Automobilių metalo štampavimo kraštų mažinimas: tikslūs metodai detalesiems be defektų

TRUMPAI

Automobilių kalibravimo liežuvėlių mažinimo remiasi dviguba strategija: aktyvia prevencija, grindžiama tikslia inžinerija, ir reaktyviu tikslumu pašalinant defektus. Nors po proceso atliekamas šiukšlių šalinimas yra dažnas, veiksmingiausias metodas yra optimizuoti pramuos-įformos tarpelį – paprastai 8–12 % nuo medžiagos storio standartinėms plieno rūšims – siekiant gauto lūžio, o ne plyšimo.

Šiuolaikinėms automobilių taikymo sritims, kurios naudoja Pažangius Aukštos stiprumo plienus (AHSS), remtis tradicine „10 % taisykle“ dažnai nepakanka. Inžinieriai turi taikyti medžiagai specifines tarpelio formules, įgyvendinti griežtus įrankių priežiūros grafikus (kiekvieniems 5 000 smūgių) ir naudoti pažangias apdailos technologijas, tokias kaip elektrocheminis apdirbimas (ECM) ar hibridinis CNC apdirbimas, kad būtų pasiekiami nulinio broko OEM standartai.

Automobilių šiukšlių standartai ir priėmimo kriterijai

Automobilių pramonėje „kraštelis“ nėra tik estetinio defektas; tai potenciali gedimo vieta, kuri gali pakenkti surinkimui, elektros laidumui ir saugumui. Priimtino kraštelių aukštį griežtai reglamentuoja tokios standartai kaip DIN 9830 ir kliento specifiniai OEM reikalavimai. Istoriniu požiūriu bendras priimtino kraštelių aukščio principas buvo 10 % nuo medžiagos storio ( t ). 1 mm lakšte 0,1 mm kraštelis galėjo būti priimtinas.

Tačiau šis tiesinis principas nebegalioja dėl platinamo plieno ir aliuminio lydinių naudojimo šiuolaikinėje automobilių gamyboje. Svarbiems sujungiamiems komponentams, viršijant 0,003 colio (apytiksliai 0,076 mm) kraštelio aukštį, dažnai tampa matomas ir problematiškas, o virš 0,005 colių sukelia saugos pavojų rankiniam tvarkymui ir surinkimui. Aukštos tikslumo detalės dažnai reikalauja ribų nuo 25 iki 50 µm, kad užtikrintų tinkamą veikimą varikliuose arba perdavimuose.

Šiems griežtiems reikalavimams atitikti reikia gamybos partnerio, gebančio išlaikyti nuoseklią tikslumą didelėmis apimtimis. Pavyzdžiui, Shaoyi Metal Technology naudoja iki 600 tonų spaustuvus ir IATF 16949 sertifikuotus procesus, kad tiektų kritiškai svarbius komponentus, tokius kaip valdymo svirtys, kurie griežtai atitinka globalius OEM standartus, užtikrindami pereinamąjį etapą nuo prototipo iki masinės gamybos.

1 etapas: Tiksli formos tarpelio parinkimas ir inžinerija

Veiksmingiausias būdas sumažinti nukalimus – tai užkirsti jiems kelią jau inžinerijos etape. Pagrindinis veiksnys prevencijai yra skabyklio ir žaliavinio išpjovimo tarpas . Jei tarpelis per mažas, medžiaga patiria antrinį pjovimą, sukuriant nerangią kraštą. Jei tarpelis per didelis, medžiaga plyšta vietoj to, kad būtų nupjauta, paliekant didelį perlinkį ir stiprų nukalimą.

Tarpelio optimizavimas nėra „universalaus dydžio“ skaičiavimas. Jis labai priklauso nuo medžiagos temptinės stiprybės ir storio. Pramonės duomenys rodo šiuos tarpelio procentinius dydžius (kaiptisei pusei) dažniausioms automobilių pramonės medžiagoms:

Aukštos stiprybės plienams galimi tarpeliai gali reikėti ženkliai padidinti – kartais iki 21 % medžiagos storio – kad būtų kompensuotas medžiagos atsparumas lūžimui. Inžinieriai taip pat turi atsižvelgti į preso lenkimąsi. Net turint idealią įrankio geometriją, presas, neturintis lygiagretumo, gali įvesti nelygų tarpelį per ėrimą, dėl ko detalės vienoje pusėje atsiranda užburžgės. Reguliarios apkrovos balansavimas ir formos centavimas yra tokie pat svarbūs kaip ir pačios įrankio konstrukcija.

Fazė 2: Įrankių priežiūra ir pjovimo krašto valdymas

Net idealiai suprojektuotos formos sukuria užburžgęs, jei pjovimo kraštas blogėja. Aštrus pjovimo kraštas efektyviai koncentruoja įtempį, kad inicijuotų lūžį. Kai kraštas apvalėja, jėga paskirstoma didesniame plote, dėl ko medžiaga prieš lūždama plastiškai tekėja, kas sukelia užburžgę.

Ašmenys laikomi „prastesniais“, kai jų spindulys viršija 0,05 mm. Tam užkirsti kelią būtinas proaktyvus aptarnavimas. Geriausios praktikos apima:

• Planuojamas pernaujinamasis paviršiaus apdirbimas: Nelaukite matomų nelygumų. Įgyvendinkite techninio aptarnavimo intervalus, pagrįstus įpjovimo skaičiumi – paprastai tikrinkite pjovimo sekcijas kas 5 000–10 000 įpjovimų, priklausomai nuo medžiagos sudėtingumo.
• Tinkamas šlifavimo protokolas: Aštrinant, standartiškai pašalinama 0,05–0,1 mm medžiagos, kad būtų atkurta nepriekaištinga ašmenų briauna. Užtikrinkite, kad šlifavimo metu šiluma neatspaustų (nesuminkštintų) įrankinio plieno.
• Pažangios dangos: Taikant paviršiaus apdorojimo būdus, tokius kaip PVD (fizinis garų nusodinimas) ar TD apdorojimas galima žymiai pailginti įrankio tarnavimo laiką. Pavyzdžiui, dengtu įrankiu galima atlikti 600 000 įpjovimų, palyginti su 200 000 neatramštuotu, ilgesnį laiką išlaikant ašmenų aštrumą.

