ZKRATKA

Vloženie závitov pri automobilovom väzaní je pokročilý výrobný proces, ktorý integruje závitové operácie priamo do postupnej matrice, čím eliminuje potrebu nákladných sekundárnych operácií. Synchronizáciou závitových hlav s pohybom lise môžu výrobcovia dosiahnuť rýchlosť výroby vyššiu ako 200 zdvihov za minútu (SPM) a zároveň zachovať „nulovú chybovosť“, ktorá je požadovaným štandardom kvality od automobilových OEM firiem. Táto technológia výrazne zníži pracovné náklady, WIP (práca na prebiehajúcom produkte) zásoby a požiadavky na veľkosť výrobnej plochy.

Hospodárska výhoda: Prečo automobilové väzanie potrebuje vloženie závitov

Neúprosný dôraz automobilového priemyslu na efektivitu učinil elimináciu sekundárnych operácií strategickou prioritou. Tradične sa razené súčiastky, ktoré vyžadovali závitové otvory, presúvali na sekundárne pracovisko pre ručné alebo polovične automatizované vyrábanie závitov. Toto „prerušenie procesu“ zavádza viacero miest možných porúch: zvyšovanie nákladov na manipuláciu, riziko zmiešania súčiastok a pomalší celkový výkon. Integrácia vyrábania závitov priamo do razniacej matrice mení tento pracovný postup na nepretržitú operáciu jedným prechodm.

Nákladové a rýchlostné výhody
Hlavným finančným hnacím motorom je zníženie nákladov na časť. Využitím existujúceho pohybu lisovacej stroje môžu jednotky s vkladaním na stroje vyrábať hotové diely rýchlosťou, ktorá sa rovná samotnému lisovaciemu stroje, často až 250 SPM pre malé priemery. Je to podstatne rýchlejšie ako samostatné odposluchovacie stroje. Okrem toho kapitálové náklady na opakovane použiteľnú vrtuľnú jednotku (ktorú možno presúvať medzi matricami) sú často nižšie ako nákup špeciálneho sekundárneho vrtuľného stroja.

Kultúra nulových nedostatkov
Automobilové výrobcovia vyžadujú prísnu kontrolu kvality. Systémy s vtlačkou v materiáli v podstate zlepšujú kvalitu tým, že zabezpečujú presnú polohu nitky v porovnaní s inými štampovanými prvkami, často udržiavajú tolerancie v rozmedzí 0,001 0,002 palca. Integrované senzory okamžite detegujú zlomeniny alebo nesprávne napájanie vodovodu a zastavujú lis pred tým, ako sa vytvoria tisíce chybných častí. Táto schopnosť je nevyhnutná pre dodávateľov, ktorí dodržiavajú normy IATF 16949

Pre výrobcov, ktorí čelia obmedzením kapacity alebo tí, ktorí si uprednostňujú nevládnuť technickou zložitosťou vlastného obrábania, je vybranie externého dodávateľa na zavedených lídrov životaschopnou stratégiou. Urýchlite výrobu automobilov Shaoyi Metal Technology , ktorého komplexné riešenia na lisovanie prekonávajú priepasť od rýchleho prototypovania až po výrobu veľkého objemu s použitím lisov do 600 ton.

Porovnanie základných technológií: Servo vs. mechanické systémy

Výber správneho hnacieho mechanizmu je pre inžinierov najkritickejším technickým rozhodnutím. Výber medzi mechanickými a servo-pohnanými jednotkami závisí od objemu, zložitosť dielu a rozpočtu.

Mechanické tlačenie na stroje
Mechanické jednotky sú pracovnými koníkmi priemyslu. Sú poháňané priamo tlakom lisovacej stroje, zvyčajne pomocou mechanizmu s posuvným alebo vedľajším skrutím. Táto synchronizácia zabezpečuje, aby sa voda z kohútika vkladala a vyladala z materiálu v perfektnom čase s cyklom lisovania.
Výhody: Nižšie počiatočné náklady, robustná trvanlivosť, jednoduchá údržba a nepotreba externých zdrojov energie.
Nevýhody: Rýchlosť je pevne viazaná na lis; obmedzená flexibilita pri rôznych hĺbkach závitov bez prebudovania.

