Štamponētas suspensijas sastāvdaļas: Ražošanas tehnoloģijas un priekšrocības

TL;DR

Štampētas suspensijas sastāvdaļas ir būtiskas strukturālas daļas — piemēram, stūres sviras, rāmji un vilknes —, kuras tiek izgatavotas, formējot augsta izturības lokano metāllēcu ar lielas jaudas prešēm. Šis process nodrošina labāku izturības un svara attiecību un zemākas izmaksas lielserijas automobiļu ražošanai salīdzinājumā ar liešanu vai kalandēšanu. Galvenie priekšrocības ietver precīzu atkārtojamību, iespēju izmantot jaunākās augstizturīgās tērauda sortes (AHSS) svara samazināšanai un mērogojamību pirmā līmeņa piegādes ķēdēm.

Pirkumu speciālistiem un inženieriem, štampēšanas partnera izvēle ir atkarīga no spējas izmantot progresīvo matricu tehnoloģiju, ievērot IATF 16949 standartus un ekspertīzes modernu materiālu, piemēram, SPFH590, apstrādē, lai sasniegtu stingrus BEV darbības rādiusa un emisiju mērķus.

Kas ir štampētas suspensijas sastāvdaļas?

Iegravēti suspensijas komponenti ir mūsdienu automašīnu šasiju dizaina pamats, veidojot tiltu starp statisko strukturālo izturību un dinamisku transportlīdzekļa vadāmību. Atšķirībā no liešanas, kur kausētu metālu ielej veidnē, plākšņu metāla iegravēšana notiek aukstā veidā — parasti no augstas izturības tērauda vai alumīnija — izmantojot precīzas formas un mehāniskos prešus, lai izveidotu sarežģītas ģeometrijas.

Galvenie komponenti, ko ražo ar šo metodi, ietver:

• Pārvaldes rokturi (A-formas rokturi): Svarīgi savienojumi, kas savieno riteņa disku ar transportlīdzekļa rāmi, regulējot riteņa kustību. Iegravēti pārvaldes rokturi tiek vērtēti par to spēju saskaņot augstu izturību ar samazinātu masu.
• Apakšrāmji un šķērsstieņi: Lielas strukturālas bāzes, kas balsta dzinēju un suspensijas ģeometriju. Iegravēšana ļauj šos izgatavot pusēs (čaulās) un savienot ar metināšanu, veidojot stingras dobas sekcijas.
• Suspensijas savienojumi un sviras: Konektori, kas uztur riteņu izlīdzinājumu braukšanas laikā, bieži prasa sarežģītu liekšanu, lai izvairītos no saskares ar citām šasijas daļām.
• Atsperu balsti un stiprinājumi: Augsta apjoma montāžas punkti, kuriem nepieciešama ārkārtīga vienveidība drošai montāžai.

Pāreja uz presētām suspensijas daļām ir saistīta galvenokārt ar automažīnu rūpniecības steidzamo vajadzību pēc smaguma samazināšana . Tā kā ražotāji cenšas pagarināt elektrisko transportlīdzekļu (EV) darbības ilgumu un ievērot stingrākus emisijas standartus iekšdedzes dzinējiem, smago čuguna detaļu aizstāšana ar presētu augststiprīgu tēraudu ievērojami samazina nesaliekto masu. Šis samazinājums ne tikai uzlabo degvielas efektivitāti, bet arī uzlabo stūres reakciju un komfortu braucot.

Ražošanas process: No ruļļa līdz komponentam

Presētu suspensijas daļu ražošana ir sofistikēts darba process, kas prasa stingru procesa kontroli, lai nodrošinātu, ka katrs mikrons gala ģeometrijā atbilst OEM specifikācijām. Process parasti seko lineārai kārtībai — no izejmateriāla līdz gatavai montāžai.

1. Dizains un matricu izveide

Ražošana sākas inženierijas departamentā, kur CAD/CAM programmatūra simulē metāla plūsmu, lai prognozētu potenciālas izgāšanās vietas, piemēram, sabiezējumu vai atspringsni. Pēc tam veidņu un matricu meistari izgatavo negatīvās un pozitīvās formas (matriču) no sakausēta instrumenta tērauda. Lai izgatavotu sarežģītas suspensijas detaļas, progressīvajām matricām bieži tiek izmantotas, kur metāla lente pārvietojas caur vairākām stacijām vienā presē, secīgi veicot griešanas, liekšanas un formēšanas operācijas.

