Nhà thép ti�n chế

 Các cá»±u chiến binh ô tô vá»›i hÆ¡n má»™t vài thập ká»· kinh nghiệm có khả năng nhá»› đến làn sóng hydroforming quét qua
ngành công nghiệp trong những năm 1990. nhà thép ti�n chế
Bởi vì các bộ lắp ráp hydroformed thư�ng có ít bộ phận hơn, tr�ng lượng ít hơn và sức mạnh hơn so với các bộ phận
lắp ráp thông thư�ng của các bộ phận được đóng dấu, hydroforming đã giành được vị trí hàng đầu trong công nghệ
sản xuất ô tô, giữ vị trí cho đến ngày nay. Giảm tr�ng lượng và tăng sức mạnh giúp các nhà sản xuất ô tô đạt được các
mục tiêu an toàn và hiệu quả nhiên liệu, đồng th�i giảm số lượng bộ phận tổng thể giúp bù lại th�i gian chu kỳ chậm
hơn của máy ép hydroforming (so với máy ép dập).
Trong khi các bộ lắp ráp được hàn và hàn tiếp tục có sự hiện diện mạnh mẽ trong thiết kế ô tô, nhi�u bộ lắp ráp như
vậy đã được thay thế bằng các bộ lắp ráp dựa trên các ống hydroformed trong những thập kỷ gần đây. �ôi khi vào cuối
những năm 1990 hoặc đầu những năm 2000, vai trò của hydroforming thay đổi; không còn là một phương pháp thay
thế cho các quy trình thông thư�ng, nó đã trở thành một quy trình sản xuất chính. Nói cách khác, các hội đồng đã
được phát triển, từ đầu, để được hydroformed.

Trong khi phần lớn các hoạt động bắt đầu tại các bộ tản nhiệt của bộ phận hỗ trợ, bộ nôi động cơ và các bộ phận treo
của hệ thống trước thì nó không dừng lại ở đó. Một đoạn giới thiệu trailer được phát triển gần đây, cũng đóng vai trò là
một phần không thể thiếu của khung cho một chiếc xe bán tải kích thước đầy đủ, đã làm tròn sức hấp dẫn của công
nghệ, chạy gần từ cản trước đến cản trước.
Trailer Hitches theo Xếp hạng và Tr�ng lượng
Các móc kéo rơ moóc thư�ng được sử dụng trên xe khách và SUV bắt đầu từ Class I, thư�ng được làm từ ống vuông
có kích thước 1,25 inch 1,25 inch để kéo tới 2.000 pound. H� lên đến lớp III, được làm từ 2-in. ống vuông, để kéo tới
6.000 lbs. Rơ moóc loại I, II và III thư�ng chở một chiếc xe máy, xe trượt tuyết, xe bốn bánh hoặc một chiếc thuy�n
nh�. Tr�ng lượng lưỡi là 200 đến 600 lbs.

