Посібник щодо штампування квартального панелі в автомобільній галузі: прецизійність класу А та процес

Коротко

Штампування задніх бічних панелей у автомобільній промисловості є вершиною технології формування металу, перетворюючи плоский листовий метал на складні вигнуті поверхні класу А, які визначають архітектуру задньої частини транспортного засобу. Цей високоточний виробничий метод включає послідовні операції — заготовлення, глибоке витягування, обрізку та фланжування, які зазвичай виконуються на тандемних лініях або лініях з передавальним механізмом. Для інженерів та фахівців із закупівель успіх залежить від володіння механікою глибокого витягування, контролю пружного повернення при використанні сталі підвищеної міцності з низьким вмістом сплавів (HSLA) або алюмінію, а також дотримання суворих стандартів якості поверхні для усунення видимих дефектів.

Задня бічна панель: інженерна задача класу «А»

У конструкції автомобіля боковина (квартальна панель) — це більше, ніж просто аркуш металу; це критична «поверхня класу А», тобто добре видима клієнту та має бути естетично бездоганною. На відміну від внутрішніх несучих кронштейнів, боковина визначає візуальну цілісність автомобіля, з'єднуючи задні двері, лінію даху (С-стойку) та багажник. Вона має інтегрувати складні елементи, такі як арка колеса, отвір для паливного палива та кріплення задніх фар, зберігаючи при цьому гладкий, аеродинамічний контур.

Виготовлення цих панелей є інженерним парадоксом: вони мають бути достатньо жорсткими, щоб забезпечити структурну цілісність і стійкість до вм’ятин, але метал також має бути достатньо пластичним, щоб розтягуватися у глибокі, складні форми без розривання. Перехід від класичних двошматних конструкцій до сучасних «унібокових» панелей (де чверть панелі та рейка даху штампуються як один елемент) експоненціально ускладнив процес глибокого витягування. Будь-яке невдосконалення — навіть глибиною в кілька мікронів — є неприйнятним на поверхні класу A.

Виробничий процес: від рулону до компонента

Шлях чверті панелі від рулону сирого металу до готового кузовного елемента включає чітку послідовність високонавантажених фізичних процесів. Хоча конкретні лінії можуть відрізнятися, основний штампування чверті панелі автомобіля робочий процес загалом проходить чотири ключові етапи.

1. Заготовка та спеціальні заготовки

Процес починається з відшифрування, де сирою катушку різають на плоскі, грубоформові листя, що називається "відшифрованою". Сучасне виробництво часто використовує "завісувані на замітку" (TWB), де різні якості або товщини сталі з'єднуються лазером перед штампованням. Це дозволяє інженерам розміщувати міцніший, товстіший метал у критичних зонах аварії (наприклад, С-опіл) і тонший, легший метал у місцях з низьким напруженням, оптимізуючи вагу без шкоди для безпеки.

2. Глибоке малювання (стадія формування)

Це найважливіша операція. Плоскою порожниною вкладено в розточку, і величезний прес (часто використовуючи від 1000 до 2500 тонн сили) натискає удар по металу, змушуючи його ввійти в порожнину розточки. Металл пластично тече, щоб прийняти 3D-форму четвертої панелі. Периметр порожнього є "зв'язком", який застосовує точний тиск для контролю потоку металу. Занадто великий тиск на металі призводить до розщеплення, а занадто низький - до зморшки.

3. Окрас і прокол

Після того, як форма складеться, панель переходить до обрізування. Тут надлишок металевого шматоху навколо країв (додатку, який використовується для захоплення під час витягування) відрізають. Одночасно з цим, проколюючи, вони робили точні проколення для дверей для запалення палива, бокових ліхтарів і підстав антенни. Тут головне значення має точність; навіть міліметрове нерівність може призвести до розриву панелі під час остаточної збірки.

4. Витягування і обмеження

Останні етапи включають вигиб країв панелі для створення фланців - поверхні, де четвертої панелі буде зварюватися до внутрішньої рулевої коробки, підлоги багажнику та даху. Операція "рестрик" може бути використана для гострих ліній і деталей радіусу, які не були повністю сформовані під час початкового розірвання.

Критичні дефекти та контроль якості

Оскільки квартальна панель - це поверхня класу А, контроль якості виходить далеко за рамки простих вимірних перевірок. Виробники постійно борються з мікроскопічними дефектами поверхні, які стають яскраво очевидними після фарбування автомобіля.

"Каменування" і освітлення зебри

Щоб виявити "низької" (депресії) або "високої" (згорбки), які невидимі для неволі, інспектори використовують метод "каміння". Вони протирають плоскі абразний камінь по штампованій панелі; камінь драпає високі точки і перескакує над низькими точками, створюючи візуальну карту поверхневої топографії. Автоматизовані інспекційні тунелі, оснащені "зебровими смужками" світла, також сканують панелі, використовуючи спотворення відбитих світлових смуг для виявлення поверхневих хвиль або проблем текстури "оранжевої шкірки".

