Automās metāla stamping procesa pārskats: No lentes līdz komponentam

TL;DR

Automobiļu metāla štampēšanas procesa pārskats : Šī augstas ātruma ražošanas tehnika pārvērš plakanu metāla loksni precīzās transportlīdzekļa sastāvdaļās, izmantojot hidrauliskos vai mehāniskos preses un individuālas matricas. Process balstās uz ekstrēmu spiedienu (bieži pārsniedzot 1600 tonnas), lai grieztu, veidotu un formētu materiālus, piemēram, augstas izturības tēraudu un alumīniju, par kritiskām daļām — no šasijas stiprinājumiem līdz korpusa paneļiem. Metāla štampēšana automašīnu inženieriem un iepirkumu komandām nodrošina neaizvietojamu mērogojamību, izmaksu efektivitāti un atkārtojamību, padarot to par mūsdienu masveida ražošanas pamatu.

Procesa anatomija: no ruļļa līdz sastāvdaļai

Lai saprastu ceļu no neapstrādāta metāla ruļļa līdz gatavai automašīnas daļai, jāpaskatās iekšā presēšanas darbnīcā. Process ir hronoloģisks darba plūsmas cikls, kur precīzā inženierijā sastopies ar brutālu spēku. Saskaņā ar lieliem ražotājiem, piemēram, Toyota , viena štampēšanas fāze var ilgt tikai trīs sekundes, pielietojot vertikālu spiedienu, kas līdzvērtīgs tūkstošiem uz kaudzes sakrautiem automobiļiem.

1. Dizaina un matricas izveide : Process sākas jau iepriekš, pirms metāls nonāk presē. Inženieri izmanto CAD/CAM programmatūru, lai izstrādātu komponentu un atbilstošo "matricu" (rīku, kas formē metālu). Šajā posmā tiek noteiktas detaļas pieļaujamās novirzes, bieži mērot ar precizitāti līdz 1/1000 daļai no milimetra, lai nodrošinātu bezproblēmu montāžu.
2. Materiāla padeve : Milzīgas loksnes metāla ruļļi tiek atvijati un padoti presē. Šis posms bieži ietver metāla iztaisnošanu un izlīdzināšanu, lai noņemtu jebkādu izliekumu no ruļļa, nodrošinot, ka „zagatne“ matricā nonāk pilnīgi plakana.
3. Zagatņošana un urbumu izveide : Kad metāls nonāk presē, pirmā operācija parasti ir „zagatņošana“, kurā no sloksnes tiek izgriezts aptuvenais detaļas kontūrs. Tajā pašā laikā urbumu izveides operācijas var izurbt caurumus, kas nepieciešami stiprinājumiem vai montāžas orientācijai.
4. Formēšana un dziļvilktne : Šeit notiek maģija. Preses iekārta piespiež plakanu заготовку ieiet matricas dobumā, plastiski deformējot to trīsdimensiju formā. Tas var ietvert metāla liekšanu, malu veidošanu vai velkšanu, lai izveidotu dziļumu.
5. Pabeigšana : Iegravētā detaļa tiek izgrūsta, taču tā vēl nav pabeigta. Pēcapstrādes posmos, piemēram, noasinājumu noņemšana, tiek noņemti asie stūri, savukārt virsmas apstrāde var tikt veikta, lai nodrošinātu korozijas izturību.

Galvenās iegravēšanas tehnoloģijas: progresīvā, pārnese un dziļā velkšana

Ne visas automašīnu daļas ir vienādas, tāpat kā arī to ražošanai izmantotās iegravēšanas metodes. Pareizās metodes izvēle ir atkarīga no detaļas sarežģītības, sērijas apjoma un izmēra. Līderi šajā jomā, piemēram, ESI Engineering uzsver trīs dominējošās metodes.