3 etapas: Apdorojimo po etapo deburingo technologijos

Kai vien tik prevencija negali atitikti griežtus paviršiaus apdorojimo reikalavimus – pavyzdžiui, Ra 0,8 µm kuriamosios sistemos detalėms – būtina atlikti burkų šalinimą po apdorojimo. Gamytojai parenka masinio apdorojimo arba tikslumo metodus priklausomai nuo detalės geometrijos ir kiekio.

Masinio apdorojimo metodai

Didelės apimties automobilių laikikliams ir segtukams virpulinis trintavimas arba barjerinis apdorojimas yra standartinis. Detalės panardinamos į mediją (keraminę, plastikinę arba metalinę) ir vibruojamos. Šis abrazyvinis veiksmas sunaikina išorinius burkus. Nors tai ekonomiškai naudinga, trūksta selektyvumo, o jei nebus tinkamai kontroliuojama, gali šiek tiek pasikeisti bendri detalių matmenys.

Tikslojo burkų šalinimo metodai

Sudėtingoms geometrijoms, tokioms kaip hidrauliniai kolektoriai ar perdavimo vožtuvai, masinis apdorojimas dažnai nepakankamas. Elektrocheminis burkų šalinimas (ECM) naudoja elektrolizę burkams tirpinti be fizinio prisilietimo prie detalės, užtikrindamas, kad nebūtų taikomas joks mechaninis poveikis. Panašiai, kaip ir Šiluminės energijos metodas (TEM) naudoja staigų karščio protrūkį, kad akimirksniu išgarintų plonus liežuvėlius. Šios metodikos yra brangesnės, tačiau užtikrina vidinį švarumą, būtiną kritiškai svarbiems skysčių valdymo komponentams.

Pažangusis inovacijos: hibridinis kalibravimas ir CNC

Priešakyje automobilių kalibravimo liežuvėlių mažinimo yra hibridinė apdorojimo technologija. Tradicinis kalibravimas užtikrina greitį, tačiau dažnai palieka nelygius kraštus. CNC apdirbimas siūlo tikslumą, bet yra lėtesnis. Hibridinės kalibravimo-CNC technologijos sujungia šiuos procesus į vientisą darbo eigą.

Šiuo metodu detalė iškalibuojama beveik galutine forma, o tuomet nedelsiant apdirbama CNC vienetu, kuris supjausto kritinius kraštus. Šis metodas gali sumažinti liežuvėlio aukštį nuo įprastų 0,1 mm iki vos pastebimo 0,02 mm. Jis ypač vertingas matomoms vidaus detalėms (pvz., garso kolonėlių grotelėms ar prietaisų skydelio apvadams) ir aukšto tikslumo EV baterijų kontaktams, kuriuose net mikroskopinė laidžioji dulkė gali sukelti trumpąjį jungimą.

Išvada

Automobilių štampavimo defektų pašalinimas yra susijęs su drausme, o ne sėkme. Tai prasideda teisingo mirkties žalo tarpelio apskaičiavimu konkrečiai medžiagos rūšiai ir įrankių aštrumo palaikymu griežtų tvarkaraščių pagalba. Tačiau, kai vystosi medžiagų standartai, taip pat turi keistis ir sprendimai. Pažangios apdorojimo po ekspluatavimo ar hibridinės technologijos užtikrina, kad gamintojai galėtų tiekti detales be defektų, atitinkančias šiuolaikinės automobilių kokybės kontrolės reikalavimus.

Dažniausiai užduodami klausimai

1. Koks yra maksimalus leidžiamas nukalų aukštis automobilių detalėms?

Nors tradicinis ribinis dydis buvo 10 % nuo medžiagos storio, šiuolaikiniai automobilių standartai dažnai reikalauja kur kas mažesnių nuokrypių. Svarbiems jungiamiesiems paviršiams ar aukštos tikslumo surinkimams nukalos dažnai turi būti išlaikomos mažesnės nei 0,05 mm (0,002 colio), kad būtų išvengta surinkimo problemų ir saugos pavojų.

2. Kaip mirkties žalo tarpelis veikia nukalų susidarymą?

Iškirpimo tarpas nulemia, kaip metalas lūžta. Nepakankamas tarpas (per mažas) sukelia antrinį kirpimą ir nešvarius kraštus, o per didelis tarpas (per laisvas) sukelia metalo apsiraišymą ir plyšimą. Optimalus tarpas sukuria švarų lūžio plotą, kuris paprastai yra nuo 8% iki 12% medžiagos storio, priklausomai nuo plieno rūšies.

3. Ar cheminis etchingas visiškai pašalina liekanas?

Taip, cheminis etchingas yra beburė procedūra, nes tirpdo medžiagą vietoj to, kad ją pjautų jėga. Ji pašalina mechaninę įtampą ir deformaciją, todėl yra puikus alternatyvus būdas sudėtingoms, plokščioms automobilių detalėms, tokioms kaip pleistrai, filtrai ar kuro elementų plokštės, kur tradicinis žymėjimas gali sukelti iškraipymą.