LGB_AJ011_1 - Lemezalakítás SEGÉDLET 4. Konzultáció

Átírás

1 LGB_AJ011_1 - Lemezalakítás SEGÉDLET 4. Konzultáció Ez a segédlet csak kiegészítés az órai anyaghoz és a kötelező irodalmakhoz. Tartalma a konzultációk anyagaival egyezik meg. Az anyag nem mentesíti a hallgatót a kötelező irodalom ismerete alól!

2 2016/2017/2 2 Aktív szerszámelemek a mélyhúzás során

3 2016/2017/2 3 Szerszám elrendezések

4 2016/2017/2 4 Szerszám elrendezések

5 2016/2017/2 5 Szerszámkialakítások

6 2016/2017/2 6 Szerszámkialakítások

7 2016/2017/2 7 Olajteknő gyártási folyamata

8 2016/2017/2 8 Mélyhúzott alkatrészek gyártási hibái Hiba Lehetséges ok Megelőzés, megoldás Mélyhúzási barázda Szerszám kopás Bélyeg / matrica cseréje, a kenési viszonyok javítása Repedési vonalak a húzott darab felületén Függőleges repedési vonalak a felső peremen A húzási viszony (b) túl nagy / a húzórés túl kicsi / a bélyeg vagy a matrica rádiuszai kicsik / a ráncgátló erő túl nagy / az alakítás sebessége túl nagy Kevés az anyag a hibás területen / túl nagy a húzórés vagy túl nagy a görbület a peremen Kedvezőbb húzási viszonyú lemez alkalmazása vagy többlépcsős mélyhúzás alkalmazása / húzórés növelése / lemezvastagság ellenőrzése / a matrica rádiuszainak növelése / ráncgátló erő csökkentése / alakítási sebesség csökkentése A matrica cseréje

9 2016/2017/2 9 Mélyhúzott alkatrészek gyártási hibái Hiba Lehetséges ok Megelőzés, megoldás A derékszöges daraboknál, a sarkok vastagabbak mint az oldalfalak Függőleges gyűrődések a test felső részén, ezzel együtt függőleges repedések is megjelennek Túl sok az anyag a sarkokban A ráncgátló erő túl kicsi / a húzórés túl nagy / a matrica lekerekítései túl nagyok Teríték változtatása / kicsípések az érintett területeken / az élek letörése A ráncgátló erő növelése / a matrica felújítása Gyűrődések a peremen A ráncgátló nyomás túl alacsony A ráncgátló nyomás növelése Egyéb nem specifikált hibák / hibás vagy szabálytalan húzott alakzatok Nem megfelelő teríték / aszimmetrikus teríték elhelyezés / alkalmatlan alapanyag / helytelen kenés Megfelelő teríték / a szerszámok és ütközők ellenőrzése / megfelelő kenőanyag és alapanyag használata

10 Húzási viszony 2016/2017/2 10 Mélyhúzott alkatrészek gyártási hibái Fülesedés Ráncosodás - Fenékszakadás Keményedési kitevő - n

11 2016/2017/2 11 Szerszámgép kialakítás típusok Működtetés szerint: Mechanikus sajtológépek (excenteres, könyökemelős vagy más mechanizmussal hajtott) Hidraulikus sajtológépek (egy vagy több munkahenger működteti a szánokat) Energia korlátos sajtók (forgó lendítőkerékben tárolt energiát orsó-anya kapcsolat alakítja át egyenes vonalú mozgássá) Állvány kialakítás szerint: C-állványú sajtók Kétállványos és négyállványos sajtók Funkció szerint: Kivágó, mélyhúzó, kovácsoló, stb. sajtók Elrendezés szerint: Egyedi gépek vagy gépsorok

12 2016/2017/2 12 Mechanikus sajtók

13 2016/2017/2 13 Hidraulikus sajtók

14 2016/2017/2 14 Hibrid sajtók

15 2016/2017/2 15 Alkalmazhatóság

16 2016/2017/2 16 Szerszámgép kiválasztása Darab méret Komplett darab készítés Kereszt rudas transzfer Nagy, instabil, páros elemek 3 tengelyű transzfer Gyártósor különböző ágy méretekkel Közepes méretű darabok Alacsony befektetés Kis helyszükséglet Szerszámcsere ideje [min] Minden darab

17 2016/2017/2 17 Szerszámgép kiválasztása

18 2016/2017/2 18 Szerszámgép meghajtások, tengelykapcsolók, fékek

19 2016/2017/2 19 Szerszámgép hidraulikus rendszere

20 2016/2017/2 20 Szerszámgép megvezetés típusok

21 2016/2017/2 21 Szerszámgép megvezetés típusok

22 2016/2017/2 22 Szerszámcsere Elfordítható konzol Motorizált szerszámcserélő kocsi

