Četrstūra paneļa štampēšanas automašīnu ceļvedis: Klases A precizitāte un process

TL;DR

Kvartāla paneļa stempēšanas automobiļu procesi simbolizē metālu formēšanas augstāko pakāpi, pārveidojot plakanus metāla lokus sarežģītās, klases A izliektās virsmās, kas nosaka transportlīdzekļa aizmugures arhitektūru. Šis augstas precizitātes ražošanas paņēmiens ietver secīgas operācijas — заготовки griešanu, dziļo vilkšanu, apgriešanu un malu veidošanu — parasti tiek veikts tandem vai pārneses presēs. Inženieriem un iepirkumu speciālistiem panākumi ir atkarīgi no dziļās vilkšanas mehānikas prasmīgas apguves, atsperības kontroles augstas stiprības zema leģējuma (HSLA) tēraudā vai alumīnijā un stingru virsmas kvalitātes standartu ievērošanas, lai novērstu redzamas nepilnības.

Kvartāla panelis: inženierzinātņu izaicinājums klases A līmenī

Automobiļu dizainā četrto panelis ir vairāk nekā tikai metāla lapa; tas ir kritiski svarīgs "Class A" virsmas elements, kas nozīmē, ka tas ir ļoti redzams klientam un tam jābūt estētiski bezvainojamam. Atšķirībā no iekšējiem strukturālajiem stiprinājumiem, četrto panelis nosaka transportlīdzekļa vizuālo nepārtrauktību, savienojot aizmugurējās durvis, jumta līniju (C-stabiņu) un bagāžnieku. Tam jāintegrē sarežģītas funkcijas, piemēram, riteņu arka, degvielas ielejamas atveres kabine un aizmugurējo lukturu stiprinājumi, vienlaikus saglabājot gludu, aerodinamisku kontūru.

Šo paneļu ražošana ir inženiertehnikas paradokss: tie ir jābūt stingriem, lai nodrošinātu strukturālu integritāti un iebīdēm izturību, tomēr metālam ir jābūt pietiekami plastīgam, lai izstiepties dziļos, sarežģītos formas bez pārrāvuma. Pāreja no vintage divdaļu dizainiem uz moderniem "uni-side" paneļiem (kur četrdaļas panelis un jumta rāmis tiek pārspiesti kā vienu vienību) ir eksponenciāli palielinājusi dziļās vilkšanas procesa sarežģītību. Jebkura nepilnība — pat tikai dažu mikronu dziļa — ir nepieņemama uz Class A virsmas.

Ražošanas process: No ruļļa līdz komponentam

Četrdalīgo paneļu ceļš no lomas ar neapstrātu metālu līdz gatavam korpusa komponentam ietver precīzu augstas tonnijas fizikas koreografiju. Lai gan konkrētās līnijas atšķiras, galvenais četrdalīgo paneļu štampēšana automašīnām darba plūsmas vispārēji ievada četrās būtiskās stadijās.

1. Blanking un Tailored Blanks

Process sākas ar izšķirošanu, kurā neapstrādāto kārbu sagriež plakā, grūtai formā, kas saucas "blank". Mūsdienu ražošanā bieži izmanto "saldētas bezmaksas plāksnes" (TWB), kurās pirms zīmēšanas kopā lasē ar laseri dažādus šķiedrus vai biezumu tēraudu. Tas ļauj inženieriem uzstādīt stiprāku un biezāku metālu kritiski bīstamajās zonās (piemēram, C stūrī) un trāpi un vieglāku metālu zemās slodzes zonās, optimizējot svaru, neskarot drošību.

2. Sīkāk par to var lasīt šeit:

Šī ir viskritiskāko operāciju. Plašu bezrezervu ievieto uz izvilkšanas formātu, un ar milzīgu presu (kas bieži vien rada 1000 līdz 2500 tonnu spēku) metāla uzvelk ar triecienu un ievelk to formātā. Metāls plastiski plūst, lai iegūtu ceturkšņa paneļa 3D formu. Smalkajā loksnes perimetru tur "saista" materiāls, kas ar precīziem spiedieniem regulē metāla plūsmu. Ja metāls tiek piespiests pārāk daudz, tas izšķīst, bet ja tas tiek piespiests pārāk maz, tas kļūst raustīts.

