انتخاب خط تولید برای قطعات خودرو با استحکام بالا یک سرمایه گذاری حیاتی است. مهندسان و مدیران تدارکات باید فناوری، سازگاری مواد، دقت و هزینه های عملیاتی بلند مدت را ارزیابی کنند. این راهنما یک تجزیه و تحلیل دقیق و فنی از عوامل کلیدی دخیل در انتخاب یک ارائه می دهد ماشین خودرو با مشخصات قوی و سیستم های مرتبط با آن، به شما کمک می کند تا تصمیمی آگاهانه برای ساخت قطعاتی مانند ریل های شاسی، تیرهای درب و پروفیل های سپر بگیرید.
یک خط رول فرمینگ کامل برای اجزای شاسی یک سیستم یکپارچه است. درک نقش هر بخش برای ارزیابی عملکرد کلی خط و مناسب بودن آن ضروری است دستگاه اجزای شاسی فولادی با استحکام بالا برنامه های کاربردی
خط با جابجایی کویل مواد خام آغاز می شود. برای فولادهای با مقاومت بالا، این سیستم باید وزن و کشش قابل توجهی را مدیریت کند. دو نوع اصلی استفاده می شود:
| نوع Uncoiler | محدوده ظرفیت | بهترین برنامه |
|---|---|---|
| گیره هرمی دستی | تا 3 تن | دوره های تولید کوتاه، مواد سبک تر، خطوط بودجه کمتر. |
| کویل دو طرفه هیدرولیک | 5 تا 15 تن | تولید مداوم و با حجم بالا قطعات خودرو، جابجایی کویل های سنگین AHSS. |
برای اطمینان از کنترل محکم سیم پیچ و جلوگیری از لغزش در هنگام تغذیه با تنش بالا، یک کویلر هیدرولیک با سنبه انبساط خودکار برای گریدهای خودرو ترجیح داده می شود. معمولاً برای بارگیری ایمن و کارآمد با یک ماشین کویل جفت می شود.
ایستگاه های رول فرمینگ قلب دستگاه هستند. طراحی آنها دقت قسمت نهایی و توانایی خط برای رسیدگی به مواد با مقاومت بالا را دیکته می کند. یک تمایز کلیدی مواد غلتکی و عملیات حرارتی آن است.
تعداد ایستگاه های شکل دهی مستقیماً بر کیفیت قطعه تأثیر می گذارد. تشکیل فولاد با استحکام بسیار زیاد منجر به نقص می شود.
تشکیل AHSS اصطکاک و گرمای قابل توجهی ایجاد می کند. یک سیستم روانکاری موثر بسیار مهم است.
خطوط مدرن عملیات مهر زنی را برای ایجاد حفره ها، شکاف ها و برش ها در حین حرکت مواد یکپارچه می کنند. این کار معمولاً با پرس های هیدرولیک انجام می شود.
برش نهایی به طول یک عملیات دقیق بسیار مهم است. قیچی پرنده برای خطوط با بهره وری بالا استاندارد است.
تیرهای ضربه ای درب، اجزای ایمنی حیاتی هستند، اغلب با مقطع پیچیده و بسته (مانند شکل کلاه یا حتی پروفیل های لوله ای که از یک قطعه خالی تشکیل شده اند). تجهیزات این کار دارای الزامات خاصی هستند.
این فرآیند با یک جای خالی مناسب شروع می شود. این ماده معمولاً فولاد با استحکام فوق العاده بالا است (به عنوان مثال، مقاومت کششی 1500 مگاپاسکال). یک واحد باز کردن و صاف کردن دقیق برای اطمینان از ورود یک نوار صاف و بدون تنش به ایستگاه های شکل دهی حیاتی است. عرض نوار دقیقاً از هندسه پروفیل باز شده نهایی محاسبه می شود.