23 2016/2017/2 23 Szerszámcsere Mozgatható szerszámtartó tömb Szerszámcserélő transzferek

24 2016/2017/2 24 Szerszámcsere Szerszámcserélő kar Forgóasztalos

25 2016/2017/2 25 Szerszámcsere Transzfersor

26 2016/2017/2 26 Szerszámbefogás és rögzítés

27 2016/2017/2 27 Gyártósorok

28 2016/2017/2 28 Gyártósorok

29 2016/2017/2 29 Bevezetés Karosszéria Elöljáróban néhány sajátos szempont a karosszériák alakítási-technológai témaköréről: - A legtöbb karosszéria lemezalkatrész alakja aszimmetrikus és szabálytalan. A jármű felépítmények részekre bontásakor ezért a húzástechnikai szempontok a dizájn-tervezés mérvadó szempontja kell, hogy legyen. Két mód van arra, hogy a lemeznek a húzóél feletti csúszásakor az igénybevétele egyenletes legyen; az egyik a fékező- és húzóbordák használata, - a másik az egyes alkatrészek párosával történő - pl. bal- és jobb ajtó húzó szerszámba való összevonása, a két ajtót a húzó szerszám bélyege így egyszerre húzza ki, ily módon körszimmetrikus igénybevételét érjük el biztosítva ezzel a lemez egyenletes igénybevételét, hasonlóan a mélyhúzáshoz. - A karosszéria alkatrészekkel szemben nagy minőségi és méretpontossági követelményeket támasztanak. ( A gyártási folyamatot egyébként nem lehetne automatizálni és robotizálni a karosszéria összeállító készülékekben.) A lapos, szabálytalan kerületű alkatrészek, mint pl.: oldalfalak, ajtók és más karosszéria alkatrészek húzásakor a kerület egyes pontjain igen eltérő nagyságú helyi alakváltozási igénybevétellel valósul meg az egyes karosszéria elemrészek húzása. Ezek a nagy alakítási különbségek egy- vagy kettős bordázással csak részben egyenlíthetők ki. Ilyenkor az előhúzást megelőzően célszerű a terítéket előlyukasztani, hogy ezzel is egyenletesebb anyagáramlás legyen.

30 2016/2017/2 30 Bevezetés A karosszéria-alkatrészek húzásakor általában 15% ( maximum 25%-30%) lemez nyúlás engedhető meg, miután a mártásos korrózió védelem vékony rétegén-, valamint a lakkozott felületen, a lemez instabilitás miatti felület durvulása narancsosodás felnagyítódva átüt és javíthatatlan selejtes felületet. Egy személygépkocsi acél-lemez karosszériához közel négyszáz féle lemez alkatrész szükséges. Mindez másodperces ütemidő mellett, karosszéria elemenként napi több ezer darab legyártását jelenti, éveken át, fokozott minőségi követelmények mellett. Éppen ezért a karosszéria elemek dizájn- konstrukció- alakítás-technológia- és szerszámtervezés esetében a szimultán engineering- a folyamatos adatkapcsolat mellett, fokozott munkakapcsolatot is megkíván, a műszaki megoldás teljes optimálása érdekében.

31 2016/2017/2 31 A karosszéria lemezek alakítástechnológiai folyamata Maga az alakítástechnológia tervezés-előkészítése alapvetően négy-, egymástól jól elkülöníthető technológiai lépésre bontható: - A kiinduló teríték alakjának meghatározása, figyelembe véve a húzóbordák és tehermentesítő lyukak helyszükségletét. - A karosszéria-elem sajtolás nyújtva- húzás, mélyhúzás alakítástechnológiai tervezése. - A sajtolt lemez kivágás technológiai tervezése. Ez sokszor nem egy, hanem 3-4 különböző szerszámban történő kivágást-, lyukasztást-, kicsípést stb. jelent, mire a végleges elem kialakul. - Az utolsó művelet a kalibrálás-, vagy utánalakítás, melynek célja az adott karosszéria elem mérethelyes végleges alakjának biztosítása.

32 2016/2017/2 32 A karosszéria lemezek alakítástechnológiai folyamata A karosszéria szerszámok nagyságát-, bonyolultságát és elkészítésének összetettségét, ebből adódó idő és költségráfordítás nagyságát érzékelteti a következő ábra. Ezért a karosszéria alkatrészek alakítás-technológiai lépéseinek-, bonyolult- és költséges szerszámozás tervezőinek-, gyártástervezőinek nem szabad figyelmen kívül hagyni, hogy mindez egy folyamszerű- tömeggyártás keretében kell, hogy megvalósuljon. Ha a szerszám közös felépítménybe (Gemeinsamer Aufbau, GMA) kerül, akkor annak az összeépítése is ezen a területen történik. Egy GMA-ba 5 szerszámot lehet beépíteni.

