TRUMPAI

Automobilių štampavimo tikslumo standartai paprastai yra nuo ±0,1 mm iki ±0,25 mm standartinėms savybėms, o tikslus štampavimas gali pasiekti siauresnius ribinius dydžius ±0.05 mm . Šios nuokrypos reguliuojamos globaliniais pagrindais, tokiomis kaip ISO 2768 (bendrieji leidžiamieji nuokrypiai), DIN 6930 (štampuoti plieniniai komponentai) ir ASME Y14.5 (GD&T). Inžinieriai turi derinti šiuos tikslumo reikalavimus su medžiagų savybėmis – tokios kaip atsitraukimas aukštos stiprybės pliene – ir sąnaudų įtaka, nes siauresni leidžiamieji nuokrypiai eksponentiškai padidina gamybos sudėtingumą.

Globalūs pramonės standartai automobilių štampavimui

Automobilių tiekimo grandinėje neapibrėžtumas yra kokybės priešas. Siekiant užtikrinti, kad detalės idealiai tiktu į kūno be vidaus (BIW) surinkimą ar variklio skyrių, gamintojai remiasi tarptautinių standartų hierarchija. Šie dokumentai nustato ne tik leistinus tiesinius nuokrypius, bet ir detalės geometrinį vientisumą.

Pagrindiniai standartai: ISO prieš DIN prieš ASME

Nors OEM specifiniai standartai (tokiems kaip GM ar Toyota vidiniai reikalavimai) dažnai turi pirmenybę, trys globalūs pagrindai sudaro bazę automobilių lydinio kalibravimui:

• ISO 2768: Dažniausiai naudojamas standartas bendram apdirbimui ir lakštiniam metalui. Jis padalintas į keturias tikslumo klases: tiksli (f) , vidutinė (m) , rupi (c) , ir labai rupi (v) . Dauguma automobilių konstrukcinių detalių numatyta naudoti „vidutinę“ arba „rupią“ klasę, nebent svarbi funkcija nurodytų kitaip.
• DIN 6930: Ypač pritaikytas išspaudintiems plieno dalinams. Skirtingai nei bendrieji apdirbimo standartai, DIN 6930 atsižvelgia į iškirptos metalo savybes, pvz., į kirpimo kraštą ir lūžio zonas. Jis dažnai minimas europiniuose automobilių brėžiniuose.
• ASME Y14.5: Geometrinio matmenų ir nuokrypių nustatymo (GD&T) aukso standartas. Automobilių konstrukcijoje tiesiniai nuokrypiai dažnai nepakankamai atitinka funkcinius reikalavimus. ASME Y14.5 naudoja valdymo metodus, tokius kaip Paviršiaus profilio ir Padėtis kad užtikrintų tinkamą dalių sujungimą sudėtingose surinkimo sistemose.

Suprasti skirtumą tarp šių standartų yra labai svarbu. Pavyzdžiui, ADH Machine Tool pastebi kad tikslus spaudimas gali pasiekti nuokrypius, kurių retai pasitaiko kituose procesuose, tačiau tai reikalauja griežto laikymosi teisingos nuokrypių klasės projektavimo etape.

Tipiški automobilių spaudimo nuokrypių diapazonai

Inžinieriai dažnai klausia: „Koks mažiausias galimas tikslumo nuokrypis?“ Nors ±0,025 mm įmanoma pasiekti su specializuota įranga, tai retai būna ekonomiškai naudinga. Žemiau pateiktoje lentelėje nurodyti pasiekiami diapazonai standartiniam ir tiksliajam automobilių štampavimui.

Svarbu suprasti, kad siauresniems tarpams reikia brangesnių įrankių ir dažnesnio techninio aptarnavimo. Protolabs pabrėžia tarpų kaupimasis—kur maži nukrypimai lenkimuose ir skylėse kaupiasi—gali sukelti surinkimo gedimus, jei projektavimo etape neteisingai apskaičiuoti.

Medžiagai būdingų nuokrypių faktoriai

Medžiagos pasirinkimas yra svarbiausias kintamasis, turintis įtakos spaudimo tikslumui. Šiuolaikinėje automobilių inžinerijoje linksmė link lengvesnių konstrukcijų sukėlė medžiagų naudojimą, kurios yra itin sunkiai kontroliuojamos.

Didelės stiprumo plienas (HSS) prieš aliuminį

Pažangusis didelio stiprumo plienas (AHSS) ir itin didelio stiprumo plienas (UHSS) yra būtini saugos narveliams, tačiau jie pasižymi reikšmingu „atšokimu“ – gebėjimu po formavimo grįžti į pradinę formą. Siekiant pasiekti lenkimo nuokrypį ±0,5° AHSS, reikalingas sudėtingas išspaudimo formų projektavimas ir dažnai reikia perlenkti medžiagą kompensuoti.

Aliuminis, plačiai naudojamas korpuso detalėse siekiant sumažinti svorį, turi savų iššūkių. Jis minkštesnis ir labiau linkęs į trynimąsi ar paviršiaus defektus. Pagal Aukštos stiprybės plieno štampavimo projektavimo vadovą , šių medžiagų atšokimui kontroliuoti reikalingos pažangios simuliacijos ir tikslūs formų kompensavimo metodai.

