TRUMPAI

Automobilių skersinių dalių spausdinimas yra specializuotas gamybos procesas, kuris sunkiai apdoroto plieno transformavimą į kritinius konstrukcinius šasijos komponentus, tokius kaip K rėmai ir pavarų palaikymas. Kadangi OEM gamintojai teikia pirmenybę lengvam svoriui, pramonė persikeitė į pažangią aukštos stiprybės plieną (AHSS), kuris kelia didelių inžinerijos iššūkių, susijusių su atkurtu ir formavimu. Sėkminga gamyba reikalauja tikslios die inžinerijos, ypač tokių metodų kaip pertaikavimas, siekiant kompensuoti šilumos iškraipymą, ir aukštos kokybės tepimo sistemų, užtikrinančių matmenų tikslumą po suvirinimo ir surinkimo.

Funkcinis projektavimas ir inžinerijos kontekstas

Automobilių skersinė atrama yra pagrindinis transporto priemonės šassi elementas, suteikiantis būtiną sukimo standumą bei atramą pakabai, varikliui ir transmisijai. Skirtingai nei dekoratyvinės kėbulo plokštės, šie komponentai turi išlaikyti didelius dinaminius apkrovimus ir nuovargio įtampas. Šiuolaikinėse vientisosios konstrukcijos kėbulų sistemose priekinė skersinė atrama (dažnai vadinama K-rėmu arba subrėmu) integruoja tvirtinimo taškus varikliui ir apatiniams valdymo svirtims, todėl reikalaujama išskirtinė matmenų stabilumas.

Šių komponentų projektavimas reikalauja subalansuoti konstrukcinį vientisumą su erdvės naudojimo apribojimais. Pavyzdžiui, transmisijos skersinei atramai reikia palaikyti variklio grupės svorį, kartu užtikrinant vietą išmetimo sistemai ir važiuoklei. Pagal KIRCHHOFF Automotive , pažangios konstrukcijos dažnai apima tokias funkcijas kaip sukabintuvų žarnyklės, kurioms reikalingi tikslūs formavimo toleransai, kad būtų užtikrinta sklandi integracija su pagrindiniu transporto priemonės rėmu. Pereinant nuo paprastų išspaudžiamų sijų prie sudėtingų daugiapolių tvirtinimo struktūrų, padidėjo tikslaus metalo spaudimo svarba užtikrinant transporto priemonės saugą ir našumą.

Konstrukcinis vaidmuo lemia gamybos metodą. Jei lengvesni komponentai gali būti gaminami ritininio formavimo būdu, tai keltuvams būdingos sudėtingos geometrijos ir gilus ištraukimas paprastai reikalauja sunkiųjų kalibrų spaudimo. Šis procesas leidžia tiesiogiai detalėje suformuoti stiprinančias ribas ir flanšus, optimizuojant stiprumo ir svorio santykį be išorinių standininkų.

Medžiagos parinkimas: Pereinama prie AHSS ir UHSS

Norint atitikti griežtus kuro taupumo standartus ir susidūrimo saugos reikalavimus, automobilių inžinieriai vis dažniau nurodo Aukštos stiprybės mažos lydinio (HSLA) bei Pažangiąsias aukštos stiprybės plieno rūšis (AHSS) vietoj tradicinio minkšto plieno. Medžiagos, tokios kaip SP251-540P HRPO (karščiu valcuotas, rūgščiu pateptas ir tepamas), tampa standartu šioms sritims, nes siūlo didesnę temptinę stiprybę esant storesniam kalibrui.

Tačiau šių stipresnių medžiagų naudojimas komplikuoja spaudimo procesą. Didėjant medžiagos stiprybei, taip pat padidėja atsitraukimo reiškinys – metalo polinkis grįžti į pradinę formą po formavimo. Atvejo tyrimas, susijęs su 3,1 mm storio automobilio OEM skersine atrama pabrėžia specialių procesų kontrolės priemonių būtinybę dirbant su šiomis rūšimis. Dėl aukštos takumo ribos reikalinga žymiai didesnė preso apkrova ir patvaresnės įrankių medžiagos, kad būtų išvengta ankstyvo įrankių dėvėjimosi.