Servopoháňané vŕtanie závitov vo vnútri nástroja
Servosystémy využívajú nezávislé motory na pohon závitových vŕtačiek. Toto odpojí akciu vŕtania závitov od rýchlosti plunžra lisu, čo umožňuje programovateľnú kontrolu rýchlosti, krútiaceho momentu a doby oneskorenia.
Výhody: presná kontrola pre komplexné diely, schopnosť „rýchleho spätného chodu“ na úsporu času cyklu a schopnosť vŕtať veľké priemery bez spomaľovania hlavného lisu.
Nevýhody: Vyššia počiatočná investícia (2-4-násobok ceny mechanického systému), vyžaduje elektrickú integráciu a zložitejšiu údržbu.

Podľa IMS Buhrke-Olson , mechanické systémy zostávajú ideálnou voľbou pre priame, veľkoobjemové výrobné série, zatiaľ čo servosystémy ponúkajú potrebnú prispôsobivosť pre linky vyrábajúce viacero variantov dielov.

Technická konfigurácia: zdola nahor, zhora nadol a sledovanie pásu

Geometria lisovaného dielu a návrh progresívnej matrice určujú fyzickú konfiguráciu závitovacieho zariadenia. Navrhovatelia matríce musia vybrať také usporiadanie, ktoré zohľadňuje pohyb materiálu, konkrétne „dvih pásu“.

Závitovanie zhora nadol

Toto je štandardná konfigurácia pre rovné diely s minimálnym dvihom pásu. Závitovacia jednotka je namontovaná na hornej dieľni a pohybuje sa nadol spolu s piestom lisu. Ide o najbežnejšiu a najekonomickejšiu metódu, ktorá umožňuje vysoké rýchlosti. Vyžaduje však, aby bol pás počas závitovania relatívne nehybný a rovný.

Zapájanie zdola nahor

Keď progresívna matrica vyžaduje významné zdvihnutie pásu (aby sa vyhol tvarem alebo výbežkom), materiál sa medzi stanicami pohybuje zvisle. V takýchto prípadoch je jednotka zdola nahor namontovaná na spodnú časť matice. Pás je zatlačený nad sústružník alebo sústružník stúpa smerom k pásu. Výrobca poznámky uvádzajú, že zapájanie zdola nahor efektívne kompenzuje pohyb materiálu, pričom používa zdvih lisu na umiestnenie dielu namiesto toho, aby poháňal rotáciu, čo je užitočné, keď zdvih pásu presahuje štandardné limity.

Technológia sledovania pásu

Pre aplikácie, kde je zdvih lisu krátky alebo zdvih pásu nadmerný (viac ako 2,5 palca), sú riešením jednotky sledujúce pás. Tieto jednotky sa počas časti zdvihu „pohybujú“ spolu s pásom, čím efektívne predlžujú okno pre zapájanie. To umožňuje sústružníku dokončiť všetky cykly vytvárania závitov aj pri vysokorýchlostných lisoch s krátkym zdvihom, kde by stacionárna jednotka nemala dostatok času na vstup do otvoru a jeho opustenie.

Prevádzková excelentnosť: Mazanie, ochrana a údržba

Použitie závitovania vo vložke vyžaduje disciplinovaný prístup k údržbe a ochrane vložky, aby sa predišlo katastrofálnemu poškodeniu nástroja.

Lubrikácia a chlodenie
Závitovanie generuje významné množstvo tepla a trenia. Moderné jednotky so závitovaním vo vložke často disponujú funkciou „Chladiace prostredie cez nástroj“, ktorá privádza olej pod vysokým tlakom priamo na reznú hranu. Týmto spôsobom nielen mazí závit, ale zároveň odstraňuje triesky, ktoré by inak mohli zaseknúť nástroj alebo poškodiť povrch súčiastky.

