Designtipps, Techniken zum Stempeln von BIW

Basierend auf der Designarchitektur können Sie einige potenzielle Passungsprobleme während der Montage abmildern, indem Sie dem Design einige Ränder hinzufügen, die als Designlücken bezeichnet werden. Bei der Strategie geht es mehr um gewonnene Erkenntnisse aus der Fertigung als um Mathematik.

Wie konstruiert man ein Blechteil, um eine gute Leistung der Karosseriestruktur zu gewährleisten?

Wenn Sie nach einer einzigen und magischen Antwort suchen, tut mir leid; es existiert nicht. Einige bewährte Designpraktiken helfen jedoch häufig dabei, die erwartete Leistung der Karosseriestruktur zu erreichen und potenzielle Probleme zu vermeiden.

Unabhängig von der Fahrzeugarchitektur stoßen Konstrukteure und Ingenieure von Karosseriestrukturen immer auf zwei „Bösewichte“: Stress und Belastung. Ganz gleich, ob Sie ein erfahrener oder unerfahrener Automobildesigner sind, Sie suchen wahrscheinlich nach Möglichkeiten, mit Stress und Belastung umzugehen.

Einige Eigenschaftsprobleme können durch die Verwendung unterschiedlicher Materialqualitäten und -stärken gelöst werden. Die Form spielt ebenfalls eine wichtige Rolle beim Erreichen eines Leistungsziels und sollte auch Teil der Lösung sein – umso mehr, wenn Sie an der Bereitstellung von Haltbarkeit und Sicherheitsleistung arbeiten.

Im Folgenden finden Sie die wichtigsten Best Practices für das Design, die Ihnen dabei helfen, potenzielle Leistungsprobleme zu mindern und Stressauslöser und -konzentrationen rund um Ihr Design zu vermeiden:

Bedenken Sie, dass es beim Übergang von der virtuellen zur realen Phase immer zu Korrelationslücken kommen kann. Mit anderen Worten: Selbst wenn ein Problem bei der virtuellen Analyse nicht gefunden wird, bedeutet das nicht, dass es bei physischen Validierungen nicht auftritt. Aus diesem Grund müssen Sie in jeder Hinsicht daran arbeiten, potenzielle Probleme in Ihrem Design zu entschärfen.

Es ist immer am besten, Spannungskonzentrationspunkte für alle Teile und Verbindungen in Ihrem Entwurf zu vermeiden – von der ersten Skizze an. Dies wird dazu beitragen, Geld und Zeit zu sparen.

Ein weiterer Begriff, der Aufmerksamkeit erfordert, da es sich um die anfängliche Definition des Blechteildesigns und des Stanzprozesses handelt, ist die Stanzrichtung.

Alle Rohbauteile (BIW) verfügen über eine Reihe von Löchern, von denen jedes eine bestimmte Funktion hat. Die Hauptfunktionen sind Ortung, Clipping, Pistolenzugang, Gelenkfreiheit, Verdrehsicherung und Gewichtsentlastung.

Nach dem Lochen bekommt das Teil einige Grate an den Löchern gegenüber der Stelle, an der der Stempel das Material durchbricht. Dies ist ein normales und erwartetes Ergebnis, das dem Prozess innewohnt.

Flötendesign ist eine einfache Designstrategie. Indem Sie einige Flansche von einigen Oberflächen fernhalten, um Lücken zwischen den Passflächen zu schaffen, erhöhen Sie die Steifigkeit des Teils.

Es werden immer einige Grate entstehen, aber wenn diese nicht kontrolliert werden, wirken sie sich direkt und negativ auf den Schneidvorgang während der Montageschritte aus. Der Schweregrad der Lochqualität wirkt sich auf das Clipping an der Schnittstelle zur Innenverkleidung, zur Außenverzierung und zu den Verkabelungssystemen aus.

Der beste Weg, Gratbildung zu vermeiden, besteht darin, die Stanzrichtung in Ihrem Design zu definieren und die Stanz- und Clipinstallation in derselben Richtung anzuordnen. Manchmal ist dies jedoch aufgrund von Prozessbeschränkungen nicht möglich und die Lochtoleranzen müssen die umgekehrten Richtungen berücksichtigen. Es gibt ein Akzeptanzkriterium für Grate, einschließlich Schnittkanten, und dieses ist auch Teil der Qualitätsprüfung und der BIW-Leistungen.

Eine Designlücke ist eine hilfreiche Strategie zur Unterstützung der BIW-Herstellungsphasen.

Unter Berücksichtigung aller geometrischen und verfahrenstechnischen Variationen ist die Verbindung der Teile eine der größten Herausforderungen bei der BIW-Montage. Es werden bereits einige Einschränkungen erwartet, die auf der Stapelung von Teilegeometrie und Baugruppentoleranzen basieren, die zuvor bei der geometrischen Bemaßung und Toleranz (GD&T) und der virtuellen Analyse identifiziert wurden. Dennoch ist die Verwaltung der Prozessvariationen in einer physischen Umgebung komplex. Das bedeutet, dass Sie, selbst wenn Sie Ihre Hausaufgaben sehr gut machen, auf unerwartete Probleme stoßen können.

