REZUMAT

Filetarea în matriță pentru stampilarea auto este un proces avansat de fabricație care integrează operațiunile de filetare direct în matrița progresivă, eliminându-se astfel necesitatea unor procese secundare costisitoare. Prin sincronizarea capetelor de filetare cu cursa presei, producătorii pot atinge viteze de producție de peste 200 de curse pe minut (SPM), menținând în același timp standardele de calitate „zero defecte” impuse de producătorii auto OEM. Această tehnologie reduce semnificativ costurile cu forța de muncă, inventarul WIP (work-in-progress) și suprafața ocupată în atelier.

Argumentul comercial: De ce stampilarea auto are nevoie de filetare în matriță

Dorința năvalnică a industriei auto de eficiență a transformat eliminarea operațiilor secundare într-o prioritate strategică. Tradițional, piesele tanșate care necesitau găuri filetate erau mutate la o stație secundară pentru filetare manuală sau semiautomată. Această „întrerupere de proces” introduce mai multe puncte de eșec: costuri crescute de manipulare, riscul de confuzie între piese și un debit total mai lent. Integrarea operației de filetare în matrița de tanșare transformă acest flux de lucru într-o operațiune continuă, cu trecere unică.

Avantaje de cost și viteză
Factorul financiar principal este reducerea costului pe piesă. Prin utilizarea mișcării existente a presei, unitățile de filetare în matriță pot produce piese finite la rate care concurează cu presa de stampat însăși—adesea până la 250 SPM pentru diametre mici. Acest lucru este semnificativ mai rapid decât mașinile de filetat standalone. În plus, costul de capital al unei unități de filetare reutilizabile (care poate fi mutată între matrițe) este adesea mai mic decât achiziționarea unei mașini secundare dedicate de filetat.

Cultură Zero Defecte
Producătorii auto OEM cer un control riguros al calității. Sistemele în matriță îmbunătățesc în mod inerent calitatea, asigurând o poziție precisă a filetului față de alte elemente stampate, menținând adesea toleranțele în limitele de 0,001–0,002 inch. Senzorii integrați detectează imediat ruperea tarodului sau alimentările greșite, oprind presa înainte ca mii de piese defecte să fie produse. Această capacitate este esențială pentru furnizorii care respectă standardele IATF 16949.

Pentru producătorii care se confruntă cu limitări de capacitate sau pentru cei care preferă să nu gestioneze complexitățile tehnice ale echipamentelor proprii, externalizarea către lideri stabiliți reprezintă o strategie viabilă. Accelerați producția dvs. auto cu Shaoyi Metal Technology , al cărei soluții complete de stampare acoperă întregul proces, de la prototipare rapidă la producția de mare volum, utilizând prese până la 600 de tone.

Comparație a tehnologiilor de bază: Sisteme servo vs. mecanice

Selectarea mecanismului de acționare potrivit este cea mai importantă decizie tehnică pentru ingineri. Alegerea dintre unitățile mecanice și cele acționate servo depinde de volum, complexitatea piesei și buget.

Filetare mecanică în interiorul matriței
Unitățile mecanice sunt motoarele de lucru ale industriei. Ele sunt acționate direct de cursa presei, de obicei prin intermediul unui mecanism cremalieră-pinion sau șurub conducător. Această sincronizare asigură intrarea și ieșirea sculei de filetat în material perfect sincronizate cu ciclul presei.
Pro: Cost inițial mai mic, durabilitate ridicată, întreținere simplă și lipsa necesității unei surse externe de alimentare.
Dezavantaje: Viteza este legată rigid de presă; flexibilitate limitată pentru adâncimi diferite ale filetului fără reutilaj.

Filetare servo-comandată în matriță
Sistemele servo utilizează motoare independente pentru a acționa arborii de filetare. Acest lucru decuplează acțiunea de filetare de viteza berbecului presei, permițând control programabil asupra vitezei, cuplului și timpului de staționare.
Pro: control precis pentru piese complexe, posibilitatea de „inversare rapidă” pentru economisirea timpului de ciclu și capacitatea de a executa filete de diametre mari fără a încetini presa principală.
Dezavantaje: Investiție inițială mai mare (de 2-4 ori costul sistemelor mecanice), necesită integrare electrică și întreținere mai complexă.

Conform IMS Buhrke-Olson , sistemele mecanice rămân alegerea ideală pentru producții directe și de mare volum, în timp ce sistemele servo oferă adaptabilitatea necesară pentru linii care produc mai multe variații de piese.

Configurație tehnică: De sus în jos, de jos în sus și urmărirea benzi

Geometria piesei stampilate și proiectarea matriței progresive dictează configurația fizică a unității de filetare. Proiectanții de matrițe trebuie să aleagă o configurație care să permită mișcarea materialului, în special „ridicarea benzii”.

Filetare de sus în jos

Aceasta este configurația standard pentru piese plane cu ridicare minimă a benzii. Unitatea de filetare este montată pe talpa superioară a matriței și coboară împreună cu berbecul presei. Este metoda cea mai frecventă și mai eficientă din punct de vedere al costurilor, capabilă de viteze mari. Totuși, necesită ca banda să rămână relativ staționară și plană în timpul fazei de filetare.

