құрал-снарядтардың жобасына енгізілсе, әрбір жаңа бағдарламада оқу қисығы мен қайта жасау бюджетінен арыласыңыз.»

Жиі қойылатын сұрақтар

Автомобильдік металдық штамптау дегеніміз не?

Автомобильдің металл штамптауы — бұл жазық металл парағын штамптау пресі мен арнайы жасалған құрал-снарядтар (штамптар) арқылы үш өлшемді автомобиль компоненттеріне түрлендіретін суық пішіндеу өндіріс процесі. Бұл процесс бірнеше операцияларды қамтиды — қиып алу, тесу, иілу, созу, жиектеу және монеталық қысым арқылы пішіндеу, олар тізбектеліп орындалады және кіші кронштейндерден бастап ірі шасси ішкі рамаларына дейінгі бөлшектерді шығарады. Ол өндіріс көлемінде жылдамдығы, қайталанушылығы және материалдың тиімділігі саласында автомобиль өндірісіндегі басым металл пішіндеу әдісі болып табылады.

Автомобиль өндірісінде қолданылатын штамптау процестерінің әртүрлі түрлері қандай?

Негізгі үш штамптау процесі прогрессивті үстем (рұлықтан берілетін, бір ғана калып жиыны ішіндегі көп станциялық, жоғары көлемді кіші және орташа өлшемді бөлшектер үшін ең тиімді), трансфер қалып (роботтық бөлшек тасымалдауы бар жеке станциялар, орташа және жоғары көлемдегі ірі конструкциялық бөлшектер үшін ең тиімді), және жеке калып (пресс тағысына бір операция, төмен көлемдегі, өте ірі бөлшектер мен прототиптер үшін ең тиімді). Әрбір процесстер бөлшек өлшемі, жылдық көлемі және құрал-жабдыққа салынатын инвестициялардың әртүрлі комбинациясы үшін оптимизацияланған.

Прогрессивті калып пен трансферлік калып арасындағы штамповка — автомобиль бөлшектері үшін қайсысы тиімдір?

Ешқайсысы универсалды түрде жақсы емес — таңдау бөлшекке байланысты. Прогрессивті калыптар ең жоғары өндіріс жылдамдығын (25–40 SPM) және ең дәл шектеулерді (+-0,05 мм) қамтамасыз етеді, бірақ бұл тек рулонды лента ені шектеулеріне сыйып кететін бөлшектер үшін (әдетте 600 мм-ден аз) ғана қолданылады. Трансферлі калыптар рулонды қоректендірілетін құралдар үшін өте үлкен болып келетін бөлшектерді — мысалы, ішкі рамаларды, көлденең элементтерді, басқару иіндерін — өңдейді және жеке станциялық калыптарды тәуелсіз түрде ұстау немесе оларды жеке алмастыру мүмкіндігін береді. Екі процесті де ұсынатын өндіруші әрбір бөлшек үшін ең тиімді өндіріс бағытын таңдай алады, яғни барлық бөлшектерді бір ғана процеске мәжбүрлеп өңдеудің қажеті жоқ.

Автомобильдік штамптауда қандай материалдар жиі қолданылады?

Автомобильдық штамптау әртүрлі материалдарды өңдейді: жалпы мақсаттағы кронштейндер мен қораптар үшін төмен көміртекті болат (DC01–DC06 маркалары) бастап, құрылымдық және қауіпсіздік компоненттері үшін алғысыз жоғары беріктіктегі болаттар (DP600/DP800, QP980, MS1500, TRIP болаттары) дейін. Тұрғындар кабинасының қауіпсіздігі үшін ыстық формалауға арналған борлы болат (22MnB5) қолданылады. Коррозияға қарсы қорғаныс үшін кузов панельдеріне цинктелген болаттар (GI, GA қаптамалары) қолданылады. Электромобильдердегі салмақты азайту мақсатында алюминий қорытпалары (5000 және 6000 сериялары) барынша кеңінен қолданылады. Толық қызмет көрсететін штамптау жеткізушісі әдетте 50-ден астам материал маркасы бойынша қабілеттілікке ие болады.

Автомобильдық метал штамптау қандай дәлдіктерге жетеді?

Автомобильдық штамптау бұйымдары үшін типтік өлшемдік дәлдіктер +–0,05 мм прогрессивті штамптау қалыбы бойынша бөлшектер үшін (кіші кронштейндер, қосқыштар) +–0,15 мм жеке штамптау қалыбы бойынша бөлшектер үшін (үлкен панельдер, қалыңдығы жоғары құрылымдық бөлшектер). Трансфер шаблоны бойынша дайындалған бөлшектердің ауытқуы әдетте ±0,10 мм шегінде болады. Бұл мәндер шаблонның жағынан тиісті күйде болуын, материал қасиеттерінің тұрақтылығын және престің параметрлерінің тұрақтылығын қамтамасыз етеді. Дәлірек ауытқулар да қол жетімді, бірақ олар құрал-жабдықтардың құнын және процессті бақылау талаптарын арттырады.

Автокөлік бөлшектері үшін металды штамптау құрамын таңдау қалай іске асады?

Потенциалды тәрбиешілерді бес бағыт бойынша бағалаңыз: (1) Процесс ауқымы — әрбір бөлшек үшін оптималды маршрутты таңдау үшін прогрессивті, трансферлі және жеке шаблонды ұсына алады ма? (2) Инженерлік қабілеті — олар CAE формалық симуляцияны ішкі ресурстарда орындай алады ма? (3) Сапа инфрақұрылымы — олар IATF 16949 сертификатына ие ме және толық бақылау тізбегін (ККМ, СПК, КТЗ, функционалды сынақтар) қолдана ма? (4) Көлемдік масштабтау — Олар бағдарламаңызды прототиптен сериялық өндіріске дейін қолдай ала ма? (5) Материалдың қамтылуы — Бұл бөлшектеріңізге қажетті нақты материалдың маркалары бойынша олардың құжатталған тәжірибесі бар ма? Барлық бес сұраққа деректермен — тек кепілдік берумен емес — жауап беретін тарап автомобильдік өндіріс бағдарламаларын қолдауға дайын. Шаойи компаниясының нақты мүмкіндіктері туралы көбірек ақпарат алу үшін біздің тиісті Автокөлік Штампы шолу.