Monētu kalšanas process automašīnu iestampēšanā: precizitāte un atgriešanās kontrole

TL;DR

The kalšanas process automobiļu žāvēšanā ir augstas precizitātes aukstās veidošanas tehnika, kurā plāksnes metāls tiek saspiests starp dūri un matricu ar spraugu, kas ievērojami mazāka par materiāla biezumu. Atšķirībā no standarta gaisa liekšanas, kalšana piespiež metālu plāniski plūst, efektīvi novēršot iekšējos spriegumus un samazinot atgriešanos līdz gandrīz nullei. Šim procesam nepieciešams milzīgs tonnāžas daudzums — parasti 5 līdz 8 reizes vairāk nekā standarta veidošanai —, lai izveidotu strukturāli stingras, precīzas formas iezīmes, piemēram, fasones, pastiprinātājus un kalibrētus leņķus.

Kas ir kalšana automobiļu žāvēšanā?

Būtībā kalšanu raksturo noteikts mehānisks nosacījums: sprauga starp spiedni un veidni ir mazāka par tērauda loksnes biezumu, kas tiek formēta. Kamēr standarta žonglēšanas operācijas metālu saloka vai izstiepj, kalšana to intensīvi saspiež. Šis saspiešanas spēks ir pietiekams, lai pārsniegtu materiāla plūstamības robežu, izraisot plastisko plūsmu kas piespiež metālu pilnībā piekļauties veidņu dobumam, līdzīgi kā šķidrumam.

Šis mehānisms atšķir kalšanu no citām formēšanas metodēm. "Gaisa liekšanā" spiednis iegrūž metālu V-veida veidnē, nepieskaroties apakšai, tādējādi beigu leņķis ir atkarīgs no elastiskās atgriešanās. Kalšanā spiedņa gals iekļūst metālā aiz neitrālās ass, uz vietas samazinot materiāla biezumu. Šis process padara virsmu cietāku un uzlabo graudu struktūru, rezultātā iegūstot detaļu, kas nav tikai dimensiju ziņā precīza, bet bieži vien arī strukturāli labāka kalto reģionā.

Terminu "slēgtais veidnis" bieži izmanto, lai aprakstītu šo vidi. Tā kā metāls ir iekļauts un saspiests, tam nav iespējas izkļūt, tādējādi tas aizpilda katru instrumenta detaļu. Tāpēc monētu kalšana ir iecienītākā metode sarežģītu elementu izveidei automašīnu komponentos, kuriem nepieciešama absolūta atkārtojamība, piemēram, elektriskajiem kontaktiem un precīziem sensoru stiprinājumiem.

"Killer App": atgriešanās samazināšana un precizitāte

Vienīgā nozīmīgākā lietošanas iespēja kalšanas process automobiļu žāvēšanā ir atgriešanās pārvaldība. Augstas izturības tērauds, ko izmanto mūsdienu transportlīdzekļu rāmjos, ir slavens ar to, ka pēc formas došanas slodzes noņemšanas tas atgriežas sākotnējā formā, izraisot ievērojamas problēmas montāžā.

Kalšana šo problēmu risina, „kalibrējot“ liekšanu. Kad puņķis saspiež izliektas detaļas (piemēram, flanča) rādiusu, tiek novērsti stiepes un spiedes spriegumi, kas dabiski uzkrājas liekšanas fāzē. Neitralizējot šīs iekšējās spēles, metāls zaudē savu „atmiņu“ par plakanu formu un nostiprinās kalto leņķī.

Nozares dati uzsvērt šīs metodes efektivitāti. Sloksnēm sarežģītām automašīnu daļām atsprūde var izraisīt novirzes līdz pat 3 mm, kas nav pieļaujams robotizētai metināšanai. Kalšanas operācijas pielietošana liekuma rādiusam šīs novirzes samazina līdz ±0,5 mm tolerancēm . Šāda precizitāte padara kalšanu neaizvietojamu drošības kritisku sastāvdaļu ražošanā, kur ģeometriskā precizitāte ir nenovēršama.

Kalšana vs. Iegravēšana vs. Apakšējā liekšana

Bieži rodas neskaidrības starp izspiešanu, reljefu un apakšējo liekšanu, taču tās ir atšķirīgas procesa veida ar dažādām inženierijas prasībām. Zemāk esošajā tabulā apkopoti galvenie atšķirības pazīmes automašīnu inženieriem:

Lai gan reljefdruka veido izcilnus vai iedobes galvenokārt stingruma (piemēram, siltuma ekrānos) vai identifikācijai, taču tas tik ļoti neizmaina materiāla iekšējo struktūru kā kalšana. Apakšējā veidošana ir kompromisa risinājums — loksni piespiež pret formas iekavu, lai noteiktu leņķi, bet bez ekstremālās spiedējspējas plūsmas, kas raksturo patiesu kalšanu.

Procesa parametri un instrumentu prasības

Kalšanas ieviešanai nepieciešama izturīga aprīkojuma, kas spējīgs nodrošināt milzīgu spēku. Spēka formula kalšanai ir agresīva: inženieri bieži aprēķina nepieciešamo spēku kā 5 līdz 8 reizes lielāku nekā gaisa liekšanai nepieciešamais tonnāžas daudzums . Tas rada milzīgu slodzi presēm un veidņu aprīkojumam. Lai kalpotu salīdzinoši maziem apgabaliem bieza automašīnu strukturālā tērauda izstrādājumos, var būt nepieciešama 600 tonnu prese.

