Краткое содержание

Штамповка тормозной опорной пластины — это точный производственный процесс, предназначенный для создания стальной конструкционной основы тормозной колодки. В этом процессе используются прессы с высоким усилием — как правило, от 400 до 1000 тонн, — чтобы формировать стальные рулоны в жесткие пластины, способные выдерживать значительные силы сдвига и термические циклы. В отрасли применяются два основных метода: традиционная штамповка , которая обеспечивает скорость и экономическую эффективность для стандартных деталей, и точная обрезка , обеспечивающий превосходное качество кромки и плоскостность (допуски до ±0,0005 дюйма) для сложных применений с высокими требованиями к производительности.

Помимо базового формирования, современное производство опорных пластин включает в себя важные элементы безопасности, такие как механические системы фиксации (NRS) непосредственно в процесс штамповки для предотвращения расслоения фрикционного материала. Независимо от того, обеспечивается ли идеальная плоскостность, необходимая для бесшумного торможения, или наносятся цинковые покрытия для защиты от «ржавчины», качество штамповки напрямую определяет безопасность и долговечность конечной тормозной колодки.

Процесс производства: от рулона до компонента

Путь тормозной накладки начинается задолго до того, как она попадает в пресс. Этот процесс представляет собой последовательность прецизионных операций, предназначенных для превращения сырой стали в критически важный компонент безопасности, способный выдерживать тысячи циклов торможения.

1. Подготовка и подача материала

Производство начинается с высокопрочных горячекатаных или холоднокатаных стальных рулонов, толщина которых обычно варьируется от 2 мм до 6 мм в зависимости от применения в автомобиле (для тяжелых коммерческих транспортных средств может потребоваться до 12 мм). Эти рулоны подаются через правильную машину/уровень для устранения изгиба рулона и внутренних напряжений, обеспечивая идеальную плоскостность материала перед поступлением в штамп. Плоскостность недопустима для нарушения; любое искривление здесь приведет к шуму при торможении (вибрации и шум) в конечной сборке.

2. Этап штамповки

На этом важном этапе стальная полоса поступает в пресс высокой мощности — зачастую в прогрессивную матрицу или специализированный пресс с переносом заготовки. Именно здесь формируется геометрия пластины. Пресс выполняет несколько операций за один ход:

• Вырубка: Обрезка внешнего контура пластины.
• Протяжка: Создание отверстий для суппортных штифтов или датчиков.
• Формование: Нанесение элементов, таких как упорные скобы или фиксирующие рисунки.

Для производителей, стремящихся к балансу между высоким объемом выпуска и инженерной точностью, партнёры вроде Shaoyi Metal Technology используют прессы мощностью до 600 тонн для производства компонентов, сертифицированных по стандарту IATF 16949. Их возможности охватывают весь диапазон — от быстрого прототипирования (всего 50 деталей) до массового производства, обеспечивая соответствие даже сложных геометрий стандартам глобальных производителей оригинального оборудования.

3. Вторичные операции и отделка

После выхода пластины из пресса она проходит вторичную обработку для подготовки поверхности. Это часто включает стрельба обработку поверхности для улучшения адгезии при склеивании (если не используется механическое крепление) и вибрационную зачистку для удаления острых кромок, которые могут повредить прокладки или вызвать травмы при сборке. В конце пластины промывают и часто наносят антикоррозионные покрытия, такие как цинковое покрытие или чернение.

Точная вырубка против традиционной штамповки

Для инженеров и менеджеров по закупкам выбор между точной вырубкой и традиционной штамповкой является наиболее важным техническим решением в цепочке поставок. Хотя оба процесса предполагают резку металла, их механика и результаты принципиально различаются.

Традиционная штамповка

При традиционной штамповке пуансон воздействует на металл, срезая его примерно на одну треть толщины, после чего материал ломается («разрушается») на оставшейся части. Это приводит к образованию характерного шероховатого края с зоной «выхода матрицы», которая зачастую имеет коническую форму. Хотя данный метод эффективен и экономичен для стандартных применений, при необходимости идеально гладкого края для точной установки в суппорт, как правило, требуется дополнительная обработка — шлифование или зачистка.

Точная обрезка

Точная вырубка — это процесс холодного выдавливания, при котором используется пресс тройного действия. Он обеспечивает три различных усилия: усилие пуансона сверху, противодавление снизу и усилие обжима «V-образным кольцом», которое надежно фиксирует материал перед резкой. Это предотвращает смещение материала от пуансона, в результате чего получается край, полностью срезанный на 100 %, гладкий, вертикальный и без трещин.

Системы механического крепления (NRS) против клеевого соединения

Одной из наиболее важных функций опорной пластины является надежное удержание фрикционного материала (колодки тормоза). Исторически это осуществлялось с помощью клеевых составов, однако современная инженерия отдает предпочтение Механическим системам фиксации (MRS) , часто называемым торговым наименованием NRS (Nucap Retention System).

