Коротко

Штампування пластин гальмівного механізму — це прецизійний виробничий процес, призначений для створення сталевої несучої основи гальмівної колодки. У цьому процесі використовуються преси великої потужності — зазвичай від 400 до 1000 тонн — для формування сталевих рулонів у жорсткі пластини, які мають витримувати значні зусилля зсуву та термічні цикли. У галузі застосовують два основні методи: традиційне штампування , яке забезпечує швидкість і економічну ефективність для стандартних деталей, та точне пробивання , який забезпечує вищу якість краю та плоскості (допуски досягають ±0,0005 дюйма) для складних, високопродуктивних застосувань.

Окрім базового формування, сучасне виробництво опорних пластин інтегрує важливі функції безпеки, такі як механічні системи фіксації (NRS) безпосередньо в процес штампування, щоб запобігти розшаруванню фрикційного матеріалу. Незалежно від того, чи йдеться про забезпечення ідеальної плоскості, необхідної для тихого гальмування, чи нанесення цинкових покриттів для запобігання «корозійному підйому», якість штампування безпосередньо визначає безпеку та довговічність кінцевих колодок.

Виробничий процес: від рулону до компонента

Шлях пластини гальмівної колодки починається задовго до того, як вона потрапляє у прес. Цей процес — це послідовність прецизійних операцій, призначених для перетворення сирцевої сталі на життєво важливий компонент, здатний витримати тисячі циклів гальмування.

1. Підготовка та подача матеріалу

Виробництво розпочинається з високоміцних гарячекатаних або холоднокатаних сталевих рулонів, товщина яких зазвичай коливається від 2 мм до 6 мм залежно від призначення у автомобілі (для важкого комерційного транспорту може знадобитися до 12 мм). Ці рулони подаються через правильну машину/вирівнювач, щоб усунути закрученість рулону та внутрішні напруження, забезпечуючи ідеальну плоскість матеріалу перед подачею в матрицю. Плоскість є обов’язковою умовою; будь-яка кривизна призведе до шуму гальм (НВШ) у фінальному складанні.

2. Етап штампування

На цьому ключовому етапі сталева стрічка потрапляє у прес великої потужності — найчастіше це прогресивна матриця або спеціалізований трансферний прес. Саме тут формується геометрія пластини. Прес виконує кілька операцій за один хід:

• Вирубка: Вирізання зовнішнього контуру пластини.
• Прошивання: Створення отворів для супортних пальців або датчиків.
• Формування: Нанесення елементів, таких як упорні затискачі або фіксуючі малюнки.

Для виробників, які прагнуть поєднати високий обсяг виробництва з інженерною точністю, партнери на кшталт Shaoyi Metal Technology використовують преси потужністю до 600 тонн для виготовлення компонентів, сертифікованих за IATF 16949. Їхні можливості охоплюють період від швидкого прототипування (від 50 деталей) до масового виробництва, забезпечуючи відповідність навіть складних геометрій стандартам глобальних OEM-виробників.

3. Додаткові операції та остаточна обробка

Після витиснення пластина проходить вторинну обробку для підготовки поверхні. Це зазвичай включає вистріл дрібнення поверхні для клейового з'єднання (якщо не використовується механічне фіксування) та видалення заусенців методом витримування у барабані для усунення гострих країв, які можуть пошкодити прокладки або спричинити травми під час складання. Нарешті, пластини промивають і часто обробляють антикорозійними покриттями, такими як цинкове покриття або чорнення.

Точне пробивання проти традиційної штампування

Для інженерів та менеджерів з закупівель вибір між точним пробиванням і традиційним штампуванням є найважливішим технічним рішенням у ланці поставок. Хоча обидва процеси передбачають різання металу, механізми та результати принципово відрізняються.

Традиційне штампування

У традиційній штампуванні пуансон впливає на метал, зрізаючи його приблизно на одну третину товщини, перш ніж матеріал ламається або «рветься» на решту шляху. Це залишає характерний шорсткий край із зоною «вибиття матрицею», яка часто має конусоподібну форму. Хоча цей метод ефективний і вигідний для стандартних застосувань, традиційне штампування зазвичай вимагає вторинної обробки, такої як шліфування або обрізка, якщо потрібен абсолютно гладкий край для точного підходящого каліпру.

Точне пробивання

Точне пробивання — це процес холодного видавлювання, який використовує прес із потрійною дією. Він застосовує три окремі сили: зусилля удару зверху, протитиск знизу та зусилля стиснення «V-подібним кільцем», що надійно фіксує матеріал перед різанням. Це запобігає витіканню матеріалу від пуансона, забезпечуючи край із 100% зрізом, який є гладким, вертикальним і без тріщин.

Механічні системи фіксації (NRS) проти клейового з'єднання

Однією з найважливіших функцій опорної пластини є надійне утримання фрикційного матеріалу (колодки гальма). Історично це здійснювалося за допомогою клеїв, але сучасна інженерія віддає перевагу Механічним Системам Фіксації (MRS) , які часто називають торговим терміном NRS (Nucap Retention System).

