Témata
Reklama

Unikátní metoda výroby závitů tvářením

Článek představuje originální technologii výroby vnitřních závitů, která je určená především pro velkosériovou výrobu. Přináší významné zkrácení výrobních časů a úspory energie.

Tradiční výrobce nástrojů Emuge-Franken ve spolupráci s firmou Audi AG vyvinuli zcela nový typ nástroje i kompletní technologický proces tváření vnitřních závitů ve šroubovici. Nový patentovaný proces výroby vnitřních závitů ve speciálních materiálech ‒ označovaný jako Punch Tap – zajistí mnohem rychlejší produkci a výraznou energetickou úsporu stroje v porovnání s existujícími technologiemi. Označení nástroje Punch Tap symbolizuje vysokou funkční rychlost a přesný pohyb (sportovní termín „punch“ se používá v boxingu).

Reklama
Reklama
Reklama

Nástroj Punch Tap

Konstrukce se zcela liší od konvenčních nebo tvářecích závitníků, které mají na obvodu plynulý profil závitu. Funkční část novinky tvoří dvě řady zubů ve šroubovici, které jsou vzájemně přesazeny o 180° na obvodu. Nástroj je vybaven relativně silnou stopkou. Robustní provedení je funkčně velmi významné, poněvadž nástrojem jsou nejprve vyrobeny ve stěně předvrtaného otvoru dvě šroubovité drážky. To zajišťují zuby „punch“ umístěné v hlavové části, které současně chrání následující závitovací zuby. Poté nástroj vykonává velmi rychlý pohyb, při kterém jsou všechny tvářecí zuby současně v záběru. Z uvedeného vyplývá, že nástroj je namáhán vysokým krouticím momentem.

Obr. 1. Grafické vizualizace nástroje Punch Tap ke tváření vnitřních závitů za studena

Vývoj nového nástroje, který zajistí úspory času a energie ve výrobě závitů, byl velmi náročný. Výsledkem je Punch Tap, který nevyrábí plynulý závit na obvodu otvoru, ale dvě závitové plochy proti sobě. Rozsáhlými zkouškami bylo jednoznačně ověřeno, že závit se dvěma drážkami zajišťuje stejnou funkci jako závity dosud vyráběné konvenčními způsoby. Studie Institutu pro obrábění ISF Technické univerzity v Dortmundu dokumentuje, že závit Punch Tap je plně srovnatelný s klasickou výrobou závitů, a to jak pevnostními vlastnostmi, tak i odolností proti vytrhávání. Nástroje jsou určeny pro výrobu závitů ve slitinách hliníku s obsahem 7–12 % Si. Praktické zkoušky byly provedeny na hlavách válců vozidlových motorů z materiálů AlSi7Mg a AlSi10Mg.

Při porovnávání délky dráhy nového nástroje s dráhou klasických závitníků se ukázalo, že u Punch Tapu je podstatně kratší. Např. u závitu M6x15 je dráha asi 15x kratší. To přináší výraznou úsporu času výroby závitu dosahující až 75 %.

Výroba závitu

Výrobní technologie vyžaduje předvrtání otvoru o průměru odpovídajícímu velikosti závitu. Vlastní postup výroby závitu Punch Tap je členěn do následujících tří kroků.

1. Šroubovité najetí nástroje do předvrtaného otvoru
Punch Tap se relativně malou rychlostí pohybuje po strmé spirálovité dráze na celou hloubku závitu. Přitom čelní zuby obou řad vyrobí ve stěně otvoru dvě šroubovité drážky.

2. Tváření závitu
Po najetí nástroje začne operace tváření závitu. Provedení vyžaduje synchronizaci posuvu axiální osy nástroje o polovinu stoupání závitu s jeho pootočením o ~ 180°. Takto je vyroben kompletní vnitřní závit.

3. Vyjetí nástroje z obrobku
Po dokončení operace tváření je nástroj polohován ve vyrobených drážkách a může být vytažen, opět šroubovitým pohybem, ven ze součásti. Výsledkem je závit se dvěma šroubovitými drážkami.