Отказ клеевых составов

Традиционные тормозные колодки используют термоотверждаемый клей для соединения фрикционного материала с металлической пластиной. Хотя изначально это эффективно, такая связь подвержена двум основным видам отказов:

1. Термический сдвиг: Экстремальные температуры при торможении могут разрушать химические связи клея, в результате чего колодка срезается под большой нагрузкой.
2. Разрушение вследствие коррозии: В агрессивных средах ржавчина образуется на стальной пластине и проникает под в клей. По мере расширения ржавчины (занимая больший объем, чем сталь) фрикционный материал физически отслаивается от пластины, что приводит к расслоению и катастрофическому отказу.

Механическое решение

Механическое крепление включает выштамповку сотен крошечных двунаправленных стальных крючков непосредственно на поверхности опорной пластины. Во время процесса формования фрикционный материал обтекает эти крючки и заполняет пространство под ними, превращаясь после отверждения в прочный композит с взаимным зацеплением. Это создаёт физическую связь, которую невозможно разрушить под воздействием тепла или химических веществ.

В сочетании с оцинкованная сталь , механическое крепление полностью исключает коррозионное растрескивание. Поскольку отсутствует клеевой слой, который может разрушиться, соединение остаётся надёжным до последнего миллиметра фрикционного материала, что значительно увеличивает безопасный срок службы тормозной колодки.

Спецификации материалов и стандарты качества

Прочность опорной пластины тормоза полностью зависит от качества исходного материала. Производители обычно используют определённые марки горячекатаной стали, например SAPH440 или Q235 , которые обеспечивают необходимую прочность на растяжение и пластичность.

Предотвращение критических дефектов

Контроль качества при штамповке направлен на выявление и устранение микроскопических дефектов, которые могут привести к отказам в эксплуатации:

• Die Roll: Впадина на верхней поверхности штампованного края. Чрезмерный Die Roll может уменьшить эффективную площадь контакта для демпфера тормозной колодки, что приводит к возникновению шума.
• Заусенцы: Острые выступы на срезанном крае. Заусенцы более 0,2 мм могут мешать антивибрационным фиксаторам суппорта, препятствуя правильному отводу колодки и вызывая подклинивание.
• Fracture Zones: При традиционной штамповке глубокие трещины могут распространяться под воздействием циклических нагрузок при торможении.

Для обеспечения надёжности производители высшего уровня подвергают пластины строгим испытаниям, включая испытания солевым туманом (для проверки коррозионной стойкости покрытий) и испытания на сдвиг (для измерения усилия, необходимого для отделения фрикционного материала от пластины). Стандартные требования к прочности при сдвиге часто превышают 4–5 МПа, чтобы обеспечить безопасность в условиях экстренного торможения.

Инженерная точность для безопасности

Производство опорных пластин тормозов — это нечто большее, чем простая штамповка металла; это дисциплина, основанная на микронах и металлургии. Используются ли экономичные методы обычной штамповки или высокоточная вырубка, цель остается прежней: обеспечить жесткую, прочную основу для тормозной системы автомобиля. По мере того как автомобили становятся тяжелее (в случае электромобилей EV) и тише, требования к опорным пластинам — по более жестким допускам, превосходной плоскостности и надежным механическим системам фиксации — будут только возрастать. Для покупателей и инженеров понимание этих базовых технологий является первым шагом к обеспечению безопасности и высокой производительности на дороге.

Часто задаваемые вопросы

1. Что произойдет, если опорная пластина проржавеет насквозь?

Если опорная пластина сильно подвергнется коррозии, это может привести к «расклиниванию ржавчиной» (rust jacking), при котором слой ржавчины расширяется и выталкивает фрикционный материал, вызывая его отслоение от стальной пластины. Это приводит к сильному шуму, вибрации и, возможно, к полной потере тормозной способности, если фрикционная накладка оторвется. Оцинкованные пластины с механическими системами фиксации специально разработаны для предотвращения такого отказа.

2. Почему для оригинальных тормозных деталей предпочтительна точная вырубка?

Оригинальные производители (OEM) предпочитают точную вырубку, поскольку она позволяет изготавливать детали с превосходной плоскостностью и 100% гладкими, срезанными кромками без необходимости дополнительной механической обработки. Это обеспечивает точную посадку детали внутри тормозного суппорта, минимизируя вибрацию и шум (NVH), что особенно важно для стандартов качества новых автомобилей.

3. Можно ли использовать механические фиксирующие крючки с любым фрикционным материалом?

Да, механические фиксирующие крючки совместимы с большинством фрикционных составов, включая полуметаллические, керамические и органические соединения. Фрикционный материал формуется непосредственно поверх крючков на этапе прессования и отверждения, создавая постоянную механическую блокировку независимо от химического состава колодки.