Veidņu dizains un hidrostatiska bloķēšana

Kalšanai paredzētas veidnes jāizgatavo no augstas kvalitātes cietā tērauda, lai izturētu plaisāšanu spiediena slodzes ietekmē. Svarīgs dizaina aspekts ir smērēšana. Tā kā kalšana ir aizvērtas veidnes process, pārmērīga smērvielas lietošana var izraisīt hidrostatisko bloķēšanu . Tā kā šķidrumi nav saspiežami, ieķīlotais eļļas daudzums var novērst veidnes pilnīgu aizvēršanos vai pat izraisīt veidņu sabrukumu spiediena ietekmē. Ir būtiski nodrošināt kontrollētu, minimālu smērēšanu.

Preses stingruma nozīme

Pati prese ir jābūt ārkārtīgi stingrai. Jebkāda nolieciena gadījumā preses gultnē vai slīdnī radīsies nevienmērīga kalsne, kas rezultējas nekonsekventa izstrādājuma biezumā. Ražotājiem, kuri pāriet no prototipēšanas uz masveida ražošanu, ir būtiski pārbaudīt preses jaudu. Uzņēmumiem, piemēram, Shaoyi Metal Technology pārvarēt šo plaisu, piedāvājot precīzas iestampēšanas pakalpojumus ar spiedpreses jaudu līdz 600 tonnām, nodrošinot, ka pat augstas jaudas kalšanas operācijas tiek veiktas ar IATF 16949 sertificētu precizitāti kritiskiem komponentiem, piemēram, vadības svirām un rāmjiem.

Bieži sastopamas automobiļu pielietojuma jomas

Kalšanas process ir būtisks daudzu transportlīdzekļu sistēmu funkcionalitātei, neierobežojoties tikai ar vienkāršām "monētām" vai medaļliņām. Biežas lietošanas sfēras ietver:

• Strukturālie stiprinājumi: Biezāku montāžas stiprinājumu liekšanas rādiusu kalšana nodrošina, ka leņķi paliek perfekti 90 grādu, ļaujot bez problēmām veikt savienošanu ar skrūvēm montāžas laikā.
• Elektriskie kontakti: Elektromobiļu bateriju sistēmās un sensoros kalšana rada ideāli plakanas, darba cietinātas kontaktvirsmas, kas uzlabo elektrovadītspēju un nodilumizturību.
• Precīzie vāciņi: Kalšanu izmanto, lai izveidotu slīpētas malas vāciņiem un atstatumiem, noņemot asus uzkalumus un veidojot ievedceļu stiprinājumiem.
• Apmetuma Izlīdzināšana: Pēc izgriešanas operācijas, malas var apzinīt, lai izlīdzinātu lūzuma zonu, padarot detaļu drošu rokā turēšanai bez sekundāras tumbļa procesa.

Precizitāte ir standarts

Apzinīšana joprojām ir zelta standarts automašīnu stempelēšanā, lai sasniegtu augstu toleranci ģeometrijā. Lai gan tai nepieciešama lielāka tonnāža un dārgāka rīkojuma nekā vienkāršai formēšanai, ieguvums, novēršot atsperību un nodrošinot precizitāti, kas ir gatava montāžai, nav pielīdzināms. Inženieriem, kuri projektē nākamās paaudzes šasijas un drošības komponentus, apzinīšanas procesa apguve nav tikai iespēja — tā ir nepieciešamība, lai atbilstu mūsdienu kvalitātes standartiem.

Bieži uzdotie jautājumi

1. Kāda ir galvenā atšķirība starp apzinīšanu un reljefu?

Galvenā atšķirība slēpjas materiāla plūsmā un biezumā. Apzinīšana saspiež metālu lai samazinātu tā biezumu un izraisītu plastisko plūsmu augstas precizitātes iegūšanai, savukārt reljefgravēšana izstiepj metālu, lai izveidotu izcilnus vai iedobes dizainus, neievērojami nemainot materiāla tilpummasu vai iekšējo struktūru.

2. Cik liels tonnāžas daudzums nepieciešams kalšanai?

Kalšana ir ārkārtīgi spēkstipra, parasti prasot 5 līdz 8 reizes lielāku tonnāžu salīdzinājumā ar standarta gaisa liekšanu. Precīzs spēks ir atkarīgs no materiāla stiepes izturības un virsmas laukuma, kas tiek kaltēts, taču parasts, ka spiediens ievērojami pārsniedz materiāla plūstamības robežu, lai nodrošinātu pastāvīgu deformāciju.

3. Vai kalšana novērš atsperēšanos?

Jā, kalšana ir viena no efektīvākajām metodēm, lai novērstu atsperēšanos. Saspiežot materiālu pāri tā plūstamības robežai, kalšana novērš atlikušos iekšējos saspriegumus, kas izraisa metāla atgriešanos sākotnējā formā. Tas ļauj ražot detaļas ar ļoti stingrām leņķiskām pieļaujamām novirzēm, bieži vien ietvaros ±0,25 grādi.