تشکیل یک بخش بسته یک فرآیند چند مرحله ای است. اغلب شامل موارد زیر است:
ابتدا قسمت خالی را از قبل به شکل U یا کلاه در آورید. دوم، کنار هم قرار دادن لبه ها در ایستگاه های بعدی. در نهایت، برخی از خطوط یک ایستگاه جوشکاری با فرکانس بالا را برای درز دادن پروفیل بسته و به دنبال آن ایستگاههای اندازهگیری و خنککننده پس از جوشکاری ادغام میکنند تا اطمینان حاصل شود که شکل نهایی با مشخصات ابعادی دقیق مطابقت دارد.
تیرهای در باید دقیقاً در داخل حفره در قرار گیرند و در هنگام تصادف عملکرد قابل پیش بینی داشته باشند. تلورانس های کلیدی بسیار محدود هستند.
تحمل پروفیل مقطعی: به طور معمول ± 0.3 میلی متر تا 0.5 ± میلی متر. هر گونه انحراف می تواند بر روی براکت ها یا پانل داخلی درب تأثیر بگذارد.
پیچش طولی: اغلب کمتر از 1 درجه در متر. پیچش بیش از حد، مونتاژ را غیرممکن می کند.
تحمل طول: برای یک پرتو به طول 1 متر، ± 1.0 میلی متر یک استاندارد رایج است که توسط دقت قالب پرنده تعیین می شود.
برای حذف عملیات ثانویه، مدرن تجهیزات تولید تیرآهن تقویت کننده درب خودرو اغلب شامل ایستگاههای شکلدهی انتهایی و پرسهای سوراخکننده در انتهای خط است. این میتواند با استفاده از مکانیزم سروو محور هماهنگ با سرعت شکلدهی اصلی، سوراخهای نصب را در انتهای تیر قبل از قطع نهایی صاف، شکاف یا سوراخ کند.
کنترل کیفیت درون خطی ضروری است. روش های رایج عبارتند از:
سیستم های بینایی برای بررسی وجود سوراخ و ابعاد پروفیل.
تست اولتراسونیک برای درزهای جوش داده شده برای اطمینان از نفوذ و یکپارچگی پیوند.
تست مخرب خودکار نمونهها، مانند آزمایشهای کشش روی جوشها یا آزمایشهای خرد شدن روی بخشهای پروفیل، که بهصورت آفلاین در فواصل زمانی تعیینشده انجام میشوند.
هزینه یک قیمت سیستم رول فرمینگ قاب بدنه خودکار توسط چندین عامل مهندسی و تجاری تعیین می شود. این یک سرمایه گذاری سرمایه ای است که باید با الزامات تولید و کیفیت قطعه توجیه شود.
ماشین های بزرگتر هزینه بیشتری دارند. طول کلی خط توسط تعداد ایستگاه های شکل دهی هدایت می شود که با پیچیدگی قطعه تعیین می شود. خطی که یک ریل جانبی 3 متری برای کامیون تولید می کند به طور قابل توجهی طولانی تر و گران تر از خطی برای یک عضو متقاطع 1 متری خواهد بود. عرض ناحیه شکلدهی نیز بر هزینه تأثیر میگذارد، زیرا ایستگاههای وسیعتر به ساخت و ساز قویتری نیاز دارند.
اتوماسیون محرک اصلی هزینه است.
| سطح اتوماسیون | ویژگی های کنترل | تاثیر هزینه نسبی |
|---|---|---|
| نیمه اتوماتیک | PLC پایه برای کنترل سرعت، تغییرات دستی ابزار، واحدهای پانچ مستقل. | پایه |
| کاملا اتوماتیک با کنترل دستور غذا | PLC/HMI پیشرفته با ذخیره سازی دستور برای قطعات مختلف، روانکاری خودکار، عیب یابی یکپارچه. | 15% تا 25% |
| Industry 4.0 Ready | درایوهای سروو الکتریک کامل، نظارت از راه دور، جمع آوری داده ها برای OEE، سیستم های تغییر خودکار ابزار. | 30% تا 50% |
انتخاب بین درایوهای سروو و هیدرولیک برای آسیاب اصلی و عملکردهای کمکی مانند پانچ و برش بر قیمت اولیه و هزینه عملیاتی تأثیر می گذارد.
