Sėdynių sienelių ir bėgių spaudimas: gamybos ir standartų vadovas

TRUMPAI

Sėdynių bėgelių ir takelių štampavimas yra kritinės svarbos gamybos procesas, kuriam reikalingas tikslus inžinerijos projektavimas, kad būtų atitinkamos griežtos automobilių saugos normos. Šiame vadove nagrinėjami techniniai kompromisai tarp progresyvaus štampavimo ir presuojamojo kietinimo, ypač didelės apimties saugos kritinių detalių gamybai. Analizuojama medžiagų atrankos strategija – ypatingą dėmesį skiriant aukštos stiprybės mažos lydinio sudėties (HSLA) plienui ir aliuminiui 7075-T6 – taip pat išsamiai aprašomos FMVSS 207 ir FIA reglamentų reikalavimų laikymosi sąlygos. Automobilių inžinieriams ir pirkimų specialistams suprasti šiuos veiksnius yra esminis norint optimizuoti sąnaudas, svorį ir konstrukcinį vientisumą sėdynių sistemose.

Gamybos procesas: progresyvusis štampavimas arba presinis kietinimas

Sėdynės rėmo gamyba apima virvelės pertvarkymą į sudėtingus, labai tikslius profilius, galinčius atlaikyti dinamiškas apkrovas. Pramonėje dominuoja dvi pagrindinės metodikos: progresyvus stampinimas ir spausdinimas (karštoji stampinimas). Pasirinkimas priklauso nuo reikiamos tempimo stiprumo ir gamybos apimties.

Progresyvus štampavimas yra standartas, taikomas didelio tūrio komponentų gamybai, naudojant aukštos stiprumo mažo lydinio (HSLA) plieną. Šaltosios formavimo procese metalinė ritinė tiekiama per daugiastationį matmenį. Kiekviena stotis vienu metu atlieka tam tikrą operaciją - išdžiūvavimą, peršūkimą, formą arba lenkimą. Šis metodas yra labai efektyvus, todėl gali gaminti bėgius, kurių toleracijos yra griežtos (dažnai ± 0,05 mm) greitu ciklo laiku. Jis idealiai tinka standartiniams automobilių sraigtasparnių profilams, kuriuose medžiagos tvirtumo reikalavimai yra 590980 MPa diapazone.

Spausdinimas , arba karštojo spausdinimo, naudojamas, kai projektavimo specifikacijose reikalaujama, kad plienas būtų labai stiprus (UHSS), paprastai didesnis kaip 1200 MPa. Plokštė iš plieno įkarštinama iki austenitinio (virš 900 °C) lygio, o tada kartu atšaldoma ir iššaldoma atšaldytame die. Tai sukuria martensitinę struktūrą, dėl kurios sėdimasis riedas, kurio plotis yra plonesnis, turi išskirtinį susidūrimo veiksmingumą. Nors įrankių ir energijos sąnaudos yra žymiai didesnės nei šalto spausdinimo, vis labiau mėgsta spausdinimo modernūs transporto priemonių sėdynės architektūros kurie reikalauja svorio mažinimo, nepažeidžiant saugos.

Materialas: HSLA plienas ir aliuminio lydiniai

Teisingas medžiaga pasirenkant klasės poreikiams sėdynių bėgelių ir takelių štampavimas yra svorio optimizavimo, sąnaudų ir mechaninių savybių pusiausvyra. Materialas turi atlaikyti didelę susidūrimo apkrovos įtampą, tuo pačiu užtikrinant sklandų slydimo mechanizmą.

HSLA Plienas toliau dominuoja masinės transporto priemonės gamyboje. Jo stiprumas, kai jis atkaklėja spausdinimo metu, yra pakankamas standartiniams susidūrimo bandymų reikalavimams patenkinti. Tačiau, kai pramonė pereina prie elektrinių transporto priemonių, plieno svoris tampa nerimą keliantis.