�ối với các phân loại cao hơn, Class Class IV, V, Xtra Duty và Commercial Duty, tr�ng lượng của xe kéo là 10.000 đến
20.000 lbs., Và tr�ng lượng lưỡi là 1.000 đến 2.700 lbs.
Tất nhiên, không có gì là đơn giản. Làm cho một móc kéo rơ moóc đủ mạnh và an toàn để đáp ứng các thông số kỹ
thuật có liên quan có nghĩa là đáp ứng một số tiêu chí bổ sung: Lực kéo có tr�ng lượng và lực kéo phân phối tr�ng
lượng đi vào hoạt động, được đo theo các lực nén và lực kéo xuống và trái và phải lực lượng. Một đặc tính quan tr�ng
khác liên quan đến vị trí tải. Mặc dù đầu nhô ra (giá treo bóng) và bóng là tr�ng tâm, quá trình phát triển không thể b�
qua sức mạnh cần thiết tại các vị trí gắn chuỗi. Ngoài ra, một cú huých thư�ng phải chịu lực kéo căng bổ sung, chẳng
hạn như khi một chiếc xe kéo đã trượt kh�i đư�ng và kết thúc trong một con mương. Kéo một chiếc xe kéo ra kh�i một
con mương gây căng thẳng hơn rất nhi�u cho quá trình kéo xe moóc hơn là chỉ kéo chiếc xe kéo trên đư�ng. �ối với
dự án này, nhà sản xuất thiết bị gốc (OEM) đã chỉ định rằng quá giang sẽ phải chịu được lực căng lên gấp hai lần tr�ng
lượng của ngư�i đi bộ ở góc lệch 20 độ ở bên trái và bên phải. Là một phần không thể thiếu trong khung của xe, tổ
hợp được hydroformed này sẽ phải tuân theo tất cả các yêu cầu kiểm tra OEM tiêu chuẩn.
Trong trư�ng hợp này, OEM đã có một đoạn giới thiệu được thực hiện trên máy uốn ống CNC. �ể giành được hợp
đồng, phần hydroformed sẽ chỉ mạnh bằng tr�ng lượng thấp hơn so với phần uốn cong. OEM yêu cầu rằng quá trình
hydroforming sẽ dẫn đến không có phế liệu được thiết kế và tất nhiên, quá trình hydroforming cũng sẽ phải cạnh tranh
theo th�i gian chu kỳ.
Mặc dù uốn CNC nổi tiếng v� độ chính xác, v� kích thước và dung sai, độ chính xác của nó phụ thuộc vào nhi�u yếu
tố, bao gồm thiết lập dụng cụ thích hợp, bôi trơn thích hợp, đặc điểm ống phù hợp và vị trí đư�ng may và lập trình.
Ngay cả khi m�i việc suôn sẻ và các bộ phận đầu tiên được thực hiện chính xác, sự mài mòn công cụ có thể khiến độ
chính xác bị trôi đi theo th�i gian, do đó độ lặp lại của nó không được đảm bảo. �i�u này không có nghĩa là uốn CNC
là một quá trình kém chất lượng hoặc không đáng tin cậy. Cách xa nó; tất cả m�i thứ được xem xét, nó có thể là quá
trình khó khăn để cạnh tranh chống lại. �i�u đó nói rằng, hydroforming sử dụng nước dưới áp lực rất lớn để buộc một
ống phải tuân theo khuôn, do đó hydroforming gần như không thể đánh bại để có độ chính xác v� chi�u và quá trình
lặp lại.
Th�i gian chu kỳ đòi h�i sự chú ý chặt chẽ. Uốn CNC được giới hạn ở một lần uốn tại một th�i điểm và một phần tại
một th�i điểm, và phần đó phải trải qua các bước xử lý bổ sung, do đó thêm cả th�i gian và chi phí. Mặc dù
hydroforming không được biết đến với th�i gian chu kỳ rực rỡ, phải mất một th�i gian để nạp một ống, mang hai nửa
khuôn lại với nhau, bịt kín hai đầu ống, bơm đầy ống và tạo ra áp lực đủ để tạo thành ống. có thể có được một cạnh
bằng cách hình thành một số ống đồng th�i trong mỗi lần nhấn. Ví dụ, chồng chéo hai giai đoạn của quá trình, ví dụ,
bắt đầu đổ đầy nước vào ống khi chết đang đóng lại cũng giảm th�i gian chu kỳ.
Hydroforming có một mẹo khác trong tay áo: Làm việc chăm chỉ. Trong khi m�i quá trình tạo hình lạnh tạo ra ít nhất
một lượng nh� công việc làm cứng, tăng cư�ng phôi trong các khu vực tạo hình, hydroforming có thể thực hiện một
phép lạ sản xuất nh�. Khi đư�ng kính của ống nh� hơn khoang chết d�c theo toàn bộ chi�u dài của ống, tạo áp lực
cho ống từ bên trong và tăng đư�ng kính của nó để lấp đầy khoang chết giúp cải thiện sức mạnh của ống d�c theo
toàn bộ chi�u dài của nó. �i�u này có nghĩa là, khi chụp cho một mục tiêu cư�ng độ cụ thể, hydroforming có thể sử