33 2016/2017/2 33 A karosszéria lemezek alakítástechnológiai folyamata A különböző szerszámok a műveleti sorrendek szerint kerülnek a felépítménybe. Ha munkadarabot kevesebb, mint 5 szerszámmal elő lehet állítani akkor az egyes szerszámhelyet üresen hagyják és oda munkadarab tartót szerelnek be. Éppen ezért már a tervezés-előkészítés fázisában pontosan kell tudni, hogy az adott karosszéria elem gyártása mely sajtoló gépeken sajtoló sor présutcájában vagy sajtoló-transzferen fogják gyártani.

34 2016/2017/2 34 A karosszéria lemezek alakítástechnológiai folyamata

35 2016/2017/2 35 A karosszéria lemezek alakítástechnológiai folyamata Minden fölösleges anyag-, művelet-, idő ráfordítás hatalmas költség veszteséget jelent. Ezért a karosszéria elem a szimultán engineering tervezés komplex folyamatában általános törekvés: a karosszéria elemek számának csökkentése; minél nagyobb komplex elem gyártása A karosszéria fő részeinek variációja; egy alapalvázon különböző felépítményeket lehessen ráépíteni; limuzin, kupé, terepjáró, sedan, cabriolet, kombi egy egy főegység különböző márkába-, vagy típusba legyen felhasználható PL: az OPEL Asztra H motortartó szerkezeti alváza a Chevrolet Cruze, Cadillac BLS és Saab 9-3 típusokhoz is beépíthető,

36 2016/2017/2 36 Húzóbordák alkalmazása Húzóbordát- húzóhornyoknak vagy húzóléceknek is nevezik főként szabálytalan alakú üreges testek húzásakor nagyméretű szerszámokon használnak. Megkülönböztetünk befolyó- és fékező bordát. A megkülönböztetést egyrészt a feladat és a cél, másrészt szerkezeti felépítés indokolja. Befolyóborda A befolyóborda megszakítás nélkül körülveszi a húzóélt, közvetlenül csatlakozik hozzá és részben a húzóél szerepét tölti be. A befolyóbordát mindig a húzógyűrűre helyezik el. A befolyóborda sugara: r = 0,01ds ahol: d üreges test átmérője, vagy belső szélessége; s - a lemez vastagsága A legömbölyítés után kifelé 45 0 os szög alatt lejt, majd 2r sugarú ívbe megy át. A befolyóborda jó szolgálatot tesz ovális körvonalú üreges testek húzásakor. Ív- félgömb alakú üreges testet egy lépcsőben majdnem mindig befolyógyűrűvel húzzák. A kopásállóság növelése céljából a húzóborda edzett gyűrűs betét, melyet a süllyesztékre külön szerelnek fel, hasonlóan a fékezőbordákhoz.

37 2016/2017/2 37 Húzóbordák alkalmazása Fékező borda Lényegesen jelentősebb nagy húzószerszámokon a fékezőborda szerepe. A karosszéria alkatrészek húzása olyan változatos, hogy nehéz az egész területre a húzóborda szerepét bemutatni, lényege; hogy szabályozza az anyag kívánt mértékű alakváltozását. A megfelelő helyekre elhelyezve, arra kell törekedni, hogy lehetőleg minél kiegyenlítettebb legyen a teljes nyújtva-húzott lemezen az alakítás. A fékezőbordát/kat ott kell elhelyezni, ahol az anyag nem kívánatosan könnyen és akadálymentesen csúszna a húzóéleken. Ez az eset, a szabálytalan alakú szögletes húzott alkatrészeknél - ahol a lemez a sarkoknál összetett igénybevétel τ ny nyomó feszültség miatt zömül - az egyenes és kis ívű szakaszokon van, ahol a kismérvű hajlító igénybevételen kívül további alakítás nem volna. Itt a bélyeg a lemezt akadály nélkül behúzná. A nagymérvű feszültség különbség miatt a sarkokon a darabok ráncosodnak, esetleg szakadnának is! Ezért mindent meg kell tenni, hogy egyrészt a sarkokon az igénybevételt enyhítsük-, másrészt az oldalakon az anyag folyását fékezzük. Ez a szerepe a fékezőbordáknak, melyet sokszor több sorban is elhelyeznek az igénynek megfelelően.

38 2016/2017/2 38 Húzóbordák alkalmazása

39 2016/2017/2 39 Húzóbordák alkalmazása Az ábrán az a és c befolyóbordákat, a d, h, i, csavarral felerősített-, az e, f, g, csappal felerősített fékezőbordákkal mutat megoldásokat. Csavarral legegyszerűbb a bordákat hátsó oldaláról rögzíteni, ez azért előnyös, mert utólag a bordák egyes részei könnyen eltávolíthatók. A d-k ábrákon látható fékezőbordákat ellentétben az a és c befolyóbordákkal, a felső ráncgátlóra rögzítik, hogy a lemez adagolásakor a lemez ne a bordákra, hanem a húzógyűrű sík felületére feküdjön fel. Nehéz a fékezőbordák szerkesztésére általános érvényű szabályt felállítani. Inkább az alakváltozás-, a fellépő erők és igénybevételek gondos elemzésével lehet megítélni, hogy az anyagfolyást hol kell fékezőbordákkal gátolni.

