กระบวนการตีขึ้นรูปชิ้นส่วนล็อคฝากระโปรงหน้า: คู่มือด้านวิศวกรรมและการผลิต

สรุปสั้นๆ

The กระบวนการตัดขึ้นรูปตัวล็อคฝากระโปรง เกี่ยวข้องกับสองกระบวนการผลิตที่แตกต่างเพื่อสร้างระบบความปลอดภัยที่สมบูรณ์ ชิ้นส่วนกลไกระดับสูง—เช่น ตัวล็อค, กลไกเหวี่ย, และตะขอความปลอดภัย—มักผลิตโดยใช้ การปั๊มแบบก้าวหน้า วิธีนี้ป้อนคอยล์เหล็กความแข็งแรงสูงผ่านสถานีต่างๆ หลายขั้นตอนเพื่อบรรลุความเที่ยงแม่นและความเร็วการผลิตสูงที่จำเป็นสำหรับหลายล้านรอบการทำงาน

ในทางกลับ, จุดยึดตัวล็อค ซึ่งเรียกว่า "แผงด้านในฝากระโปรง" ถูกขึ้นรูปโดยใช้ การตัดขึ้นรูปด้วยแม่พิมพ์แบบถ่ายโอนหรือคู่ กระบวนการหนักนี้เกี่ยวข้องกับการดัดลึก, ตัดแต่ง, และม้วนขอบเพื่อสร้างโครงสร้างที่แข็งแรงและเสริมความทนทาน ซึ่งป้องกันการเมื่อยล้าของโลหะ หลังจากนั้นการประกอบจะรวมชิ้นส่วนที่ขึ้นรูปด้วยรีเวทและสปริง ตามด้วยการทดสอบโหลดอย่างเข้มงวด (มักเกิน 5500N) เพื่อรับรองการปฏิบัติตามมาตรฐานความปลอดภัย

กายวิภาคของระบบตัวล็อคฝากระโปรงที่ขึ้นรูปด้วยการตัด

ก่อนที่จะตรวจสอบสายการขึ้นรูปชิ้นงาน จำเป็นต้องเข้าใจส่วนประกอบที่ถูกขึ้นรูปเสียก่อน ตัวล็อคฝากระโปรงไม่ใช่ชิ้นส่วนเดียว แต่เป็นชุดประกอบของชิ้นส่วนเหล็กกล้าความแข็งแรงสูงที่ขึ้นรูปด้วยแรงกด โดยแต่ละชิ้นมีข้อกำหนดด้านกลไกที่แตกต่างกัน

กลไกหลักประกอบด้วย ตัวล็อคหลัก (กรงเล็บ) ซึ่งทำหน้าเกี่ยวเข้ากับตัวสตรายเกอร์ของรถ และ ไพล์ (คันโยก) ซึ่งล็อคตัวล็อคให้อยู่ในตำแหน่ง การศึกษาเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพทางวิศวกรรม เช่น งานจาก Worcester Polytechnic Institute ระบุว่า กลไกล็อคต้องทนต่อแรงได้มาก—โดยทั่วไปต้องมีแรงดึงขั้นต่ำที่ 5500N (ประมาณ 550 กก.) โดยไม่เกิดการเปลี่ยนรูป และ ตะขอความปลอดภัย , ทำหน้ารับแรงในกรณีที่ตัวล็อคหลักล้มเหลว โดยทั่วมักมีค่าความทนทานประมาณ 2700N .