Paaugstošā spiešana

Ideāls lielapjoma ražošanai no nelieliem līdz vidējiem piederumiem, progresīvā žakete izmanto nepārtrauktu metāla sloksni, kas iet cauri vairākām stacijām vienā veidnē. Katra stacija veic atsevišķu darbību (griešana, liekšana, perforēšana), kamēr sloksne pārvietojas uz priekšu. Tas ir rūpniecības ātruma karalis, kas spējīgs ražot simtiem detaļu minūtē ar minimālu atkritumu.

Pārvietošanas formēšana

Lielākiem komponentiem, piemēram, durvju paneļiem vai dzinēju rāmjiem, standarta variants ir pārnešanas žakete. Atšķirībā no progresīvās žaketes, kur detaļas paliek pievienotas metāla sloksnei, šeit detaļa tiek agrīnā procesa stadijā atdalīta. Mekhāniskie "pirksti" vai pārnese pārvieto atsevišķo detaļu no vienas veidnes stacijas uz otru. Tas ļauj sarežģītākas ģeometrijas un lielākus izmērus, ko nepārtraukta sloksne nevar atbalstīt.

Dziļstampinga stempļa darbs

Kad daļas dziļums pārsniedz tās diametru—piemēram, eļļas filtra korpusu vai degvielas tanku—nepieciešams dziļās veltnes process. Šī tehnika izmanto spiedni, lai radikāli izstieptu metālu dobumā. Tas prasa speciālu materiāla plūsmas kontroli, lai novērstu plaisāšanu vai rūšu veidošanos ekstrēmā deformācijas procesā.

Materiālu zinātne: No kādiem metāliem tiek būvēts auto?

Dienas, kad automašīnas tika izgatavotas pilnībā no mīkstā tērauda, sen ir pagājušas. Mūsdienu automašīnu štampēšana ietver sarežģītu jaunlaiku sakausējumu kombināciju, kas izstrādāta, lai sasniegtu līdzsvaru starp drošību, svaru un veiktspēju. American Industrial uzsver pāreju uz materiāliem, kas atbalsta rūpniecības prasības attiecībā uz svara samazināšanu.

Augstas izturības tērauds (HSS) joprojām ir nozares standarts drošībai kritiskiem komponentiem, piemēram, šasijai un pasažieru drošības karkasam. Tas nodrošina izcilu aizsardzību sadursmēs, taču salīdzinājumā ar tradicionālo tēraudu tam nepieciešama daudz lielāka spiediena tonnāža štampēšanai. Ražotājiem jāizmanto sakausēti matrici, lai izturētu abrazīvu un slodzi, veidojot HSS.

Alumīnijs ir materiāls, ko izvēlas, lai samazinātu transportlīdzekļa svaru un pagarinātu BEV darbības rādiusu. Bieži izmanto motora pārsegiem, durvīm un celtajiem vārtiem; alumīnijs ir vieglāks nekā tērauds, taču to ir grūtāk štampēt, jo tas pēc formēšanas tendēcē atgriezties sākotnējā formā. Lai kompensētu šo elastīgumu, nepieciešama precīza matricu inženierija.

Ciltis un tērauda segumi strukurālā nozīmē ir mazāka, taču liela funkcionalitātes nozīme. Ar transportlīdzekļu elektrifikācijas pieaugumu, šie metāli tiek izspiesti busbaros, terminālos un savienojumos, kas tiek novērtēti to izcilās elektriskās vadītspējas dēļ.

Automobiļu pielietojumi: kuri tiešām tiek izspiesti?

Izspiešanas procesa daudzveidība nozīmē, ka tas skar gandrīz katru sistēmu automašīnā. No spīdīgās ārpuses līdz slēptajam mehāniskajam sirds, izspiestas detaļas ir visur.

