ҚЫСҚАША

Автокөлік көлденең бекітпелерін тегістеу — бұл K-шемдер мен трансмиссиялық тіреулер сияқты маңызды конструкциялық шасси элементтеріне айналатын қалың болатты өңдеудің арнайы өндірістік процесі. OEM-дер жеңілдетілген конструкцияларды басымдық ретінде қарастырған сайын, саланың назары Жоғары Беріктікті Жаңа Түрдегі Болатқа (AHSS) ауысты, бұл кері иілу мен пішінделгіштік туралы инженерлік мәселелерді шешуге қосымша қиындықтар әкелді. Сапалы өндіріс дәлме-дәл матрица инженериясын — ыстық деформацияны компенсациялау үшін артық иілу сияқты әдістерді — және кейінгі пісіру мен жинау кезінде өлшемдік дәлдікті қамтамасыз ету үшін жоғары өнімді майлау жүйелерін талап етеді.

Функционалдық дизайн және инженерлік контекст

Автокөліктің көлденең балкасы автомобиль шассисінің негізгі арқауы болып табылады және ілмектерге, қозғалтқыш пен беріліс қораптарына қажетті бұралу қаттылығын және тіреулерді қамтамасыз етеді. Декоративті корпус панельдерінен өзгеше, бұл компоненттер күшті динамикалық жүктемелер мен усталық кернеуге шыдай алуы тиіс. Қазіргі заманғы біртұтастық конструкцияларда алдыңғы көлденең балка (жиі K-рама немесе субрама деп аталады) қозғалтқыш пен төменгі иіндіктерді орнату нүктелерін біріктіреді және өте жоғары өлшемді тұрақтылықты талап етеді.

Бұл компоненттерді құрастыру кезінде құрылымдық бүтіндікті орналастыру шектеулерімен тепе-теңдестіру қажет. Мысалы, беріліс қорабының көлденең балкасы күштік бергіштің салмағын ұстап тұруы керек және бірақ ол ескек жолы мен кардандық біліктер үшін бос кеңістікті де сақтауы тиіс. Сәйкес KIRCHHOFF Automotive , өркениетті жобалар көбінесе көлік құралының негізгі қаңқасымен үздіксіз интеграцияны қамтамасыз ету үшін дәл қалыптау төзімділіктерін талап ететін қосылыс жақшалары сияқты мүмкіндіктерді қамтиды. Қарапайым штампталған рельстерден күрделі, көп нүктелі монтаждау құрылымдарына көшу көлік қауіпсіздігі мен өнімділігін сақтау үшін дәлдікті металл штамптаудың маңыздылығын арттырды.

Құрылымдық рөлі өндіріс әдісін анықтайды. Жеңіл компоненттер рулонды қалыптауды қолдана алса, қиынырақ геометриялар мен көлденең мүшелердің терең тарту талаптары әдетте ауыр өлшемі бар штамптауды қажет етеді. Бұл процесс сыртқы қатастыратын заттарды қоспай, күш пен салмақ қатынасын оңтайландыру арқылы, бөлшекке тікелей қайырма қабырғалар мен фланждарды жасауға мүмкіндік береді.

Материалдарды таңдау: АХСС және УХСС-қа ауысу

Отын үнемдеу талаптары мен қауіпсіздік стандарттарына сай келу үшін автомобиль инженерлері дәстүрлі жұмсақ болаттың орнына Жоғары беріктіктегі төмен қоспалы (HSLA) және Прогрессивті жоғары беріктіктегі болаттарды (AHSS) барынша пайдалануда. SP251-540P HRPO (Қыздырып илемдеп, әкпен өңдеп және майлау) сияқты материалдар созылу беріктігі жағынан жоғары, қалыңдығы аз болатындықтан осындай мақсаттарда стандартқа айналып келеді.

Дегенмен, берік материалдарды қолдану штамптау процесін күрделендіреді. Материал беріктігі артқан сайын серпімділік құбылысы да артады — яғни металл формаланғаннан кейін бастапқы пішініне қайта оралуға тырысады. Бір мысал ретінде 3,1 мм қалыңдықтағы автомобиль OEM көлденең балкасы осындай маркалы материалдармен жұмыс істеу кезінде арнайы технологиялық бақылаулардың қажеттілігін көрсетеді. Жоғары ақытпалық беріктік престің едәуір жоғары тоннаждылығын және құрал-жабдықтың уақытынан бұрын тозуын болдырмау үшін берік матрица материалдарын талап етеді.

