Nenutrūkstamas siekis kurti lengvesnes, tvirtesnes ir efektyvesnes transporto priemones, ypač sparčiai augant elektromobilių (EV) populiarumui, daro didžiulį spaudimą automobilių gamybai. Tradiciniai tvirtų srieginių jungčių kūrimo iš plono lakštinio metalo – šiuolaikinių automobilių kėbulų, rėmų ir korpusų pagrindinės dalies – metodai dažnai apima papildomus tvirtinimo elementus, tokius kaip suvirinimo veržlės arba kniedžių veržlės. Tai padidina sudėtingumą, svorį, galimus gedimo taškus ir lėtesnį ciklo laiką. Susipažinkite su terminio trinties gręžimu (TFD) ir jo specializuotais įrankiais –Karbido srauto grąžtasir terminio trinties grąžtų rinkiniai – technologija, sparčiai transformuojanti automobilių gamybos linijas, automatizuodama vientisų, didelio stiprumo sriegių kūrimą tiesiai plonose medžiagose.
Automobilių tvirtinimo iššūkis: svoris, stiprumas, greitis
Automobilių inžinieriai nuolat kovoja su svorio ir stiprumo paradoksu. Ploni, didelio stiprumo plienai ir aliuminio lydiniai yra būtini norint sumažinti transporto priemonės masę ir pagerinti degalų naudojimo efektyvumą arba elektromobilių nuvažiuojamą atstumą. Tačiau sukurti patikimus apkrovą laikančius sriegius šiuose plonuose profiliuose yra problemiška:
Ribotas sukibimas: tradicinis sriegių sriegimas į ploną lakštą pasižymi minimaliu sriegio sukibimu, todėl mažas ištraukimo stipris ir polinkis į išnirimą.
Papildomas sudėtingumas ir svoris: suvirinimo, užsegimo arba kniedėjimo veržlės prideda dalių, reikalauja antrinių operacijų (suvirinimo, presavimo), padidina svorį ir gali sukelti korozijos vietų arba kokybės kontrolės problemų.
Proceso kliūtys: atskiri gręžimo, tvirtinimo detalių įdėjimo/tvirtinimo ir sriegimo etapai sulėtina didelių apimčių gamybos linijas.
Karštis ir iškraipymai: Suvirinant veržles susidaro didelis karštis, kuris gali deformuoti plonas plokštes arba paveikti medžiagos savybes karščio paveiktoje zonoje (HAZ).
Srauto gręžtuvass: Automatinis sprendimas linijoje
Šiluminės trinties gręžimas, integruotas į CNC apdirbimo centrus, robotų elementus arba specializuotas daugiaverpes stakles, suteikia įtikinamą atsakymą:
Vienos operacijos galia: pagrindinė TFD magija slypi gręžimo, įvorių formavimo ir sriegimo sujungime į vieną sklandų, automatizuotą operaciją. Vienas karbido srauto grąžtas, besisukantis dideliu greičiu (paprastai 3000–6000 aps./min. plienui, didesniu aliuminiui) veikiant didelei ašinei jėgai, sukuria didelę trinties šilumą. Tai plastifikuoja metalą, leisdama unikaliai grąžto geometrijai tekėti ir išstumti medžiagą, suformuojant vientisą, integruotą įvorę, maždaug 3 kartus storesnę už pradinį lakštą.
Momentinis sriegimas: kai srauto grąžtas atsitraukia, iš karto po jo atliekamas standartinis sriegiklis (dažnai tame pačiame įrankių laikiklyje automatinio keitimo sistemoje arba sinchronizuotame antrame velene), kuris į šią naujai suformuotą storasienę įvorę įpjauna didelio tikslumo sriegius. Tai pašalina poreikį tvarkyti sriegį tarp operacijų ir žymiai sutrumpina ciklo laiką.
