KRATKO

Urezivanje navoja unutar kalupa za automobilske dijelove je napredan proizvodni postupak koji integrira operacije urezivanja izravno u progresivni kalup, eliminirajući potrebu za skupim sekundarnim procesima. Sinhronizacijom glava za urezivanje s hodom preše, proizvođači mogu postići brzine proizvodnje veće od 200 hodova po minuti (SPM), istovremeno održavajući kvalitetu „bez grešaka“ koju zahtijevaju automobilski OEM proizvođači. Ova tehnologija znatno smanjuje troškove rada, WIP (rad u tijeku) zalihe i potrebnu površinu na podu.

Poslovna osnova: Zašto automobilska žiga treba urezivanje navoja unutar kalupa

Nepopustljiv napor automobilske industrije za povećanjem učinkovitosti učinio je eliminaciju sekundarnih operacija strateškim prioritetom. Tradicionalno, isecani dijelovi koji zahtijevaju navoje premještali su se na sekundarnu postaju za ručno ili poluautomatsko navojenje. Ovaj „prekid procesa“ uvodi više točaka kvara: povećane troškove rukovanja, mogućnost zabune dijelova i sporiji ukupni protok. Ugradnja navojenja u alat za isecanje pretvara ovaj tijek posla u kontinuiranu operaciju jednim prolazom.

Prednosti u cijeni i brzini
Glavni financijski pokretač je smanjenje troška po komadu. Korištenjem postojećeg hoda prese, uređaji za navoj u alatu mogu proizvoditi gotove dijelove brzinama koje konkurišu samoj presi za žigosanje — često do 250 SPM-a za male promjere. To je znatno brže od samostalnih strojeva za izradu navoja. Štoviše, kapitalni trošak ponovno upotrebljivog uređaja za navoj (koji se može premještati između alata) često je niži od nabavke namjenskog sekundarnog stroja za navoj.

Kultura nulte greške
Proizvođači automobila zahtijevaju stroge kontrole kvalitete. Sustavi unutar alata unaprijed poboljšavaju kvalitetu tako što osiguravaju preciznu poziciju navoja u odnosu na druge označene značajke, često održavajući tolerancije unutar 0,001–0,002 inča. Integrirani senzori odmah otkrivaju lom ili pogrešno vođenje svrdla, te zaustavljaju mašinu prije nego što se proizvede tisuće neispravnih komada. Ova sposobnost ključna je za dobavljače koji se pridržavaju standarda IATF 16949.

Proizvođači koji se suočavaju s ograničenjima kapaciteta ili koji ne žele upravljati tehničkom složenošću izrade alata u vlastitim pogonima, mogu uspješno outsource-ati uspostavljenim liderima. Ubrzajte svoju automobilsku proizvodnju uz Shaoyi Metal Technology , čija sveobuhvatna rješenja za kaljenje premošćuju jaz od brzog prototipiranja do proizvodnje velikih serija korištenjem preša do 600 tona.

Usporedba ključnih tehnologija: Servo vs. Mehanički sustavi

Odabir odgovarajućeg mehanizma pogona najvažnija je tehnička odluka za inženjere. Odabir između mehaničkih i servo-pogonskih jedinica ovisi o količini, složenosti dijela i budžetu.

Mehaničko provrtanje unutar alata
Mehaničke jedinice su radne konjiće industrije. Pokreću ih izravno potezi preše, obično koristeći zupčasti prijenosnik (rack-and-pinion) ili vretenasti mehanizam. Ova sinkronizacija osigurava da svrdlo uđe i izađe iz materijala točno u skladu s ciklusom preše.
Prednosti: Niži početni trošak, izdržljivost, jednostavno održavanje i nema potrebe za vanjskim izvorima energije.
Nedostaci: Brzina je čvrsto povezana s presom; ograničena fleksibilnost za različite dubine navoja bez prenamjene.

U-obram servo-pogonjeno navojno glodanje
Servo sustavi koriste neovisne motore za pogon navojnih vretena. To odvaja akciju navojnog glodanja od brzine klacke prese, omogućujući programibilnu kontrolu brzine, okretnog momenta i vremena zadržavanja.
Prednosti: precizna kontrola za složene dijelove, mogućnost 'brzog povratka' za uštedu vremena ciklusa i sposobnost izrade velikih promjera navoja bez usporavanja glavne prese.
Nedostaci: Veća početna ulaganja (2-4 puta više nego kod mehaničkih), zahtijeva električnu integraciju i složeniji održavanje.

Prema IMS Buhrke-Olson , mehanički sustavi i dalje su idealan izbor za jednostavne serije velikih serija, dok servo sustavi nude potrebnu prilagodljivost za linije koje proizvode više varijacija dijelova.

Tehnička konfiguracija: odozgo prema dolje, odozdo prema gore i praćenje trake

Geometrija utisnutog dijela i dizajn progresivnog alata određuju fizičku konfiguraciju uređaja za navoštenje. Dizajneri alata moraju odabrati postavku koja omogućuje kretanje materijala, posebno „podizanje trake“.

Navoštenje odozgo prema dolje

Ovo je standardna konfiguracija za ravne dijelove s minimalnim podizanjem trake. Uređaj za navoštenje montira se na gornju polovicu alata i spušta se zajedno s klipom prese. To je najčešća i najekonomičnija metoda, sposobna za visoke brzine. Međutim, zahtijeva da traka tijekom dijela hoda za navoštenje ostane relativno nepomična i ravna.

