ҚЫСҚАША

Көлік бөлшектерін жасақтау арқылы жеңілдеу - мықты, жеңіл және берік бөлшектер жасау үшін маңызды өндіріс стратегиясы. Алюминий және жоғары беріктікті металдар сияқты материалдарды қолдану арқылы, құрмалау процесі жоғары дәндік құрылымды және күш пен салмақ қатынастарын беретін бөлшектерді шығарады. Бұл әдіс көлік құралының жалпы массасын азайту үшін өте маңызды, бұл тікелей жанармай тиімділігін арттырады, көлік динамикасын арттырады және қауіпсіздікті немесе өнімділікті шектеместен шығарындыларды азайтады.

Автомобильді жеңiлдету және оны жасақтаудың "неге" және "не"

Автомобильдің жеңілдетілуі — оның жалпы салмағын тиімділігі мен өнімділігін арттыру мақсатында мақсатты бағытта азайту практикасы. Бұл түсінік қатаң шығарындылар бойынша нормативтер мен отын үнемдеу талабына байланысты заманауи автомобиль құрылысының негізіне айналды. RWTH Aachen University сияқты мекемелердің зерттеулеріне сәйкес, автомобильдің жеңіл конструкциясы отын шығынын және CO2 шығарындыларын азайтудың маңызды технологиясы болып табылады, сонымен қатар қозғалыс динамикасы мен ыңғайлылықты арттырады. Жеңіл автомобильді үдетуге және жылдамдықты сақтауға аз энергия қажет, бұл тиімділіктің едәуір артуына әкеледі.

Автокөліктің салмағын азайтудың пайдасы отын үнемдеуден тыс. Жеңіл көлік жақсырақ басқарылады, тез үдеу және тежеу жолы қысқарады, бұл қауіпсіз және жауап беруге ыңғайлы жүргізуге ықпал етеді. Электр көліктері (EV) үшін салмақты азайту одан да маңызды, өйткені бұл батарея блоктарының үлкен салмағын түзете алады және көліктің толық электрмен жүру қашықтығын ұзарта алады. АҚШ Энергетика министрлігінің айтуынша, автокөліктің салмағын 10% азайту отынның экономиялылығын 6-8% жақсартуға әкеледі.

Мұнда шөмілу үлкен рөл атқарады. Шөмілу — бұл металды жергілікті сығылудың әсері арқылы пішіндеу процесі болып табылатын өндірістік үдеріс. Металды балқытып, қалыпқа құюға негізделген литейлік әдістен өзгеше, шөмілу металдың дәнекер құрылымын жетілдіреді және оны бөлшектің пішінімен сәйкестендіреді. Бұл үдеріс металлдағы қуыстылықты жояды және құймалар мен механикалық өңделген бөлшектерге қарағанда едәуір берік және төзімді компоненттер алуға мүмкіндік береді. Осы тән беріктік инженерлерге конструкциялық тұтастықтан айырылмай, жұқа және жеңіл бөлшектерді жобалауға мүмкіндік береді, сондықтан автомобиль өнеркәсібінде жоғары жүктемеге төзетін бөлшектерді шығару үшін шөмілу идеалды шешім болып табылады.

Жеңілдетілген шөмілген бөлшектер үшін негізгі материалдар

Материалдарды таңдау - автомобиль бөлшектерін шаблондау арқылы жеңілдетудің сәттілігіне негіз болады. Мақсаты - массаға қатысты беріктігі жоғары, ұзақ қызмет ету мерзімі бар және қолданылуы тиімді материалдарды табу. Бұл саладағы ең кең тараған материалдар тобы - алюминий қорытпалары мен жетілдірілген жоғары беріктікті болаттар (AHSS).

Алюминий қорытпалары: Автомобильдерді жеңілдетуде алюминий кеңінен қолданылатын материалға айналды. Оның негізгі артықшылығы - болатқа қарағанда үш есе аз тығыздығы, алайда қорытпа ретінде шаблондалған кезде өте жоғары беріктікке ие болады. Сұранысты қанағаттандыру үшін шаблондау компаниялары алюминий өндірісіне барынша көп инвестиция салуда. Іліністің бұрыштары, бақылау рычагтары және доңғалақ рамалары сияқты шаблондалған алюминий бөлшектер автокөліктің серпімді емес массасын айтарлықтай төмендетеді, бұл жүріс сапасын және басқарылуын жақсартады. Бұл үрдіс масса мен беріктіктің екеуіне де оптимизацияланған күрделі пішіндерді жасауға мүмкіндік береді және заманауи автокөліктердің шассисі мен ілініс жүйелері үшін маңызы зор.