Aliuminio lydiniai , ypač 7075-T6, suteikia didelį svorio sumažėjimą, dažnai sutaupant 40-50% palyginti su plienu. Tačiau, užstrižus aliuminiumą, kyla tokių iššūkių kaip mažesnis formavimas ir didesnė atsparumo (elastinio atkūrimo) polinkis po strižimo. Dažnai reikia specialių tepamųjų medžiagų ir antdėklų, kad nepakiltų žarnynas, kai formuojami aliuminio pėdsakai. Specialiųjų programų atveju reguliuojami sėdynės slenksčio slydikliai pagalbinės įrangos sektoriuje dažnai naudojamos tvirtintos plieno dalys, siekiant užtikrinti visuotinį suderinamumą ir ilgaamžiškumą.

Projektavimo standartai ir saugos taisyklės (FMVSS ir FIA)

Sėdynės rėmai yra ne tik konstrukcinės palaikymo priemonės, bet ir integrali saugos dalis, kurios turi užkirsti kelią sėdynės atsiskyrimui susidūrimo metu. Inžinerijos projektai griežtai reglamentuojami federaliniais ir tarptautiniais standartais.

FMVSS 207 (Sėdynės sistemos) yra pagrindinis reglamentavimas Jungtinėse Valstijose. Pagal šią taisyklę sėdynių komplektas, įskaitant reljevus, turi atlaikyti jėgas, lygias 20 kartų sėdynės svoriui, tiek į priekį, tiek į galą. Šis reikalavimas "20 g apkrovos" nustato užstemptos bėgių storį ir užrakinimo mechanizmo tvirtumą. Gamintojai taip pat turi apsvarstyti FMVSS 210, reglamentuojančią saugos diržų tvirtinimo įtaisus, dažnai integruotus į geležinkelių sistemą.

Motorinių sportų ir didelių našumų įrenginiams, FIA homologacija standartų yra dar griežtesni. FIA taisyklės dažnai reikalauja, kad būtų įrengtos transverzinės montavimo sistemos, kad būtų išvengta iškreipimo, ir reikalaujama naudoti specialių aukštos kokybės medžiagas, kad būtų išvengta ištrynimo gedimų didelio greičio smūgiuose. Skirtingai nei įprastų kelių automobilių bėgių, lenktynių sėdynės prioritetiškai skirti standumą ir tvirtinimą, o ne reguliuojamąjį intervalio.

Paplitę defektai ir kokybės kontrolė

Nėra jokių defektų gamyboje sėdynių bėgelių ir takelių štampavimas reikia griežtos kokybės kontrolės, ypač atsižvelgiant į sudėtingą sraigtasparnių profilų geometriją. Dvi šios srities problemos yra atšokimas ir šakų formavimas.

Grįžtis yra metalo savybė grįžti į pradinę formą po lenkimo. Tai ypač aktualu HSLA ir nerūdijančiuose plienų tipuose, naudojamuose sėdynių bėgeliams. Jei netinkamai apskaičiuotas atsilenkimas, bėgelio profilis gali išeiti iš tolerancijos ribų, dėl ko atsiranda „kietai judantys“ slydikliai arba barškantys mechanizmai. Šiai fizinei savybei neutralizuoti naudojama pažangi simuliacinė programinė įranga ir „perlenkimo“ technikos progresyviųjų štampų konstrukcijoje.

Kraštai ir paviršiaus defektai gali pakenkti sėdynės bėgelio ritinėlių sklandžiam veikimui. Tikslaus štampavimo procese formos priežiūra yra labai svarbi. Susidėvėjus stūmoklio kraštams, susidaro didesni kraštai, kurie gali trukdyti slydimui arba sukelti ankstyvą plastikinių įvorės ausčių susidėvėjimą. Automatizuotos optinės apžiūros sistemos dažnai naudojamos profilio vientisumui ir paviršiaus kokybei tikrinti tiesiogiai gamybos eigoje.

