SHRNUTÍ

Závitování v nástroji pro automobilové stříhání je pokročilý výrobní proces, který integruje operace závitování přímo do postupného nástroje, čímž eliminuje potřebu nákladných dodatečných operací. Synchronizací závitovacích hlav s pracovním zdvihem lisu mohou výrobci dosáhnout výrobních rychlostí vyšších než 200 zdvihů za minutu (SPM) a zároveň splňovat požadavky na kvalitu „nulové vady“, které stanovují automobiloví výrobci (OEM). Tato technologie výrazně snižuje náklady na práci, objem mezidružné výroby (WIP) a nároky na výrobní plochy.

Podnikatelský případ: Proč potřebuje automobilové stříhání závitování v nástroji

Neúprosný závod automobilového průmyslu za efektivitou učinil eliminaci sekundárních operací strategickou prioritou. Dříve se razné díly vyžadující závity přesouvaly na sekundární stanici pro ruční nebo poloautomatické řezání závitů. Toto „přerušení procesu“ zavádí více bodů selhání: vyšší náklady na manipulaci, riziko zaměnění dílů a nižší celková propustnost. Integrace řezání závitů do razného nástroje transformuje tento pracovní postup na nepřetržitou jednoprůchodovou operaci.

Nákladové a rychlostní výhody
Hlavním finančním přínosem je snížení nákladů na díl. Využitím stávajícího pohybu lisy mohou vložené závitovací jednotky vyrobit hotové díly rychlostmi srovnatelnými se samotnou lise, často až do 250 SPM u malých průměrů. To je výrazně rychlejší než samostatné závitovací stroje. Navíc kapitálové náklady na opakovaně použitelnou závitovací jednotku (kterou lze přesouvat mezi tvářemi) jsou často nižší než nákup vyhrazeného sekundárního závitovacího stroje.

Kultura nulových vad
Automobiloví výrobci OEM vyžadují přísnou kontrolu kvality. Systémy integrované do tváře zlepšují kvalitu tím, že zajišťují přesné umístění závitu vzhledem k ostatním lisovaným prvům, často s tolerancemi v rozmezí 0,001–0,002 palce. Integrované senzory okamžitě detekují zlomení závitovacího nástroje nebo chybnou dopravu materiálu a zastaví lis dříve, než dojde k výrobě tisíců vadných dílů. Tato schopnost je klíčová pro dodavatele dodržující standard IATF 16949.

Pro výrobce, kteří čelí omezení kapacit, nebo pro ty, kteří dávají přednost tomu, aby neřídili technickou složitost výroby nástrojů ve vlastní režii, je outsourcing u uznávaných lídrů životaschopnou strategií. Zrychlete svou automobilovou výrobu s Shaoyi Metal Technology , jejichž komplexní lisy umožňují přechod od rychlého prototypování až po vysokozdětnou výrobu s lisovacími zařízeními o síle až 600 tun.

Porovnání základních technologií: Servo vs. Mechanické systémy

Výběr správného pohonu je nejdůležitějším technickým rozhodnutím pro inženýry. Volba mezi mechanickými a servopoháněnými jednotkami závisí na objemu, složitosti dílu a rozpočtu.

Mechanické nitkování do formy
Mechanické jednotky jsou pracovními koni průmyslu. Jsou poháněny přímo zdvihem lisu, obvykle pomocí ozubeného hřebenu a pastorku nebo šroubového mechanismu. Tato synchronizace zajišťuje, že závit vstoupí do materiálu a opustí jej v dokonalém souladu s cyklem lisu.
Výhody: Nižší počáteční náklady, robustní trvanlivost, jednoduchá údržba a žádná potřeba externích zdrojů energie.
Nevýhody: Rychlost je pevně spjata s lisem; omezená flexibilita pro různé hloubky závitů bez přestavby.

Vložkové zahlubování s pohonem servo
Servosystémy využívají nezávislé motory pro pohon zahlubovacích vřeten. Tím se odděluje akce zahlubování od rychlosti běhounu lisu, což umožňuje programovatelnou kontrolu rychlosti, točivého momentu a doby setrvání.
Výhody: přesná kontrola pro složité díly, schopnost „rychle se vrátit“ za účelem ušetření času cyklu a možnost zahlubovat velké průměry bez zpomalování hlavního lisu.
Nevýhody: Vyšší počáteční investice (2–4násobek nákladů mechanického provedení), vyžaduje elektrickou integraci a složitější údržbu.

Podle IMS Buhrke-Olson , mechanické systémy zůstávají ideální volbou pro přímé, velkosériové výrobní běhy, zatímco servosystémy nabízejí potřebnou přizpůsobivost pro linky vyrábějící více variant dílů.

Technická konfigurace: shora dolů, zdola nahoru a podle pásu

Geometrie lisovaného dílu a návrh postupné matrice určují fyzickou konfiguraci závitovací jednotky. Návrháři matic musí vybrat uspořádání, které umožní pohyb materiálu, konkrétně tzv. „přetrh pásu“.

Závitování shora dolů

Toto je standardní konfigurace pro ploché díly s minimálním zdvihem pásky. Závitovací jednotka je namontována na horní matrici a snižuje se spolu s vodícím ramenem lisu. Jde o nejběžnější a nejekonomičtější metodu, která umožňuje vysoké rychlosti. Vyžaduje však, aby zůstala páska během části zdvihu určené k vytváření závitů relativně stacionární a rovná.