Schéma postupu tváření závitu metodou Punch Tap. Pro zvětšení klikněte na obrázek

Aplikace v sériové výrobě

Firma Audi AG již využívá metodu Punch Tap v prototypové výrobě a montáži motorů, kde se nové závity testují. Praktické rozsáhlejší nasazení procesu v sériové výrobě motorů se připravuje v závodě Audi Hungaria Motor KFT v Györu. Pozornost je zaměřena na využití závitů M6-6H v hlavách válců vyrobených způsobem Punch Tap při podmínkách mokrého mazání. Nasazení do sériové výroby vyžaduje doplnění technických podmínek, např. k pevnosti závitu, způsobilosti k automatické montáži, řízení kvality apod. Předností nového procesu je, že nevyžaduje vysoké rotační rychlosti a zkracuje výrobní čas. Proto je cílem Audi Hungaria nejen zvýšení produktivity, ale i úspora energie. To přinese i snížení investičních nákladů na výrobní stroje a vybavení. Z hlediska trvanlivosti nástrojů je usilováno o dosažení srovnatelné ceny na obrobek jako u metody konvenčně tvářených závitů. Přitom cena nástrojů zůstává stejná jako u klasických nástrojů.

V sériové výrobě Audi Hungaria se sníží doba obrábění závitu z 1,9 s na 0,5 s. Výrobce nástroje uvádí výsledek i dalších zkoušek: čas výroby závitu M6, o hloubce 2,5D, byl kratší než 1 s. Přínosy plynoucí ze zrychlení výrobního cyklu a úspory energie, při týdenní produkci milionů závitů, budou ve výrobně vozidlových motorů skutečně obrovské.

Rozsáhlé ověřovací zkoušky probíhají ve výrobních závodech Audi i VW v Německu. Připravují se dlouhodobé testy u firmy Ford USA. V současné době dokončované analýzy, např. technologické, spolehlivosti procesu výroby většího množství obrobků apod., ukazují novou metodu tváření vnitřních závitů jako velmi perspektivní pro brzkou aplikaci v podmínkách sériové výroby.

Ing. Zdeněk Novák

novakzdene@seznam.cz

Reklama
Vydání #1,2
Kód článku: 150116
Datum: 11. 02. 2015
Rubrika: Výroba / Obrábění
Autor:
Firmy
Související články
Úspora vedlejších časů

V současné době se firmy v České republice potýkají s nedostatkem pracovníků. Obzvláště citelná je tato situace v oblasti strojírenství, kde jsou na pracovníky kladeny vyšší požadavky na vzdělánV současné době se firmy v České republice potýkají s nedostatkem pracovníků. Obzvláště citelná je tato situace v oblasti strojírenství, kde jsou na pracovníky kladeny vyšší požadavky na vzdělání a praxi v oboru. Nelze ani očekávat, že se situace sama zlepší nebo nás zachrání zahraniční pracovníci. í a praxi v oboru. Nelze ani očekávat, že se situace sama zlepší nebo nás zachrání zahraniční pracovníci.

Inovace ve srážení hran velkých ozubených kol

Chamfer Contour Milling skýtá výrobcům velkých ozubených kol pro nákladní automobily flexibilní a hospodárný proces pro jejich stále důležitější operace zkosení hran / odstraňování otřepů.

Nový pohled na moderní CAM programování v praxi

Při své dennodenní praxi se odborníci firmy Grumant u svých zákazníků opakovaně setkávají s tím, že jsou programy připravovány přímo na strojích. Důsledkem toho jsou ztráty strojní kapacity a dále dochází ke ztrátě kontroly nad výrobním procesem z hlediska použitých strategií a řezných podmínek. Ani tam, kde se již používá CAM programování, nemusí být vyhráno. O tom, jak revolučně vidí CAM programování ve firmě Grumant, pojednává tento článek.

Související články
Progres v navyšování podílu na trhu

Skupina Plansee Group dosáhla v hospodářském roce 2017/18 konsolidovaného obratu 1,3 miliardy euro, což znamenalo nárůst o 11 % ve srovnání s předchozím obdobím. V rámci bilanční tiskové konference konané v Reutte o tom informovali členové představenstva Bernhard Schretter a Karlheinz Wex.

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Výsledky spolupráce akademické sféry s průmyslem

Pracovníci Ústavu výrobních strojů systémů a robotiky z Fakulty strojního inženýrství VUT v Brně usilují o těsné sepjetí školy s praxí, které nelze realizovat jinak než úzkou spoluprací s průmyslem. V předchozích vydáních MM Průmyslového spektra jsme avizovali, že budeme technickou veřejnost informovat o konkrétních výsledcích naší spolupráce. Zde jsou první poznatky.

Proč používat strategii trochoidního frézování?

Strategie trochoidního frézování byla na trh díky svým výhodám uvedena už před několika léty, ale přesto se často setkáváme se zákazníky, kteří používají výhradně tradiční metody obrábění. Důvodem nejsou nedostatečné možnosti strojového parku nebo absence kvalitního CAM systému pro programování. Důvodem je nejčastěji obecná neznalost této strategie frézování a konzervativní myšlení.