2. Blanking and Piercing

Sākotnējais ruļļveida materiāls tiek padots presē. Pirmais fiziskais solis ir zagatņošana un urbumu izveide , kur no lentes tiek izgriezts aptuvenais detaļas kontūras forma (izgriezums), un nepieciešamie caurumi bukšām vai stiprinājuma skrūvēm tiek izdurti (perforēti). Precizitāte šeit ir ļoti svarīga; pat milimetra novirze var izraisīt montāžas problēmas turpmākajā procesā.

3. Formēšana un Liekšana

Šis ir galvenais pārveidošanas posms. Izgriezums tiek iedzīts matricas dobumā, lai iegūtu trīsdimensiju formu. Dziļām detaļām, piemēram, apakšrāmju čaulām, tas var ietvert dzilvja formēšanas , kur metāls tiek izstiepts. Lielākai daļai salona, procesā parasti ietver flanču liekšanu, lai radītu strukturālu stingumu. pārnešanas veidne sarežģītākas sistēmas var tikt izmantotas lielākiem daļām, mehāniski pārvietojot sastāvdaļu starp atsevišķiem preses, lai veiktu dažādas formas operācijas.

4. Ilgšana un Kalšana

Lai vēl vairāk uzlabotu strukturālo stingumu, neieviešot papildus svaru, ražotāji izmanto ilgšanu (paaugstinot metāla sekciju) un kalšanu (saspiežot metālu, lai uzlabotu malas vai radīt precīzas uzstādīšanas virsmas). Šīs īpašības darbojas kā ribas, novēršot sastāvdaļas ieliešanos smagās suspensijas slodzēs.

5. Montāža un Pabeigšana

Pēc štampēšanas suspensijas daļas reti atstāj rūpnīcu kā vienu plāksni. Tās bieži tiek metinātas (piemēram, divas štampētas čaulas tiek metinātas kopā, lai izveidotu dobu salona), montētas ar buksēm un lodmetinām, un beigās apstrādātas. Virsmas apstrāde piemēram, E-pārklājums (elektro-pārklājums) ir standarts, lai nodrošinātu izturīgu pret koroziju aizsardzību, kas nepieciešama zem auto korpusa ekspozīcijai.

Materiāli un tehnoloģija: Augststiprības bīde

Materiālu ainavas attiecībā uz suspensiju štampēšanu ir ievērojami mainījusies. Ja agrāk par standartu bija maigs oglekļa tērauds, tagad modernie prasījumi ir virzījuši nozari uz Augstas stiprības sakausējumi (AHSS) .

Šķirnes kā SPFH590 un citi augststiprības tēraudi (bieži pārsniedzot 590 MPa izplešanas izturību) ļauj inženieriem izmantot plānākus metāla slāņus, neupeldzot strukturālās drošības. Šis "plānāsienas, augststiprības" pieeja ir zelta standarts automobiļu suspensijas sastāvdaļu ražošanā elektromobīļu laikmetā.

Tomēr štampēšana no AHSS rada unikālas problēmas. Materiāla augstā izturība izraisa ievērojamu "atgriešanos"—metāla tieksmi pēc formas veidošanas atgriezties sākotnējā formā. Ražotājiem ir jāizmanto sarežģīta simulācijas programmatīka, lai precīzi pārliekt daļas, tādējādi kompensējot atgriešanos un nodrošinot pareizo izmēru precizitāti. Papildus, rīkojuma nodilums notiek ātrāk, tādējādi prasot biežu apkopi un karbida pārklātu matriču izmantošanu.

Alumīnija ir plaši izmantota arī augstvērtīgu un izturīgu transportlīdzekļu ražošanā, jo tā ir ļoti vieglāk noņemt svaru, taču tam ir nepieciešama īpaša apstrāde, lai novērstu krakšanu formēšanas procesā, un parasti materiāla izmaksas ir lielākas nekā tērauda.

Stampišana pret izvilkšanu un izvilkšanu: salīdzinoša analīze

Izvēloties pareizu ražošanas metodi, ir jāapstrādā līdzsvars starp apjomu, izmaksu un efektivitāti. Lai gan kovēšana nodrošina ārkārtīgi stipru izturību un liešana sniedz ģeometrisku brīvību, stampišana ir vislielākā lieluma efektivitātes ziņā.

Presēšana ir skaidrs uzvarētājs komponentiem, kuriem nepieciešama čaulveida struktūra, lai maksimizētu izturības-svara attiecību. No divām metinātām plāksnēm veidots presēts balststabs nodrošina vajadzīgo sagriezes stingrību braukšanai līkumos, vienlaikus paliekot ievērojami vieglākam nekā cietais lietā ekvivalents.

