Monetų kalimo procesas automobilių štampavime: tikslumas ir atsitraukimo kontrolė

TRUMPAI

The monetizavimo procesas automobilių žymėjime yra didelio tikslumo šaltos formavimo technika, kurioje lakštinis metalas suspaudžiamas tarp stūmoklio ir formos su žymiai mažesniu tarpeliu nei medžiagos storis. Skirtingai nei standartinis oro lenkimas, monetizavimas verčia metalą tekėti plastikai, efektyviai pašalindamas vidinius įtempimus ir sumažindamas atsitraukimą beveik iki nulio. Šis procesas reikalauja milžiniškos galios – paprastai 5–8 kartus daugiau nei standartinis formavimas – siekiant sukurti struktūriškai standžias, siauro tolerancijos srities savybes, tokias kaip faske, standintuvai ir kalibruoti kampai.

Kas yra monetizavimas automobilių žymėjime?

Pagrindinė kalnimo charakteristika yra specifinė mechaninė būklė: įspaudos ir formos tarpas yra mažesnis nei lenkiamo lakštinio metalo storis. Tuo tarpu, kai standartiniai štampavimo procesai sulenkia arba ištempia metalą, kalnimas aktyviai jį suspaudžia. Šis suspaudimo poveikis yra pakankamai stiprus, kad viršytų medžiagos takumo ribą, sukeldamas plastinį tekėjimą kuris verčia metalą idealiai paklusti formos ertmės kontūrams, panašiai kaip skystį.

Šis mechanizmas skiria kalnimą nuo kitų formavimo metodų. „Oro lenkime“ įspauda stumia metalą į V-formą nepasiekdama dugno, todėl galutinis kampas priklauso nuo tampraus atsitraukimo. Kalnimo metu įspaudos galvutė prasiskverbia per metalą už neutraliosios ašies, sutankindama medžiagą kontaktiniame taške. Šis veiksmas padeda sukietinti paviršių ir tobulinti grūdelinę struktūrą, todėl gaunamas gaminys ne tik matmeniškai tikslus, bet dažnai ir struktūriškai pranašesnis kalnome apdirbtoje zonoje.

Terminas „closed die“ dažnai naudojamas šiai aplinkai apibūdinti. Kadangi metalas yra uždaromas ir slėginamas, jis negali ištrūkti, todėl priverstas užpildyti kiekvieną formos detalę. Dėl to monetizavimas yra pageidaujamas metodas sudėtingoms savybėms automobilių komponentuose kurti, kai reikalingas absoliutus kartojamumas, pvz., elektriniams kontaktams ir tiksliesiems jutiklių laikikliams.

„Killer App“: atsitraukimo mažinimas ir tikslumas

Vienintelis svarbiausias taikymas monetizavimo procesas automobilių žymėjime yra atsitraukimo valdymas. Šiuolaikinių automobilių rėmuose naudojami aukštos stiprybės plienai yra itin žinomi dėl to, kad po formavimo apkrovos pašalinimo jie grįžta į pradinę formą, dėl ko kyla rimtų surinkimo problemų.

Kaliavimas išsprendžia šią problemą „kalibruodamas“ lenkimą. Kai įspaudas suspaudžia sulenktos detalės spindulį (pvz., flanšą), tai sumažina tempimo ir gniuždymo įtempius, kurie natūraliai kaupiasi lenkimo metu. Neutralizuojant šias vidines jėgas, metalas praranda „atmintį“ apie plokščią formą ir užfiksuojasi kaliavimo kampu.

Pramonės duomenys parodo šio metodo veiksmingumą. Sudėtingiems automobilių flanšams atsilenkimas gali sukelti nuokrypius iki 3 mm, kas yra nepriimtina robotiniams suvirinimo darbams. Taikant kaliavimo operaciją lenkimo spindulyje, šie nuokrypiai gali būti sumažinti iki ±0,5 mm tarpelių . Tokia tikslumas daro kaliavimą nepakeičiamą saugai kritiškoms detalėms gaminti, kur geometrinis tikslumas yra neabejotinas.

Kaliavimas vs. Išspaudimas vs. Apatinis lenkimas

Dažnai kyla painiava tarp žymėjimo, reljefo formavimo ir apatinio lenkimo, tačiau tai yra skirtingi procesai, kuriems keliami skirtingi inžineriniai reikalavimai. Lentelėje žemiau pateikiamos pagrindinės skirtumai automobilių inžinieriams:

Kol švirkščiama sukuria iškilas ar įdubusias savybes, skirtas daugiausia standumui (pvz., ant karščio skydų) arba identifikavimui; tai nekeičia medžiagos vidinės struktūros taip radikaliai kaip kalnimas. Apatinis lenkimas yra tarpinė alternatyva – lenkiamas lakštas prie formos kampo nustatymui, bet be stipraus suspaudimo, būdingo tikram kalnimui.