40 2016/2017/2 40 Tehermentesítő lyukak alkalmazása. Egyes karosszéria elemek húzásakor a helyi nagy alakítási igény miatt nehezen lehetne a megkívánt 15-25% helyi alakváltozás mérték keretében maradni. ilyen pl.: az ajtó-, vagy az oldalfal elemek. Ilyen esetben a terítéken-, vagy az előhúzáskor előlyukasztással az alakításhoz szükséges plusz lemezanyag szükséglet a több irányból is oda tud folyni a megkívánt mértékben. A külső élek körülvágások és az ablaknyílások kivágását követően ezek a beszakadások kivágásra kerülnek. Arra kell vigyázni, hogy a lyukak mérete és helye úgy legyen meghatározva, hogy ezek az átszakadások a kész alkatrészt ne érjék el és a szakadások a húzás közben az R szakadási vonalak mentén képződjenek.

41 2016/2017/2 41 A szerszám tervezés néhány általános érvényű szempontja A szerszámok tervezésénél figyelembe kell venni, hogy a húzógyűrű és a ráncgátló között a lemez a terítéknek csak keskeny sávján fekszik fel. A lemez-anyag után folyása a húzóélen jelentéktelen, a felület növekedéséhez viszonyítva. A viszonyok lényegesen eltérnek a mélyhúzásnál tapasztaltaktól. Emiatt itt még fontosabb a lemezteríték szorítóerő- és a helyes húzóbordák meghatározása. Ezen túlmenően fontos szempont a nyomófelületeken a lemez folyási irányának megfelelően a helyes ferdeség kialakítása, amely hajlás azonban legfeljebb 20%-os lehet. A felület szélének felfekvését úgy kell kialakítani, hogy a fölé helyezett lemez, bár enyhén meg legyen hajlítva, de hullámos ne legyen. A munkadarab alakjához lehetőleg csak egy síkban illeszkedjen. (A szerszámszerkesztők ezt, megfelelően kivágott és domborított papírral-, vagy alumínium fóliával kipróbálják.) A másik irányban legkönnyebben lépcsőzéssel, vagy legömbölyítéssel lehet a kiegyenlítést elvégezni.

42 2016/2017/2 42 A szerszám tervezés néhány általános érvényű szempontja Az ábra a részlete a karosszériatető húzószerszámán látható ferde ráncgátlófelületet mutatja. A lemezt gyengén előrehajlítva teszik be. A domborított bélyeg következtében nincs szükség ellensüllyesztékre. Ez az ábra csak a lemez ferde felfekvéseit szemlélteti, amely az a ábrán felülről lefelé, befelé ferde, a c ábrán alulról felfelé befelé ferde, a b ábrán mindkét oldalon azonos irányban ferde.

43 2016/2017/2 43 A szerszám tervezés néhány általános érvényű szempontja Az alsó-, felső szerszámfelületek összevezetése oszlopokkal-, vagy lapokkal történik. Ezek az elemek szabványosítottak. Az oszlopok egységes furatainak illesztése h6, a perselyeké H7, melynek anyaga többnyire sárgaréz. Az oszlopos vezetés előnye a vezetőlapossal szemben a helyzet-meghatározás egyértelműsége, valamint az oszlop bármilyen irányú igénybevételt azonos biztonsággal elvisel. Ha jelentős keresztirányú erők nem lépnek fel ilyenek a kivágó-, lyukasztó-, karosszéria alkatrészek nagy körülvágó szerszámai jól megfelel az oszlopos vezetés. Nagy szerszámokon - általában a sarkokon négy, keményfémbetétes vágószerszámokon néha még hat oszlopot is használnak.

44 2016/2017/2 44 A szerszám tervezés néhány általános érvényű szempontja Alakítás közben egyes szerszámelemek haránt-irányú mozgása szükséges. Célja, hogy a hiányzó anyagot a megfelelő helyre kényszerítse, vagy a vezetés nélküli felületeket vezesse és ezáltal a ráncképződés kisebb mértékű legyen.

45 2016/2017/2 45 Új típusú terítékek, komplex nagy karosszéria elemekhez A személygépkocsikkal szembeni nagyobb aktív biztonsági elvárás a gazdaságossági követelmények egyidejű szem előtt tartása mellett a terítékek kialakításánál is új megoldást hozott. Az úgynevezett Taylor Blanking terítékek egy-egy nagyobb karosszéria elem, fokozott szilárdsági igénybevételének megfelelő anyagminőségű- és vastagságú lemezből lézerrel összehegesztett terítékek. Az ábra egy komplett oldalfal terítékét mutatja, ahol az aktív biztonság fokozott igényeinek megfelelően más- és más növelt-szilárdságú lemez minőség és vastagságból lézerrel lett összeállítva a teríték. Természetesen más nagyobb karosszéria elem terítéke is készülhet így, például a komplett fenéklemezé.