Závitování zdola nahoru

Když postupná matrice vyžaduje významný zdvih pásky (pro vyhnutí se tvarům nebo vytaženinám), materiál se mezi stanicemi pohybuje svisle. V těchto případech je jednotka pro závitování zdola nahoru upevněna na spodní matrici. Páska je přitlačena dolů na závitovací nástroj, nebo se závitovací nástroj zvedá směrem k pásce. Výrobce poznámky, že závitování zdola nahoru efektivně kompenzuje pohyb materiálu, přičemž zdvih lisu slouží k pozicování dílu, nikoli k pohonu rotace, což je užitečné, pokud zdvih pásky překračuje standardní limity.

Technologie sledování pásu

U aplikací, kde je zdvih lisu krátký nebo zdvih pásu nadměrný (více než 2,5 palce), jsou řešením jednotky sledující pás. Tyto jednotky se po část zdvihu „pohybují“ spolu s pásem, čímž efektivně prodlužují okno pro závitování. To umožňuje závitovému nástroji dokončit své závitové cykly i u rychlých lisů s krátkým zdvihem, kde by stacionární jednotka neměla dostatek času vstoupit do otvoru a opustit jej.

Operační excelence: Mazání, ochrana a údržba

Zavedení závitování ve tváři vyžaduje důsledný přístup k údržbě a ochraně tváře, aby se předešlo katastrofálnímu poškození nástroje.

Lubrikace a chlazení
Závitování generuje významné teplo a tření. Moderní jednotky pro závitování ve tváři často disponují funkcí „Chlazení skrz nástroj“, která dodává olej pod vysokým tlakem přímo na řeznou hranu. Tím nejen mazá řeznou plochu, ale také odstraňuje třísky, které by jinak mohly zablokovat nástroj nebo poškodit povrch součásti.

Senzory ochrany nástroje
Pro provoz „bez osvětlení“ nebo s minimálním dohledem je nezbytné robustní snímání. Senzory by měly monitorovat:
1. Přítomnost závitu: Ověření, že závit po každém cyklu stále existuje.
2. Poloha pásu: Zajištění dokonalého zarovnání otvoru před vstupem závitového nože.
3. Mezní hodnoty točivého momentu: Servosystémy mohou detekovat špičky točivého momentu (což signalizuje otupený závitový nůž nebo příliš malý otvor) a okamžitě zastavit lis.

Rychlá výměna při údržbě
Prostoje ničí ziskovost. Přední výrobci jako Automated Tapping Systems využívají šroubové sestavy s otočným zámkem, které umožňují obsluze vyměnit opotřebovaný závitník za několik sekund, aniž by musela odstranit celou jednotku z lisu. Běžné plány údržby by měly být zaměřeny na čištění ozubených kol a ověřování synchronizace časování, aby se předešlo poškozování závitů.

Strategická hodnota integrace do nástroje

Přechod k vnitřnímu zavrtávání závitů představuje milník vyspělosti pro provozovatele automobilového stříhání. Přesouvá výrobce z pozice jednoduchého dodavatele polotovarů k dodavateli hotových, vysoce hodnotových komponent. I když existuje inženýrská křivka učení – zejména co se týče časování zdvihu a řízení zdvihu pásu – je návratnost investic díky eliminaci sekundární logistiky a dosažení bezchybného výstupu nesporná.

Pro manažery provozu je rozhodnutí nakonec otázkou vyvážení počátečních nákladů na inženýrství a dlouhodobé úspory práce a výrobní plochy. Ať už se rozhodnou pro robustní mechanickou jednotku určenou pro specializované vysokovýkonné linky, nebo pro univerzální servosystém pro skupinu dílů, závitování ve formě představuje základ moderního konkurenceschopného automobilového průmyslu.

Nejčastější dotazy

1. Jaká je maximální rychlost závitování ve formě?

Výrobní rychlosti silně závisí na velikosti závitu, materiálu a hloubce závitu. U malých průměrů (např. M3 až M5) v neželezných kovech mohou rychlosti překročit 200 SPM. U větších průměrů nebo tvrdších materiálů, jako je vysokopevnostní ocel, jsou typické rychlosti nižší, často mezi 60 až 100 SPM, aby bylo možné řídit teplotu a životnost nástroje.

2. Lze závitování ve formě dodatečně namontovat do stávajících forem?

Ano, ale vyžaduje to dostatečný prostor v nástroji. Závitovací jednotky jsou kompaktní, ale nástroj musí mít otevřenou stanici nebo dostatek místa mezi stávajícími stanicemi, aby bylo možné jednotku a potřebný zdvih vyhazovače umístit. Je nezbytné se poradit s konstruktérem nástroje, aby se určilo, zda je retrofit proveditelný, nebo zda je nutná výroba nového nástroje.

3. Jak zabráníte poškození nástroje třískami?

Správa třísek je kritická. Většina vnitřních systémů používá speciální závity (např. válcované závity), které vytvářejí závit bez tvorby třísek. Pokud se používají řezné závity, využívá se chladivo pod vysokým tlakem přímo v nástroji a sací systémy k okamžitému odstranění třísek, čímž se zabrání jejich kontaminaci nástroje nebo poškození dílů.