Snímače ochrany tvárok
Na prevádzku „bez dohľadu“ alebo s minimálnym dohľadom je nevyhnutná robustná senzorika. Snímače by mali monitorovať:
1. Prítomnosť závitníka: Overenie, že závitník po každom cykle stále existuje.
2. Pozícia pásu: Zabezpečenie dokonalého zarovnania otvoru predtým, ako závitník vstúpi.
3. Mezné hodnoty krútiaceho momentu: Servosystémy dokážu detekovať nárasty krútiaceho momentu (čo naznačuje otupený závitník alebo príliš malý otvor) a okamžite zastaviť lis.

Údržba s rýchlym výmenou
Výpadky znižujú rentabilitu. Poprední výrobcovia ako Automatické závitovacie systémy využívajú skrutkové závesy s otočným uzáverom, ktoré umožňujú operátorom vymeniť opotrebovaný závitovník za niekoľko sekúnd bez nutnosti odstraňovať celok z lisu. Plány pravidelnej údržby by mali byť zamerané na čistenie ozubených kolies a overenie synchronizácie časovania, aby sa predišlo poškodeniu závitu.

Strategická hodnota integrácie do nástroja

Prechod na závitovanie priamo v nástroji predstavuje etapu zrelosti pre automobilové lisy na tvárnenie. Posúva výrobcu z pozície jednoduchého dodávateľa polotovarov na dodávateľa hotových komponentov s pridanou hodnotou. Hoci existuje určitá krivka učenia sa v oblasti inžinierstva – najmä pokiaľ ide o časovanie zdvihu a riadenie zdvihu pásu – návratnosť investícií (ROI) z eliminácie sekundárnej logistiky a dosiahnutia výroby bez chýb je nezvratná.

Pre riaditeľov závodov sa rozhodnutie nakoniec prevádza na vyváženie počiatočných nákladov na inžinieringu oproti dlhodobým úsporám práce a výrobného priestoru. Až choďe o výber robustného mechanického zariadenia pre špecializovanú vysokú produkciu alebo o univerzálne servopohonné systémy pre skupinu súčiastok, závitovanie priamo vo výlisku je kľúčovým prvkom moderného konkurencieschopného automobilového priemyslu.

Často kladené otázky

1. Aká je maximálna rýchlosť závitovania priamo vo výlisku?

Rýchlosť výroby závisí výrazne od veľkosti závitového vŕtaka, materiálu a hĺbky závitu. Pri malých priemeroch otvorov (napr. M3 až M5) v neželezných kovoch môžu rýchlosti presiahnuť 200 zdvihov za minútu (SPM). Väčšie priemery alebo tvrdšie materiály, ako napríklad vysokopevnostná oceľ, bežne pracujú pomalšie, často medzi 60 až 100 SPM, aby sa riadila teplota a životnosť nástroja.

2. Je možné do existujúcich nástrojov doplniť závitovanie priamo vo výlisku?

Áno, ale vyžaduje to dostatok miesta v dies. Závitovacie jednotky sú kompaktné, ale dies musí mať otvorenú stanicu alebo dostatok miesta medzi existujúcimi stanicami, aby sa zmestila jednotka a potrebný pohyb vyhazovača. Je nevyhnutné konzultovať so dizajnérom dies, či je možná úprava existujúceho dies alebo či je potrebné vyrobiť nové.

3. Ako zabránite poškodeniu dies trieskaním?

Správa triesok je kritická. Väčšina systémov vo vnútri dies používa špeciálne závitníky (napr. tvárnenie závitov), ktoré vytvárajú závit bez tvorby triesok. Ak sa používajú rezné závitníky, využíva sa chladiaci prostriedok pod vysokým tlakom cez nástroj a vysávací systém, ktoré okamžite odstraňujú a evakuujú triesky, čím sa zabráni ich znečisteniu dies alebo poškodeniu dielcov.