Kucanje odozdo prema gore

Kada progresivni alat zahtijeva značajno podizanje trake (kako bi se izbjegle forme ili izbočine), materijal se vertikalno pomiče između stanica. U tim slučajevima, jedinica za kucanje odozdo postavlja se na donju polovicu alata. Traka se gura prema dolje na vijak za navoj, ili se vijak za navoj diže kako bi zadenuo traku. Izvodioc napominje da kucanje odozdo učinkovito nadoknađuje pomicanje materijala, koristeći hod preša za pozicioniranje dijela umjesto pogona rotacije, što je korisno kada podizanje trake premašuje standardne granice.

Tehnologija praćenja trake

Za primjene kod kojih je hod preša kratak ili podizanje trake preveliko (preko 2,5 inča), rješenje su jedinice koje prate traku. Ove jedinice 'putuju' zajedno s trakom tijekom dijela hoda, učinkovito produžavajući prozor za kucanje. To omogućuje da vijak za navoj dovrši cikluse izrade navoja čak i u visokobrzinskim prešama s kratkim hodom, gdje stacionarna jedinica ne bi imala dovoljno vremena da uđe i izađe iz rupe.

Operativna izvrsnost: Podmazivanje, zaštita i održavanje

Uvođenje navijanja u alat zahtijeva discipliniran pristup održavanju i zaštiti alata kako bi se spriječila katastrofalna šteta na alatu.

Smračivanje i hlađenje
Navijanje stvara značajnu toplinu i trenje. Savremeni uređaji za navijanje u alatu često imaju mogućnost „hladjenja kroz alat“, kojom se pod visokim tlakom dovodi ulje direktno do rezne ivice. Ovo ne samo da podmazuje nit već također odvodi strugotine koje bi inače mogle zaglaviti alat ili oštetiti površinu dijela.

Senzori zaštitne ploče
Kako bi se omogućio rad „bez nadzora“ ili s minimalnim nadzorom, obavezno je prisustvo robusnih senzora. Senzori bi trebali nadzirati:
1. Prisutnost navojnog alata: Provjera da li je navojni alat još uvijek neoštećen nakon svakog ciklusa.
2. Položaj trake: Osiguravanje savršenog poravnanja otvora prije nego što navojni alat uđe.
3. Ograničenja momenta: Servo sustavi mogu detektirati skokove u momentu (indikacija tupog navojnog alata ili premalog otvora) i odmah zaustaviti prešu.

Brza održavanja s mogućnošću zamjene
Vrijeme prostoja uništava profitabilnost. Vodeći proizvođači poput Automatizirani sustavi za navojne provrte koriste sklopove vretenastih vijaka s okretanjem za brzu zamjenu, što omogućuje operatorima zamjenu istrošenog navojnog provrta za nekoliko sekundi, bez uklanjanja uređaja iz prese. Redovni rasporedi održavanja trebaju se fokusirati na čišćenje zupčanika i provjeru sinkronizacije vremena rada kako bi se spriječilo oštećenje navoja.

Strategijska vrijednost integracije unutar alata

Prijelaz na provrtanje navoja unutar alata predstavlja razinu zrelosti za operacije automobilske žigoske proizvodnje. Premješta proizvođača s razine jednostavnog dobavljača pločica na dobavljača gotovih, dodatno obogaćenih komponenti. Iako postoji krivulja učenja u inženjeringu — osobito u vezi sa sinkronizacijom hoda i upravljanjem podizanjem trake — povrat ulaganja (ROI) od eliminacije sekundarne logistike i postizanja protoka bez grešaka nedvosmislen je.

Za direktore pogona, odluka na kraju svodi se na ravnotežu između početnih troškova inženjeringa i dugoročne uštede u radnoj snazi i površini poda. Bez obzira na odabir robusne mehaničke jedinice za namjensku visokouputnu proizvodnju ili sveprisutni servo sustav za obitelj dijelova, navijanje unutar alata ključni je element moderne i konkurentne proizvodnje automobila.

Često postavljana pitanja

1. Koja je maksimalna brzina za navijanje unutar alata?

Brzine proizvodnje u velikoj mjeri ovise o veličini svornjaka, materijalu i dubini navoja. Za male promjere rupa (npr. M3 do M5) u nemetalima, brzine mogu premašiti 200 SPM. Veći promjeri ili tvrđi materijali poput čelika visoke čvrstoće obično će raditi sporije, najčešće između 60 i 100 SPM, kako bi se upravljalo toplinom i vijekom trajanja alata.

2. Može li se navijanje unutar alata dodatno ugraditi u postojeće kalupe?

Da, ali je potrebno dovoljno prostora u matrici. Uređaji za navojanje su kompaktni, ali matrica mora imati otvorenu stanicu ili dovoljno mjesta između postojećih stanica kako bi se smjestio uređaj i osigurao potreban hod izbacivača. Obavezno je posavjetovati se s projektantom matrice kako bi se utvrdilo je li prerada izvediva ili je potrebna izrada nove matrice.

3. Kako spriječiti oštećenje matrice od strugotina?

Upravljanje strugotinama je kritično. Većina sustava unutar matrice koristi specijalizirane alate za navoj (kao što su valjani alati) koji oblikuju navoj bez stvaranja strugotina. Ako se koriste reznim alatima, koriste se visokotlačni hladnjak kroz alat i vakuumske sustave za trenutno ispiranje i uklanjanje strugotina, čime se sprječava onečišćenje matrice ili oštećenje dijelova.