Quy trình sản xuất phụ tùng ô tô

Máy ép là điểm bắt đầu của các bộ phận ô tô

Hầu hết các bộ phận thép trong một chiếc xe ô tô đều được tạo ra bằng máy ép. Từ tấm cửa, khung ghế ngồi, các loại giá đỡ, pan mềm dầu, vỏ ống xả. Lý do tại sao các nhà máy sản xuất ô tô ở Ulsan, Busan và Changwon lại tập trung nhiều nhà cung cấp máy ép xung quanh đó cũng là bởi lý do này.

Máy ép là quá trình gia công đặt tấm phôi giữa hai khuôn và tạo hình bằng lực lớn trong một khoảnh khắc. Vì không cần cắt bỏ nên nhanh và ít hao phí vật liệu. Tuy nhiên, hai điều sau sẽ theo kèm. Khuôn quyết định chất lượng, và nếu bị thương thì sẽ bị thương rất nặng.

1. Các loại quá trình ép

Blanking và Piercing là cùng một hành động, nhưng mục đích khác nhau

Ấn phôi vào tấm phôi và tách ra — hành động giống nhau

Mảnh rơi ra là sản phẩm → Blanking (khuôn quyết định kích thước sản phẩm)
Tấm có lỗ là sản phẩm → Piercing (phôi quyết định kích thước lỗ)

Tùy theo sản phẩm nào là sản phẩm, kích thước sẽ do phôi hoặc khuôn quyết định. Nếu nhầm lẫn điều này khi sửa chữa khuôn, kích thước sẽ bị ngược lại.

2. Clearance — Giá trị quyết định độ nhọn (burr)

Khoảng cách giữa phôi và khuôn được gọi là clearance. Giá trị này gần như quyết định chất lượng mặt cắt của sản phẩm.

       ┌──────  Lõm (rollover)    Phần bị cong lại do lực ép
Tấm   │──────  Mài mòn (burnish)   Mặt phẳng được trượt qua
Dày   │
       │──────  Vỡ (fracture)  Mặt thô do bị xé
       └──────  Burr          Lưỡi dao bị đẩy ra phía đối diện

Clearance một bên = độ dày tấm × tỷ lệ (theo vật liệu 5~10%)

Tấm thép mềm t = 2.0mm với 6%
  Một bên = 2.0 × 0.06 = 0.12mm

Nếu khoan lỗ φ20 bằng Piercing
  Phôi = φ20.00 (quyết định kích thước lỗ)
  Khuôn = 20.00 + 0.12 × 2 = φ20.24

> Nếu trong hiện trường nghe thấy người nói "gần đây burr rất nghiêm trọng", thì thường là khuôn đã mài mòn, clearance bị mở rộng. Burr không chỉ là vấn đề về ngoại hình. Nó có thể làm xé màng cao su, cắt tay công nhân, và để lại nếp gấp sau khi sơn.

3. Drawing — Quy trình khó nhất

Quy trình kéo tấm phẳng thành hình dạng cốc hoặc hộp. Vật liệu phải chảy vào, và blank holder sẽ nén để điều chỉnh dòng chảy.

Lực blank holder yếu → mép bị gập = nếp nhăn (wrinkle)
Lực blank holder mạnh → vật liệu không thể chảy = bị xé (crack)

Chỉ khoảng giữa hẹp đó mới là "khu vực có thể tạo hình"

• Nếu độ sâu lớn, không thể tạo hình một lần. Phải chia thành 2-3 giai đoạn bằng redrawing.
• Nếu bán kính góc (R) nhỏ, sẽ bị xé tại vị trí đó. Không được tự ý giảm R trên bản vẽ.
• Nếu bôi trơn bị gián đoạn, vật liệu sẽ dính vào khuôn, gây xước và mài mòn.
• Sau khi drawing, trimming phải được thực hiện để cắt phần mép thừa.

4. Springback — Góc uốn trở lại

Kim loại sau khi uốn sẽ còn lại thành phần đàn hồi, nên khi mở khuôn, góc sẽ giãn ra một chút. Điều này gọi là springback.

