POVZETEK

Žiganje komponent menjalnika je standardna industrijska rešitev za izdelavo natančnih avtomobilskih delov, kot so zobniki, vzmetne konice in ohišja, v večjih količinah. V nasprotju s struženjem, ki odstranjuje material, žiganje kovin uporablja progresivna štampa in globoko vlečenje tehnike za oblikovanje kompleksnih geometrij z odlično hitrostjo in ponovljivostjo. Za avtomobilske inženirje in odgovorne za nabavo ponuja ta postopek ključno prednost: ohranjanje toleranc na ravni mikronov in hkrati zmanjšanje stroškov enote za več kot 40 % pri serijski proizvodnji (običajno >100.000 enot).

Ključni sestavni deli menjalnika, izdelani s postopkom žiganja

Sodobni avtomobilski menjalniki se oslanjajo na kovinsko arhitekturo iz žičnih delov, ki nadomešča težje in dražje lite ali obdelane alternative. Prehod na žične komponente je proizvajalcem omogočil zmanjšanje mase pogonskega sklopa brez izgube nosilnosti navora. Na podlagi trenutnih proizvodnih zmogljivosti se več kritičnih sestavnih delov sedaj predvsem izdeluje s točnim žičenjem.

Osnovni elementi pogonskega sklopa

• Bobni in bobni za sklopko: Za te kompleksne valjaste dele so potrebni globoki vlečni postopki za oblikovanje ohišja, ki jim sledijo sekundarne operacije za rezkanje žlebov. Žičenje zagotovi visoko gostoto materiala, ki je potrebna za prenos vrtilnega navora.
• Menjalniška kolesa: Čeprav so trdo prizadevna kolesa pogosto izkovana, se lažja menjalniška kolesa za pomožne funkcije ali manjše sestave pogosto izdeluje s postopkom žičenja. Ta postopek zagotavlja »popolnoma ustrezen« fit za gladko delovanje in zmanjšanje hrupa, kar je pomemben dejavnik kakovosti, ki ga poudarjajo proizvajalci kot je Hidaka USA .
• Reakcijski pokrovi in nosilci: Ti strukturni elementi vsebujejo planetarne zobniške sklope. Ploskanje omogoča izdelavo zapletenih zaklepov in jezičkov v enem samem prehodu, kar odpravlja potrebo po zvarjanju več delov skupaj.

Upravljanje s tekočinami in ohišja

Poleg prenosa navora je ploskanje ključno za hidravlično tesnost menjalnika. Maslahodržalniki in pokrovi ventilov so klasični primeri globoko vlečenih komponent. Ti deli morajo izpolnjevati stroge zahteve glede ravnosti, da zagotovijo tesen spoj z ohišjem menjalnika. Proizvajalci uporabljajo specializirane hidravlične prese za izvlečenje teh globokih oblik iz ravno razprostrtih listov brez pretiranega redčenja sten materiala do točke okvare.

Proizvodni postopki: progresivna kalupna presta proti globokemu vlečenju

Izbira pravilne metodologije ploščenja je prvi korak pri optimizaciji stroškov. Dve glavni tehniki prevladujeta pri proizvodnji komponent menjalnikov, pri čemer vsaka zadovoljuje različne geometrijske potrebe.

Progresivno štampovanje je prednostna metoda za hitro proizvodnjo manjših natančnih delov. Kot pojasnjuje ESI Engineering , ta metoda omogoča sekundarne operacije, kot sta kaljenje in prebadanje, neposredno v orodju, kar pomeni, da se s vsakim ciklusom prese izdela končan del. Nasprotno globoko vlečenje je nezamenljiv za izdelavo brezšivnih, skodeličastih struktur, kot so jih v gonilnih batih in akumulatorjih, kjer bi šive predstavljale točke okvare.

Materiali za žigosanje pri visokem navoru

Pogonska okolja so agresivna, značilna po visoki temperaturi, trenju in strižnih silah. Izbira materiala je zato odvisna od ravnotežja med oblikovalnostjo (za postopek žigosanja) in trdnostjo (za končno uporabo).

Nizkoogjična čela ostaja glavni material za globoko žigosane izdelke. Glede na podatke o materialih iz Trans-Matic nizkoglutenčna jekla ponujajo odličen razmerje med trdnostjo in težo ter se med oblikovanjem utrjujejo, kar naravno izboljša strukturno celovitost končnega izdelka. Zato so idealni za menjalniške valjaste dele in oljne korite, ki morajo upirati deformacijam pod tlakom.

Aluminijske zlitine se vse pogosteje določajo za ohišja in pokrove, da bi izpolnili standarde za povprečno gorivno učinkovitost podjetij (CAFE). Čeprav aluminija ni mogoče tako enostavno kovati zaradi njegove nagnjenosti k razpokam (nižja mejna oblikovanost), je njegova teža približno ena tretjina jekla, kar omogoča znatno zmanjšanje mase celotne menjalniške skupine.

Za specializirane aplikacije Med enako in bronz se uporabljajo pri senzorskih komponentah in podložkah znotraj elektronskih nadzornih enot (ECU) menjalnika. Ti materiali zagotavljajo potrebno prevodnost in odpornost proti koroziji, vendar jim manjka strukturna trdnost jekla.

Strateška analiza: kovanje nasproti CNC obdelavi

Odločitev, ali kovati ali obdelovati s stroji, pri menjalniški komponenti navadno odvisna od količine in geometrije. Ta analiza "lastna izdelava nasproti nakupu" je ključna točka za strategijo nabave.