Gamintojams ir Tier 1 tiekėjams, siekiantiems tiltą nuo prototipo iki masinės gamybos, partnerių sugebėjimai yra tokie pat svarbūs kaip ir medžiagų mokslas. Gamyklos, kurios pasinaudoja Shaoyi Metal Technology visapusiškos spaustukų sprendimai naudojasi IATF 16949 sertifikuotais procesais, kurie valdo šiuos medžiagų elgsenos aspektus, užtikrindamos pastovias tarpines nuokrypas nuo 50 prototipų iki milijonų gaminamų detalių.

Klasės A paviršius prieš struktūrinį (BIW) tarpinį nuokrypą

Ne visi automobilių nuokrypai vertinami vienodai. Leistinas tarpinis nuokrypas labai priklauso nuo detalės matomumo ir funkcijos.

Klasės A paviršiai

"Klasės A" reiškia matomą automobilio išorinį sluoksnį – dangčius, duris ir sparnus. Čia tarpinio nuokrypo dėmesys perkeliamas nuo paprastų tiesinių matmenų prie paviršiaus tolydumo ir be defektų baigties. Vietinė įduba net 0,05 mm gali būti nepriimtina, jei ji sukuria matomą iškraipymą dažų atspindžiuose. Šių detalių kalibravimui reikalingi nepriekaištingi įnagiai ir griežta priežiūra, kad būtų išvengta „spuogų“ ar traukos linijų.

Korpusas be vidaus apdailos (BIW) konstrukcijos

Konstrukcinių komponentų, paslėptų po kūnu, pagrindinis dėmesys skiriamas tikslumui ir funkcionalumui. Pagrindinė problema yra suvirinimo taškų suderinamumas jei rėmo tvirtinimo detalė nukrypsta ±0,5 mm, robotas suvirintojas gali nepataikyti į flanšą, dėl ko sumažėja šasi standumas. Talan Products paaiškina kad nors konstrukciniai komponentai gali atitikti laisvesnius estetinius reikalavimus, jų padėties tolerancijos yra neperkamos automatizuotoms surinkimo linijoms.

Gamintojui pritaikyto projektavimo (DFM) taisyklės

Kad užtikrinti, jog nurodytos tolerancijos iš tiesų būtų gaminamos, projektuotojai turėtų laikytis patikrintų DFM gairių. Šių fizikos pagrįstų taisyklių nepaisymas dažnai lemia detalių, kurios negali išlaikyti tolerancijų, atsiradimą.

• Atstumas nuo skylės iki krašto: Skylės turi būti nutolusios nuo kraštų bent 1,5–2 kartus daugiau nei medžiagos storis. Per arti krašto esančios skylės leidžia metalui išsikišti, dėl ko iškraipoma skylės forma ir pažeidžiami skersmens reikalavimai.
• Lenkimo spinduliai: Venkite aštrių vidinių kampų. Mažiausias lenkimo spindulys, atitinkantis medžiagos storį (1T), neleidžia atsirasti įtempių įtrūkimams ir nenuosekliai atsitraukti.
• Detalių tarpusavio atstumas: Plokščių metalo gamybos ekspertai rekomenduoja laikyti elementus atokiau nuo lenkimo zonos. Iškraipymai šalia lenkimo linijos daro neįmanoma išlaikyti tikslųjį pozicinį tarpą skylių ar plyšių atžvilgiu.

Tikslumo pasiekimas gamyboje

Automobilių žymėjimo tolerancijų standartai nėra savavališki skaičiai; tai pusiausvyra tarp dizaino ketinimų, medžiagos fizikos ir gamybos realybės. Remiantis tokiais standartais kaip ISO 2768 ir DIN 6930 bei suprantant konkrečias medžiagų, tokių kaip HSS, apribojimus, inžinieriai gali projektuoti detales, kurios yra tiek aukšto našumo, tiek ekonomiškos gaminti.

Dažniausiai užduodami klausimai

1. Kokia yra standartinė bendroji tolerancija automobilių žymėjimui?

Bendrasis pramonės standartas tiesiesiems matmenims paprastai yra ±0,1 mm ir ±0,25 mm šis diapazonas (vidutinė klasė m pagal ISO 2768) yra pakankamas daugumai nestruktūrinių savybių, sudarant pusiausvyrą tarp sąnaudų ir surinkimo reikalavimų.

2. Kaip medžiagos storis veikia išspaudimo tolerancijas?

Storesnės medžiagos paprastai reikalauja laisvesnių tolerancijų. Pagal taisyklę, tiesinės tolerancijos dažnai didėja, kai padidėja storis, nes išstumiamas didesnis metalo tūris. Pavyzdžiui, mažesnio nei 1 mm storio lankstas gali išlaikyti ±0,1 mm, o 4 mm storio šassi detalė gali reikalauti ±0,3 mm.

3. Kodėl atsitraukimas (springback) yra problema išspaudimo tolerancijoms?

Atsitraukimas – tai metalo tamprus atkurtis po lenkimo. Jis sukelia galutinio kampo nuokrypį nuo įrankio kampo. Aukštos stiprumo plienai pasižymi ryškiu atsitraukimu, todėl konstruktoriams reikia nustatyti platesnes kampines tolerancijas (pvz., ±1,0°) arba gamintojams naudoti pažangius kompensacinius įrankius.