Коротко

The процес штампування кришки багажника є точним процесом виробництва автомобілів, призначеним для формування внутрішніх і зовнішніх панелей закриття із заготовок листового металу. Зазвичай він включає п'ятиступеневу лінію пресів перенесення або тандемну систему, яка проходить етапи від OP10 (глибока витяжка) до обрізання та фланжування до OP50 (остаточне пробивання). Основна інженерна задача полягає у забезпеченні балансу потоку матеріалу, щоб запобігти зморшкуванню та тріщинам, одночасно забезпечуючи якість поверхні класу А для зовнішніх панелей і структурну жорсткість для внутрішніх.

Вибір матеріалу — зазвичай сталі з підвищеною міцністю та низьким вмістом сплавів (HSLA) або алюмінієві сплави (серії 5000/6000) — визначає стратегію компенсації матриць, необхідну для контролю пружного відгинання. Успіх залежить від суворого контролю технологічних параметрів, включаючи силу прихоплювача заготовки, рівень мастила та стабільність температури матриць.

Матеріали та проектні пріоритети: баланс між конструкцією та естетикою

Інженерні вимоги до кришок багажників поділяються на дві частини: Зовнішня панель вимагає косметичної досконалості, тоді як Внутрішня панель потребує складного геометричного формування для забезпечення жорсткості конструкції. Розуміння цих різних пріоритетів є першим кроком у оптимізації штампувальної лінії.

Зовнішні панелі: стандарт класу А

Щодо зовнішніх панелей кришки багажника основною метою є досягнення бездоганної поверхні класу А. Ці компоненти видимі споживачеві і повинні бути позбавлені навіть мікроскопічних дефектів, таких як хвилястість, провисання або ефект "масляного баночництва". Процес штампування має забезпечувати достатнє натягнення по всій панелі, щоб забезпечити жорсткість, не зменшуючи при цьому товщину матеріалу до точки руйнування. Згідно з даними галузі, важливо підтримувати однорідну структуру поверхні, оскільки навіть незначні відхилення на етапі витяжки можуть стати помітними після фарбування.

Внутрішні панелі: складність і жорсткість

Внутрішні панелі виступають у ролі структурного каркаса, маючи складні буртики, канавки та місця кріплення для петель і замків. Така геометрична складність робить їх схильними до серйозних проблем при формуванні. Дослідження внутрішніх панелей кришки багажника показали, що стоншення матеріалу може сягати 25,9% у критичних зонах, наближаючи матеріал до межі руйнування. Конструкція має забезпечувати глибоке витягування, зберігаючи достатню товщину матеріалу для підтримки структурної цілісності транспортного засобу.

Вибір матеріалу: сталь проти алюмінію

Вибір між стальними та алюмінієвими матеріалами принципово змінює стратегію штампування. Хоча сталь пропонує кращу формовальність і економічність, алюміній все частіше використовується для зменшення ваги в електромобілях (EV). Однак алюміній вимагає окремих стратегій компенсації матриць через більшу схильність до пружного повернення — пружного відновлення матеріалу після формування. Інженери мають моделювати таку поведінку на етапі проектування, щоб запобігти невідповідності розмірів.

Покроковий процес (OP10–OP50)

Типова лінія виробництва кришки багажника великих обсягів використовує тандемну або трансферну прес-форму, розділену на п'ять етапів операцій (OP). Цей послідовний підхід дозволяє поступово формувати складні елементи, не перевантажуючи метал.

• OP10: Глибока витяжка
  Плоска заготовка (часто дугоподібної форми для мінімізації відходів) подається у першу матрицю. Прес прикладає значне зусилля, щоб розтягнути метал через пуансон і сформувати основну тривимірну геометрію. Це найважливіший етап контролю потоку матеріалу; неправильний тиск прихвату на цьому етапі призводить до більшості дефектів формування.
• OP20: Обрізка та пробивання
  Після того як загальна форма встановлена, панель переміщається на другу станцію. Тут різальні інструменти видаляють зайвий матеріал (додатковий поляк), який використовувався для утримання листа під час витяжки. На цьому етапі можуть пробиватися початкові отвори для орієнтації або некритичних кріплень.
• OP30: Фланцювання та повторне штампування
  Краї панелі згинуються, утворюючи фланці, які необхідні для процесу загинання (подальшого з'єднання внутрішньої та зовнішньої панелей). Матриці для додаткового штампування можуть уточнювати певні радіуси або геометричні елементи, які не могли бути повністю сформовані на OP10 через обмеження течії матеріалу.
• OP40: Операції з використанням кулачків
  За допомогою інструмів, що працюють за допомогою кулачків, прес виконує бічне пробивання або обрізку. Це необхідно для отворів або елементів, які не перпендикулярні до ходу преса, наприклад, бічні отвори кріплення для петель багажника.
• OP50: Остатнє пробивання та калібрування
  Остання станція забезпечує пробивання всіх точок кріплення — для механізму замка, жгута проводів і емблем — з екстремальною точністю. Може бути застосовано остатнє калібрувальне ударне зусилля, щоб гаранувати, що панель відповідає жорстким допускам, необхідним для складання.