Rychlovýměnný upínací systém

Společnost v-tech v minulém roce představila modulární rychlovýměnný systém pro CNC obráběcí stroje. Slouží jako rozhraní mezi stolem CNC stroje a upínačem obrobku, který může být v podobě svěráku, univerzálního sklíčidla či přípravku.

Procesní analýza snižuje náklady

Technologie broušení hrají v moderním obrábění významnou roli. Jsou využívány při výrobě přesných nástrojů nebo lékařské techniky, v energetice, při výrobě ozubení nebo v leteckém a kosmickém průmyslu. I když může být podíl nákladů na povrchové čištění nízký, technická čistota většinou rozhoduje o možnosti dodat výrobky. V souvislosti s kvalitou povrchů zhotovených obrobků však o nákladech na čištění rozhoduje dimenzování celého výrobního procesu.

Zero point - efektivní způsob upínání obrobků

Soustava stroj–nástroj–obrobek předurčuje, jak přesné a kvalitní bude obrobení polotovaru obrobku. K významným, ale bezesporu velmi podceňovaným prvkům tohoto procesu patří také upínání obrobku. O trendech v upínání obrobků pomocí technologických palet pojednává tento příspěvek.

Na cestě k nulové chybě upínání

I ta nejmenší cizí tělíska (prach, třísky apod.) mezi dutinou vřetena a stopkou nástroje mohou zapříčinit nepřesnost upnutí vrtáku nebo frézy, což má za následek výrobu zmetků nebo poškození nástroje a tím přerušení výroby. Toto mohou odstranit měřicí systémy se senzory.

Komponenty pro vyšší efektivitu a produktivitu obráběcích strojů

Chcete realizovat stavbu obráběcích strojů rychleji a jednodušeji, nebo chcete stroje provozovat efektivněji a pravidelně je optimalizovat a zvyšovat jejich produktivitu? Výkonný CNC systém Sinumerik nabízí řešení pro výrobní dílny, kusovou výrobu i výroby velkých sérií, ať už se jedná o jednoduché, nebo složité obrobky. Nová softwarová verze 4.7 pro řídicí systémy Sinumerik 840D sl a 828D přinesla řadu nových funkcí, které usnadňují a rozšiřují operátorské a programátorské možnosti řídicího systému. Odpověď na otázku, jaké jsou hlavní změny a trendy v oblasti rozvoje hardwaru Siemens pro řízení obráběcích strojů, přináší tento článek.

Je zaškrabávání nezastupitelná metoda?

V minulém vydání jsme uvedli 1. díl pohledu do minulosti i současnosti řemeslné výroby obráběcích strojů. Nyní vám přinášíme pokračování tohoto článku o unikátní metodě – technologii zaškrabávání.

Jak úspěšné soustružit tvrzené součástí

Soustružení tvrzených součástí (HPT) se v průběhu posledních 10 -15 let stalo respektovanou a cenově efektivní alternativou k broušení. Bylo prokázáno, že díky této metodě lze zkrátit dobu obrábění a snížit náklady o 70% i více. Ale vedle výhod souvisejících se zkrácením vlastního času cyklu, nabízí HPT i celou řadu dalších výhod. HPT je definováno jako soustružení ocelí s tvrdostí vyšší než 45 HRC (obvykle v rozmezí 55-68 HRC), přičemž jako typické příklady obráběných součástí lze zmínit brzdové kotouče, převodová kola, pastorky řízení, sedla ventilů, písty, vložky válců nebo tělesa spojek.

Bezdotykové orovnávání brousicích kotoučů

Exaktní orovnávání diamantových brousicích kotoučů musí zajistit jak vytvoření požadovaného tvaru, tak i optimální topografii povrchu. U mechanických technologií vznikají vždy síly mezi nástrojem a kotoučem. Bezkontaktní strategie nyní používá pro orovnávání kotoučů technologii elektroerozivního řezání drátovou elektrodou.

Reklama
Předplatné MM

Dostáváte vydání MM Průmyslového spektra občasně zdarma na základě vaší registrace? Nejste ještě členem naší velké strojařské rodiny? Změňte to a staňte se naším stálým čtenářem. 

Proč jsme nejlepší?

  • Autoři článků jsou špičkoví praktici a akademici 
  • Vysoký podíl redakčního obsahu
  • Úzká provázanost printového a on-line obsahu ve špičkové platformě

a mnoho dalších benefitů.

... již 25 let zkušeností s odbornou novinařinou

      Předplatit