POVZETEK

Navijanje neposredno v orodje za kovanje v avtomobilski industriji je napreden proizvodni proces, ki vrezovanje nitij neposredno integrira v progresivno orodje in s tem odpravi potrebo po dragih sekundarnih operacijah. S sinhronizacijo glav za vrezovanje z vlečnim gibanjem prese lahko proizvajalci dosegajo hitrosti proizvodnje nad 200 premikov na minuto (SPM), hkrati pa ohranjajo kakovost po standardu »nič napak«, ki ga zahtevajo proizvajalci vozil (OEM). Ta tehnologija znatno zmanjša stroške dela, zalogo medprocesne izdelave (WIP) ter zahtevano talno površino.

Poslovna utemeljitev: Zakaj kovanje v avtomobilski industriji potrebuje navijanje neposredno v orodju

Nenohoma usmerjenost avtomobilske industrije k učinkovitosti je odpravo sekundarnih operacij postavila za strateško prednostno nalogo. Dotlej so bili kosi, izdelani s ploskanjem in opremljeni s torki, prenašani na sekundarno postajo za ročno ali polavtomatsko navijanje nitke. Ta »prekinitev procesa« prinaša več točk okvar: povečane stroške rokovanja, možnost zamenjave kosov ter počasnejši skupni pretok. Vgradnja navijanja v orodje za ploskanje spremeni ta delovni tok v neprekinjen postopek v enem samem prehodu.

Stroškovne in hitrostne prednosti
Glavni finančni dejavnik je zmanjšanje stroškov na kos. Z uporabo obstoječega gibanja prese lahko vstavki za navijanje nitij znotraj orodja proizvajajo končne dele s hitrostmi, ki tekmujejo sami s krožnim orodjem – pogosto do 250 SPM pri majhnih premerih. To je znatno hitreje kot pri samostojnih napravah za navijanje nitij. Poleg tega so kapitalski stroški ponovno uporabljive enote za navijanje nitij (ki jo je mogoče premikati med različnimi orodji) pogosto nižji od nakupa namenske sekundarne naprave za navijanje nitij.

Kultura nič napak
Proizvajalci avtomobilov zahtevajo strogo kontrolo kakovosti. Sistemi znotraj orodja sami po sebi izboljšajo kakovost tako, da zagotovijo natančno lego nitij glede na druge perforirane elemente, pogosto z tolerancami znotraj 0,001–0,002 palca. Integrirani senzorji takoj zaznajo lomilne ali napake pri dovajanju in ustavijo preso, preden bi bilo proizvedenih tisoče nekakovostnih delov. Ta zmogljivost je bistvena za dobavitelje, ki sledijo standardom IATF 16949.

Za proizvajalce, ki se soočajo s pomanjkanjem zmogljivosti ali ki raje ne upravljajo s tehnično zapletenostjo orodjarstva v lastni režiji, je izdelava pri uveljavljenih vodilnih podjetjih učinkovita strategija. Pospešite svojo avtomobilsko proizvodnjo z Shaoyi Metal Technology , katerega celovite rešitve za kovanje premostijo razliko med hitrim prototipiranjem in proizvodnjo velikih količin z uporabo stiskal do 600 ton.

Primerjava osnovne tehnologije: Servo v primerjavi s sistemom mehanskega pogona

Izbira pravega pogonskega mehanizma je najpomembnejša tehnična odločitev za inženirje. Izbira med mehanskimi in servopogonskimi enotami je odvisna od količine, zapletenosti delov in proračuna.

Mehansko vrezovanje navojev v orodju
Mehanske enote so delovne konje industrije. Poganjajo se neposredno s potjo stiskalnice, ponavadi z uporabo zobniškega mehanizma ali vodilnega vijaka. To sinhronizacijo zagotavlja, da vrtilec vstopi in izstopi iz materiala popolnoma usklajeno s ciklusom stiskalnice.
Prednosti: Nižji začetni stroški, trdna zanesljivost, preprosto vzdrževanje in ni potrebe po zunanjih virov energije.
Slabosti: Hitrost je trdno povezana s stiskalnico; omejena fleksibilnost pri različnih globinah navoja brez ponovnega prilagajanja orodja.

Vstavno privrtavanje z servo pogonom
Servo sistemi uporabljajo neodvisne motorje za pogon vrtilnikov za privrtavanje. To loči dejanje privrtavanja od hitrosti bata stiskalnice in omogoča programirljiv nadzor nad hitrostjo, navorom in časom zadrževanja.
Prednosti: natančen nadzor za kompleksne dele, možnost »hitrega obračanja« za prihranek časa cikla ter sposobnost privrtavanja velikih premerov brez upočasnjevanja glavne stiskalnice.
Slabosti: Višji začetni vlaganji (2–4-kratna cena mehanskega sistema), zahteva električno integracijo in bolj zapleteno vzdrževanje.

Po IMS Buhrke-Olson , mehanski sistemi ostajajo najprimernejša izbira za preproste, visokokoličinske serije, medtem ko servosistemi ponujajo potrebno prilagodljivost za linije, ki proizvajajo več različic delov.

Tehnična konfiguracija: od zgoraj navzdol, od spodaj navzgor in sledenje traku

Geometrija žigosanega dela in načrtovanje progresivnega orodja določata fizično konfiguracijo enote za vrezovanje navojev. Načrtovalci orodij morajo izbrati nastavitev, ki omogoča premikanje materiala, zlasti »dvig traku«.

Vrezovanje navojev od zgoraj navzdol

To je standardna konfiguracija za ravne dele z minimalnim dvigom traku. Enota za vrezovanje navojev je nameščena na zgornji orodni podstavek in se spušča skupaj s polznom prese. Gre za najpogostejšo in najcenejšo metodo, ki omogoča visoke hitrosti. Vendar zahteva, da trak med vrezovanjem navojev ostane relativno nepremičen in raven.