Prag količine: CNC obdelava je subtraktivna in linearna – proizvodnja enega dela traja določen čas. Presovanje pa je transformacijsko in paralelno. Ko je orodje (kalibr) izdelano, se strošek na enoto močno zmanjša. Na splošno so pri količinah pod 5.000 enot ugodnejše obdelave brez orodij, medtem ko se pri količinah nad 50.000 enot jasno odločimo za presovanje.

Premostitev razkoraka: Velik izziv nastane, ko projekti prehajajo iz prototipa v serijsko proizvodnjo. Proizvajalci pogosto potrebujejo partnerja, ki lahko pokrije tako začetno validacijo v majhnih količinah kot tudi kasnejše povečanje obsega proizvodnje. Shaoyi Metal Technology specializira za ta prehod in ponuja zmogljivosti od hitrega izdelovanja prototipov do proizvodnje na 600-tonskih stiskalnikih. Njihovi procesi, certificirani po IATF 16949, zagotavljajo, da komponente, kot so rokavci upravljalnih rok in podokvirji, izpolnjujejo stroge globalne standarde, ne da bi bilo pomembno, ali potrebujete petdeset prototipov za testiranje ali milijone enot za sestavo.

Natančnostne zmogljivosti: Zgodovinsko gledano je obdelava imela prednost pri nadzoru toleranc. Vendar pa sodobno natančno žigosanje danes lahko doseže tolerance do ±0,001 palca (0,025 mm) za številne lastnosti. Operacije odrezovanja in kalibriranja, vključene v žigovalni orod, lahko proizvedejo zobne ploskve zobnikov, ki tekmujejo z obdelanimi površinami, pogosto brez potrebe po dodatnem brušenju.

Z zagotavljanjem kakovosti in standardi natančnosti

V avtomobilski industriji je okvara menjalnika katastrofalna. Zato se žigosanim komponentam izvajajo strogi postopki zagotavljanja kakovosti, ki segajo daleč čez osnovne preverbe dimenzij.

Proizvajalci uporabljajo tehnologijo senzorjev v orodju za spremljanje procesa žiganja v realnem času. Senzorji zaznajo napake pri podajanju ali oznake odrezkov, ki bi lahko poškodovali del ali orodje, ter takoj ustavijo stiskalnico, da se preprečijo neustrezne serije. Poleg tega sistemi optičnega pregleda po žiganju merijo kritične dimenzije – kot je notranji premer sklopke ali ravnost pritrdilnega flensa – v primerjavi s številskimi CAD modeli.

Spoštovanje standardov, kot je IATF 16949 , je za dobavitelje menjalnikov nesporno. Ta certifikat zagotavlja, da ima žigantrebljič maturiran sistem kakovosti, sposoben preprečevanja napak in stalnega izboljševanja, s čimer se zmanjša tveganje zahtevkov po garanciji avtomobilskega OEM-a.

Pogon učinkovitosti v proizvodnji pogonskih sklopov

Žiganje komponent menjalnika predstavlja presečišče metalurške znanosti in industrijskega inženiringa visokih količin. Z uporabo procesov, kot sta postopno orodje in globoko žiganje, lahko proizvajalci dobavljajo zapletene, lahke in trpežne dele, ki jih zahtevajo sodobni pogonski sklopi.

Za nabavne ekipe je vrednost v možnosti povečanja obsega. Čeprav so stroški vnaprejšnje naložbe v orodja znatni, dolgoročno zmanjšanje cene na kos in zagotovilo ponovljive natančnosti naredita žiganje najboljšo izbiro za serije avtomobilskih menjalnikov za masovni trg.

Pogosta vprašanja

1. Kaj so komponente menjalnikov iz žiganja?

Komponente menjalnikov iz žiganja so kovinski deli, ki jih oblikujemo tako, da se plosko kovinsko pločevino stisne v določene oblike s pomočjo hidravličnih preš visoke zmogljivosti in kalibrov. Pogost primeri so sklopke gob, reakcijske lupine, oljne posode, pokrovi ventilov in nekateri tipi zobnikov. Ti deli nadomeščajo težje litine ali obdelane alternative, da zmanjšajo težo in stroške.

2. Kateri so 7 korakov pri postopku žiganja?

Postopek žiganja običajno vključuje zaporedje operacij, ki se lahko izvajajo v enojnem progresivnem orodju ali na več postajah: Izrezovanja (rezanje začetne oblike), Probovanja (preshanje lukenj), Risba (oblikovanje 3D oblik), Igibanje (ustvarjanje kotov), Vzdušno ukrivljanje (oblikovanje brez popolnega spodnjega dotika), Obrbljenje (žiganje za površinsko končno obdelavo/podrobnosti), in Obrezovanje (odstranjevanje odvečnega materiala).

3. Kako natančno je kovanje kovin za zobnike?

Sodobna fineblanking in precizno kovanje lahko proizvedeta zobe zobnikov z tolerancami v tisočinki palca, kar je primerno za številne prenosne aplikacije. Čeprav so zobniki za glavni pogon s težkim obremenitvijo pogosto izkovani ali obdelani, se kovani zobniki pogosto uporabljajo za notranje mehanizme, parkirne kljukice in zobnike črpalke za tekočino zaradi njihove učinkovite cene in zadostne trdnosti.