Taikymas ir strateginis aprūpinimas

Išspaudžiamųjų bėgių taikymas apima automobilių, aviacijos ir sunkiosios mechanikos pramones, kai kiekvienai reikia skirtingų profilių konstrukcijų. Automobilių OEM taikymuose dažniausiai naudojami C formos arba U formos profiliai su integruotais užrakinimo dantimis. Aviacijos taikymuose pageidaujama T formos lizdų konstrukcija, dažnai apdirbama ar išspaudžiama iš didelės stiprybės aliuminio moduliškumui.

OEM gamintojams, reikalaujantiems nuolatinės tikslumo didelėse užsakymų apimtyse, būtina bendradarbiauti su gamintoju, gebančiu atlikti sudėtingus išspaudimo darbus. Tokios įmonės kaip Shaoyi Metal Technology naudoja IATF 16949 sertifikuotas procedūras ir iki 600 tonų spaustuvus, kad tiektų automobilių komponentus, atitinkančius griežtus pasaulinius standartus, ir palaikytų projektus nuo prototipo iki masinės gamybos. Ar tai būtų prekinio sunkvežimio parko ar asmeninio EV tiekimas, svarbiausias pirkimo kriterijus – patikrinti tiekėjo gebėjimą išlaikyti mažas ribines nuokrypas (±0,05 mm) per milijonus ciklų.

Taip pat svarbu suprasti skirtumą tarp universalių universalios paskirties bėgių ir OEM specifinių konstrukcijų. Nors bendrieji bėgiai siūlo lankstumą, jiems dažnai trūksta OEM technologijos komponentų, kurie yra tikrinti susidūrus su avarija. Inžinieriai paprastai nerekomenduoja keisti sėdynės bėgelius ar gręžti naujus skyles, nes tai sukuria įtempio koncentratorius, kurie gali sukelti katastrofišką gedimą veikiant apkrovai.

Išvada

Sėkmingas sėdynės bėgių ir takelių kalibravimas paremtas sinergine prielaida, apimančia pažangią medžiagų mokslą, tikslų formavimo įrankių inžineriją ir griežtą saugos reikalavimų laikymąsi. Kai automobilių konstrukcijos vystosi link lengvesnių architektūrų, pramonėje pastebimas poslinkis į stipresnes plieno rūšis ir sudėtingesnį aliuminio formavimą. Gamytojams ir pirkėjams vienodai svarbu teikti pirmenybę proceso gebėjimui – nuo preso galios iki kokybės sertifikavimo – užtikrinant, kad šie kritiški saugos komponentai patikimai veiktų visą automobilio gyvavimo ciklą.

Dažniausiai užduodami klausimai

1. Kokie yra techniniai automobilio sėdynės bėgių terminai?

Automobilių inžinerijoje šie komponentai formaliai vadinami sėdynės bėgeliais, sėdynės slydikliais arba sėdynės vedliais. Jie yra platesnio „sėdynės reguliavimo mechanizmo“ dalis, į kurią taip pat įeina užrakinimo mechanizmas bei rankinis arba elektrinis valdymo sistema.

2. Ar galima taisyti ar suvirinti pažeistus sėdynės bėgelius?

Paprastai nerekomenduojama taisyti ar suvirinti išspaudžiamus sėdynės bėgelius. Kadangi tai saugos požiūriu kritiškai svarbūs komponentai, turintys specifines stiprumo savybes (dažnai terminiu būdu apdoroti), suvirinimas gali pakeisti medžiagos mikrostruktūrą, sukuriant karščio paveiktas zonas (HAZ), kurios tampa trapios ir linkusios lūžti susidūrimo metu. Standartinė saugos procedūra – pakeisti OEM patvirtintu detalių komponentu.

3. Kodėl sėdynės bėgeliai gaminami iš didelio stiprumo mažai legiruotos (HSLA) plieno?

HSLA plienas naudojamas dėl jo didesnio stiprumo ir svorio santykio lyginant su įprastu anglies plienu. Tai leidžia gamintojams gaminti storesnes, bet lengvesnes bėges (kas padeda kuro efektyvumui), kurios vis dar atitinka aukšto apkrovimo išlaikymo reikalavimus, keliamus tokių saugos standartų kaip FMVSS 207.