Дұрыс материалды таңдау — бұйымның пішінделуі мен өнімділігі арасындағы теңгерім болып табылады. Өте жоғары беріктікке ие болат (UHSS) көлік салмағын азайтуы мүмкін, бірақ олардың созылу шегі төмен болады, ол терең тарту операциялары кезінде сынғыштыққа әкеледі. Инженерлер таңдалған материал маркасы бөлшектің құрылымдық тұтастығын бұзбай қажетті геометрияны қамтамасыз ете алатынын тексеру үшін ертерек штамптау серіктерімен ынтымақтастыруы керек.

Қолданыстағы штамптау процестері мен матрица инженериясы

Жуандығы үлкен көлденең балкаларды өндіру үшін прогрессивті немесе тасымалдау матрицаларын қолдану арқылы жүзеге асырылатын мықты штамптау стратегиясы қажет. Бұл процесс рулоннан бастапқы пішіннің кесілгенінен басталады, одан кейін тесу және күрделі пішіндеу сатылары жүреді. Материалдың үлкен қалыңдығын ескерсек, жазықтықты сақтау және маңызды бүгілу радиустарында қалыңдықтың азаюын бақылау ең маңызды болып табылады.

Кросспорлық өндірудегі ең күрделі әдістердің бірі — процестен кейінгі деформацияны компенсациялау. Жинау кезінде кросспорлар жиі жағынан рельстерге пісіріледі, бұл кезде қатты жылу бөлініп, деформациялану ықтималдығы туындайды. Кө leadер өндірушілер бұл мәселені матрицада бөлшекті «артық иілу» арқылы шешеді. Бұл мақсатты ауытқу күтілетін жылулық деформацияға қарсы тұрады және соңғы жинақтаудың дәл өлшемдік сипаттамаларына сай келуін қамтамасыз етеді. Әмбебап өндіріс масштабтарын қажет ететін OEM үшін Shaoyi Metal Technology 600 тоннаға дейінгі престерді қолдана отырып, жедел прототиптеуден бастап массалық өндіруге дейінгі салмақтық шешімдер ұсынатын өндірушілер бастапқы дизайнды растау мен жоғары көлемді шығару арасындағы саңылауды жабады.

Жабдықтың мүмкіндігі де соншалықты маңызды. Осындай ауыр бөлшектерді өндіру кезінде прогибті минималдандыру үшін қатты негізгі төсектері бар жоғары тоннажды престер қажет болуы мүмкін. Ohio Valley Manufacturing материалдың қалыңдығы стандартты автомобиль денесінің сәйкестік парағынан асатын жерлерде, мысалы, камаздар мен тартқыштар үшін берік рама рельстері мен көлденең бекітпелерді шығару үшін арнайы ауыр калибрлі тегістеу мүмкіндіктерінің маңызы зор екенін атап өтеді.

Өндіру қиындықтары: деформация, серпімділік және сұйық майлау

Өндіру циклі кезінде физикалық өлшемдерді бақылау — көлденең бекітпелерді тегістеудегі негізгі қиындық болып табылады. AHSS материалдарындағы серпімділіктің пайда болуынан тыс, тегістеу кезінде майлау сұйықтығының кейінгі процестермен әрекеттесуі маңызды рөл атқарады. Тиімсіз майлау матрицада істіңке пайда болуына әкеліп соғады, нәтижесінде бөлшектерде ақаулар пайда болады және тоқтаулар ұзақ мерзімге созылады.

Майлау сұйықтығының технологиясындағы соңғы жаңалықтар дәстүрлі эмульгацияланатын майлардан синтетикалық, полимер негізіндегі майлау сұйықтықтарына ауысу маңызды операциялық жақсаруларға әкелетінін көрсетті. Мәліметтер майлау жүйесін оптимизациялау аспаптың қызмет ету мерзімін 15%-ға дейін арттыра алатынын көрсетеді жалпы сұйықтық тұтынын азайтады. Сонымен қатар, майсыз майлау материалдары пайдаланылған кезде пайда болатын түтін мен пайдалы жиектердегі бос кеңістіктер мәселесін туғызбайтындықтан, пайдалыға дейінгі қатаң тазалаудың қажеті жоқ.

