Navrhování automobilových dílů pro lisování kovů je komplexní proces, který zahrnuje několik aspektů, aby se zajistilo, že konečný produkt splňuje požadavky na výkon, bezpečnost a nákladovou efektivitu. Zde jsou některé klíčové faktory, které inženýři a návrháři berou v úvahu:
Výběr materiálu:
Vlastnosti materiálu: Výběr materiálu je zásadní a závisí na faktorech, jako je funkce součásti, požadovaná pevnost, odolnost proti korozi a cena. Mezi běžné materiály pro lisování automobilů patří různé třídy oceli (měkká ocel, vysokopevnostní ocel a nerezová ocel), hliník a další slitiny.
Tloušťka materiálu: Různé materiály mají různé tvarovací charakteristiky a pro úspěšné lisování vyžadují specifické rozsahy tloušťky. Tloušťka materiálu ovlivňuje strukturální integritu a hmotnost součásti.
Složitost a tvar:
Složitost součástí: Složité součásti se složitými tvary nebo úzkými tolerancemi mohou vyžadovat vícenásobné lisovací operace nebo sekundární procesy, jako je ohýbání, svařování nebo montáž. Návrháři musí zvážit proveditelnost ražení těchto prvků.
Poměry kreslení: Poměr hloubky k průměru kreslených prvků (jako jsou misky nebo skořepiny) je kritický. Vysoké poměry tažení mohou vést ke ztenčení materiálu, což může ovlivnit integritu a tvarovatelnost součásti.
Tolerance: Přísné tolerance mohou vyžadovat přesnější nástroje a vybavení, což má dopad na složitost procesu lisování a konečnou cenu součásti.
Strukturální integrita:
Pevnost materiálu: Strukturální integrita součásti závisí na pevnostních vlastnostech materiálu. Pro součásti kritické z hlediska bezpečnosti, jako jsou části podvozku a karoserie, se často volí materiály s vysokou pevností.
Analýza napětí: Inženýři provádějí analýzy napětí a deformace, aby zajistili, že součást odolá silám a zatížením, s nimiž se během své životnosti setká. K tomuto účelu se běžně používá analýza konečných prvků (FEA).
Dráha zatížení: Konstruktéři berou v úvahu dráhu zatížení a způsob přenosu sil přes součást. Pro efektivní rozložení zatížení mohou být přidány výztuhy, vyztužení nebo žebra.
Konstrukce a nástroje lisu:
Složitost raznice: Konstrukce razidel musí odpovídat složitosti součásti. Složité díly mohou vyžadovat progresivní matrice s více stanicemi, zatímco jednodušší součásti mohou používat jednostupňové matrice.
Materiál matrice: Materiály nástrojů a matric by měly být vybrány pro jejich trvanlivost a odolnost proti opotřebení, protože musí odolat podmínkám vysokého namáhání během lisování.
Efektivita nákladů:
Využití materiálu: Minimalizace plýtvání materiálem je zásadní pro efektivitu nákladů. Vložení dílů těsně do plechu může snížit zmetkovitost.
Náklady na nástroje: Složité matrice a nástroje mohou být drahé. Cílem konstruktérů je dosáhnout rovnováhy mezi složitostí součástí a výrobními náklady.
Prototypování a testování:
Prototypování: Vytváření prototypů nebo pilotních běhů umožňuje inženýrům otestovat proces návrhu, nástrojů a lisování a identifikovat potenciální problémy před výrobou v plném rozsahu.
Testování: Díly mohou projít různým testováním, včetně rozměrových kontrol, testování tvrdosti a metalurgické analýzy, aby se zajistilo, že splňují normy kvality a bezpečnosti.
Tvarovatelnost materiálu a odpružení:
Chování materiálu: Různé materiály mají různé stupně tvarovatelnosti a mohou vykazovat zpětné odpružení, kdy se díl vrátí do svého původního tvaru po lisování. Návrháři musí tyto vlastnosti zohlednit v návrhu.
Ohledy na životní prostředí:
Recyklace: Principy udržitelného designu mohou vyžadovat výběr materiálů, které lze snadno recyklovat nebo začlenit do výrobních procesů s uzavřenou smyčkou.