Robotų integracija: terminio trinties grąžtų rinkiniai idealiai tinka robotų rankoms. Jų gebėjimas atlikti visą sriegio kūrimo procesą vienu įrankio keliu (gręžimas, įvorės formavimas, įtraukimas, sriegimas, įtraukimas) supaprastina roboto programavimą ir vykdymą. Robotai gali tiksliai pozicionuoti įrankį ant sudėtingų kontūrų ant korpusų su baltu korpusu (BIW) konstrukcijų ar mazgų.
Kodėl automobilių gamintojai naudoja srauto grąžtus:
Radikaliai padidintas sriegio stiprumas: tai yra svarbiausias privalumas. Sriegiai įsitvirtina storoje įvorėje (pvz., iš 3 mm storio lakšto suformuojant 9 mm aukščio įvorę), todėl ištraukimo ir nuplėšimo stiprumas dažnai viršija suvirinimo ar kniedinių veržlių stiprumą. Tai labai svarbu saugai svarbiems komponentams (saugos diržų tvirtinimo elementams, pakabos laikikliams) ir didelės vibracijos vietose.
Žymus svorio sumažinimas: Atsisakius suvirinimo, kniedės ar užspaudžiamosios veržlės, sumažėja svoris. Dar svarbiau, kad tai dažnai leidžia projektuotojams naudoti plonesnę medžiagą, nes suformuota įvorė suteikia lokalizuotą sutvirtinimą ten, kur reikia stiprumo, nepridedant svorio kitur. Sutaupyta gramų suma vienai jungčiai visoje transporto priemonėje greitai dauginasi.
Neprilygstamas proceso efektyvumas ir greitis: trijų operacijų sujungimas vienoje sutrumpina ciklo laiką. Įprastas šiluminės trinties gręžimo ir sriegimo ciklas gali būti atliktas per 2–6 sekundes, tai yra žymiai greičiau nei nuoseklus gręžimas, veržlių uždėjimas / suvirinimas ir sriegimas. Tai padidina našumą didelio našumo linijose.
Pagerinta kokybė ir nuoseklumas: automatizuotas TFD užtikrina išskirtinį nuoseklumą nuo skylės iki skylės. Procesas yra labai pakartojamas esant kontroliuojamiems CNC arba robotų parametrams, taip sumažinant žmogiškąsias klaidas, dažnai pasitaikančias rankiniu būdu dedant veržles arba suvirinant. Suformuota įvorė sukuria lygų, dažnai užsandarintą skylės paviršių, pagerindama atsparumą korozijai ir dažų sukibimą.
Sumažintas sistemos sudėtingumas ir kaina: Atsisakius atskirų veržlių tiektuvų, suvirinimo stočių, suvirinimo valdiklių ir susijusių kokybės patikrų, sumažėja kapitalinės įrangos sąnaudos, grindų ploto poreikis, priežiūros sudėtingumas ir eksploatacinių medžiagų poreikis (nereikia suvirinimo vielos / dujų, nereikia veržlių).
Patobulintas jungties vientisumas: integruota įvorė sudaro metalurgiškai ištisinę pagrindinės medžiagos dalį. Nėra rizikos, kad veržlė atsilaisvins, suksis ar iškris, kaip mechaninių tvirtinimo detalių atveju, ir nėra suvirinimui būdingų pavojingų aplinkos veiksnių (HAZ) problemų.
Medžiagų universalumas: Karbido srauto grąžtai efektyviai susidoroja su įvairiomis šiuolaikinių automobilių medžiagomis: mažaangliu plienu, didelio stiprumo mažai legiruotu (HSLA) plienu, pažangiu didelio stiprumo plienu (AHSS), aliuminio lydiniais (5xxx, 6xxx) ir net kai kuriais nerūdijančio plieno komponentais. Įrankių dangos (pvz., AlCrN aliuminiui, TiAlN plienui) optimizuoja našumą ir tarnavimo laiką.