Das Letzte, was Sie bei einem Produktions-Rollout wollen, ist ein Problem mit der Rohbau-Baugruppe ohne Möglichkeit, die Schweißvorrichtungen oder die Teileposition anzupassen.

Es ist wahr, dass Sie manchmal keine Optionen oder andere Teile zum Zusammenbauen haben und so lange weitermachen müssen, bis Sie die Grundursache gefunden haben. Das ist das echte Leben in der Werkstatt!

Glücklicherweise können Sie basierend auf der Designarchitektur einige potenzielle Probleme während der Montageschritte vorhersagen und abmildern, indem Sie Ränder als mögliche Korrekturen in das Design einfügen. Das nennt man Design-Gap-Strategie. Bei der Strategie geht es mehr um gewonnene Erkenntnisse aus der Fertigung als um Mathematik.

Ein einfaches Beispiel ist ein einzelnes Teil mit mehr als drei passenden Passflächen. Wenn Sie bereits mit GD&T zusammengearbeitet haben, verstehen Sie möglicherweise die möglichen Bedenken. Fügen Sie darüber hinaus die Formkomplexität und die Unterbaugruppenschnittstellen hinzu.

Der Punkt ist, dass Sie manchmal keine Möglichkeit haben, die Schnittstelle auf andere Weise zu gestalten, sodass Sie sicherstellen müssen, dass das Teil während der Montageschritte unter den schlechtesten Bedingungen richtig passt. Außerdem müssen Sie die Qualität immer noch im Griff haben. Der Antrag auf Designlücken unterliegt einigen Einschränkungen und Parametern und ist Teil der Fertigungsfreigabe vor der Produktfreigabe.

Es geht nicht nur darum, Abstand zwischen den Teilen zu schaffen. Diese Flächen müssen weiterhin verschweißt werden, ohne dass die Verbindungsqualität und das Erscheinungsbild beeinträchtigt werden.

Schnitzelflansche sind Konstruktionsmerkmale, die das Körpergewicht reduzieren, indem einfach das Material entlang der Flansche abgeschnitten wird, das nicht für Schweißverbindungen verwendet wird.

Dies ist ein einfaches Beispiel für die Produktentwicklung mit Blick auf den Herstellungsprozess. Dies ist die beste Möglichkeit, Teile zu entwerfen, Prozesse zu definieren und die richtige Fertigungsqualität zu liefern.

Ein Rillendesign ist eine einfache Strategie zur Unterstützung von BIW-Ergebnissen, ohne die strukturelle Steifigkeit zu verlieren.

Vergessen Sie nie, dass die BIW-Baugruppe darauf ausgelegt ist, Funktionen und Attribute zu unterstützen. Jedes einzelne Loch, jeder Flansch und jede Form hat eine spezifische Funktion zur Unterstützung der Systemschnittstellen und der gesamten Fahrzeugleistungen.

Wenn Sie also im Karosseriebau arbeiten, müssen Sie Ihr System sehr gut kennen – was es bedeutet, warum, wie und wann jedes Detail in jedes einzelne Teil eingefügt wird.

Flötendesign ist eine einfache Designstrategie. Im Grunde halten Sie einige Flansche von einigen Oberflächen fern, um Lücken zwischen den Passflächen zu schaffen. Es ist eine gute Strategie, zu verhindern, dass der Flansch der gesamten Linie die Steifigkeit des Teils verringert, was das Letzte ist, was Sie in der BIW-Struktur verlieren möchten. Diese Entwurfsstrategie wird zur Unterstützung einiger BIW-Ergebnisse verwendet. Zum Beispiel:

Der Hauptvorteil der Rillenkonstruktionsstrategie besteht darin, dass Sie die Teilesteifigkeit die meiste Zeit über beibehalten können. Sie können die Flansche mit Rillen versehen, anstatt Kerben hinzuzufügen, die die Systeme schwächen.

Ganz gleich, ob Sie eine Entwässerungsfunktion für die E-Beschichtung hinzufügen, Quietsch- und Klappergeräusche abmildern oder eine neue Schweißverbindung erstellen möchten, denken Sie daran, zunächst Rillen hinzuzufügen. Meistens funktioniert es. Aber vergessen Sie nie, auch die Machbarkeit des Stempelns zu prüfen.

Dies ist eine clevere Möglichkeit, das Rohgewichtsziel zu erreichen und gleichzeitig die Funktion des Teils beizubehalten.

Das Gewicht ist einer der wichtigsten Parameter eines Fahrzeugs. Es hängt nicht nur mit der Trägheitsklasse und den Emissionen zusammen, sondern beeinflusst auch die Leistung des Fahrzeugs und ist Teil der Errungenschaften der Karosserietechnik. Ja, das Design hat ein Gewichtsziel. Das BIW ist das größte Fahrzeugsystem, was einen höheren Gewichtsbeitrag bedeutet.