46 2016/2017/2 46 Karosszéria elemek és alkatrészek gyártása A karosszéria elemek és alkatrészek gyártását alapvetően három jól elkülöníthető részre lehet tagolni: teríték gyártása karosszéria elemek sajtolása karosszéria elemek alkatrésszé egyesítése, oldhatatlan kötéssel

47 2016/2017/2 47 Terítékgyártás A karosszéria elemek sajtolásához az előgyártmány a különböző minőségű finomlemez, amely a sajtoló üzemekbe felcsévélve nagy tekercsben érkezik. A terítékek gyártása többnyire a sajtoló üzemek mellett annak közvetlen közelében lévő előkészítő csarnokban történik. A terítékek tipikus lemeztechnológiája; a tekercsekről a lemez lecsévélése, egy- vagy két lépésben a terítékek lyukasztása és kivágása. A lemezt a csévélő egyenletesen csévéli le, de a kivágás-, lyukasztás a stancolón szakaszosan működik értelem szerűen. Ezért szükség van egy un. tartalék szakaszra, mely megfelelő pufferként szolgál és egyben a lemez síkba fektetését is elvégzi, a rácsokkal elkerített aknában, balesetmentesen. Az elkészült néhány száz terítéket egy rakatba szállítják a sajtoló üzembe. Amikor egy rakat elkészül az utolsó lemezt ellenőrzik, hogy a stancolón minden él tisztán és szabályosan lett elkészítve, ami a sajtolló transzfer működése szempontjából nagyon fontos.

48 2016/2017/2 48 Karosszéria elemek sajtolása

49 2016/2017/2 49 Karosszéria elemek alkatrésszé egyesítése, oldhatatlan kötéssel (DIN 8593) A peremezés a zömítő és hajlító eljárásokhoz tartozik. Zömítéssel és hajlítással létrehozott kötések általában nem oldható kötések, melyet akkor alkalmaznak, ha más kötési eljárások, mint a hegesztés, vagy ragasztás nem célszerű. A zömítéssel és hajlítással létrehozott kötések lehetnek közvetlenek, ha a kötés helyét alakítják a kötés létrehozásához. Közvetettek akkor a kötések, hogyha kötőelemeket alakítanak képlékenyen a kötés létrehozásához

50 2016/2017/2 50 Clinchelés A clinchelés a peremezés és a korcolás mellett az alakításokkal létrehozott kötésekhez tartozik. Átfedéssel elrendezett lemezek, csövek, vagy lemezalkatrészek alakításos kötése bélyeggel és matricával. A kötéseket lehet a kötési pont geometriájával, a bélyegoldali illetve a matricaoldali lemezvastagsággal valamint az alkalmazott lemezanyagokkal jellemezni. A clinchelés elvét az ábra mutatja. A műveleteket 2. átnyomás és 3. zömítés a következő jellemzők határozzák meg: - a kötés helyén együtt átnyomják a két összekötendő elemet a lemezsíkból a merev matricába. - amikor a lemezanyag eléri a matrica alját, akkor zömítés következik, ezáltal a kötés oldhatatlanná válik.

51 2016/2017/2 51 Clinchelés elve és lépései

52 2016/2017/2 52 Clinchelés A clinchelés előnyei más alternatív kötési technikákkal, mint pl. a hegesztés, a ragasztás stb.: nem szükséges a kötés helyét melegíteni nincsenek mérgező gázok, vagy gőzök, nem szükségesek korróziógátló utánmunkálatok, nem szükségesek segédelemek, mint például szegecsek, vagy csavarok, nem szükséges a kötés helyét előmunkálni, vagy kezelni, a lemezvastagságnak azokat az ingadozásait, amelyek a gyártási tűrésmezőbe esnek kompenzálni lehet, bevonatos, bevonat nélküli és lakkozott lemezeket is lehet így kötni, különböző anyagok és lemezvastagságok párosíthatók (pl. alumínium és acél) online minőségbiztosításra van lehetőség. Hátrányok: kisebb kötési szilárdság, mint pl. a szegecselésnél, nem lehet általánosan alkalmazni, pl. változó lemezvastagságnál, a szerszámok kialakítása a rendszergyártók tapasztalatain alapulnak.