ส่วนประกอบเหล่านี้ถูกขึ้นรูปจากเหล็กเกรดเฉพาะ มักเป็น SAPH 440 หรือเหล็กความต้านแรงดึงสูงต่ำอัลลอยด์ (HSLA) ชนิดอื่นที่คล้าย วัสดุเหล่านี้มีความต้านแรงดึงที่จำเป็นเพื่อต้านการตัดเฉือนระหว่างการชน แต่ก่อปัญหาในกระบวนการขึ้นรูปเนื่องจากความแข็งของวัสดู

กระบวนการ 1: การขึ้นรูปด้วยแม่พิมพ์ต่อเนื่องของชิ้นส่วนล็อค

ชิ้นส่วนเล็กๆ ที่มีความซับซ้อนของกลไกล็อคเป็นตัวอย่างที่เหมาะสำหรับ การปั๊มแบบก้าวหน้า ในกระบวนการความเร็วสูงนี้ ม้วนโลหะจะถูกป้อนผ่านแม่พิมพ์เดี่ยวที่มีหลาย "สถานี" ขณะที่เครื่องกดทำงาน แถงโลหะจะเคลื่อนไปข้างหน้า และแต่ละสถานีจะทำการดำเนินการที่แตกต่าง

ลำดับทั่วที่ใช้สำหรับชิ้นส่วนล็อคฝากระโปรงมักประกอบดังนี้:

• รูนำสำหรับการยึด: สถานีแรกจะเจาะรูเล็กๆ ที่ใช้เพื่อนำแถงโลหะผ่านสถานีถัดไปอย่างแม่นยำ
• การเจาะ (Piercing): รูสำหรับหมุดตัวต่อถูกเจาะด้วยความแม่นยำสูง รูเหล่านี้มักต้องการค่าความคลาดเคลื่อนที่แคบ (เช่น ±0.05 มม.) เพื่อให้มั่นใจว่าตัวล็อคจะหมุนได้อย่างราบรื่นโดยไม่เกิดการสั่นหรือหลวม
• การขึ้นรูปแบบโคอิน / เอ็มบอสซิ่ง: แม่พิมพ์ใช้แรงกดมหาศาลเพื่อเว้าขอบหรือสร้างซี่โครงเสริมความแข็งแรง ขั้นตอนนี้มีความสำคัญต่อการทำผิวสัมผัสให้เรียบในจุดที่ตัวล็อคสัมผัสกับตัวกระแทก ช่วยลดการสึกหรอเมื่อเวลาผ่านไป
• การดัด/การขึ้นรูป: แผ่นยื่นและแถบล็อคถูกดัดให้ได้รูปร่าง เนื่องจากเหล็กความแข็งแรงสูงมีปัญหาเรื่องการเด้งกลับ (springback) หรือแนวโน้มที่จะคืนรูปเดิม แม่พิมพ์จึงจำเป็นต้องดัดเกินมุมที่ต้องการเล็กน้อยเพื่อให้ได้มุมสุดท้ายที่ถูกต้อง
• ตัดแยก: ชิ้นส่วนที่สมบูรณ์จะถูกตัดออกจากแถบลำเลียงและปลดออก

สำหรับผู้ผลิตที่ต้องการความยืดหยุ่น การปั๊มแบบก้าวหน้า เป็นที่นิยมเนื่องจากสามารถผลิตชิ้นส่วนที่เหมือนกันหลายล้านชิ้นด้วยของเสียน้อยที่สุด ทำให้กลายเป็นมาตรฐานอุตสาหกรรมสำหรับกลไกตัวล็อค

กระบวนการที่ 2: การขึ้นรูปแผงด้านในฝากระโปรง (จุดยึดติดตั้ง)

ตัวล็อคไม่สามารถทำงานได้หากไม่มีจุดยึดที่มั่นคง ซึ่งจุดนี้จะถูกจัดเตรียมโดย แผงด้านในฝากระโปรงหน้า , ชิ้นส่วนขึ้นรูปขนาดใหญ่ที่ทำหน้าที่เป็นโครงสร้างหลักของฝากระโปรงรถ โดยต่างจากชิ้นส่วนกลไกขนาดเล็ก แผงนี้จะผลิตโดยใช้ แม่พิมพ์แบบทรานสเฟอร์หรือแทดเดิมไดส์ .