Filetare de jos în sus

Când o matriță progresivă necesită o ridicare semnificativă a benzii (pentru a evita formele sau extruziunile), materialul se mișcă vertical între stații. În aceste cazuri, o unitate de filetare de jos în sus este montată pe talpa inferioară a matriței. Benzile sunt împinse în jos pe filet sau filetul urcă să întâlnească banda. Fabricantul observă că filetarea de jos în sus compensează eficient mișcarea materialului, folosind cursa presei pentru a poziționa piesa, nu pentru a acționa rotația, ceea ce este util atunci când ridicarea benzii depășește limitele standard.

Tehnologie urmărire bandă

Pentru aplicații în care cursa presei este scurtă sau ridicarea benzii este excesivă (peste 2,5 inch), unitățile cu urmărire a benzii reprezintă soluția. Aceste unități „se deplasează” împreună cu banda pentru o parte din cursă, extinzând efectiv fereastra de filetare. Acest lucru permite filetului să își finalizeze ciclurile de filetare chiar și în prese rapide cu cursă scurtă, unde o unitate fixă nu ar avea suficient timp pentru a intra și a ieși din gaură.

Excelență operațională: ungere, protecție și întreținere

Implementarea filetării în matriță necesită o abordare riguroasă a întreținerii și protejării matriței pentru a preveni deteriorarea catastrofală a sculei.

Lubrificare și răcire
Filetarea generează căldură și frecare semnificative. Unitățile moderne în matriță sunt adesea echipate cu funcția „Refrigerant prin sculă”, care asigură ulei sub presiune înaltă direct la muchia de așchiere. Aceasta nu doar unge filetul, ci elimină și așchiile care altfel ar putea bloca scula sau deteriora suprafața piesei.

Senzori protecție matriță
Pentru a funcționa fără supraveghere („lights out”) sau cu supraveghere minimă, sunt obligatorii senzori robusti. Senzorii trebuie să monitorizeze:
1. Prezența sculei de filetat: Verificarea faptului că scula de filetat este încă intactă după fiecare ciclu.
2. Poziția semifabricatului: Asigurarea alinierii perfecte a găurii înainte ca scula de filetat să intre.
3. Limitele de cuplu: Sistemele servo pot detecta creșteri ale cuplului (indicând o sculă de filetat uzată sau o gaură prea mică) și pot opri imediat mașina de presare.

Întreținere rapidă
Timpul de staționare distruge profitabilitatea. Producătorii de top precum Sisteme automate de filetare utilizează ansamble cu șurub conducător blocabil prin rotire, permițând operatorilor să înlocuiască o filieră uzată în câteva secunde, fără a demonta unitatea din presă. Programele regulate de întreținere trebuie să se concentreze asupra curățării roților melcate și verificării sincronizării temporizării pentru a preveni stricarea filetelor.

Valoarea strategică a integrării în matriță

Trecerea la filetarea în matriță reprezintă o etapă de maturitate pentru operațiunile de stampare auto. Aceasta transformă un producător din furnizor simplu de semifabricate în furnizor de componente finite, cu valoare adăugată. Deși există o curbă de învățare tehnică – mai ales în ceea ce privește temporizarea cursei și gestionarea ridicării benzi – rentabilitatea obținută prin eliminarea logisticii secundare și atingerea unui flux fără defecțiuni este incontestabilă.

Pentru managerii de uzină, decizia se bazează în cele din urmă pe echilibrul dintre costul inițial al proiectării și economiile pe termen lung privind forța de muncă și spațiul din atelier. Indiferent dacă aleg o unitate mecanică robustă pentru producția intensivă sau un sistem servo versatil pentru o gamă de piese, filetarea în interiorul matriței este un element esențial al fabricației auto moderne și competitive.

Întrebări frecvente

1. Care este viteza maximă pentru filetarea în interiorul matriței?

Vitezele de producție depind în mare măsură de dimensiunea filierului, material și adâncimea filetului. Pentru găuri cu diametru mic (de exemplu, M3 până la M5) în metale neferoase, vitezele pot depăși 200 curse pe minut (SPM). Diametre mai mari sau materiale mai dure, cum ar fi oțelul înalt rezistent, vor funcționa în general mai lent, adesea între 60 și 100 SPM, pentru a controla temperatura și durata de viață a sculei.

2. Se poate adapta filetarea în interiorul matriței la matrițe existente?

Da, dar necesită un spațiu suficient în matriță. Unitățile de filetare sunt compacte, dar matrița trebuie să aibă o stație deschisă sau suficient spațiu între stațiile existente pentru a putea instala unitatea și a permite cursa necesară a demontorului. Consultarea unui proiectant de matrițe este esențială pentru a determina dacă o astfel de modernizare este realizabilă sau dacă este necesară construcția unei matrițe noi.

3. Cum preveniți deteriorarea matriței din cauza așchiilor?

Gestionarea așchiilor este esențială. Majoritatea sistemelor integrate în matriță folosesc broșe speciale (cum ar fi broșele prin deformare plastica) care creează filet fără a genera așchii. Dacă se utilizează broșe prin așchiere, se aplică un fluid de răcire sub presiune ridicată prin sculă și sisteme cu vid pentru a spăla și elimina imediat așchiile, împiedicând contaminarea matriței sau marcare pieselor.