Spaudžiamųjų pakabos rėmų gamyba ir našumas: vadovas

TRUMPAI

Spaudžiami pakabos rėmai apibūdina automobilių gamybos procesą, kai aukštos galios presai formuoja plieno lakštus į struktūrines šasių dalis. Skirtingai nuo vamzdinių ar hidroformuotų alternatyvų, štampuoti rėmai dažniausiai naudoja „vėžlio kiauto“ dizainą – du suvirintus štampuotus pusrutulius – siekiant išlaikyti sąnaudų efektyvumą kartu su konstrukcine standuma masinės gamybos transporto priemonėms.

Šis metodas leidžia OEM gamintojams naudoti didelio stiprumo mažos lydinio medžiagos plienus (HSLA), kad būtų sumažinta svoris, išlaikant susidūrimo saugumą ir sukimo standumą, reikalingą šiuolaikinei pakabos geometrijai. Inžinieriams ir tiekėjų specialistams svarbu suprasti kompromisus tarp štampavimo, hidroformavimo ir aliuminio ekstruzijos, norint optimizuoti transporto priemonės dinamiką ir gamybos biudžetą.

Išspaudžiamų rėmų inžinerija

Išspaudžiamų rėmų gamyba yra tikslaus metalo formavimo pasiekimas, jungiant žaliavų mokslą su didelės apimties pramone. Procesas prasideda su ritininėmis plieno juostomis, kurios paduodamos į stambius presus – dažnai 600–3 000 tonų talpos – su progresyviaisiais arba perkėlimo mirgomis. Šios mirtys pjauna, lenkia ir formuoja metalą nuosekliais etapais, kad būtų pasiektos sudėtingos geometrijos, kurių negalima pakartoti naudojant paprastas vamzdines konstrukcijas.

Šiuolaikinėse automobilių taikymo srityse poslinkis nuo mažai anglies turinčio plieno į Didelio stiprumo mažos lydinio (HSLA) ir Aukštos stiprybės plienai (AHSS) pakeitė išspaudžiamųjų konstrukcijų dizainą. Naudojant medžiagas su didesniu tempimo stiprumu (dažnai viršijančias 590 MPa), gamintojai gali naudoti plonesnes lakštų skardas, kad sumažintų masę, neprarandant rėmo struktūrinės vientisumos. Ši „palengvinimo“ strategija yra būtina siekiant atitikti kuro ekonomijos standartus ir kompensuoti EV baterijų dėžių papildomą svorį.

Tačiau AHSS štampavimas sukelia iššūkius, tokius kaip „atšokimas“ – metalo polinkis grįžti į pradinę formą po formavimo. Norėdami tai sumažinti, gamintojai, tokie kaip F&P America naudoja pažangią simuliacinę programinę įrangą ir specialius mirštas dengiančius sluoksnius, kad užtikrintų matmeninį tikslumą. Be to, štampavimo procesas turi atitikti vėlesnius surinkimo etapus; paprastai štuampuotos dalys sujungiamos robotizuota MIG arba taškinio suvirinimo pagalba, kad būtų suformuota standi dėžutė, kurią vėliau padengia elektraforėziu (E-pokraštais) nuo korozijos apsaugoti.

Įmonėms, kurios siekia išspręsti šias sudėtingas problemas – nuo pradinio prototipavimo iki masinės gamybos – partneriai, tokie kaip Shaoyi Metal Technology teikia esminę ekspertizę. Jų gebėjimai IATF 16949 sertifikuotame tiksliajame štampavime (iki 600 tonų) užtikrina perėjimą nuo mažo kiekio patvirtinimo prie didelio kiekio tiekimo valdymo rankų ir pakabų rėmams. Galite patikrinti jų inžinerinius specifikacijus svetainėje Shaoyi Metal Technology kad pamatytumėte, kaip jie atitinka pasaulinius OEM standartus.