dụng ống có thành m�ng hơn các quy trình sản xuất khác, giúp giảm chi phí và tr�ng lượng một phần. Giảm chi phí
phần là âm nhạc đến tai của bất kỳ nhà sản xuất, như được giảm phần tr�ng lượng. Trong các ứng dụng ô tô, giảm
tr�ng lượng không chỉ là một lợi ích.
Hydroforming có thêm một lợi ích. Mặc dù nguyên liệu ống ban đầu là hình tròn, hydroforming có thể truy�n đạt nhi�u
tính năng hình dạng và đư�ng vi�n khác thư�ng, bao gồm các khu vực bằng phẳng và các phần không có n�n, để phù
hợp với việc lắp đặt.
Kỹ thuật quá giang, Kỹ thuật một quy trình
Trong nhi�u trư�ng hợp, các kỹ sư thiết kế một phần; ở những ngư�i khác, h� thiết kế quy trình cần thiết để sản xuất
một phần. Trong trư�ng hợp này, nó là cả hai. Bởi vì phần đã tồn tại và OEM đã cải thiện phần nào tích cực trong tâm
trí, đi�u này sẽ không h� dễ dàng để thực hiện. Phần đã đã trải qua ít nhất hai thế hệ, vì vậy bất kỳ slack trong thiết kế
ban đầu trước đó đã được thắt chặt lên.
Thách thức bao gồm việc giảm khối lượng của 40 phần trăm (30 lbs.) Từ khái niệm cơ bản và giảm khối lượng 14,8
lbs. so với cú hích thế hệ trước. Thứ hai, OEM muốn không có phế liệu thiết kế. Trong nhi�u trư�ng hợp, một quy trình
sản xuất bao gồm một ít vật liệu bổ sung mà sau đó được cắt b�.
�ôi khi một chút vật liệu bổ sung là hữu ích, ví dụ cho phép thêm độ dài kẹp để uốn, nhưng đi�u này tiêu tốn thêm vật
liệu và thêm th�i gian (trong hoạt động cắt tỉa tiếp theo). Cuối cùng, OEM muốn quá trình sản xuất hai cú hích, một
trong Class III và một trong Class IV; các hitch Lớp IV sẽ đòi h�i một 40 phần trăm cải thiện sức kéo, tăng từ 10.000
đến 14.000 lbs.
Phát triển phần. Thiết kế hitch ban đầu có bốn uốn cong. Hầu hết các ống là một chi�u dài thẳng; máy thu được gắn
ở vị trí này ở trung tâm của móc. Bốn khúc cua mang ống kết thúc đến các địa điểm thích hợp để h� có thể được gắn
vào, và trở thành một phần của, khung của xe.
Thiết kế hốc hydroformed có hình dạng tương tự, nhưng các uốn cong ít nghiêm tr�ng hơn. Mục đích của thiết kế là
làm tất cả các hình thành trong khuôn hydroforming. Trong nhi�u trư�ng hợp, các bộ phận hình ống được uốn cong
trên máy uốn trước khi hydroforming, nhưng dựa vào hành động đóng của khuôn để uốn ống sẽ loại b� thao tác tạo
hình và bước xử lý vật liệu.
Tuy nhiên, việc thay đổi hình dạng của móc nối có nghĩa là cần nhi�u công việc phát triển hơn. Việc giảm các góc uốn
cong đã thay đổi các vị trí mà móc nối sẽ tham gia vào khung, khiến cho việc đánh giá thiết kế mới sẽ phù hợp với
không gian hiện tại như thế nào. Làm thế nào những vướng mắc sẽ được gia nhập vào khung, đặc biệt là trong các
kích thước tia lỗ và địa điểm, cũng phải được đánh giá.
Khi giai đoạn phát triển bộ phận được hoàn thành, một mô ph�ng phân tích phần tử hữu hạn (FEA) đã xác định vết cắt
ban đầu của khoang chết, có tính đến tất cả các tham số quy trình cần thiết và lượng lò xo. Một FEA đầy đủ trên cả
ống hydroformed và toàn bộ cụm móc nối đã hỗ trợ quá trình thiết kế và đóng một vai trò lớn trong việc tối ưu hóa sức
mạnh và giảm khối lượng của sản phẩm.
Hai tiêu chí quan tr�ng liên quan đến độ dày thành và độ cứng vật liệu, các thông số thay đổi trong quá trình hình
thành. Uốn một ống làm cho vật liệu căng và m�ng d�c theo các khu vực phía ngoài của uốn cong, đó là một mối quan
tâm. Do đó, việc phân tích được sử dụng để xác định các góc uốn cong tối đa để tư�ng m�ng được giữ ở mức chấp
nhận được.
FEA cũng đã được sử dụng để xác minh rằng ống có thể lấp đầy khoang chết để có kích thước phù hợp. Vật liệu này
sẽ làm việc-cứng như áp suất bên trong sẽ buộc nó chảy vào những đư�ng nét khác nhau và thầm kín của khoang
chết. Nếu nó cứng quá nhi�u trước khi quá trình tạo hình kết thúc, rủi ro là áp suất hydroforming sẽ không khắc phục
được độ b�n ngày càng tăng của vật liệu, dẫn đến một bộ phận kém.
Tạo mẫu. Giai đoạn tạo mẫu đầu tiên liên quan đến hình dạng bộ phận. Các bộ phận ban đầu được đo kỹ lưỡng để
xác định nếu chết là th�a đáng ngay từ đầu hoặc nếu đi�u chỉnh đã được yêu cầu để đạt được hình dạng mong muốn.
Ở giai đoạn này, các ống dài hơn cần thiết-đó là cố ý và nó được cắt để kích thước sau khi phần là hydroformed.
Việc đánh giá kích thước xác định rằng khuôn tạo ra các bộ phận chính xác, vì vậy giai đoạn tạo mẫu thứ hai liên quan
đến đi�u chỉnh độ dài của bộ phận. Chi�u dài ống thô đã được giảm, dựa trên các phép đo đã biết, để đạt đến độ dài
cần thiết.
Kết quả là một phần th�a đáng v� chi�u.

�áp ứng yêu cầu SAE và OEM
Cuối cùng, thiết kế hitch mới đáp ứng được các tiêu chí như mô tả trong Society of Automotive Engineers tiêu chuẩn
SAE J684, và nó đáp ứng yêu cầu của OEM. Một phép đo độ cứng được thực hiện sau khi ống được hydroform tiết lộ
rằng thực sự việc làm cứng đã giúp, như dự định, thêm 10.000 pound mỗi inch vuông vào sức mạnh của xe kéo.
hệ thống chắc chắn kéo đã được sử dụng từ buổi bình minh của th�i đại ô tô, cho dù để giải trí hoặc một ơn g�i, giúp
tăng tiện ích của xe. Ngay cả một chiếc xe kéo nh� cũng có thể tăng gấp ba hoặc gấp bốn lần tr�ng tải của một chiếc
xe, hoặc cho phép ngư�i dùng của nó tận hưởng một buổi chi�u đi thuy�n hoặc một tuần cắm trại.
Dự án này là một bước tiến trong thiết kế Trailer hitch, cung cấp một, nhẹ hơn và có khả năng xô hơn nh� hơn so với
thế hệ trước.