53 2016/2017/2 53 A komplett oldalfal csoport elemi; külsőlemez oldalfal (42) szél-futó oldalrész (26) ablakerősítőléc, A-oszlop (27) belső lemez, A-oszlop (24) belső lemez, B-oszkop (44) megerősítő lemez, B- oszlop (43) Belső lemez, C-oszlop (39) Belső lemez fedőkerettel (41) Karosszéria elemei

54 2016/2017/2 54 Járműosztályok

55 2016/2017/2 55 Lemezanyagok fejlődésének okai Szigorodó CO2 emisszió előírások Költség és tömegcsökkentési törekvések Szigorodó biztonsági előírások

56 2016/2017/2 56 Karosszéria anyagok változása ~35%-os tömegcsökkenés

57 2016/2017/2 57 Karosszéria anyagok változása Jelentősen növekszik az AHSS, UHSS és a HF acélok részesedése.

58 2016/2017/2 58 Anyagok fejlődése DP: Megfelelő alakíthatóság Jó szilárdság TWIP: Magas alakíthatóság Nagy szilárdság A magas ötvöző tartalom magas árhoz vezethet. TRIP: Jó alakíthatóság és nagy szilárdság alakítás után Nagy szilárdság az alakítás közbeni fázisátalakulás miatt Gyenge hegeszthetőség

59 2016/2017/2 59 A karosszéria anyagokkal szemben támasztott követelmények és kritériumok. A karosszéria anyagok követelményei elsősorban a jármű funkcionális tulajdonságaiból, valamint annak előállításánál az egész gyártási folyamat lánc adottságaiból; pl. sajtolás, karosszéria elemeinek kötése, szerelési folyamat, stb. adódnak. Pl: sajtolásnál figyelembe kell venni a lemez alakítási viselkedését, a vissza-rúgózás okozta méretpontosság biztosításának problematikáját. Mint ahogy a különböző anyagú karosszéria elemek acél- alu egymással való illesztési- és kötési eljárásainak lehetőségét. Elvárásként mindenekelőtt az aktív és passzív biztonság-, további növelése a karosszéria torziós merevsége-, fokozott korrózióvédelme-, recycling lehetőségének megnövelt normák szerinti teljesítése fogalmazódik meg. Az új dizájn az esztétikus megjelenés mellett mindenek előtt a kocsi cv <0,3 - légellenállás csökkentését várják el. Természetesen a kategória legjobb komfort lehetőségének biztosításával, kedvező áron!

60 2016/2017/2 60 Karosszéria anyagok

61 2016/2017/2 61 Alumínium karosszériák Az alumínium előnye a karosszéria gyártásnál; az alumínium fajsúlya körülbelül 1/3 a az acélnak különösen nagy az energia felvevő képessége és ezért különösen kedvező a kocsi ütköző zónájában való felhasználása. az alumínium a levegő oxigénjével vékony oxid réteget képez, ami ujra és újra megújul és véd az anyag további korróziójától. az alumínium ötvözet recycling könnyen újrafelhasználható- és feldolgozható az alumínium és ötvözetei jól alakíthatók. Az alumínium hátránya: az alumínium fém ára lényegesen magasabb mint az acélé. nem lehet pont ellenállás hegesztéssel kötni. elektrokémiai korrózió tönkreteheti az anyagot, ez elleni védelem szükséges, ami a karosszéria javítástechnológiáját is megdrágítja ezért különleges ragasztásos eljárást kellett kidolgozni a javított új elemek kötésénél. Az alumínium karosszéria anyag jelentősége a magas szilárdsága-, könnyűsége-, korrózió ellenállása-, és jó alakíthatósága miatt az utóbbi években jelentősen megnőtt.

62 2016/2017/2 62 Magnézium karosszériák A magnézium fajsúlya még kisebb p = 1,8 g/cm 3, így az alumínium lemezként még további 30 % -ot lehet súlycsökkenésként elérni. A föld mintegy 2.7- a tengerek 0,13% ebből a könnyűfémből áll, ami ennek az anyagnak s rendelkezésre állását több száz évre biztosítaná. Tulajdonságát illetően kiemelendő intenzív felkeményedő (n) képessége, merevsége az acélhoz hasonlítva. A magnéziumot hideg állapotban - hexagonális rácsszerkezete miatt - nagyon nehéz alakítani, jelentős törés /pikkelyesedési/ hajlamot mutat. Emiatt a magnézium lemezek alakítása ºC on célszerű. Ezért főleg meleg sajtolással-, alakítással munkálják meg. A magnézium öntvény ötvözeteket pedig vákuumos nyomásos öntéssel állítják elő. Ez csekély falvastagságú öntvény előállítását teszi lehetővé. A magnézium korrózió hajlama nagy, ennek megfelelő kezelés drágasága miatt szélesebb alkalmazása csak prémium kategóriában korlátozottan várható.