Күшейтілген жоғары беріктік болаттары (AHSS): Алюминий кеңінен қолданылатын болса да, болат автомобиль жасауда маңызды материал болып табылады. AHSS және микросеріппелі болаттар созылу беріктігінің жоғары деңгейін ұсынады, қатаң қауіпсіздік және өнімділік стандарттарын қанағаттандыратын, бірақ қимасы жұқа бөлшектерді жобалауға мүмкіндік береді. Кривошиптық біліктер мен шатундар сияқты негізгі қозғалтқыш пен трансмиссия бөлшектері жиі құйма жоғары беріктікті болаттан жасалады. Бұл материалдар үлкен кернеулер мен жоғары температураларға шыдайды және қозғалтқыш құрылғысында сенімді жұмыс істеуін қамтамасыз етеді, онда істен шығу мүмкін емес.

Нақтылықты арттыру үшін төмендегі кестеде автомобиль құймасында қолданылатын негізгі материалдардың негізгі сипаттамалары жинақталған:

Негізгі шойылту үдерістері мен технологиялары

Шойылту үдерісі барлық жағдайға келетін шешім емес; автомобиль өнеркәсібінде қажетті әртүрлі компоненттерді жасау үшін әртүрлі техникалар қолданылады. Үдерісті таңдау бөлшектің күрделілігіне, қолданылатын материалға және қажетті өндіріс көлеміне байланысты. Негізгі әдістерге пішінді матрицалы шойылту, ашық матрицалы шойылту және дәл шойылту жатады.

Пішінді матрицалы шойылту (Жабық матрицалы шойылту): Бұл автомобиль бөлшектері үшін ең кең таралған ұстау процесі. Бұл әдісте металдан жасалған үлгі екі матрица арасына орнатылады, олар ішіне болатын бөлшектің дәл пішіні бар. Матрицалар бір-біріне қысып түскенде металл ағып, қуысты толтырады және берілген пішіндегі, өте жоғары өлшемді дәлдікке ие бөлшек шығады. Бұл процесс шатундар, доңғалақтар және ілмек бөлшектері сияқты беріктігі мен біркелкілігі жоғары болатын бөлшектерді массалық түрде шығару үшін идеалды.

Ашық матрицамен ұстау: Ашық матрицамен ұстау кезінде үлгі толықтай металлды қоршаусыз жазық немесе қарапайым матрицалар арасында пішінделеді. Оператор үлгіні қажетті пішінге келтіру үшін оны басқарады. Тұйық матрицамен ұстауға қарағанда аз дәлдікке ие болса да, бұл әдіс өте көпқабілетті және осьтер сияқты үлкен, қарапайым бөлшектерді немесе одан әрі жетілдірілген ұстау процесіне дейінгі алғашқы пішін (алдын-ала пішінделген) жасау үшін қолайлы.

Дәл ұстау (Жақын торлы пішін): Технология дамуына сай шөмілтпен өндіру деңгейі де жоғарылады. Дәл немесе соңғы пішінге жақын шөмілтпен өндіру бөлшектерді олардың соңғы өлшемдеріне өте жақын күйде шығарады. Бұл әдіс соңғы өңдеудің қажеттілігін азайтады, сондықтан материал, уақыт және құны үнемделеді. Трансмиссиялық тартқыштар мен дифференциал компоненттері сияқты күрделі және тегіс бөлшектерді жасау үшін, онда дәлдік шектеулері өте маңызды болған жағдайда, бұл әдіс ерекше құнды болып табылады.

Бұл дамыған шөмілтпен өндіру процестерін жүзеге асыру үшін көптеген сараптау біліктілігі мен арнайы жабдықтар қажет. Мысалы, Shaoyi Metal Technology автокөлік саласы үшін IATF16949 сертификатталған ыстық шөмілтпен өндіруді мамандандырып, прототиптен массалық өндіруге дейінгі қызметтерді ұсынады. Мұндай арнайы компаниялар шөмілтпен өндіру арқылы жеңілденудің толық мүмкіндігін пайдалану үшін автокөлік жасаушыларға тізбектегі маңызды рөл атқарады.

Қазіргі заманғы көліктердегі қолданылуы мен пайдасы

Жеңіл балқытылған бөлшектерді қолдану қазіргі көлік құралдарының барлық маңызды жүйелерінде кеңінен таралған. Ауыр құйылған немесе өңделген бөлшектерді мықты, жеңіл құйылған басқа бөлшектерге ауыстыру арқылы өндірушілер салмақ үнемдеуге қол жеткізеді. Бұл қосымшалар әдетте жоғары стресске және циклдік жүктемеге ұшыраған аудандарда шоғырланады.