Відмова клеїв

Традиційні гальмівні колодки спираються на клей, який затвердіває під дією тепла, щоб приєднати фрикційний матеріал до сталевої пластини. Хоча такий зв'язок спочатку ефективний, він схильний до двох основних видів відмов:

1. Теплове зсування: Екстремальні температури під час гальмування можуть погіршити хімічні зв'язки клею, внаслідок чого колодка може зрушитися під великою навантаженням.
2. Руйнування ржавчиною: У агресивних середовищах ржавчина утворюється на сталевій пластині та проникає під під клей. Оскільки ржавчина розширюється (займаючи більший об’єм, ніж сталь), вона фізично відриває фрикційний матеріал від пластини, що призводить до розшарування та катастрофічної відмови.

Механічне рішення

Механічне утримання передбачає штампування сотень дрібних двонаправлених сталевих гачків безпосередньо на лицьовій стороні опорної пластини. Під час процесу формування фрикційний матеріал огортає ці гачки та заповнює простір під ними, затвердіваючи в суцільний, взаємопов'язаний композит. Це створює фізичний зв'язок, який не може бути порушений впливом тепла чи хімічних речовин.

У поєднанні з оцинкована сталь , механічне утримання повністю усуває корозійне підйомне зусилля. Оскільки відсутній клейовий шар, який може вийти з ладу, з'єднання залишається надійним аж до останнього міліметра фрикційного матеріалу, значно подовжуючи безпечний термін експлуатації гальмівних колодок.

Специфікація матеріалів та стандарти якості

Цілісність опорної пластини гальмівного механізму повністю залежить від якості сировини. Виробники зазвичай використовують певні марки гарячекатаної сталі, наприклад SAPH440 або Q235 , які забезпечують необхідну міцність на розрив і пластичність.

Запобігання критичним дефектам

Контроль якості при штампуванні спрямований на виявлення та усунення мікроскопічних дефектів, які можуть призвести до відмов у експлуатації:

• Die Roll: Впадина на верхній поверхні штампованого краю. Надмірний Die Roll може зменшити ефективну площу контакту для демпфера гальмівного накладки, що призводить до шумів.
• Заусенці: Гострі виступи на зрізаному краю. Заусенці більше 0,2 мм можуть перешкоджати роботі протизахисних скобок супорта, запобігаючи правильному відведенню колодки та викликаючи додатковий опір.
• Зони розтріскування: При традиційному штампуванні глибокі тріщини можуть поширюватися під дією циклічних навантажень гальмування.

Для забезпечення надійності виробники високоякісних компонентів піддають пластини жорстким випробуванням, зокрема випробуванням на сольовий туман (для перевірки стійкості покриттів до корозії) та випробуванням на зсув (для вимірювання зусилля, необхідного для відокремлення фрикційного матеріалу від пластини). Стандартні вимоги до межі зсувної міцності часто перевищують 4-5 МПа, щоб забезпечити безпеку під час раптового гальмування.

Інженерна точність для безпеки

Виготовлення опорних пластин гальм далеко виходить за межі простого пробивання металу; це дисципліна мікронів і металургії. Використовували б ви економічно вигідну швидкість традиційної штамповки чи хірургічну точність прецизійного вирубування, мета залишається тією ж: забезпечити жорстку, непохитну основу для гальмівної системи автомобіля. Оскільки автомобілі стають важчими (у разі електромобілів) і тихішими, попит на опорні пластини з меншими допусками, кращою плоскістю та безвідмовними системами механічного утримання буде лише зростати. Для покупців і інженерів розуміння цих базових технологій — перший крок до забезпечення безпеки та продуктивності на дорогах.

Поширені запитання

1. Що відбувається, якщо опорна пластина проржавіє?

Якщо пластинка сильно зкорозіє, це може призвести до «розшарування через іржу», коли шар іржі розширюється й виштовхує фрикційний матеріал, відділяючи його (розшаровуючи) від сталевої пластини. Це спричиняє сильний шум, вібрацію та потенційно повну втрату гальмівної сили, якщо фрикційна накладка відокремиться. Оцинковані пластини з механічними системами фіксації спеціально розроблені, щоб запобігти такій несправності.

2. Чому прецизійна вирубка вважається кращою для оригінальних деталей гальмівної системи?

Оригінальні виробники обладнання (OEM) надають перевагу прецизійній вирубці, оскільки вона забезпечує деталі з винятковою плоскістю та на 100% гладкими зрізаними краями без необхідності додаткової механічної обробки. Це гарантує точне прилягання всередині гальмівного супорта, мінімізуючи вібрацію та шум (NVH), що є критичним для стандартів якості нових автомобілів.

3. Чи можна використовувати механічні фіксуючі гачки з будь-яким фрикційним матеріалом?

Так, механічні фіксуючі гачки сумісні з більшістю фрикційних матеріалів, включаючи напівметалеві, керамічні та органічні сполуки. Фрикційний матеріал формують безпосередньо поверх гачків під час пресування та вулканізації, створюючи постійне фізичне замикання незалежно від хімічного складу колодок.