กระบวนการนี้เริ่มต้นด้วย "บลังก์" — แผ่นโลหะแบนราบที่ถูกใส่เข้าไปในเครื่องอัดขนาดใหญ่ ขั้นตอนแรกมักจะเป็น ดึงลึก การขึ้นรูป (forming) โดยลูกแม่พิมพ์ชายจะดันโลหะเข้าไปในแม่พิมพ์หญิง เพื่อสร้างรูปร่างสามมิติของโครงฝากระโปรง ขั้นตอนนี้กำหนดโซนยุบตัวและช่องตรงกลาง

สถานีถัดไปจะทำการตัดแต่ง (trimming) (ตัดโลหะส่วนเกินออก) และการเจาะ (piercing) (สร้างรูสำหรับสลักยึดประกอบ) ขั้นตอนสำคัญคือ การพับขอบ การพับขอบ (hemming) ซึ่งพับขอบให้งอเพื่อสร้างพื้นผิวสำหรับติดตั้งแผงฝากระโปรงด้านนอก พื้นที่ที่ติดตั้งสลักมักจะเสริมความแข็งแรงด้วยรอยเว้าเฉพาะที่หรือส่วนที่หนาขึ้น เพื่อกระจายแรงจากการปิดฝากระโปรงและป้องกันการแตกร้าวเนื่องจากความเหนื่อยล้า

การเลือกวัสดุและการขยายขนาดการผลิต

การเลือกวัสดุกำหนดกลยุทธ์ในการตัดขึ้นรูป แม้ว่าเหล็กอ่อนจะขึ้นรูปได้ง่าย แต่อุปกรณ์ล็อกฝากระโปรงต้องใช้วัสดุเช่น เหล็กกล้า HSLA ชุบสังกะสี เพื่อป้องกันการกัดกร่อนและทนต่อแรงที่มีค่าสูง อย่างไรก็ตาม เหล็กที่แข็งกว่าจะทำให้แม่พิมพ์ตัดขึ้นรูปสึกหรอเร็วขึ้น และมีแนวโน้มเกิดข้อบกพร่อง เช่น "รอยแยก" หรือ "รอยย่น" ระหว่างกระบวนการขึ้นรูป

เพื่อลดความเสี่ยงเหล่านี้ วิศวกรใช้ซอฟต์แวร์จำลองเพื่อคาดการณ์การไหลของโลหะ อย่างไรก็ตาม การเปลี่ยนจากแบบดิจิทัลไปเป็นชิ้นส่วนจริงยังคงเป็นอุปสรรค การก้าวข้ามช่องว่างระหว่างต้นแบบอย่างรวดเร็วและการผลิตจำนวนมากถือเป็นขั้นตอนสำคัญ บริษัทต่างๆ เช่น เทคโนโลยีโลหะเส้าอี้ เชี่ยวชาญในขั้นตอนการเปลี่ยนผ่านนี้ โดยใช้ความสามารถของเครื่องอัดขึ้นรูปที่มีแรงอัดสูงสุดถึง 600 ตัน เพื่อจัดส่งชิ้นส่วนที่มีความแม่นยำ เช่น แขนควบคุมและโครงย่อย ซึ่งเป็นไปตามมาตรฐานผู้ผลิตชิ้นส่วนเดิม (OEM) ระดับโลกอย่างเข้มงวด

ไม่ว่าจะผลิตต้นแบบจำนวน 50 ชิ้นเพื่อการตรวจสอบ หรือผลิตหลายล้านชิ้นเพื่อการผลิตจำนวนมาก การร่วมมือกับผู้ผลิตชิ้นส่วนโดยวิธีตอก (stamper) ที่เข้าใจพฤติกรรมของโลหะเกรดยานยนต์ถือเป็นสิ่งจำเป็น เพื่อหลีกเลี่ยงการปรับแก้แม่พิมพ์ในขั้นตอนถัดไปซึ่งอาจมีค่าใช้จ่ายสูง

