Автоматический шуруповёрт, формирующий резьбу.

DEPRAG FFS - система для монтажа резьбы под соединение непосредственно в детали из листового металла.

Комбинация соединений из разных материалов, что используется в современной конструкции автомобильного кузова, а также необходимость крепления с односторонним доступом, являются прекрасным поводом для использования системы DEPRAG FlowFormScrewdriving (D-FFS).

Преимущества DEPRAG FlowFormScrewdriving системы:

доступность только с одной стороны винтовой части.

• надежное соединение различных материалов (например, легкий металл/сталь для кузова, сборка).
• сборки листовых металлических деталей без предварительно просверленных или штампованных отверстий (например, сборка бытовых/пищевых деталей из листового металла).
• использование стандартных метрических винтов для ремонтных и профилактических работ.
• затяжка и испытания винтовых соединений с применением параметров для обычных винтов: крутящего момента, угла и линейных перемещений.

Как работает FFS?

Шаг 1: от трения кончика винта FFS, вращающегося с высокой скоростью, и одновременно сильного нажатия материал нагревается.

Шаг 2: винтовой наконечник проникает в разогретый.

Шаг 3: формирующий кончик винта FFS проталкивает материал в направлении завинчивания винта и методом экструзии формирует стенки для будущей резьбы.

Шаг 4: после прохождения вглубь наконечника винта FFS и снижения давления скорость вращения сбрасывается и начинается процесс самонарезания резьбы. Высота полученных стенок обеспечивает формирование трёх-четырёх ниток резьбы, что достаточно для надёжного соединения.

Шаг 5: винт вкручивается до конца.

Шаг 6: винт затягивается с помощью обычных процедур (крутящий момент, угол, коэффициент трения и т. д....).

Оборудование для установки FFS-винтов

Блок имеет:

• Нажимное усилие - до 3000 Н;
• Вращающий момент - до 10 Н·м при скорости 8000 об/мин.;
• Вращающий момент - до 15 Н·м при скорости 6000 об/мин.

Полностью оборудование имеет расширения:

• Встроенный револьверный сепаратор. Винты подаются в передовую головку, направляясь из револьверного сепаратора так, что их положение фиксируется точно воздушной струёй. Время цикла работы: следующий винт загружается сразу, как только первый винт установлен.
• Магазин системы кассетный, подающие шланги устранены. Винт подаётся без подающего шланга: пока робот работает с винтами от одного магазина, питатель в это время заполняет вторую кассету для следующей зарядки.
• Интуитивно понятные настройки процесса завинчивания шурупов, регулировки параметров системы автоматические. Оператору достаточно только четко ввести следующие параметры в панель HMI: геометрия винта (диаметр и длина), информацию, относящуюся к сборочным деталям (количество, материал и прочность металла, с/без отверстия) и уточнить параметры.
• Сменный мундштук. Простая настройка на другой тип винта или устранение неисправностей нажатием одной кнопки.
• Активный ствол-челюсти. Цилиндр автоматически разжимает челюсти ствола, отпуская винт, как только винт начинает формировать проход.

Программа для работы с FFS-винтами

Специально разработанное FFS программное обеспечение для высочайшей надежности и удобства пользователя позволяет:

• оценить отдельные винтовых соединения и отобразить результаты сборки, параметры затяжки, крутящий момент, угол, глубину врезания и расчётную производительность.
• производить настройки и регулировки системных параметров, введя геометрию винта (диаметр и длина) и проч.

От составителя:

Представленная фирмой DEPRAG технология резьбового соединения особенно своевременна тем, что современная сборка автомобильных кузовов представляет собой обшивку металлического каркаса неметаллическим оперением - зачастую внешние части изготовлены из углепластичных материалов.

Однако, как специалист, скажу, что воспроизвести эту технологию довольно сложно, потому что придётся провести много опробований при доводке, как геометрических размеров винтов FFS, так и материала, из которого их лучше всего изготавливать, чтоб резьбовое соединение получилось без «протечки» разогретого металла винта. Если листовой материал должен разогреться и получить заданную деформацию, то винт FFS, который абсолютно также подвергается и разогреву от трения, обязан пройти все стадии технологии без изменений технических характеристик.

Хочу отметить, что эта технология представляется, как продвижение уже существующей технологии под названием «тепловое сверление» тонкостенных металлов.

Упоминание о тепловом сверлении широко было описано в 2013 году в мировых Е-изданиях.

В настоящее время она настолько широко используется в мире, что получила развитие и в восточных странах (Индия, Китай), которые осваивают производства для снижения цены на широко используемую продукцию.

Тепловое сверление не так требовательно к инструментарию, поскольку, отверстие готовится многоразовым инструментом и с одной настройки режимов сверлильной головки.

Для подробного ознакомления выставляю перевод технического описания этой технологии по адресу:

(статья в работе),

однако, для прочтения посетителям необходимо зарегистрироваться.

Теперь, в продолжение, рассуждений об описанной технологии - для простоты обихода назовём её «тепловое формирование резьбового соединения» в листовом металле - следует обратить внимание на носик винта FFS.

На носик приходится самая ответственная силовая нагрузка, которую ему следует выдержать и не деформироваться от перегрева. Более того при нагреве диаметр части винта, где носик переходит в резьбу должен принять (расширившись от нагрева) тот размер, который необходим для накатки внутренней резьбы в листе металла.

Трудность исполнения этих требований заключается в том, что носик следует выполнять без внутренней пустоты, полнотелым. А при накатке, широко применяемой технологии получения, как резьбового профиля стержневым изделиям, так и каких-то местных переходов на стержне, выкатка носика образует пустоту внутри.

В связи с этим вспоминается технология оформления носика у дюбель-гвоздя для пристрелки в стену.

При изготовлении дюбеля носик сначала накатывается, а следом обстукивается для выдавливания полученной пустоты:

Существует ещё одна распространённая технология - подрезка фаски под метрическую резьбу при производстве машиностроительных болтов. Здесь отштампованные заготовки болтов пропускаются через дополнительный станок, где каждый болт зажимается и торец обкатывается вращающейся головкой с резцами - снимается фаска, размеры которой строго нормированы стандартом. Такую технологию вполне можно применить и для заострения носика винтов FFS.

Однако, преодоление технической трудности один раз и отработка устойчивой технологии, какой бы сложной она ни была, гораздо выгодней, чем преодоление трудностей каждый раз при выполнении серийной работы, в нашем случае - обеспечение надёжного резьбового соединения.

Пётр Сапожков