63 2016/2017/2 63 Karosszériák anyagai

64 2016/2017/2 64 Karosszériák anyagai

65 2016/2017/2 65 DP (Dual Phase: duál fázisú) acélok A duál fázisú acélokat a HSLA acélok továbbfejlesztésével alakították ki. A szilárdságnövelést jellegzetes hőkezelési technológiával tovább fokozzák, amelyet áthúzókemencében, vagy sófürdőben, vagy a meleghengerlés utáni szabályozott hűtéssel végeznek. Mind a három esetben az a lényeg, hogy az + mezőben előre meghatározott ferrit/ausztenit arányt alakítanak ki: a kb % finomszemcsés ausztenitet a jól alakítható ferrit szemcsék zárják körül. Ennek az aránynak a kialakításához tartozó hőmérsékletet interkritikus hőmérsékletnek nevezik. Az interkritikus hőmérséklet és a hőntartás helyes megválasztásával létrehozható a ferrit szemcsék közötti 10-20% ausztenit arány. Az interkritikus hőmérsékletről edzik az acélt, az edzés során az ausztenit szemcsékből martenzit keletkezik. A duál fázisú acélok szövetszerkezete tehát lágy, jól alakítható ferritbe ágyazott, diszperz eloszlású martenzit-szigetekből áll, amelyek mennyisége 10-20%. A martenzit szemcsék javítják a szilárdságot, az összefüggő ferrit szemcseszerkezet pedig a jó alakíthatóságért felel.

66 2016/2017/2 66 TRIP (Transformation-Induced Plasticity: fázisátalakulással kiváltott képlékenységgel rendelkező) acélok A TRIP acélok szövetszerkezetében az elsődleges ferrit mátrixba beágyazva maradék ausztenit szemcsék találhatók. A minimálisan 5%-ot kitevő maradék ausztenit mellett a nagy szilárdságot adó martenzit és bainit szemcsék is jelen vannak. Hőkezelés folyamán egy közbenső hőmérsékleten való hőntartással biztosítják, hogy valamennyi bainit is keletkezzen a szerkezetben. A TRIP acélok nagyobb Si és C tartalma miatt adódik a maradék ausztenit. Képlékeny alakítás során a diszperz módon szétszóródott nagy szilárdságú martenzit szigetek kiválásos keményedési mechanizmuson keresztül fejtik ki szilárdságnövelő hatásukat, ahogyan ez a DP acéloknál is megfigyelhető volt. A TRIP acélokban azonban, ezen túlmenően, a maradék ausztenit terhelésnövekedés hatására fokozatosan átalakul martenzitté, ezzel még tovább fokozza a szilárdságnövelő tendenciát. A karbontartalom változtatásával szabályozható a maradék ausztenit martenzitté való alakulásának az ideje. Ha kisebb a karbontartalom, akkor a maradék ausztenit a képlékeny alakításnál azonnal átalakul, ezzel gyorsítja és könnyíti a képlékeny alakítást. Nagyobb karbontartalom esetén a maradék ausztenit stabilabb, még a képlékeny alakítás után is megmaradhat valamennyi ausztenit hányad, amely nagyobb terheléseknél, esetleg ütközésnél fejtheti ki hasznos hatását.

67 2016/2017/2 67 TWIP (Twinning-Induced Plasticity: ikresedéssel előidézett képlékenységgel rendelkező) acélok A TWIP acélok tekintélyes mennyiségű (17-24%) Mn ötvöző tartalmuk miatt szobahőmérsékleten is tisztán ausztenites szerkezetűek. Nagymértékű deformációra képesek, amely részben az ausztenites szerkezet miatt, részben pedig deformáció hatására a kristályszerkezetben az ún. ikerkristályok megjelenése miatt adódik. Az ikerkristályok határfelületei szilárdságnövelés szempontjából a szemcsehatárral azonos módon viselkednek. Az ikerkristályok határfelületeit is figyelembe véve a TWIP acélok szövetszerkezete rendkívül finomszemcséssé, esetenként már nanoszemcséssé is alakulhat, amely a szilárdság szempontjából a legkedvezőbb szövetszerkezet. Ezen túlmenően a TWIP acélok esetében kb. kétszer olyan hatékony szerepet játszik a terhelés hatására lejátszódó martenzites fázisátalakulás, mint a TRIP acélok esetében, és ez természetesen itt is erős szilárdságnövelő tényező. A szakítószilárdság a TWIP acéloknál az 1000 MPa értéket is meghaladhatja. A TWIP acélok előnyei kiválóan hasznosíthatók a járműkarosszériákban. Az ütközéstesztek ezen anyagok esetében a legsikeresebbek, ezen kívül az alkalmazásukkal a tömegcsökkentés is számottevő. Ez az anyagcsalád jó példa a humán jólét és biztonság számára kifejlesztett új anyagokra.