Kvalitātes standarti un piegādātāju atlase

Automobiļu pirmās kārtas piegādes ķēdē kvalitāte nav neobligāta. Saspiešanas daļas ir būtiskas drošībai; bojājums automaģistrālē var būt katastrofāls. Tāpēc resursu menedžeriem jāievēro stingri atlases kritēriji.

IATF 16949 sertifikāts ir pamata prasība. Atšķirībā no vispārīgiem ISO 9001 standartiem, IATF 16949 koncentrējas tieši uz defektu novēršanu, svārstību samazināšanu un atkritumu mazināšanu automobiļu piegādes ķēdē. Spējīgam ražotājam jādemonstrē:

• Traceability: Spēja izsekot konkrētam tērauda ruļļa partijai līdz pabeigta produkta partijas numuram.
• Nokalpošanas testēšana: Iekšējās spējas, lai cikliski testēt sastāvdaļas līdz sabrukumam, nodrošinot, ka tās iztur miljoniem slodzes ciklu, ko iztur transportlīdzeklis.
• Procesa atkārtojamība: Automatizētu pārbaudes sistēmu izmantošana, lai nodrošinātu, ka miljonātais daļs ir identisks pirmajam.

Atrast partneri, kurš var pārvaldīt pilnu dzīves ciklu—no inženierijas derēšanas līdz lielumprodukcijai—bieži ir lielākais izaicinājums. Daži specializēti ražotāji efektīvi aizsedz šo plaisu. Piemēram, Shaoyi Metal Technology piedāvā plašas štampēšanas risinājumu kas sniedzas no ātrās prototipēšanas līdz lieltirgojumam, izmantojot IATF 16949 precizitāti būtiskām sastāvdaļām, piemēram, vadības rokām un apakšrāmjiem. Sadarbība ar piegādētāju, kurš piedāvā šo nepārtrauktību, samazina kļūdu risku, palielinot mērogu no prototipa dizaina līdz ražošanai gatavam veidņa.

Secinājums

Iespiežamie suspensijas komponenti joprojām ir automašīnbūves inženierijas pamatā, nodrošinot neaizstājamu līdzsvaru starp izmaksām, svaru un veiktspēju. Pārejot uz elektrisko mobilitāti, pieprasījums pēc augstas izturības, vieglā svara iespiežamajām detaļām tikai pastiprināsies. Iepirkuma speciālistiem un inženieriem panākumi būs partneru izvēlē, kuriem ne tikai ir nepieciešamais prešu tilpīgums, bet arī metalurģijas ekspertīze un kvalitātes sistēmas, lai nodrošinātu defektu brīvas detaļas globālā mērogā.

Bieži uzdotie jautājumi

1. Kāda ir atšķirība starp progresīvo matricu un pārnešanas matricu stiepšanu?

Progresīvā matricas iespiešana izmanto vienu nepārtrauktu metāla strēli, kas pārvietojas caur vairākām stacijām vienā presē, tādējādi tā ir ideāla mazāku, ātri ražojamu detaļu, piemēram, stiprinājumu, ražošanai. Pārnēsājamās matricas iespiešana ietver atsevišķu detaļu pārvietošanu starp atsevišķām matricu stacijām (vai presēm), kas ļauj ražot lielākas, sarežģītākas sastāvdaļas, piemēram, apakšrāmjus, kuriem veidošanas laikā nepieciešama lielāka kustības brīvība.

2. Kāpēc suspensijas daļām tiek dota priekšroka augstas izturības tēraudam?

Augstas izturības tērauds ļauj ražotājiem izmantot plānākus metāla loksnes, lai sasniegtu vienādu vai labāku izturību salīdzinājumā ar biezāku mīksto tēraudu. Tas samazina transportlīdzekļa kopējo masu (neatbalstīto masu), kas uzlabo degvielas ekonomiju, elektromobiļa darbības rādiusu un suspensijas reakcijas spēju.

3. Vai alumīniju var izmantot suspensijas komponentu stampēšanai?

Jā, alumīnijs bieži tiek stampēts suspensijas daļām, lai sasniegtu maksimālu svara samazinājumu. Tomēr tam ir nepieciešamas atšķirīgas apstrādes iekārtas salīdzinājumā ar tēraudu, jo tam piemīt zemāka formējamība un lielāka lūzēšanas tendence. To parasti izmanto augstākās klases vai veiktspējas transportlīdzekļos, kur augstākās materiāla izmaksas ir attaisnojamas.