Góc uốn mục tiêu 90 độ
1 lần thử (trial) đo được 93 độ → springback 3 độ

Chỉnh khuôn: uốn quá mức (overbending) đến 87 độ
Thử lại đo được 90.2 độ → xác nhận dung sai và xác định điều kiện sản xuất hàng loạt

> Gần đây, do yêu cầu nhẹ và an toàn va chạm, tỷ lệ sử dụng thép cường độ cao trong thân xe ô tô đang không ngừng tăng lên. Nếu vẫn dùng cảm giác khuôn thép mềm trước đây, góc sẽ không đạt được. Khi vật liệu thay đổi, phải điều chỉnh lại khuôn.

Biện pháp là uốn quá mức, ép đáy (bottoming), duy trì điểm hỗ trợ tạo hình, và điều chỉnh hình dạng khuôn.

5. Cấu trúc và loại khuôn

6. An toàn — Máy móc lấy đi ngón tay nhiều nhất

Hầu hết các tai nạn máy ép xảy ra khi đưa tay vào trong khuôn. Vì mảnh vụn bị mắc kẹt, sản phẩm không thoát ra, hoặc tưởng chỉ cần chạm nhẹ.

Thiết bị bảo vệ phải phù hợp với loại máy ép

> Nếu chỉ lắp light curtain vào máy ép cơ khí clutch crank không có chức năng dừng khẩn cấp thì vô ích. Dù tia sáng bị ngắt, trượt vẫn sẽ di chuyển đến cuối cùng do quán tính. Trước tiên hãy kiểm tra xem thiết bị của bạn thuộc loại nào.

Nút thao tác hai tay, khoảng cách là sinh mạng

Khoảng cách an toàn D(mm) = 1.6 × (TL + TS)

  TL : Thời gian (ms) từ lúc tay rời khỏi nút đến khi hệ thống dừng khẩn cấp bắt đầu hoạt động
  TS : Thời gian (ms) từ lúc hệ thống dừng khẩn cấp bắt đầu hoạt động đến khi trượt dừng lại
  ※ TL·TS sử dụng giá trị đo thực tế trong bản chỉ dẫn thiết bị và báo cáo kiểm tra an toàn, không ước lượng ngẫu nhiên
  TS : Thời gian (ms) từ lúc dừng khẩn cấp đến khi trượt dừng lại

Ví dụ: Máy có TL + TS = 200ms
   D = 1.6 × 200 = 320mm
   → Nút nhấn phải cách giới hạn nguy hiểm ít nhất 320mm

• Khoảng cách giữa hai nút nhấn cũng có tiêu chuẩn (khoảng cách trong khoảng 300mm trở lên). Mục đích là ngăn không cho nhấn hai nút bằng một tay.
• Hành vi dùng băng dính hoặc vật liệu để cố định nút nhấn là tình huống nguy hiểm nghiêm trọng.

Danh sách kiểm tra khi thay khuôn

• Tắt nguồn + khóa và dán nhãn (LOTO) — người khác không thể bật lên
• Chèn khối an toàn — nếu áp suất thủy lực hoặc khí nén bị mất, trượt sẽ rơi xuống do trọng lực
• Xác nhận đã xả áp suất dư
• Có ít nhất 2 người, chỉ định người tín hiệu
• Xác nhận trọng lượng khuôn, chọn sling và cần cẩu phù hợp

Ngoài ra

• Trên bàn đạp phải có lắp bao U — tai nạn do vật liệu hoặc chân trượt qua gây ra rất phổ biến
• Mảnh vụn trong khuôn phải dùng kẹp. Tuyệt đối không dùng tay
• Máy ép là thiết bị phải kiểm tra an toàn. Sau khi lắp đặt, kiểm tra lần đầu trong vòng 3 năm, sau đó mỗi 2 năm một lần
• Tự ý gỡ hoặc vô hiệu hóa thiết bị bảo vệ là vi phạm pháp luật

Lỗi thường gặp của nhân viên mới