• Қозғалтқыш және қозғалтқыш: Көліктің жүрегі жасалмадан мол пайда алады. Кранкшафты, жалғау таяқшалары мен қаптамашафты қатты жану және айналу күштеріне төтеп беру үшін жоғары беріктікті болатындардан жасалады. Бұл айналатын және кері қозғалатын бөлшектерді жеңілдеу инерцияны азайтады, бұл қозғалтқыштың жылдам әрекет етуіне және тиімді жұмыс істеуіне мүмкіндік береді.
• Шасси мен жабдықтау жүйесі: Бұл алюминийден құйма жасау үшін негізгі аймақ. Басқару иінтілері, басқару шарлары мен рамалар сияқты бөлшектер жиі алюминий қорытпаларынан құйылады. «Суспензиядан тәуелсіз салмақты» (суспензияның ұстап тұрмайтын массасы) азайту дөңгелектердің жол бетін тиімдірек ұстауына мүмкіндік береді, соның арқасында жетістікті басқару, ұстамдылық және жол серпінділігі артады.
• Трансмиссия мен жетек: Ең көп беріктік пен шаршауға төзімділік үшін тістегіштер, шығыс біліктері мен универсалды бұрандалар құйылады. Осы бөлшектердің салмағын азайту айналу массасын төмендетеді, бұл үдеуді және жетектің жалпы тиімділігін жақсартады. Арнайы құю процестері арқылы жасалатын қуыс біліктер осы аймақтағы дизайн оптимизациясының тамаша мысалы болып табылады.
• Тежеу Жүйелері: Құйылған тежеу суппорттары қаттылық пен жеңіл салмақтың үйлесімін ұсынады, бұл тежеу реакциясын және жылу шашыратуды жақсартады. Олардың беріктігі жоғары қысым астында иілмейтінін қамтамасыз етеді, сондықтан тұрақты және сенімді тоқтау күшін қамтамасыз етеді.

Түйіршектеу мен Басқа Әдістер: Беріктік пен Салмақты Салыстыру

Автокөлік бөлшектерін шығарудың әдісін таңдағанда, инженерлер жиі түйіршектеуді құю мен өңдеумен салыстырады. Әрбір әдістің өз орны бар болса да, түйіршектеу ең маңыздысы беріктік пен сенімділік талап етілетін бөлшектер үшін ерекше метталлургиялық артықшылықтарды ұсынады.

Құрмалаудың басты артықшылығы - металдың ішкі дәнді құрылымына әсер етуі. Құрмалау процесіндегі үлкен қысым дәнді тазартып, бөлшектің контурлары бойымен ағып кетуіне мәжбүр етеді. Бұл үздіксіз дәнді ағын ерекше созылу беріктігі, иілгіштігі, соққыға және шаршауға төзімділігі бар компонентке әкеледі. Ал құю кезінде сұйық металлды қалыпқа құю керек, бұл көбірек кездейсоқ дәндік құрылымға әкеліп, жасырын қуыстылыққа әкеліп соқтырады. Металлдан жасалған қатты блоктан (бюллеттен) бөлшекті кесуді қамтитын өңдеу, дәнді ағынды тудырмайды және іс жүзінде бар дәнді желілерді кесіп өтеді, бұл кернеу нүктелерін пайда етіп, бөлшекті жүктеме астында бұзылуға бейім етеді.

Бұл құрылымдық артықшылығы жасалма бөлшектер бір материалдан және өлшемнен жасалған немесе құйылған бөлшектерге қарағанда айтарлықтай берік болуына себеп. Бұл күшейтілген беріктік "жеңіл конструкция" деп аталатын нәрсеге мүмкіндік береді, онда жасалма бөлшекті аз материалмен және сол себепті салмағы аз, сонымен бірге басқа әдіспен жасалған ауыр бөлшектің өнімділік қабілетін асыра алады. Қауіпсіздікке байланысты қосымшалар үшін, мысалы, тіреу және басқару компоненттері үшін, жасалмалау арқылы ұсынылатын сенімділік пен беріктік оны жоғары таңдау етеді. Құрмалау үшін бастапқы құралдар құны жоғары болуы мүмкін, бірақ ұзақ мерзімді беріктігі мен массаны азайту мүмкіндігі оны жоғары өнімді автомобильдік қосымшалар үшін ең тиімді шешімге айналдырады.

Жиі қойылатын сұрақтар