การติดตั้งและการควบคุมคุณภาพ

เมื่อกระบวนการตอกเสร็จสิ้น ชิ้นส่วนต่างๆ ได้แก่ กลอน แหนบ และแผ่นฐาน จะถูกส่งไปยังขั้นตอนการประกอบ ที่นี่จะมีการใส่หมุดย้ำผ่านรูหมุนที่เจาะไว้ จากนั้นจะทำการบีบอัด (เปลี่ยนรูปร่าง) หมุดเพื่อสร้างข้อต่อถาวร แต่ยังคงอนุญาตให้มีการเคลื่อนไหวแบบหมุนได้

การติดตั้งสปริง ตามมา โดยสปริงเกลียวความตึงสูงจะถูกติดตั้งเข้ากับกลอนและแหนบ สปริงเหล่านี้จะสร้างแรงดันคืนค่าที่จำเป็น เพื่อรักษากลอนให้อยู่ในตำแหน่งปิด

การควบคุมคุณภาพมีความเข้มงวด ตัวอย่างสุ่มจากสายการตอกจะต้องผ่าน การทดสอบแรงดึง การตรวจสอบเพื่อยืนยันว่าตรงตามข้อกำหนดแรงรับ 5500N นอกจากนี้ยังมีการทดสอบวงจร เปิด-ปิด กลอนหลายหมื่นครั้ง เพื่อให้มั่นใจว่าขอบที่ตีขึ้นรูปจะไม่สึกหรอก่อนเวลาอันควร ตามข้อมูลเชิงลึกจากอุตสาหกรรม ผู้ผลิตแม่พิมพ์ , แม้แต่เสี้ยนขนาดเล็กจิ๋วที่เกิดจากกระบวนการตัดขึ้นรูปโลหะก็สามารถรบกวนการทำงานของกลไกได้ ทำให้การกำจัดเสี้ยนและการตกแต่งผิวเป็นขั้นตอนสุดท้ายที่สำคัญมาก

คำถามที่พบบ่อย

1. ขั้นตอน 7 ขั้นตอนในวิธีการสแตมป์พิ้งคืออะไร?

งานตัดขึ้นรูปโลหะทั้งเจ็ดประเภทที่พบบ่อย ได้แก่ การตัดแผ่นโลหะ (ตัดรูปร่างเบื้องต้น) การเจาะรู (เจาะรู) การวาด (การขึ้นรูปเป็นรูปร่างคล้ายถ้วย) การบิด (สร้างมุมต่าง ๆ) การขบอากาศ (การขึ้นรูปด้วยหมัดตอก) การขึ้นรูปลึก/การเคลือบ (การตัดขึ้นรูปภายใต้แรงดันสูงเพื่อความแม่นยำ) การตัดแต่ง (การตัดวัสดุส่วนเกินออก) ตัวล็อกฝากระโปรงหน้าใช้การรวมกันของกระบวนการเหล่านี้ โดยพึ่งพากระบวนการเจาะและตีเหรียญเป็นหลัก

2. การตีขึ้นรูปโลหะมีกี่ประเภทและมีอะไรบ้าง

สี่ประเภทหลักคือ การปั๊มแบบก้าวหน้า (แถบต่อเนื่อง หลายสถานี) การปั๊มแบบถ่ายโอน (ชิ้นงานถูกเคลื่อนย้ายโดยเครื่องจักรระหว่างสถานี) การตัดแต่งรูปลึก (Deep Draw Stamping) (สำหรับความลึกที่มากกว่าเส้นผ่านศูนย์กลาง) Micro Stamping (สำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็ก) กลอนฝากระโปรงใช้แม่พิมพ์แบบโปรเกรสซีฟเป็นหลักเพื่อความมีประสิทธิภาพ ในขณะที่แผงฝากระโปรงใช้แม่พิมพ์แบบทรานสเฟอร์เนื่องจากขนาด