TL;DR

The automobiļu šasiju štancēšanas process ir augstas precizitātes ražošanas metode, kas ir būtiska mūsdienu transportlīdzekļu strukturālā skeleta ražošanai. Šajā procesā tiek deformēts biezs loksnes metāls — parasti augstas izturības tērauds (HSS) vai alumīnijs — sarežģītās ģeometrijās, izmantojot milzīgus hidrauliskos vai mehāniskus preses aparātus ar spēku, kas bieži pārsniedz 1600 tonnas. Procesa gaita ietver materiāla izgriešanu, caurduršanu, dziļo velkšanu un beigu apgriešanu, pieprasot stingru atbilstību tolerancēm līdz pat ±0,01 mm, lai nodrošinātu avārijas drošību un strukturālo stingrību. Inženieriem un iepirkumu vadītājiem ir svarīgi saprast kompromisa aspektus starp karstu un aukstu štancēšanu, kā arī izvēlēties piemērotu matricas tehnoloģiju, lai sasniegtu līdzsvaru starp izmaksām, svaru un veiktspēju.

Pamati: šasiju un korpusa štancēšana

Kaut arī šasijas un korpusa paneļi izmanto metāla žakšanu, to inženierijas prasības ievērojami atšķiras. Korpusa žakšana koncentrējas uz "Class A" virsmas estētiku — bezvainīgu, aerodinamisku līkumu izveidi spārniem un durvīm, kur vizuāla pilnība ir vispirmās nozīmes. Savukārt šasijas žakšana prioritāti dod strukturno integritāti un izturība . Šasijas komponentiem, piemēram, rāmja sijām, šķērslocekļiem un suspensijas vadības svirām, jāiztur lielas dinamiskās slodzes un sadursmes spēki, nezaudējot funkcionālumu.

Šis funkcionālais atšķirība nosaka materiālu izvēli un apstrādes parametrus. Šasijas daļas parasti tiek žakšotas no biezāka kalibra Augstas izturības tērauda (HSS) vai Uzlabota augstas izturības tērauda (AHSS) , kas piedāvā labāku stiepes izturību, taču to ir grūtāk veidot, jo samazināta plastiskums. Saskaņā ar Neway Precision , šo lielo, dziļi velmēto komponentu ražošanai bieži nepieciešamas speciālas dziļās vilkšanas tehnoloģijas, kur detaļas dziļums pārsniedz tā diametru, process, kas atšķiras no standarta seklu žakšanas.

Izmantotās iekārtas atbilst šiem prasījumiem. Ja karoserijas paneļi var tikt izveidoti ar augsto ātrumu pārneses līnijām, tad šasijas komponenti bieži prasa lielāku tonnītes spēku preses—reizēm hidrauliskas vai seroudzinēju darbināmas—lai pārvaldītu HSS materiāla cietīšanas īpašības. Mērķis ir sasniegt ģeometrisku sarežģītību, saglabājot vienmērīgu materiāla biezumu, nodrošinot, ka transportlīdzekļa rāmis atbilst stingrām drošības standartiem.

Stempingo darba process: soli pa solim

Pārveide no plakanas metāla lentes līdz gatavam šasijas komponentam notiek stingrā secībā. Pamatojoties uz ražošanas modeļiem, kas novēroti lielos ražotājos kā Toyota , procesu var iedalīt četrās galvenās stadijās, no kurām katra ir būtiska precīzai izmēru ieturēšanai:

1. Izgriešana un sagatavošana: Processs sākas ar metāla ruļļa atvijumu. Materiāls tiek izlīdzināts, lai noņemtu iekšējos sasprindzumus, un pēc tam sagriežas rupjos „ заготовkās” — plakanos formās, kas aptuveni atbilst gala daļas ieturētajai platībai. Šis posms nosaka materiāla izmantošanas efektivitāti; заготовku efektīva izkārtošana minimizē atlūzu daudzumu.
2. Formēšana un dziļā vilkšana: Заготовka tiek padota presē, kur vīrieša punches iegrūž to sievietes veidnē. Šasijas daļām tas bieži ir dziļā vilkšanas process, kas rada 3D ģeometriju, piemēram, U veida kanālu rāmja sijā. Metāls plastiski plūst zem tonnu spiediena, nosakot komponenta strukturālo profilu.
3. Izgriešana un piercings: Kad vispārīgā forma ir izveidota, sekundāras veidnes nogriež lieko materiālu (līkni) un izvelē nepieciešamās uzstādīšanas caurumus vai spraugas. Šeit ir būtiska precizitāte; uzstādīšanas punktiem, piemēram, atsperes vai motora daļām, jāsakrit ar citām apakšvienībām.
4. Apliekšana un kalšana: Pēdējās darbības ietver malu liešanu (flanģošanu), lai palielinātu stingumu, un „kalēšanu“ konkrētās vietās, lai izlīdzinātu virsmas vai iedrukāt detaļas. Tas nodrošina, ka daļa, kad tā tiek metinēta vai piestiprināta ar skrūvēm pie transportlīdzekļa rāmis, veido ciešu, bez vibrācijas savienojumu.

Kritisks lēmums: Karstā vai aukstā spiešana

Viena no nozīmīgākajām tehniskajām izvēlēm šasijas ražošanā ir karstās vai aukstās spiešanas izvēle. Šī izvēle galvenokārt ir atkarīga no materiāla izturības prasībām un komponenta sarežģītības.