ابزارآلات (رول و قالب) یک هزینه قابل توجه و اغلب جداگانه است. پیچیدگی مشخصات قطعه مستقیماً هزینه ابزار را تعیین می کند. یک بخش باز ساده به رول های ساده تر و کم هزینه تر از یک بخش بسته پیچیده با خمیدگی ها و ویژگی های متعدد نیاز دارد. مواد برای رول ها (همانطور که قبلاً بحث شد) هزینه را نیز اضافه می کند. رول های فولادی ابزار سخت شده گران تر از فولاد استاندارد هستند اما عمر طولانی تری دارند.
انتخاب قطعات از برندهای جهانی (مانند زیمنس، آلن برادلی، بوش رکسروث) در مقابل گزینههای منطقهای یا کمهزینه بر قیمت تأثیر میگذارد. قطعات ممتاز قابلیت اطمینان بهتر، پشتیبانی جهانی و طول عمر طولانیتر را ارائه میدهند، که برای سازندگانی که هدفشان حداقل خرابی است، یک نکته کلیدی است.
قیمت نهایی شامل محدوده عرضه فراتر از خود دستگاه است. این شامل مهندسی برای ادغام در کارخانه، نصب و راه اندازی در محل، هزینه های سفر و زندگی برای مهندسان خدمات، و برنامه های آموزشی رسمی برای اپراتورهای مشتری و تکنسین های تعمیر و نگهداری می شود. یک بسته خدمات جامع برای راه اندازی موفق پروژه ضروری است.
تیرهای سپر مدرن نیاز به استحکام و جذب انرژی استثنایی دارند. یک دستگاه تولید پروفیل سپر AHSS به طور خاص برای رسیدگی به سخت ترین گریدهای فولادی طراحی شده است.
پروفیل های ضربه گیر معمولاً از ضخامت مواد مختلف استفاده می کنند 1.2 میلی متر تا 2.5 میلی متر . ضخامت خاص با توجه به الزامات طراحی و درجه فولاد تعیین می شود. یک درجه نازک تر و با استحکام بالاتر (به عنوان مثال، 1.4 میلی متر MS1500) می تواند جایگزین مواد ضخیم تر و کم استحکام شود و به سبک وزن خودرو کمک کند.
برای جلوگیری از خوردگی، فولادهای خودرو اغلب دارای پوشش محافظ هستند. فرآیند رولسازی باید این پوششها را حفظ کند.
پشت فنری بازیابی الاستیک مواد پس از شکل گیری است که در AHSS شدید است. جبران در طراحی ابزار رول تعبیه شده است. روش ها عبارتند از:
AHSS بسیار ساینده است. مدیریت سایش رول برای حفظ کیفیت قطعه در طول زمان حیاتی است. استراتژی ها عبارتند از:
به حداکثر رساندن زمان کار و کیفیت قطعه نیازمند یک رویکرد ساختاریافته برای نگهداری و بهینه سازی برای هر کسی است خط تولید با مشخصات بالا .
| جزء | طول عمر معمولی (تولید AHSS) | نشانگر سایش |
|---|---|---|
| رول های شکل دهی | 6 ماه - 2 سال (بسته به مواد و پوشش) | خطوط سایش قابل مشاهده، از دست دادن ابعاد پروفیل، سوراخ شدن سطح |
| مشت زدن / بریدگی می میرد | 50000 - 200000 بازدید | ایجاد سوراخ بر روی سوراخ های پانچ شده، لبه های بریده شده |
| تیغه های برش | هر 3-6 ماه یکبار | لبههای کدر که باعث برش ناهموار سطح یا عدم دقت در طول میشوند |
| بلبرینگ های راهنما | 1-2 سال | افزایش بازی، لرزش، سر و صدا |
نقایص نمایه شایع است اما می توان به طور سیستماتیک تشخیص داد.
ضخامت مواد ورودی می تواند کمی متفاوت باشد. این می تواند باعث شود که فشار شکل دهی خیلی زیاد یا خیلی کم باشد و منجر به نقص شود. بسیاری از آسیاب های مدرن امکان تنظیم ریز شکاف های غلتکی را در حال پرواز فراهم می کنند. یک قانون کلی: شکاف باید کمی کمتر از ضخامت اسمی مواد تنظیم شود (به عنوان مثال، 0.05 میلی متر کمتر) تا از تماس خوب اطمینان حاصل شود اما فشار بیش از حد نباشد.