Išspaudimas, hidroformavimas ir vamzdinis gamybos būdas: techninė palyginamoji analizė

Pasirinkus tinkamą rėmo konstrukciją, tai turi įtakos viskam – nuo automobilio valdymo iki gamybos kaštų. Nors išspaudimas yra masinės gamybos lyderis, hidroformavimui ir vamzdinei konstrukcijai būdingi tam tikri pranašumai naudojant jas našumo reikalaujančiose aplikacijose.

Išspaudžiami rėmai dominuoja OEM rinkoje, nes siūlo žemiausią vieneto kainą didelėmis apimtimis. Galimybė išspausti sudėtingus tvirtinimo taškus ir kišenes tiesiai į korpusą sumažina poreikį išoriniams laikikliams. Tačiau priklausomybė nuo ilgų suvirinimo siūlių sukuria potencialius nuovargio taškus ir šilumos paveiktas zonas, kurias reikia atidžiai valdyti.

Hidroformuojami rėmai , tokius kaip sukūrė Detroit Speed , naudoja skysčio slėgį plieniniams vamzdžiams formuoti be suvirinimo šilumos. Tai duoda vientisą siją su geresniu matmeniniu tikslumu ir struktūrine efektyvumu. Įdomu tai, kad net aukštos kokybės hidroformuojamos detalės dažnai naudoja išspaudžiamus skersinius elementus sujungti sijas, sukuriant hibridinę konstrukciją, kuri pasitelkia abiejų technologijų privalumus – vientisą stiprumą sijoms ir išspaudžiamą standumą jungtims.

Medžiagų inovacijos: plienas prieš aliuminį

Kovą dėl šasi pranašumo jau lemia ne tik geometrija, bet ir metalurgija. Nors išspaustas plienas vis dar yra standartas, aliuminis užkariauja padėklo rinką, ypač prabangiuose ir elektriniuose automobiliuose. Pagal Aliuminio presavimo asociacija , pakeitus išspaudžiamą plieninį padėklą aliumininio profilio konstrukcija, galima pasiekti iki 35 % svorio sumažėjimą.

Aluminiumas turi aiškius privalumus ne tik svorio atžvilgiu. Jis savaime sudaro oksido sluoksnį, kuris atsparus korozijai, tuo tarpu išspaudžiamam plienui išlikti sunkiomis kelių sąlygomis reikia agresyvių cinko-nikelio dengimo arba E-dengimo sluoksnių. Be to, aliuminio profiliavimo įrankiai gali būti žymiai pigesni – kartais net iki 1000 % mažiau – nei didžiuliai kampuočiai, reikalingi plieno išspaudimui. Tai daro aliuminį patrauklų mažesnės apimties modeliams ar vidutinio ciklo atnaujinimams, kai kapitalo investicijos yra ribotos.

Tačiau plienas atsistoja dėl savo kainos ir erdvės naudojimo efektyvumo. Pažangūs išspaudimo tepimui skirti skysčiai, kaip nurodyta IRMCO , leidžia formuoti ultraaukštos stiprumo plienus, kurių masės ir stiprumo santykis artėja prie aliuminio, tačiau su kur kas mažesnėmis žaliavų sąnaudomis. Be to, atsiranda hibridiniai konstrukcijų sprendimai, kuriuose išspaudžiami plieniniai korpusai sujungiami su aliumininiais liejimo kampais, taip optimizuojant medžiagų savybes konkrečioms apkrovos kryptims.

Taikymas ir našumo poveikis

Subramečio poveikis siekia daug toliau nei variklio laikymas; tai pagrindinis veiksnys, lemiantis NVH (triukšmą, vibraciją ir kietumą) ir pakabos geometriją. Išspaudžiamieji subramečiai ypač efektyvūs valdant NVH, nes jų tuščiaviduriai dėžutės formos konstrukcijos gali būti derinamos tam, kad slopintų specifines dažnių bangas, neleisdamos kelio triukšmui patekti į saloną.