Aukstā foltēšana ir tradicionālā metode, ko izvēlas tās ātruma un zemāko enerģijas izmaksu dēļ. Tā ir ideāla detaļām no plastmasas tērauda markām, kur galvenais ierobežojošais faktors nav ekstrēma izturība. Tomēr, tā kā ražotāji cenšas samazināt svaru, viņi aizvien biežāk vēršas pie Karsta zīmogošana .

Karstā kalšana ietver boratērauda заготовки sildīšanu, līdz tās kļūst plastmasas, to formas veidošanu matricā un pēc tam strauju atdzesēšanu (ķīlēšanu) instrumentā. Šis process rada detaļas ar izcilu izturības attiecību pret svaru, kas ir būtisks mūsdienu drošības karkasiem. Lai gan tas ir dārgāks, salīdzinot ar enerģijas patēriņu un ciklu ilgumu, tas novērš „atkukņošanās“ problēmu, nodrošinot precīzas ģeometriskās tolerances augststiepes detaļām.

Matricas atlase: progresīvās vai pārnesejas matricas

Pareizas instrumentu stratēģijas izvēle ir līdzsvars starp ražošanas apjomu, daļas izmēru un kapitāla ieguldījumiem. Divas galvenās matricu konfigurācijas dominē automašīnu šasiju nozarē:

Progressīvajām matricām

Progresīvajās matricās metāla lente tiek padota cauri vienai matricai ar vairākām stacijām. Katrs prešes trieciens veic atsevišķu operāciju (griešana, liekšana, formēšana), kamēr lente pārvietojas uz priekšu. Šī metode ir ļoti efektīva mazāku šasiju komponentu, piemēram, stiprinājumu un pastiprinājumu, ražošanai, spējot izgatavot simtiem detaļu minūtē. Tomēr tā ir ierobežota ar lentes izmēru un mazāk piemērota milzīgiem strukturāliem riteņu pavedieniem.

Pārnešanas veidnes

Lielām šasiju detaļām, piemēram, šķērsstieņiem un apakškonstrukcijām, standarta risinājums ir pārnesejas matricas. Šeit atsevišķi заготовки tiek mehāniski pārvietotas no vienas matricas stacijas uz nākamo ar "pārnesejas rokām" vai robotu sistēmām. Saskaņā ar American Industrial , šī metode ļauj veikt sarežģītākas formas lielākiem komponentiem, kuri neietilpst nepārtrauktā stripā. Pārnese līnijas nodrošina lielāku elastību un materiāla efektivitāti biezākiem komponentiem, jo заготовки var tikt efektīvāk izvietotas pirms iekļūšanas presē.

Izdevības un kvalitātes kontrole

Šasiju stampēšanai ir raksturīgas unikālas problēmas, ņemot vērā izmantotos augsta stipruma materiālus. Atsperošana —metāla tieksme atgriezties sākotnējā formā pēc formas veidošanas—ir pastāvīga problēma ar auksti stampētiem augsta stipruma tēraudiem (HSS). Ja to nepareizi aprēķina, tas rada detaļas, kas neatbilst tolerancēm, izraisot montāžas piestiprināšanas problēmas.

Lai to novērstu, inženieri izmanto modernas galīgo elementu analīzes (FEA) simulācijas, lai paredzētu materiāla uzvedību un izstrādātu matricas ar "pārliektas formas" kompensāciju. Eigen Engineering atzīmē, ka mūsdienu stampēšana integrē arī tehnoloģijas, piemēram, elektromagnētiski palīdzētu formas veidošanu, lai kontrolētu deformāciju sadalījumu un samazinātu rievu vai plānināšanu sarežģītās zonās.

Šo precīzo pieļaujamās novirzes nodrošināšanai parasti nepieciešams sadarbības partneris ar speciālām spējām. Ražotājiem, kuri pārvar atstarpi starp prototipa validāciju un masveida ražošanu, uzņēmumi kā Shaoyi Metal Technology nodrošina IATF 16949 sertificētu precīzu štancēšanu. Spēja apstrādāt spiedpreses slodzi līdz 600 tonnām ļauj ražot būtiskas vadības rokturus un rāmjus, kas atbilst pasaules OEM standartiem, nodrošinot stingru kvalitātes nepārtrauktību no dizaina līdz lielapjoma ražošanai.

Nākotnes tendences: Viegls konstruējums un automatizācija

Automobiļu šasiju štancēšanas procesa nākotni formē tieksme pēc degvielas efektivitātes un elektrifikācijas. Smaguma samazināšana viegls konstruējums ir dominējošā tendence, kas virza industrijas pusi plānākām, stiprākām tērauda markām un palielinātu alumīnija sakausējumu izmantošanu. Alumīnija štancēšana rada savas problēmas, piemēram, lielāku tieksmi plaisāt, kas prasa precīzu eļļošanu un spēka kontroli.

Vienlaikus, Gudrā štancēšana revolucionē rūpnīcas grīdu. Servospiedes, kas ļauj programmati slīdņa kustību, aizvieto tradicionālos gaiteni, nodrošinot bezgalīgu kontroli pār spiediena ātrumu un uzturēšanās laiku. Šī elastība ļauj veidot sarežģītus materiālus, kas citādi plaisātu pastāvīgā ātrumā. Kā uzsvēra Automation Tool & Die , šīs jaunās tehnoloģijas ir būtiskas NVH (trokšņa, vibrāciju un raupjuma) samazināšanas ierīču un nākamās paaudzes šasiju struktūru ražošanā, kas vienlaikus ir vieglākas un stiprākas.