Жылулық деформация әлі де тұрақты фактор болып қала береді. Көпшілік жағдайда көлденең элементтерде ұзын пайдалы шоғырлар болады — күрделі рамалар үшін жалпы ұзындығы 5 метрден аса болуы мүмкін, — сондықтан жылулық энергия енгізу көлемі үлкен. Тегістеу процесі тек өз алдына өлшемдері дұрыс болатындай емес, сонымен қатар осы жылулық кернеуді сіңіруге арналып жасалған және соңғы өнімнің өлшемдік дәлдігін қамтамасыз ететін бөлшектерді шығаруы тиіс.

Сапаны бақылау және жинақтауға интеграциялау

Тақташа түріндегі көлденең балканың соңғы тексеруі жай ғана көру арқылы тексеруден тыс. Орнату нүктелерін, мысалы, муфта доңғалақтары мен ілмектердің орындарын дәл шектерде екенін тексеру үшін Координаталық Өлшеу Машиналары (CMM) және лазерлік сканерлеу қолданылады. Бірнеше миллиметрлік ауытқу да ілмектердің геометриясының дұрыс болмауына, сондықтан нашар автомобильдің басқарылуына немесе шиналардың тез тозуына әкелуі мүмкін.

Бетінің сапасы — е-жағу немесе бояу процестеріне ұшырайтын бөлшектер үшін маңызды өлшем болып табылады. Жиектердегі кемшіліктер, трещиндер немесе сызықтар сияқты ақаулар коррозияға тұрақтылықты бұзуы мүмкін — жол тұзы мен ылғалға ұшырайтын шассидің компоненттері үшін өлімге әкелетін ақау. Franklin Fastener құрылымдық және қауіпсіздік компоненттерінің беріктігі материалдың бүктеу процесі кезінде бүтіндігін сақтауға тәуелді екенін, ал разрушительдік дәнекерлеу тексеруі мен шаршау сынақтары сияқты қатаң сынақтар өткізу автомобильдің қызмет ету мерзімі бойы бүктелген көлденең каркастың сенімді жұмыс істеуін қамтамасыз ететінін атап өтеді.

Шасси жасау саласының болашағы

Автокөлік өнеркәсібі электрлендіруге қарай әрі қарай ығысуын жалғастырған сайын, көлденең каркастардың құрылымы мен жасалуы да өзгеріп отырады. Электрокөлік (EV) архитектуралары ауыр аккумуляторлық блоктарды ұстауға және жоғары кернеулі компоненттерді қорғауға мүмкіндік беретін көлденең каркастарды қажет етеді, бұл жиі одан да берік материалдар мен күрделірек геометрияларды қажет етеді. Гидроформалау сияқты басқа пішіндеу технологияларымен бүктеуді интеграциялау шасси құрылымдарын келесі ұрпақ мобильділік үшін оптимизациялаудың жаңа жолдарын беруші инженерлерге болашақта кеңейуге ықтимал.

Жиі қойылатын сұрақтар

1. Көлденең каркастар үшін бүктеу әдісінің негізгі қадамдары қандай?

Кросспоршеньдер үшін штамптау процесі әдетте жеті негізгі кезеңді қамтиды: бастапқы пішінді кесу, тесіктер жасау, терең пішіндерді жасау, бұрыштар жасау, ауалы иілу, дәлдікті қамтамасыз ету үшін түбіне иілу/койындау және қиғаш кесу. Ауыр калибрлі бөлшектер үшін олар көбінесе материалдың қалыңдығы мен күрделілігін өңдеу үшін прогрессивті матрица немесе трансферлі престің орнатылуында орындалады.

2. Ауыр бөлшектер үшін металды штамптау қымбат па?

Металды штамптау құрал-жабдықтар мен матрицаларға алдын ала үлкен инвестицияны талап етсе де, әдетте жоғары көлемді өндіріс үшін ең тиімді әдіс болып табылады. Бірлік баға көлемі артқан сайын айтарлықтай төмендейді. Кросспоршень сияқты ауыр компоненттер үшін штамптаудың жылдамдығы мен қайталануы фрезерлеу немесе жеке пластиналарды пісіру сияқты жинау әдістерімен салыстырғанда алғашқы құрал-жабдық бағасынан асып түседі.

3. Кросспоршеньнің басқа атауы қандай?

Көлденең мүше шассидің ішіндегі орнына және пішініне байланысты K-жинақ (әсіресе алдыңғы ілмектерде), субрама немесе X-мүше деп те аталады. Камаздарда оларды жай ғана рамалық көлденең байлау немесе құрылымдық жолдама деп атауға болады.