Vrtanje od spodaj navzgor

Ko za progresivno orodje zahteva pomemben dvig traku (za oblikovanje ali izrivanje), se material med postajami premika navpično. V takšnih primerih je enota za vrtanje od spodaj navzgor pritrjena na spodnjo ploščo orodja. Trak se potisne navzdol proti vretenu ali pa se vreteno dvigne, da sreča trak. Izdelovalec opomba, da vrtanje od spodaj navzgor učinkovito kompenzira premik materiala, pri čemer se koristi batni hod za pozicioniranje dela, ne pa za pogon vrtenja, kar je uporabno, kadar dvig traku presega standardne meje.

Tehnologija sledenja traku

Za aplikacije, kjer je batni hod kratek ali je dvig traku prevelik (več kot 2,5 palca), so rešitev enote za sledenje traku. Te enote »potujejo« skupaj z trakom delno med batnim ciklusom in tako učinkovito podaljšajo okno za vrtanje. To omogoča, da vreteno dokonča vse cikle rezkanja nitke tudi pri hitrih stiskalnikih s kratkim batnim hodom, kjer mirujoča enota nima dovolj časa, da bi vstopila in zapustila luknjo.

Izjemen obratovanje: mazanje, zaščita in vzdrževanje

Uporaba vgrajenega zaslona zahteva discipliniran pristop k vzdrževanju in zaščiti, da se prepreči katastrofalna poškodba orodja.

Masnjenje in hlađenje
Pri trkanju se ustvari veliko toplote in trenja. Sodobne naprave s strojem v obroču pogosto imajo zmogljivost Through Tool Coolant, ki dobavlja olje pod visokim tlakom neposredno na rezalni rob. To ne le, da mazi nit, temveč tudi izprazni žare, ki bi sicer lahko zablodile orodje ali poškodovale površino dela.

Senzorji za zaščito pred napakami
Za izklop svetilk ali z minimalnim nadzorom je nujno, da je sistem za zaznavanje močan. Senzorji morajo spremljati:
1. Pritiskati prisotnost: Preverjam, ali je vodnjak nedotaknjen po vsakem ciklu.
2. Položaj trakov: Prepričati se moramo, da je luknja popolnoma poravnana, preden pride vodnjak.
3. Mejne vrednosti navora: Servo sistemi lahko zaznajo vrtilni vrtilni vrvi (ki kažejo na neostrano vodovodo ali premalo odprto luknjo) in takoj ustavijo tiskalnik.

Hitra zamenjava in vzdrževanje
Stanovanjski časi ubijajo donosnost. Vodilni proizvajalci, kot je Avtomatizirani sistemi za navijanje uporabljajo vijačne sestave s hitrim zaklepom, ki omogočajo delavcem zamenjavo obrabljenega vrtika v nekaj sekundah, brez da bi morali enoto odstraniti iz prese. Redni vzdrževalni programi naj se osredotočijo na čiščenje pogonskih zobnikov in preverjanje sinhronizacije časovnega zaporedja, da se prepreči poškodba nitke.

Strateška vrednost integracije v orodje

Prehod na navijanje znotraj orodja predstavlja mejnik zrelosti za postopke žigosanja v avtomobilski industriji. Proizvajalca premakne iz vloge preprostega dobavitelja polizdelkov v vlogo dobavitelja končnih, dodano vrednost imetih komponent. Čeprav obstaja učna krivulja pri inženiringu – še posebej glede časovnega zaporedja koraka in upravljanja dviga traku – je donos investicij (ROI) zaradi odprave sekundarne logistike in doseganja popolnega, napak ne vsebujočega pretoka nedvoumno neporečen.

Za vodje obratov je odločitev končno uravnotežena med začetnimi stroški inženiringa in dolgoročno varčevanjem pri delovni sili ter površini tal. Ne glede na to, ali izberejo trdno mehansko enoto za namenske visokokosilne proizvodne naloge ali vsestranski servosistem za skupino delov, notranje navijanje predstavlja temelj sodobne konkurenčne proizvodnje avtomobilov.

Pogosta vprašanja

1. Kako velika je največja hitrost pri notranjem navijanju?

Hitrosti proizvodnje zelo zavise od velikosti vijačnega vretena, materiala in globine nitke. Pri manjših premerih lukenj (npr. M3 do M5) v nerjavnih kovinah lahko hitrosti presegajo 200 SPM. Večji premeri ali trši materiali, kot je jeklo visoke trdnosti, običajno delujejo počasneje, pogosto med 60 do 100 SPM, da se nadzoruje toplota in življenjska doba orodja.

2. Ali je mogoče notranje navijanje dodatno vgraditi v obstoječe kalupe?

Da, vendar je potrebno dovolj prostora za orodje. Enote za navijanje so kompaktni, vendar mora imeti orodje odprto postajo ali dovolj prostora med obstoječimi postajami, da se prilegajo enoti in potrebni pot izvlečenja. Posvetovanje z načrtovalcem orodja je nujno, da se ugotovi, ali je predelava mogoča ali pa je potrebna nova izdelava orodja.

3. Kako preprečiti poškodbe orodja zaradi ostružkov?

Upravljanje z ostružki je kritično. Večina notranjih sistemov uporablja specializirane vrtne (npr. valjaste vrtne), ki oblikujejo nit brez ustvarjanja ostružkov. Če se uporabljajo režeče vrtne, se uporabljajo visokotlačni hladilni sredstvi skozi orodje in vakuumski sistemi za takojšnje izpiranje in odstranjevanje ostružkov, kar preprečuje onesnaževanje orodja ali poškodbe delov.