68 Források A segédlet készítése során az alábbi források kerültek felhasználásra: [1] Dr. Kardos Károly, Dr. Danyi József, Dr. Végvári Ferenc: Képlékeny alakítás, 2011, Széchenyi István Egyetem, Elektronikus jegyzet, TÁMOP Pályázat könyvei, Digitális Tankönyvtár, < [2] Dr. Kardos Károly, Dr. Danyi József: Szerelés és karosszériagyártás, 2011, Széchenyi István Egyetem, Elektronikus jegyzet, TÁMOP Pályázat könyvei, Digitális Tankönyvtár, < [3] Farnady Ernő: Forgácsnélküli alakítás, Tankönyvkiadó, Budapest, 1991, Jegyzetszám: J [4] Dr. Danyi József, Dr. Végvári Ferenc: Lemezmegmunkálás, Kézirat, Kecskeméti Főiskola, Kecskemét, 2011 [5] Professor Taylan Altan: Schuler Metal Forming Handbook, Springer, Berlin, Germany, 1998, ISBN , 543p [6] Z. Marciniak, J.L. Duncan, S.J. Hu: Mechanics of Sheet Metal Forming, Butterworth-Heinemann, London, Engalnd, 2002, ISBN , 211p [7] Dr. Horváth László: Mélyhúzás lemezanyagai és minősítési módszereik, Oktatási segédlet, Budapesti Műszaki Főiskola, Budapest, 2004, 27p [8] Dr. Weltsch Zoltán: Lemezalkatrész gyártás - Mélyhúzás, Előadás Anyag, Kecskeméti Főiskola, GAMF, 2014 [9] Dr. Weltsch Zoltán: Lemezalkatrész gyártás Alkatrészgyártás kivágással, lyukasztással, Előadás Anyag, Kecskeméti Főiskola, GAMF, 2014 [10] Dr. Weltsch Zoltán: Lemezalkatrész gyártás - Hajlítás, Előadás Anyag, Kecskeméti Főiskola, GAMF, 2014 [11] Balla Sándor,Dr. Bán Krisztián, Dr. Dömötör Ferenc, Dr. Kiss Gyula, Dr. Markovits Tamás, Vehovszky Balázs, Dr. Pál Zoltán, Weltsch Zoltán: Járműszerkezeti anyagok és technológiák I., BME, Budapest, 2011, TÁMOP Pályázat könyvei Digitális Tankönyvtár, < [12] Fazekas Gábor: Hulladékcsökkentés rugalmas közeggel való kivágásnál, XI. Fiatal Műszakiak Tudományos Ülésszaka, Kolozsvár, március 24-25, pp [13] Dr. Végvári Ferenc: Négyzetes lyukasztás és kivágás poliuretán párnával, XI. Fiatal Műszakiak Tudományos Ülésszaka, Kolozsvár, március 26-27, pp [14] Dr. Végvári Ferenc: Ellennyomás alkalmazása rugalmas közeggel történő kivágásnál, XI. Fiatal Műszakiak Tudományos Ülésszaka, Kolozsvár, március 21-22, pp [15] Dr. Maros Zsolt: Az abrazív vízsugaras vágás minőségének és hatékonyságának vizsgálata, PhD értekezés, Miskolci Egyetem, Sályi István Gépészeti Tudományok Doktori Iskola, Miskolc, 2011, 112p [16] Kovács Péter Zoltán: Alakítási határdiagramok elméleti és kísérleti elemzése, PhD értekezés, Miskolci Egyetem, Sályi István Gépészeti Tudományok Doktori Iskola, Miskolc, 2012, 110p [17] Lukács Zsolt: Nagyszilárdságú acélok visszarugózásának modellezése és kísérleti vizsgálata, PhD értekezés, Miskolci Egyetem, Sályi István Gépészeti Tudományok Doktori Iskola, Miskolc, 2014, 113p [18] Sz Szalai, D Pék, U Koser: Alumínium karosszéria lemezanyagok mélyhúzhatóságának technológiai és szimulációs kutatása, In: Dr Csibi Vencel-József (szerk.), OGÉT 2012: XX. Nemzetközi Gépészeti Találkozó. Kolozsvár, Románia, , Kolozsvár: Erdélyi Műszaki Tudományos Társaság, pp (2012) [19] Sz Szalai, I Czinege, D Dogossy: Nagyszilárdságú karosszéria lemezek alakíthatóságának vizsgálati lehetőségei, In: Dr Csibi Vencel-József (szerk.), OGÉT 2013: XXI. Nemzetközi Gépészeti Találkozó. Arad, Románia, , Kolozsvár: Erdélyi Műszaki Tudományos Társaság, pp (2013) [20] Szalai Szabolcs: Nagy szilárdságú karosszéria lemezek alakíthatósági vizsgálatai, Bányászati és kohászati lapok, Kohászat, Országos Magyar Bányászati és Kohászati Egyesület, 147. évfolyam, 2014/5-6. szám, 2014, ISSN , pp34-38 Konzultáció /2017/2 68