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

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:
Související články
Čtrnáctý ročník soutěže Ocenění českých podnikatelek úspěšně odstartován

Ve čtvrtek 3. června 2021 byl zahájen další ročník prestižní soutěže Ocenění českých podnikatelek, který odstartovala online konference Women in Business s podtitulem Nová realita roku 2021 a společný (re)start, most k jednotě a spolupráci. Tuto soutěž již tradičně vyhlašuje podnikatelská platforma Helas – Budujeme hrdé Česko. Patronkou letošního ročníku je Kateřina Kadlecová, generální ředitelka společnosti USSPA. 

Třpytivý svět krystalů

Turnovská společnost Crytur patří svým pojetím ke světovému unikátu. V přesně definovaných podmínkách pěstuje umělé krystaly z vlastního výzkumu a vývoje, které následně po opracování dodává buď jako specifické optické díly pro další celky, nebo přímo kompletní výrobky.

Implantáty z Čech až na konec světa

V 70. letech minulého století stál u zrodu prvních ortopedických implantátů v Čechách. V roce 1992 pak v rámci privatizace založil vlastní firmu téhož zaměření, jejíž výrobky dodnes pomáhají lidem znovu se hýbat. Ano, hovoříme o Stanislavu Beznoskovi a české firmě téhož jména, kterou dnes úspěšně řídí členové rodiny zakladatele.

Související články
MM Podcast: Glosa - Když se země otřásají v základech

Krize vyvolaná pandemií koronaviru v řadě oborů působí jako urychlovač trendů patrných před jejím vypuknutím. Mnoho odvětví si prochází zásadní strukturální transformací, ale část z nich – které se stát snaží podpůrnými prostředky za každou cenu stále držet nad vodou, zanikne. 

Reklama
Reklama
Reklama
Reklama
Související články
Vývoj UHT nástrojů
v plném proudu krizi navzdory

Hlavním motivem založení VaV centra Rotana byla připravenost na nové trendy v automobilovém a leteckém průmyslu a výroba vlastních produktů s vysokou přidanou hodnotou – konkrétně ultratvrdých (UHT) nástrojů pro speciální aplikace. Centrum je vybaveno nejmodernějšími technologiemi a stále se rozrůstá. Na kontě má několik úspěšně zakončených projektů v podobě prototypových nástrojů a užitných vzorů. O tom, na jakých projektech v centru pracují nyní a jaké mají plány do budoucna, jsme si povídali se třemi hlavními osobnostmi celého projektu vývoje a výroby UHT nástrojů.

Odměřovací pravítka, lanovka a Ferrari

Odměřovací pravítko je jednou z klíčových komponent obráběcího stroje. Zpravidla je ukryto hluboko uvnitř stroje a většina uživatelů obráběcích strojů jej nikdy na vlastní oči neviděla. Přesto jsou na ně kladeny velmi vysoké nároky. Musejí pracovat spolehlivě po dobu mnoha let, zaručovat očekávanou přesnost a rozlišení, a musejí být odolná proti znečištění, pronikání kapalin, prachu i třískám a proti spoustě dalších faktorů. A kdyby se náhodou něco pokazilo, musejí být snadno vyměnitelná.

Názorové fórum odborníků

V tomto vydání MM Průmyslového spektra se věnujeme mimo jiné tématu obráběcích strojů. Proto jsme s anketní otázkou oslovili zástupce výrobců a dovozců v této komoditě.
Čas jsou peníze. Každá minuta prostoje výrobního zařízení je nežádoucí, proto se dnes vedle vysoké produktivity u strojů očekává také jejich vysoká spolehlivost.

Stroje v pohybu – Sledování zásilek na dálku

Takzvaný internet věcí (IoT) nabízí mnoho možností. Základem této technologie je bezdrátová komunikace velkého počtu autonomních zařízení prostřednictvím datových sítí, jež jsou navrženy tak, aby datový přenos spotřeboval co nejméně energie. Toho využívají i moderní sledovací jednotky (lokátory), které mohou díky energetické úspornosti pracovat i několik let bez dobíjení baterií.

Fórum výrobních průmyslníků

Jakým způsobem se po 15 měsících od vypuknutí pandemie koronaviru tento stav projevuje ve vaší společnosti – jak z pohledu objemu zakázek, jejich realizace a ekonomiky jako takové (např. vlivem navýšení cen vstupních materiálů, nedostatku některých komponent)? Dokážete predikovat, jak se bude situace ve vaší komoditě vyvíjet ve druhé polovině roku, na čem bude záviset?

Fórum děkanů strojních fakult

Jak současná doba ovlivňuje realizaci smluvního výzkumu na již hotových projektech, resp. při akvizici nových? Zaznamenáváte aktuálně pokles zájmu firem o spolupráci?

Semináře nově s high-tech technologiemi

Školicí a tréninkové centrum společnosti Ceratizit ve Velkém Meziříčí prošlo v loňském roce rozsáhlou modernizací. Nové Technické centrum i technologie v něm bohužel kvůli pandemii covid-19 nemělo možnost navštívit mnoho zákazníků. Všichni pevně věříme, že se to brzy změní. Než se tomu tak stane, požádali jsme Jana Gryče, technického ředitele společnosti Ceratizit, aby nám představil, co je v centru nového a na co se mohou zákazníci těšit. Při té příležitosti jsme oslovili také Pavla Němečka, obchodně-technického zástupce společnosti Hermle, aby pohovořil o pětiosém stroji C 32 U, které je v centru nové.

Švédové jsou féroví a přímí obchodníci

Celosvětová pandemie covid-19 mění světa vytváří nové příležitosti a výzvy pro exportně orientované firmy. Zahraniční kanceláře CzechTrade registrují příležitosti v daných destinacích a vytvářejí partnerství českým výrobním společnostem a jsou jim nápomocni při vstupu na trh a upevnění jejich pozice.

Digitalizace: klíč k úspěchu

Již od roku 1919 zkoumá, vyvíjí a vyrábí zabezpečovací techniku společnost EVVA - rodinná firma se sídlem ve Vídni. To, že se nyní, přibližně o 100 let později, stala průkopníkem propojené výroby, je zásluhou její jasné strategie s důrazem na digitalizaci. Důležitým milníkem nové výrobní filozofie společnosti EVVA je soustružnické a frézovací centrum Hyperturn 65 Powermill v kombinaci se síťovým řídicím rozhraním Emconnect. S flexibilním výrobním systémem od společnosti Emco lze nyní kompletně automatizovat obrábění mosazných dílů v kusové výrobě i výrobě středních sérií.

MSV ve znamení obrábění

Všichni, kdo máme něco společného se strojírenstvím, pevně věříme, že se v letošním roce opět otevřou brány brněnského výstaviště pro meku strojařů z celého světa – Mezinárodní strojírenský veletrh. Na MSV se letos, kromě lidí z dalších oborů, setkají i výrobci vynikajících obráběcích strojů. Proto jsme se na postřehy a názory tentokrát zeptali Petra Odehnala z obchodního oddělení společnosti Pilart stroje.

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