Зновуздобуток і компенсація

Коли прес піднімається, метал природно намагається повернутися до своєї первісної плоскої форми - явище, відоме як "спрингбек". Це особливо поширене у високопростій сталі та алюмінії. Щоб протидіяти цьому, інженери-малюнки використовують програмне забезпечення для моделювання (наприклад, AutoForm), щоб розробити поверхню малюнки з "компенсацією", ефективно перегибаючи метал, щоб, коли він повертається назад, він осідав у правильній кінцевій геометрії.

Наука про матеріали: сталь проти алюмінію

Побудова ефективності використання палива призвела до значних змін у матеріалах. Хоча м'яка сталь колись була стандартом, сучасні квартальні панелі все частіше штампуються з високопроможності з низьким сплавом (HSLA) сталі або алюмінієвих сплавів (5xxx і 6xxx серії) для зниження ваги автомобіля.

Штамповання алюмінієвих четвертових панелей вимагає різних стратегій смазки і часто вимагає спеціальних покриттів на поверхні штампування, щоб запобігти "загріву" (алюміній, що прилепиться до інструменту). Крім того, алюмінієвий шраг повинен бути ретельно відокремлений від сталевого шрату в пресному майданчику, щоб запобігти перекрестному забрудненню.

Стратегії використання інструментів та обговорення джерел

Застосовуються для квартальних панелей масивні, часто литі з заліза і важать кілька тонн. Розробка цих інструментів включає "інженерні роботи з розтинком", де поверхні додатку та сполукателя розроблені для управління потоком металу. Для виробництва у великих обсягах ці штампи зазвичай тверджуються і покриваються хромом або фізичними відкладеннями пари (PVD), щоб витримати мільйони циклів.

Однак не кожен компонент вимагає 2000-тонної лінії передачі. Для пов'язаних структурних підкріплень, крантів або частин шасі, таких як ручні ручки, виробники часто покладаються на більш гнучких партнерів. Компанії, як Shaoyi Metal Technology спеціалізуються на усуненні розриву між швидким прототипом і масовим виробництвом. За сертифікатом IATF 16949 і потужністю пресу до 600 тонн, вони забезпечують точність, необхідну для цих критичних підкомпонентів, забезпечуючи структурну основу автомобіля, яка відповідає відмінності класу А зовнішнього покриття.

Заключення: Майбутнє панелей для кузова

Автомобільна штамповка квартальних панелей залишається однією з найбільш вимогливих дисциплін у виробництві. Коли конструкція автомобілів розвивається до більш чітких ліній і легких матеріалів, то можливості помилок зменшуються. Майбутнє лежить в "розумній штамповці", де прес-лінії автоматично регулюють силу зв'язку в режимі реального часу на основі зворотної інформації від датчиків, а технологія цифрових близнюків передбачає дефекти до того, як буде вирізано одне порожнє. Для автовиробників, освоїти цей процес - це не просто формування металу, а визначення візуальної ознаки бренду на дорозі.

Поширені запитання

1. Які основні етапи методу штампування?

Процес штамповання автомобілів, як правило, складається з чотирьох до семи основних кроків в залежності від складності. Первинна послідовність: Вирізання (розрізання сирої форми), Глибокого витягування (формування 3D-геометрії), Обрізка/пробивання (видалення зайвого металу та розрізання отворів), і Флангові/рестрикційні (оформлення краю та гострих деталей). Додаткові кроки, такі як згинання або виготовлення монети, можуть бути включені для конкретних функцій.

2. Нехай У чому різниця між переднім біком і заднім кварталом?

Передній бік - це панель кузова, що покриває переднє колесо, зазвичай прицілена до шасі для легкої заміни. Однак задня чверть панелі, як правило, зварюється безпосередньо до однотілевої структури автомобіля, що простягається від задніх дверей до задніх ліхтарів. Оскільки це зварений структурний компонент, заміна четвертої панелі значно більш трудомісткою і дорогою, ніж заміна прикріпленого переднього білого рятувальника.

3. Що визначає поверхню "класу А" при штампованні?

Поверхня класу А означає видиму зовнішню шкіру автомобіля, яка повинна бути вільною від будь-яких естетичних дефектів. При штампуванні це означає, що панель повинна мати ідеальну безперервність кривизни і бути вільною від слідів опустиття, огибків, хвиль або текстури "оранжевої шкірки". Ці поверхні підлягають строгим мірам контролю якості, включаючи перевірку зебринного світла і випробування на каміння.