3. Izgriešana un piercings

Kad ir izveidota vispārējā forma, paneļa tiek pārcelta uz griezšanas formām. Šajā gadījumā metāla pārmērīga daļa ap āriņām (atklājums, ko izmanto, lai pieķertu, kad ievilk) tiek noķerta. Vienlaikus ar piercing operācijām tika izgriežti precīzi caurumi degvielas uzpildes vārtiem, sānu signālstūriem un antenas piestiprinājumiem. Šajā gadījumā precizitāte ir ļoti svarīga, jo pat millimetra izkropļojums var izraisīt paneļu izšķirošās vietas galīgās montāžas laikā.

4. Flanging un ierobežošana

Pēdējos posmos ir jānoliek paneļa malās, lai radītu flāzes - virsmas, uz kurām ceturkšņa paneļa tiks saliecēta ar iekšējo vilcienu, bagāžas grīdu un jumtu. "Restrike" operāciju var izmantot, lai izšķirošu rakstura līnijas un rādiusa detaļas, kas sākotnējā izšķirošanas laikā nebija pilnībā veidojušās.

Kritiskie defekti un kvalitātes kontrole

Tā kā kvartāla paneļa virsma ir klases A virsma, kvalitātes kontrole iet tālu pāri vienkāršiem izmēru pārbaudījumiem. Ražotāji pastāvīgi cīnās ar mikroskopiskiem virsmas defektiem, kas kļūst acīmredzami, tiklīdz automašīna ir nokrāsota.

"Akmens berzēšanas" tests un zebrazīšu apgaismojums

Lai noteiktu "iekritumus" (iedobes) vai "paugurus" (umpales), kas nav saskatāmi ar neapbruņotu aci, inspektori izmanto "akmens berzēšanas" metodi. Viņi berzē plakanu abrazīvu akmeni pa izspiesto paneli; akmens noskrapē augstās vietas un pārlec pār zemajām, radot virsmas topogrāfijas vizuālu karti. Automatizētie pārbaudes tuneļi, kas aprīkoti ar "zebrazīšu svītrām", arī skenē paneļus, izmantojot atstarotu gaismas svītru izkropļojumus, lai identificētu virsmas viļņus vai „apelsīnu mizu“ tekstūras problēmas.

Atgriešanās forma pēc liekšanas un kompensācija

Kad spiediens tiek noņemts, metāls dabiski mēģina atgriezties sākotnējā plakanā formā — parādība, kas pazīstama kā atsperes efekts. Šis efekts ir īpaši biežs augstas izturības tēraudos un alumīnijā. Lai to kompensēt, veidņu inženieri izmanto simulācijas programmatiku (piemēram, AutoForm), lai projektētu veidņu virsmu ar „kompensāciju“, efektīvi pārliecot metālu, tāpēc, kad tas atgriežas, tas ieņem pareizo galīgo ģeometriju.

Materiālu zinātne: Tērauds pret Alumīniju

Degvielas efektivitātes uzlabošanas dēļ materiālu izmantošana ir mainījusies būtiski. Ja agrāk par standartu bija zemas izturības tērauds, tagad mūsdienu kvartala paneļi biežāk tiek pēcīti no Augstas izturības zemu sakausējuma (HSLA) tērauda vai alumīnija sakausējumiem (5xxx un 6xxx sērija), lai samazinātu transportlīdzekļa svaru.

Alumīnija kvartāla paneļu žakšana prasa atšķirīgas smērvielas stratēģijas un bieži vien nepieciešamas speciālas pārklājumu kārtas matricas virsmā, lai novērstu "saskrāpējumu" (alumīnijs pielīp instrumentam). Turklāt alumīnija skārdi presēšanas telpā rūpīgi jāatdala no tērauda skābjiem, lai izvairītos no krustenojuma.