Gewichtsziele sind etwas, mit dem jeder BIW-Ingenieur konfrontiert ist und mit dem er Probleme und Herausforderungen hat. Das Erreichen eines Gewichtsziels ist eine komplexe Aufgabe, und dies umso mehr, wenn Sie die strukturelle Leistung durch das Hinzufügen von Teilen oder die Vergrößerung der Abschnitte oder Stärken verbessern müssen. Es handelt sich um ein komplexes Designgeschäft, bei dem es keine Möglichkeit zum Scheitern gibt, egal wie. Das Fahrzeuggewicht muss angegeben werden.

Selbst unter Kontrolle bleiben Grate nicht ohne scharfe Kanten. Dies ist ein kritischer Zustand, der ein Verletzungsrisiko für die Bediener darstellt. Um Verletzungsrisiken zu vermeiden, konstruieren Sie einfach Flansche für alle freihändig zugänglichen Schlitze.

Um bei dieser Aufgabe zu helfen – wenn man bedenkt, dass das BIW schwer ist – können Sie eine Konstruktionsstrategie namens „Escalope-Flansche“ verwenden, um das Gewicht zu reduzieren.

Diese Strategie besteht darin, einfach das Material entlang der Flansche abzuschneiden, das nicht für Schweißverbindungen verwendet wird, um die endgültige Form des Teils zu reduzieren.

Es klingt einfach, ist es aber nicht. Bevor Sie diese Designstrategie anwenden können, müssen einige Schnittstellen berücksichtigt werden. Dazu gehören die statische Dichtungsanwendung, die Durchführbarkeit des Stanzens, der Schweißschmelzbereich und die Gesamtsystemleistung. Das Entfernen von Material bedeutet oft eine Verringerung der Teilesteifigkeit. Durch das Hinzufügen des Schnitzels entstehen auch einige Auslöser entlang der Flansche, daher wirkt sich diese Strategie häufig negativ auf die strukturelle Steifigkeit aus.

Sie können diese Designstrategie auch verwenden, um die Durchführbarkeit des Stanzens zu verbessern, indem Sie Falten oder dünnere Bereiche aus dem Teiledesign entfernen. Dies ist nicht die beste Option, aber manchmal die einzige, die Sie haben. Wie immer liegt das Hauptaugenmerk auf der endgültigen Teileform, die am gesamten BIW-System wirkt. Bedenken Sie, dass das BIW-Gewichtsziel durch die Verwendung der Design-Escalope-Strategie, die Reduzierung der Dicke oder die Reduzierung der Teileabschnitte erreicht werden muss. Das Gleiche gilt, wenn das Gewicht unter dem Zielwert liegt.

Eine sehr wichtige Designregel, die während der Entwicklungsphase und der virtuellen Fertigungsfreigabe nicht vergessen werden darf, betrifft scharfe Kanten. Egal, ob Sie ein erfahrener Ingenieur für Karosseriestrukturen sind oder gerade erst anfangen, eines müssen Sie wissen: Alle Außenkanten von Blechteilen sind so scharf wie eine Samuraiklinge. Ja, wann immer Sie ein Teil mit den Händen greifen müssen, tragen Sie geeignete Handschuhe und tun Sie dies immer mit großer Aufmerksamkeit. Vergiss das niemals!

Da Sie wissen, dass beim Loch-, Schneid- und Stanzvorgang Grate entstehen, müssen Sie einige Akzeptanzkriterien befolgen, um die Grate zu kontrollieren.

Es geht nicht nur darum, Hände zu verletzen; Die Grate können die Verbindung der Teile, den Korrosionsschutz, die Systeminstallation und auch die Eigenschaften beeinträchtigen.

Neben der Gratkontrolle sollten Sie einige technische Regeln zum Schärfen von Kanten während der Herstellungsphasen berücksichtigen – hauptsächlich für die letzten manuellen Montageschritte. Grundsätzlich müssen Sie verhindern, dass Blechkanten in allen offenen Fenstern oder Schlitzen an Strukturen, die während der Systeminstallation möglicherweise Handzugriff erfordern, in direkten Kontakt mit den Händen und Armen des Bedieners kommen.

Selbst unter Kontrolle bleiben Grate nicht ohne scharfe Kanten. Dies ist ein kritischer Zustand, der ein Verletzungsrisiko für die Bediener darstellt. Sicherheit geht immer vor!

Um Verletzungen zu vermeiden, flanschen Sie einfach alle handzugänglichen Schlitze in die BIW-Struktur. Dadurch wird am besten verhindert, dass der Bediener bei Montageschritten die scharfen Kanten direkt berührt. Sämtliche Blechteilkanten, die eine Verletzungsgefahr für den Bediener darstellen, sind zu vermeiden. Als zusätzlichen Vorteil trägt das Bördeln der Schlitze häufig dazu bei, die Steifigkeit der Teile zu verbessern.

Mit einem Konstruktionsmerkmal verringern Sie also die Verletzungsgefahr für den Bediener, reduzieren das Gewicht des Karosserieteils und erhöhen die strukturelle Steifigkeit des Karosserieteils. Abschließend sollten Sie immer versuchen, Designherausforderungen zu nutzen, um Vorteile für Ihre Karosseriestruktur zu erzielen. Die Fahrzeuganforderungen ändern sich nicht oft, daher kommt es nur darauf an, den besten Weg zu finden, sie zu erfüllen.