Pasirinkus tinkamą medžiagą tenka aukoti formuojamumą arba našumą. Ultraaukštos stiprumo plienai (UHSS) gali sumažinti transporto priemonės svorį, tačiau dažnai turi žemesnius pailgėjimo ribos rodiklius, dėl ko gilųjį ištraukimą atliekant jie linkę įskilinėti. Inžinieriai privalo anksti bendradarbiauti su presavimo partneriais, kad patikrintų, ar pasirinkta medžiagos rūšis leidžia pasiekti būtiną geometriją, nesumažinant detalės konstrukcinio vientisumo.

Pažangūs presavimo procesai ir įrankių projektavimas

Gaminti storus sijos tipo detalias reikia patikimo presavimo metodo, kuris dažniausiai apima progresyvius arba pernašomuosius įrankius. Procesas prasideda iškirpimu, kai pradinė forma iškerpama iš ritės, po to seka gręžimas bei sudėtingi formavimo etapai. Atsižvelgiant į medžiagos storį, ypač svarbu išlaikyti plokštumą ir kontroliuoti storio mažėjimą kritiniuose lenkimo spinduliuose.

Viena iš pažangiausių technologijų, taikomų skersinio gaminant, yra kompensavimas dėl deformacijos po apdorojimo. Surinkimo metu skersiniai dažnai suvirinami prie šoninių rėmo sijų, procesas, kuris sukelia didelį šilumos kiekį ir galimą iškraipymą. Pirmaujančios įmonės tai sprendžia „perlenkdamos“ detalę spaustuvės formoje. Šis tyčinis nuokrypis neutralizuoja tikėtiną šiluminį iškraipymą, užtikrindamas, kad galutinė surinkta detalė atitiktų tiksliausius matmenų reikalavimus. Gamyklos, tokios kaip Shaoyi Metal Technology siūlo spaustuvės sprendimus, besidriekiančius nuo greito prototipavimo iki masinės gamybos naudojant spaustuvus iki 600 tonų, užtikrindamos perėjimą nuo pradinio dizaino patvirtinimo iki didelės apimties gamybos.

Įrangos galimybės taip pat yra ne mažiau svarbios. Šių sunkių detalių gamybai dažnai reikia aukštos galios spaustuvų su standžiais pagrindais, kad būtų suvestas į minimumą lenkimasis. Ohio Valley Manufacturing pastebima, kad specializuotos sunkiasvorės kalibravimo galimybės yra būtinos tvirtiems rėmo bėgeliams ir skersiniams gaminti sunkvežims ir prikaboms, kai medžiagos storis viršija standartinius automobilių korpuso lakštų specifikacijų reikalavimus.

Gamybos iššūkiai: iškraipymas, atsitraukimas ir tepimas

Kontroliuoti fizinį matmenis per visą gamybos ciklą yra pagrindinis iššūkis formuojant skersinius. Už AHSS medžiagų atsitraukimo problemos ribų, svarbi yra įspaudimo tepalo ir tolesnių procesų sąveika. Neefektyvus tepimas gali sukelti diegimo formos nusidėvėjimą, dėl ko atsiranda defektai ir padidėja prastovų laikas.

Naujausi tyrimai rodo, kad pereinant nuo tradicinių emulsijuojamų aliejų prie sintetinių, polimerinių tepalų, galima pasiekti didelių operacinių patobulinimų. Duomenys rodo, kad optimizavus tepimo sistemą galima padidinti įrankių tarnavimo laiką iki 15% sumažinant bendrą skysčių suvartojimą. Be to, bealyviai tepikliai pašalina būtinybę atlikti kruopštų priešvirinimo valymą, nes jie nekelia dūmų ar porų problemų, susijusių su aliejaus likučiais virinant.

Šiluminis iškraipymas lieka pastovi kintamoji. Kadangi skersinėms dalims dažnai būdingos ilgos suvirinimo siūlės – kartais kompleksiniams rėmams bendras ilgis gali viršyti 5 metrus – šiluminės energijos padavimas yra didelis. Stampavimo procesas turi gaminti detalis, kurios ne tik atskirai yra matmeniškai teisingos, bet ir suprojektuotos taip, kad galėtų kompensuoti šį šiluminį krūvį ir sudaryti matmeniškai tikslų galutinę surinktą konstrukciją.