Našumo programose standumas yra labai svarbus. Lankstusis rėmas leidžia pakabos tvirtinimo taškams pasislinkti veikiant apkrovai, dėl ko valdymas tampa nuspėjamas. Dėl šios priežasties dažnai originalias gamyklines plokštelines dalis pakeičiama stipresnėmis vamzdinėmis arba hidroformuotomis versijomis. Tačiau 99 % kelių transporto priemonių atveju European Aluminium pramonės duomenys rodo, kad gerai suprojektuotas plokštelinis ar hibridinis rėmas užtikrina optimalų pusiausvyrą tarp susidūrimo energijos valdymo (gnybimo zonos) ir salonų komforto.

Ištvermė taip pat yra svarbus skiriamasis bruožas. Plokšteliniai rėmai gali linkę į vidinį koroziją, jei drenažas blogas, nes vanduo kaupiasi viduje „vienaragio“ dalyje. Ypatingai svarbu reguliariai tikrinti suvirinimo siūles ir E-pokritinio sluoksnio vientisumą, ypač regionuose, kuriuose naudojamas kelio druska. Palyginus, vientisi hidroformuoti ar ekstrudavimo būdu pagaminti konstrukcijos turi mažiau plyšių, kuriais galėtų prasidėti korozija, todėl gali pasižymėti ilgesniu tarnavimo laiku agresyviose aplinkose.

Optimali šasi strategija

Pasirinkimas tarp žymėjimo, hidroformavimo ir ekstruzijos retai būna dvejopas; tai strateginis skaičiavimas, apimantis apimtį, biudžetą ir našumo tikslus. Masinės rinkos automobiliams spaudžiami pakabos rėmai išlieka nepergalėtas kainos efektyvumo ir struktūrinės integracijos čempionas. Vystantis plieno technologijoms, galima tikėtis, kad spausdinti komponentai taps storesni, stipresni ir sudėtingesni, išlaikydami savo dominavimą automobilių šasi hierarchijoje.

Dažniausiai užduodami klausimai

1. Ar rėmas laikomas pakabos dalimi?

Taip, rėmas yra svarbus sąsajos elementas pakabos sistemoje. Jis veikia kaip konstrukcinė pagrindas, kuris sujungia svirtis, vairo mechanizmą ir variklį su pagrindiniu automobilio vieninguoju korpusu. Izieoliuojant šiuos komponentus ant rėmo (dažnai naudojant gumines įvorės), gamintojai gali žymiai sumažinti vibraciją ir pagerinti važiavimo kokybę.

2. Ar galima remontuoti supuvusį spaudžiamą rėmą?

Apibendrintai, paviršinį rūdijimą galima išgydyti, tačiau struktūrinis poodėlio korozija dažnai yra neišgydoma. Kadangi šie poodėliai pagaminti iš plonų aukštos stiprybės plieno lakštų, suvirintų kartu, didelė korozija pažeidžia jų gebėjimą atlaikyti pakabos apkrovas ir smūgius. Paprastai saugesnis ir ekonomiškesnis variantas yra pakeisti jį nauju, o ne bandyti sudėtingai suvirinti nuvargusį metalą.

3. Kodėl OEM gamintojai teikia pirmenybę presavimui vietoj vamzdinių konstrukcijų?

OEM gamintojai prioritetina ciklo trukmę ir vientisumą. Presas gali pagaminti poodėlio detalę kas kelias sekundes su absoliučia pakartojamumu, tuo tarpu vamzdinė konstrukcija reikalauja vamzdžių pjaustymo, lenkimo ir derinimo, po kurių seka laiko prarandantis suvirinimas. Nors vamzdinės konstrukcijos puikiai tinka mažos apimties sportiniams automobiliams, jos negali konkuruoti su presavimo gamybos greičiu ar vienetinės kainos efektyvumu milijonams automobilių.