Pagrindinės automobilių pramonės šakos, skatinančios diegimą:
Elektromobilių akumuliatorių korpusai ir padėklai: turbūt didžiausias veiksnys. Šioms didelėms, plonasienėms konstrukcijoms (dažnai aliuminio) reikia daugybės didelio stiprumo, sandarių srieginių taškų tvirtinimui, dangčiams, aušinimo plokštėms ir elektriniams komponentams. TFD užtikrina reikiamą tvirtumą nepadidindamas svorio ar sudėtingumo. Sandari įvorė padeda išvengti aušinimo skysčio patekimo.
Važiuoklė ir rėmai: laikikliai, skersiniai ir pakabos tvirtinimo taškai pasižymi TFD tvirtumu ir atsparumu vibracijai, pagamintais iš plono, didelio stiprumo plieno.
Sėdynių rėmai ir mechanizmai: Svarbiausi saugos komponentai, kuriems reikalingas itin didelis diržų tvirtinimo elementų ištraukimo stiprumas ir tvirti tvirtinimo taškai. TFD pašalina didelių gabaritų tvirtinimo detales ir suvirinimo deformacijas.
Baltas kėbulas (BIW): įvairūs laikikliai, sutvirtinimai ir vidiniai tvirtinimo taškai transporto priemonės konstrukcijoje, kur papildomos veržlės yra nepatogios, o suvirinimas nepageidautinas.
Išmetimo sistemos: tvirtinimo pakabos ir šilumos skydo priedai ant plono nerūdijančio plieno arba aliuminizuoto plieno yra atsparūs korozijai dėl sandarios skylės ir atsparumo vibracijai.
ŠVOK įrenginiai ir ortakiai: tvirtinimo taškai ir aptarnavimo prieigos skydai, kuriems reikalingi tvirti sriegiai plonuose lakštinio metalo korpusuose.
Karbido imperatyvas automobilių TFD:
Automobilių gamybos etapai yra ilgi, todėl įrankiams reikalingas absoliutus patikimumas ir ilgaamžiškumas. Karbido srautiniai grąžtai yra nekeičiami. Jie atlaiko ekstremalias trinties temperatūras (dažnai viršijančias 800 °C / 1472 °F antgalio), didelį sukimosi greitį ir dideles ašines jėgas, su kuriomis susiduriama tūkstančius kartų per pamainą. Pažangūs mikrogrūdžių karbido pagrindai ir specializuotos dangos (TiAlN, AlTiN, AlCrN) yra pritaikyti konkrečioms automobilių medžiagoms, maksimaliai pailgindamos įrankio tarnavimo laiką ir išlaikydamos nuoseklią įvorės formavimąsi bei skylės kokybę, kurie yra labai svarbūs automatizuotiems procesams. Gerai prižiūrimas...Terminio trinties grąžtų rinkinysgali išgręžti tūkstančius skylių prieš jas keičiant, todėl pasižymi puikiomis sąnaudomis už skylę.
Integracija ir ateitis:
Sėkminga integracija apima tikslų apsukų skaičiaus, padavimo greičių, ašinės jėgos ir aušinimo valdymą (dažnai minimalus oro pūtimas, o ne aušinimo skysčio perpildymas, siekiant išvengti formavimo įvorės grūdinimo). Stebėjimo sistemos seka įrankių susidėvėjimą ir proceso parametrus, kad būtų galima numatyti techninę priežiūrą. Automobilių konstrukcijoms vis labiau pereinant prie daugiamedžiagių konstrukcijų (pvz., aliuminio kėbulų ant plieninių rėmų) ir dar didesnio lengvumo, srautinio gręžimo technologijos paklausa tik didės. Jos gebėjimas sukurti lokalizuotus, itin stiprius sriegius plonose, įvairiose medžiagose, tiesiogiai automatizuotuose gamybos srautuose, pozicionuoja terminio trinties gręžimą ne tik kaip alternatyvą, bet ir kaip būsimą efektyvaus, didelio stiprumo automobilių tvirtinimo standartą. Tai revoliucija, tyliai kaldanti stipresnes, lengvesnes transporto priemones po vieną integruotą įvorę.
Įrašo laikas: 2025 m. rugpjūčio 21 d.