Proceso parametrai ir įrankių reikalavimai

Kalnimo įgyvendinimui reikalinga patvari įranga, gebanti sukurti didelę jėgą. Kalnimo tonų formulė yra agresyvi: inžinieriai dažnai apskaičiuoja reikalingą jėgą kaip 5–8 kartus didesnę nei oro lenkimui reikalinga tonų norma . Tai sukelia milžinišką apkrovą spaudei ir įrankiams. Gali prireikti 600 tonų spaudos santykinai mažoms vietoms kalnuoti storesnėje automobilių konstrukcinėje plieno plokštėje.

Įrankių projektavimas ir hidrostatinė blokada

Monetų kalnų įrankiai turi būti pagaminti iš aukštos kokybės sukietinto įrankinio plieno, kad atlaikytų įtempiamus suspaudimo apkrovas. Svarbus projektavimo aspektas – tepimas. Kadangi monetų kaltavimas yra uždaros formos procesas, pernelyg daug tepimo medžiagos gali sukelti hidrostatinę blokadą . Kadangi skysčiai nesuspaudžiami, užblokuotas aliejus gali sutrukdyti formai visiškai užsidaryti ar net sulaužyti įrankius dėl slėgio. Būtinas tikslus, minimalus tepimas.

Preso standumo svarba

Pats presas turi būti itin standus. Bet koks pasvirimas preso lovoje ar stūmoklyje sukelia nevienodą kaltavimą, dėl ko gaunamos detalės su nevienodu storiu. Gamytojams pereinant nuo prototipų gamybos prie masinės gamybos, būtina patikrinti preso galimybes. Tokios kompanijos kaip Shaoyi Metal Technology užpildo šią spragą siūlydamos tikslų štampavimą iki 600 tonų pajėgumų presais, užtikrindamos, kad net didelės apkrovos kaltavimo operacijos būtų atliekamos su IATF 16949 sertifikuota tikslumu tokiems kritiniams komponentams kaip valdymo svirtys ir pagrindiniai rėmai.

Dažniausiai naudojamos automobilių pramonėje

Ne tik paprasti „monetų“ ar medalionų gamybos procesai, bet ir kalnijimo procesas yra svarbi daugelio transporto priemonių sistemų funkcionalumo dalis. Dažni taikymai apima:

• Konstrukciniai laikikliai: Kalnijant lenkimo spindulius storuose montavimo laikikliuose, užtikrinama, kad kampai išliktų tiksliai 90 laipsnių, leidžiant be trukdžių pritvirtinti varžtais surinkimo metu.
• Elektros kontaktai: EV baterijų sistemose ir jutikliuose kalnijimas sukuria idealiai plokščias, sukietintas kontaktines paviršiaus zonas, kurios pagerina laidumą ir atsparumą dilimui.
• Tikslūs žiedai: Kalnijimas naudojamas sukurti nuožambias kraštus žieduose ir tarpinėse, pašalinant aštrius liekanas ir sudarant įvedimo plotą tvirtinimo elementams.
• Liekanų išlyginimas: Po iškirpimo operacijos kraštai gali būti kalnuojami, kad būtų išlyginta lūžio zona, padarant detalę saugią liesti be papildomo apdorojimo būkle.

Tikslumas yra standartas

Kalibravimas iki šiol laikomas aukso standartu, siekiant pasiekti aukštą tikslumą automobilių štampavime. Nors jis reikalauja didesnės tonazės ir brangesnių įrankių nei paprastas formavimas, rezultatas – pašalintas atsitraukimas ir surinkimui paruoštas tikslumas – neturi lygių. Konstruktoriams, kurie projektuoja naujos kartos šasi ir saugos komponentus, kalibravimo proceso valdymas nėra tik pasirinkimas – tai būtinybė, norint atitikti šiuolaikinius kokybės standartus.

Dažniausiai užduodami klausimai

1. Koks pagrindinis skirtumas tarp kalibravimo ir reljefinio spaudimo?

Pagrindinis skirtumas slypi medžiagos tekėjime ir storio pokyčiuose. Kalibravimas suspaudžia metalą kad sumažintų jo storį ir sukeltų plastinį tekėjimą, užtikrinant aukštą tikslumą, o reljefinis spaudimas tempiama metalą, kad sukurtų iškilumus ar įdubas be reikšmingo medžiagos tūrio tankio ar vidinės struktūros pokyčio.

2. Kiek tonazės reikia kalibravimui?

Koinavimas reikalauja labai didelės jėgos, paprastai reikia 5–8 kartus didesnės galios nei standartiniam oro lenkimui. Tiksli jėga priklauso nuo medžiagos tempimo stiprumo ir koinuojamos paviršiaus plotą, tačiau dažnai spaudimas žymiai viršija medžiagos takumo ribą, kad būtų užtikrinta pastovi deformacija.

3. Ar koinavimas pašalina atsitraukimą?

Taip, koinavimas yra vienas veiksmingiausių būdų pašalinti atsitraukimą. Suspaudžiant medžiagą per jos takumo tašką, pašalinami likę vidiniai įtempiai, dėl kurių metalas grįžta į pradinę formą. Tai leidžia gaminti detalis su labai tiksliomis kampinėmis tolerancijomis, dažnai neviršijančiomis ±0,25 laipsnių.