• Apģērbs ar baltu : Tas attiecas uz transportlīdzekļa skeletu. Šeit izspiestas lielas panelis kā spārni, pārsegi un jumti, kā arī strukturālas kolonnas (A, B un C kolonnas), kas aizsargā pasažierus. Virsmas kvalitāte ir ļoti svarīga; "klases A" izspiešana nodrošina bezvainīgu ārējo izskatu.
• Šasija un suspensija : Šīm daļām, piemēram, regulēšanas rokām un šķērsēm, jāiztur nepārtraukta ceļa vibrācija un slodze. Izspiešana nodrošina nepieciešamo izturību un izturību pret nogurumu.
• Pārvadnes un dzinējs precizitāte ir ārkārtīgi svarīga dzinēja komponentiem, piemēram, eļļas baseiniem, vārstu pārsegiem un transmisijas zobratu mehānismiem. Šiem komponentiem bieži nepieciešamas šauras pieļaujamās novirzes, lai novērstu noplūdes un nodrošinātu mehānisku efektivitāti.

Ražotājiem, kuriem jāorientējas sarežģītajā vidē no sākotnējā dizaina līdz pilnmērīgai montāžai, ir būtiski atrast partneri, kas spēj pārvaldīt visu procesa spektru. Uzņēmumi, piemēram, Shaoyi Metal Technology, piedāvā pilnīgas spiedformēšanas risinājumus šo tiltu no ātrdarbīgas prototipēšanas līdz masveida ražošanai, izmantojot spiedpreses līdz 600 tonnām, lai piegādātu IATF 16949 sertificētus komponentus visam – sākot ar šasiju sistēmām un beidzot ar sarežģītiem elektriskajiem kontaktligzdām.

Nozares tendences: Stamping nākotne

Automobiļu stampēšanas nozare strauji attīstās, ko virza pāreja uz elektromobīļiem (EV) un gudrā ražošana. National Material atzīmē, ka bateriju korpusu un termales pārvaldības sistēmu pieprasījums rada jaunas iespējas stampētājiem. Šiem komponentiem bieži nepieciešamas lielas, dziļi velmētas ģeometrijas un specializētas savienošanas tehnoloģijas.

Turklāt automatizācija pārveido presēšanas telpu. Mūsdienu līnijas tieši iekļauj IoT sensorus matricās, lai reāllaikā uzraudzītu nolietojumu un paredzētu apkopes vajadzības pirms notiek bojājums. Šis "intelekta presēšanas" pieeja maksimāli palielina darbības laiku un nodrošina, ka miljonītais izgatavotais daļa ir tikpat precīza kā pirmā.

Bieži uzdotie jautājumi

1. Kādi ir 7 soļi stampēšanas metodē?

Lai gan pastāv dažādas variācijas, septiņi bieži sastopami soļi visaptverošā presēšanas procesā ietver: 1. Blanking (gabarīta formas griešana), 2. Piercing (caurumu puncēšana), 3. Drawing (dziļuma veidošana), 4. Bending (leņķu formēšana), 5. Air Bending (formēšana bez apakšējā atbalsta), 6. Bottoming and Coining (detaļu iegravēšana un gala formas noteikšana), un 7. Pinch Trimming (pārpalikušā materiāla noņemšana no izvilktām detaļām).

2. Kādi ir četri metāla stempēšanas veidi?

Četras galvenās kategorijas ir Progresīvā štancēšana (nepārtraukta automatizēta formas veidošana), Pārneses štancēšana (lieliem detaļām, kas tiek pārvietotas mehāniski), Dziļās velkšanas štancēšana (dziļām dobiņām) un Fourslide/Multi-slide štancēšana (sarežģītai liekšanai no četrām virzienām vienlaikus).

3. Kas ir štancēšanas process automatizētā ražošanā?

Automatizētā ražošanā štancēšana ietver savstarpēji saistītus sistēmas, kurās metālu caur preses līniju pārvieto robotizētie manipulatori vai mehāniski padeves ierīces ar minimālu cilvēka iejaukšanos. Tas ietver automātisku ruļļu padevi, robotizētu pārnesi starp štancu stacijām un automatizētas optiskās pārbaudes sistēmas, kas augstā ātrumā verificē kvalitāti.