طول برش نادرست اغلب به دلیل کالیبراسیون یا لغزش نادرست چرخ رمزگذار یا تیغه های فرسوده ایجاد می شود. برای کالیبره کردن، طول واقعی قطعه را با هدف اندازه گیری کنید و تعداد پالس رمزگذار را در PLC تنظیم کنید. چرخ رمزگذار را از نظر سایش بررسی کنید و مطمئن شوید که تماس محکمی با مواد دارد. در نهایت، تیغه های برش را از نظر تیرگی بررسی کنید، که می تواند باعث عقب راندن مواد در حین برش شود.
خطوط قدیمی تر را می توان با حسگرهای جدید، سیستم های جمع آوری داده ها و سیستم مدیریت خط ارتقا داد. این اجازه می دهد تا:
حتی بهترین ماشین ها بدون افراد ماهر عملکرد ضعیفی دارند. آموزش جامع باید شامل موارد زیر باشد:
سرعت تولید به شدت به پیچیدگی و مواد قطعه بستگی دارد. برای ریل های شاسی ساده تر یا تیرهای سپر، سرعت خط 15 تا 25 متر در دقیقه رایج هستند. برای تیرهای درب پیچیده با جوشکاری یکپارچه و عملیات پانچ چندگانه، سرعت ممکن است کمتر باشد، از 8 تا 15 متر در دقیقه برای اطمینان از دقیق بودن تمام فرآیندها
زمان تعویض ابزار یک عامل کلیدی بهره وری است. برای یک خط بدون تغییر خودکار ابزار، تغییر یک مجموعه کامل از رولها برای یک نمایه متفاوت میتواند به تیمی متشکل از دو تکنسین نیاز داشته باشد. 4 تا 8 ساعت . خطوط طراحی شده با ویژگیهایی مانند دوکهای آزادکننده سریع، پایههای رول کارتریجی یا سیستمهای خودکار تعویض رول میتوانند این زمان را به کمتر از ۱ ساعت کاهش دهند.
این بستگی به طراحی خط دارد. یک خط جهانی میتواند خانوادههایی از قطعات با ویژگیهای شکلدهی مشابه، مانند اعضای متقاطع شاسی یا ستونهای بدنه مختلف را با تغییر ابزار تولید کند. با این حال، یک خط بهینهسازی شده برای ریلهای شاسی بلند و سنگین بعید است که در تولید تقویتکنندههای بدنه کوتاه و پیچیده مانند ستونهای B به دلیل تفاوت در حمل و نقل مواد، تناژ پرس و الزامات برش، کارآمد باشد. خطوط معمولاً برای یک خانواده قطعه خاص طراحی می شوند.
یک تولید کننده قابل اعتماد باید دارای گواهینامه ISO 9001 برای سیستم های مدیریت کیفیت باشد. به طور خاص برای تامین کنندگان خودرو، گواهی IATF 16949 استاندارد جهانی است که نشان دهنده تعهد به بهبود مستمر، پیشگیری از نقص و کاهش ضایعات در زنجیره تامین خودرو است. علاوه بر این، سازنده باید بتواند گواهینامه های مواد را برای قطعاتی که استفاده می کند (به عنوان مثال، غلتک ها، یاتاقان ها) ارائه دهد.
دقت و دوام مهندسی شده است. عوامل کلیدی عبارتند از: قاب فولادی جوش داده شده مقاوم و بدون تنش. استفاده از بلبرینگ های با دقت بالا و از پیش بارگذاری شده در تمام ایستگاه های شکل دهی. رول های ساخته شده از فولاد ابزار سخت شده (به عنوان مثال، D2، M2) با سنگ زنی دقیق؛ و یک سیستم کنترل PLC با کیفیت بالا با بازخورد حلقه بسته برای کنترل سرعت و موقعیت. همانطور که در بالا ذکر شد، تعمیر و نگهداری منظم نیز برای حفظ این کیفیت ضروری است.