Поширені дефекти та інженерні рішення

Штампування великих, складних панелей, таких як кришки багажника, є постійною боротьбою проти фізики. Два протилежні дефекти часто ускладнюють процес: зморшкування (надлишковий матеріал) та розкол (недостатньо матеріалу). У багатьох випадках існує лише кілька міліметрів технологічного вікна між цими двома видами пошкодження.

Теплове розширення та лінії прослизання

Однією часто ігнорованою змінною є теплове розширення. У детальному дослідженні внутрішньої панелі кришки багажника , дослідники виявили, що тертя, яке генерує тепло, призводить до розширення матриці, що звужує зазор між верхньою матрицею та тримачем заготовки. Протягом серії з 950 деталей це теплове зміщення спричинило переміщення «лінії прослизання» (межі втягування матеріалу) приблизно на 9 мм. Ці коливання можуть перекинути стабільний процес у стан відмови, викликаючи тріщини наприкінці зміни.

Сучасні коригування процесу

Для усунення цих проблем інженери застосовують складні контрзаходи:

• Динамічне зусилля подушок: Замість постійного тискового натиску сучасні преси використовують сегментований профіль зусилля. Спочатку застосовується менше зусилля, щоб дозволити втягування матеріалу, а потім — більше зусилля, щоб зафіксувати лист і натягнути його, запобігаючи зморшкам.
• Керування мастилом: Налаштування ваги мастильного покриття є точним інструмом контролю якості. Збільшення густоти олії з 0,5 г/м² до 1,0 г/м² може значно зменшити тертя, вирішуючи проблеми тріщин, спричинені затягуванням матеріалу.
• Активне охолодження матриці: Встановлення пневматичних пристроїв продувки для охолодження поверхні матриці допомагає підтримувати сталу температуру, запобігаючи тепловому розширенню, яке змінює зазори матриці.

Досягнення такого рівня стабільності процесу, особливо при керуванні термічними коливаннями та варіаціями матеріалу, вимагає здатних виробничих партнерів. Для автовиробників та постачальників рівня Tier 1, які прагнуть подолати прірву між швидким протюванням та високим обсягом виробництва, Shaoyi Metal Technology пропонує комплексні рішення штампування. Використовуючи прецизійну технологію, сертифіковану за IATF 16949, та пресове обладнання потужністю до 600 тонн, вони виготовляють критичні компоненти, такі як важелі підвіски та підрамники, суворо дотримуючись глобальних стандартів — чи потрібно вам 50 прототипів за п’ять днів чи мільйони серійних деталей.

Контроль якості: Остаточний контрольний пристрій

«Остаточний контрольний пристрій» є остаточним арбітром якості перед тим, як кришка багажника потрапляє на виробничу лінію. Він функціонує як фізичний негатив задньої частини кузова автомобіля , призначений для перевірки точності розмірів, посадки та рівня поверхонь.

До ключових компонентів ефективної стратегії інспектування належать:

• Майстерна система базисних точок (MCS): Триплощинна система штирів і площадок, яка фіксує кришку багажника у її точному номінальному положенні, відтворюючи спосіб її кріплення до автомобіля.
• Пластини перевірки поверхонь: Часто виготовлені з алюмінію або смоли, ці контурні калібри перевіряють зазор і рівність зовнішнього периметра панелі щодо кузова автомобіля.
• Перевірка поверхонь ущільнення: Критична перевірка фланця внутрішньої панелі, щоб забезпечити неперервну поверхню без дефектів для ущільнення ущільнювача склоподйомника. Будь-яке відхилення призводить до протікання води та шуму вітру.
• Сканування синім світлом: Хоча фізичні пристосування є обов’язковими, багато виробників тепер доповнюють їх безконтактним лазерним скануванням для створення теплових карт відхилень поверхні, що дозволяє швидко отримувати зворотний зв’язок для пресової лінії.

Інтегроване FAQ

1. Які критичні етапи в процесі штампування автомобілів?

Процес штампування автомобілів зазвичай включає послідовність із п’яти—семи операцій. Він починається з вирізання (вирізання сирцевого листа), далі йде малюнок (формування тривимірної форми) обрізка (видалення зайвого металу) та фланцювання (згинання країв для збирання). Останніми етапами часто є проколювання отвори для кріплення та перештампування для калібрування розмірів. Для складних деталей, таких як кришки багажника, ці операції виконуються на переносній або тандемній прес-лінії.

2. Як контролюється пружне відновлення під час виготовлення кришки багажника?

Пружне відновлення — схильність металу повертатися до своєї початкової форми після формування — контролюється за допомогою компенсації матриці . Інженери змінюють геометрію інструменту, щоб «перегнути» матеріал, враховуючи його пружне відновлення. Використовуються сучасні програми комп'ютерного моделювання (CAE) для прогнозування цих змін, особливо для алюмінієвих панелей, які демонструють більше пружне відновлення, ніж сталь.

3. Яка роль контрольного пристрою у штампуванні?

Контрольний пристрій — це прецизійний інструмент, що використовується для перевірки якості штампованих деталей. Він фізично відтворює точки кріплення автомобіля, щоб перевірити розмірну точність деталі, розташування отворів і конфігурацію поверхонь. Для кришок багажника він спеціально перевіряє «зазор і рівність» щодо задніх крил і забезпечує, щоб поверхня ущільнення ущільнювача була в межах допуску, щоб запобігти протіканню.