Instrumentu stratēģijas un iegādes apsvērumi

Kvartāla paneļiem nepieciešamās matricas ir milzīgas, bieži izlietas no čuguna un sver vairākus tonnas. Šo instrumentu izstrādei tiek izmantota "matricas virsmas inženierija", kur pievienojuma un fiksatora virsmas tiek projektētas, lai regulētu metāla plūsmu. Lielapjomu ražošanai šīs matricas parasti tiek sakausētas un pārklātas ar hroma vai fizikālās tvaika nogulsnēšanas (PVD) kārtām, lai izturētu miljoniem ciklu.

Tomēr ne katram komponentam nepieciešama 2000 tonnu pārnese. Saistītajiem strukturālajiem pastiprinājumiem, stiprinājumiem vai šasijas daļām, piemēram, vadības svirām, ražotāji bieži paļaujas uz elastīgākiem partneriem. Uzņēmumi, piemēram, Shaoyi Metal Technology specializējas sprauga starp ātro prototipēšanu un masveida ražošanu. Ar IATF 16949 sertifikāciju un spiedpreses iespējām līdz 600 tonnām, tie nodrošina nepieciešamo precizitāti šiem kritiskajiem apakškomponentiem, garantējot, ka transportlīdzekļa strukturālais pamats atbilst ārējās virsmas klases A izcilībai.

Secinājums: Ķēvelplātņu nākotne

Automobiļu puspaneļu iegravēšana joprojām ir viena no prasītākajām ražošanas nozarēm. Tā kā automašīnu dizains attīstās uz asākām rakstura līnijām un vieglākiem materiāliem, kļūdas robeža sašaurinās. Nākotne slēpjas „gudrajā iegravēšanā”, kur preses līnijas reāllaikā automātiski pielāgo vāka spēku, balstoties uz sensoru atgriezenisko saiti, un digitālā dvīņa tehnoloģija paredz defektus jau pirms viena vienīga заготовки nogriešanas. Automobiļu ražotājiem šī procesa apguve nav tikai par metāla formēšanu; tā ir par zīmola vizuālās pazīmes noteikšanu ceļā.

Bieži uzdotie jautājumi

1. Kādi ir galvenie soļi iegravēšanas metodē?

Automobiļu štampēšanas process parasti sastāv no četrām līdz septiņām galvenām darbībām atkarībā uz sarežģītību. Galvenā secība ir: Atliekšanas (griešana no vajadzīgas formas), Dzilvja formēšanas (veidojot 3D ģeometriju), Griešana/urbšana (noņemot lieko metālu un griežot caurumus), un Malu veidošana/Atkārtota pārspiešana (malu veidošana un detaļu asināšana). Papildus darbības, piemēram, liekšana vai kalšana, var tikt iekļautas konkrētām īpašībām.

2. Kāda ir atšķirība starp priekšējo spāru un aizmugurējo kvartales paneli?

Priekšējais spārs ir korpusa paneļa, kas sedz priekšējo riteni, parasti piestiprināts ar skrūvēm pie rāmis, lai viegli nomainīt. Aizmugurējā kvartales paneļa tomēr parasti tiek metināta tieši pie automašīnas viencietes struktūras, stiepties no aizmugurējās durvīm līdz aizmugurējiem lukturiem. Tā kā tā ir metināta strukturāla sastāvdaļa, kvartales paneļa nomaiņa ir ievērojami darbietilīgāka un dārgāka salīdzinājumā ar priekšējo spāru, kas piestiprināts ar skrūvēm.

3. Kas raksturo 'Class A' virsmu štampēšanā?

A klases virsma attiecas uz redzamo transportlīdzekļa ārējo virsmu, kurai jābūt brīvai no jebkādām estētiskām nepilnībām. Stamping procesā tas nozīmē, ka paneļa virsmai jābūt ideāli gludai ar nepārtrauktu liekumu un tai jābūt brīvai no iedobēm, rievojumiem, dēvēm vai „apelsīnu mizas” tekstūras. Šīm virsmām tiek piemēroti stingrākie kvalitātes kontroles pasākumi, tostarp zebra gaismas pārbaude un akmeņu pārbaude.