Kokybės kontrolė ir surinkimo integracija

Išspaudžiamos skersinės atramos galutinis patvirtinimas siekia toliau nei paprasta vizuali apžiūra. Montavimo taškų, tokių kaip sukabintuvų žnyplių ir pakabos tvirtinimo vietų, tikslumas siauruose tolerancijos intervaluose tikrinamas naudojant koordinačių matavimo mašinas (CMM) ir lazerinį skenavimą. Net keletas milimetrų nuokrypio gali sutrukdyti tinkamai sureguliuoti pakabos geometriją, dėl ko atsiranda prastas automobilio valdymas arba padidėjęs padangų dėvėjimasis.

Paviršiaus apdorojimas yra kitas svarbus kokybės rodiklis, ypač detalėms, kurios bus dengiamos elektroforeziniu dengimu ar dažomos. Toki defektai kaip kirpimo kraštai, įtrūkimai ar traukos žymės gali pakenkti korozijos atsparumui – mirtinai klaidai rėmo komponentams, kurie yra veikiami kelių druskos ir drėgmės. Franklin Fastener pabrėžia, kad konstrukcinių ir saugos komponentų ilgaamžiškumas priklauso nuo medžiagos vientisumo palaikymo visą išspaudimo procesą. Griežti bandymai, įskaitant grioviamuosius suvirinimo tikrinimus ir nuovargio bandymus, užtikrina, kad išspaudtas skersinis rėmas patikimai veiktų visą transporto priemonės eksploatacijos laikotarpį.

Perspektyvos dėl šasi gamybos

Kai automobilių pramonė toliau juda link elektrifikacijos, skersinių rėmų projektavimas ir gamyba taip pat vystosi. Elektrinių transporto priemonių (EV) architektūros reikalauja skersinių rėmų, kurie galėtų palaikyti sunkius baterijų blokus ir apsaugoti aukštos įtampos komponentus, dažnai reikalaudami dar stipresnių medžiagų ir sudėtingesnių geometrijų. Išspaudimo integracija su kitomis formavimo technologijomis, tokios kaip hidroformavimas, tikriausiai didės, suteikdama inžinieriams naujų būdų optimizuoti šasi konstrukcijas ateities kartos mobilumui.

Dažniausiai užduodami klausimai

1. Kokie yra pagrindiniai žingsniai spaudimo metode, naudojamame gaminant skersinius rėmus?

Korsinių detalių štampavimo procesas paprastai susideda iš septynių pagrindinių etapų: blankavimas (pradinės formos išpjovimas), gręžimas (angų formavimas), traširavimas (gilių formų gavimas), lenkimas (kampų formavimas), oro lenkimas, apatinis lenkimas/monetizavimas (tikslumui) ir apkarpymas. Storųjų skersinių detalių atveju šie etapai dažnai atliekami naudojant progresyvias formas arba perkėlimo presą, kad būtų galima tvarkyti medžiagos storį ir sudėtingumą.

2. Ar metalo štampavimas yra brangus sunkiosioms detalėms?

Nors metalo štampavimui reikia didelių pradinių investicijų į įrankius ir formas, tai paprastai yra ekonomiškai naudingiausias metodas masinei gamybai. Vieneto kaina smarkiai mažėja didėjant gamybos apimčiai. Korsinėms detalėms, tokioms kaip skersinės sijos, štampavimo greitis ir pakartojamumas nusveria pradines formavimo išlaidas, palyginti su surinkimo metodais, tokiais kaip apdirbimas ar atskirų plokščių suvirinimas.

3. Koks dar yra kitas korsinės detalės pavadinimas?

Korsmenė dažnai vadinama K-rame (ypač priekinės pakabos taikymo atvejais), pagrindo rėmu arba X-elementu, priklausomai nuo jos formos ir vietos šasi. Sunkvežimiams ji gali būti tiesiog vadinama rėmo skersiniais ryšiais arba konstrukciniais skersiniais elementais.