Вторая Всероссийская конференция метизников «Метизное производство для российской автомобильной промышленности»

Вид материала

Документы

Содержание Гун Игорь Геннадьевич, д.т.н., профессор Современные автоматы для холодной высадки автомобильного крепежа и специальных деталей Реализация концепции - «метизный завод под ключ»

Подобный материал:

• Международная конференция по привлечению инвестиций в производство комплектующих для, 315kb.
• Всероссийская конференция метизников Развитие метизного производства в России, 993.91kb.
• Темы: Меры государственной поддержки и регулирования в автомобильной промышленности, 138kb.
•  Всероссийская конференция учителей в Волгограде, 18.84kb.
• Промышленность Ярославского края в годы предвоенных пятилеток, 296.91kb.
• Годовой отчет открытого акционерного общества «Научно-исследовательский институт технологии, 222.3kb.
• Справочник работ и профессий рабочих Выпуск 48 Разделы: "Общие профессии производств, 10592.39kb.
• Состав научно-технического совета по реализации мероприятий в области развития автомобильной, 49.42kb.
• Ий день существует необходимость защиты отечественной автомобильной промышленности, 139.61kb.
• Состоялось совместное заседание по вопросам автомобильной промышленности, 34.25kb.

Опыт создания производства шаровых пальцев для поставки ведущим мировым производителям систем передней подвески рулевого управления.


Гун Игорь Геннадьевич, д.т.н., профессор

ЗАО НПО «БелМаг»


Закрытое акционерное общество научно-производственное объединение «БелМаг» было основано 30 декабря 1996 года в металлургической столице России Магнитогорске, расположенном у подножия Уральских гор на границе Европы и Азии. Стратегическая цель предприятия – выпуск высококачественных автомобильных деталей и узлов.

Создание ЗАО НПО «БелМаг» связано со стратегическим партнерством двух крупнейших отечественных южноуральских предприятий – ОАО «Автонормаль» (Белебей, Республика Башкортостан) и ОАО «Магнитогорский металлургический комбинат» (Магнитогорск, Челябинская область). Само название «БелМаг» было образовано из первых слогов имен двух городов – Белебея и Магнитогорска, градообразующие предприятия которых и дали ЗАО НПО «БелМаг» путевку в жизнь.

Профиль компании – разработка и производство автокомпонентов передней подвески, рулевого управления и других систем автомобилей.

Начав с изготовления шаровых опор для автомобилей ВАЗ 2101–2107, 2121 в апреле 1997 года на арендованных у ММК производственных площадях, уже к концу того же года «БелМаг» освоил и сертифицировал производство всего ассортимента шаровых опор для автомобилей ВАЗ, в том числе ВАЗ 2108–2110, 1111. В июле 1998 года НПО «БелМаг» первым из производителей запчастей начало защищать свои изделия, нанося на них лазерные голограммы. В ноябре 1999 года была приобретена собственная промышленная площадка и начато ее освоение. В настоящее время ЗАО НПО «БелМаг» имеет две собственные промышленные площадки, на которых размещено производство автокомпонентов.

За время своей деятельности предприятие освоило и развило производство: рулевых наконечников и рулевых тяг, шаровых опор, опор верхних стоек, шарниров рулевой трапеции, шарниров резинометаллических, главных тормозных цилиндров, передних и задних тормозных цилиндров, цилиндров сцепления – всего 43 наименования автокомпонентов для автомобилей ВАЗ и ГАЗ различных моделей.

«БелМаг» поставляет продукцию: во все регионы России; в страны СНГ; в Голландию, Чехию, Польшу, Болгарию, Югославию, Словакию, Египет, Алжир, на Кубу, в Колумбию, Китай и другие страны.

В 1996 году «БелМаг» стал 22 по счету предприятием в России и СНГ, производящим шаровые опоры на вторичный рынок. Уже через три года НПО «БелМаг» вошел в тройку лидеров по объему продаж шаровых пальцев в сборе на вторичном рынке СНГ. Сегодня во многих регионах «БелМаг» занимает 1-е или 2-е место по объему продаж и известности своей торговой марки.

В своем составе предприятие имеет практически весь перечень технологического оборудования, необходимый для полного цикла производства перечисленных выше автокомпонентов.

На предприятии действует штамповочное производство, включающее мощности по горячей, холодной объемной штамповке и мощности по листовой штамповке. НПО «БелМаг» имеет механообрабатывающее производство, включающее все необходимое металлообрабатывающее оборудование для производства комплектующих металлоизделий. Для обеспечения требуемых прочностных и других механических свойств изделий действует отделение термической обработки. Имеется отделение для нанесения антикоррозионных покрытий различных видов на комплектующие изделия шаровых шарниров и рулевых наконечников.

Сборочное производство «БелМаг» оснащено современным оборудованием, позволяющим обеспечить необходимые эксплуатационные характеристики производимых автокомпонентов.

В 2004 году на предприятии создан и подготовлен к серийному производству новый цех обработки шаровых пальцев для поставки продукции за рубеж.

В 2002 году НПО «БелМаг» внедрил и применяет систему менеджмента качества на соответствие стандарту ISO-9001:2000 – это система взаимосвязанной деятельности персонала предприятия на всех этапах производства, включая техническую помощь и послепродажное обслуживание. Сертификат выдан органом по сертификации TUV CERT-TUV Thuringen e.V. Весь персонал прошел обучение по системе менеджмента качества и выдержал экзамены. В 2006 году НПО «БелМаг» планирует подготовить СМК к сертификации по TS 16949:2002.

Персонал – главная ценность фирмы, а сильная и сплоченная команда руководителей и специалистов – отличное конкурентное преимущество. 34% персонала имеет высшее образование. 17% представителей менеджерского корпуса и инженерных служб имеет ученые степени, два высших образования или государственное поствузовское образование. На предприятии создана и действует сквозная система повышения квалификации персонала. Высшее руководство прошло обучение в Академии народного хозяйства при Правительстве РФ по программе «МВА».

Особенной чертой, выделяющей НПО «БелМаг» среди аналогичных российских предприятий, представленных на отечественном рынке автокомпонентов, является научный подход к решению как производственных, так и инженерно-конструкторских задач.

НПО «БелМаг» тесно сотрудничает с Магнитогорским государственным техническим университетом им. Г. И. Носова (МГТУ).

Основатели и большинство сотрудников предприятия – выпускники этого университета.

В 2000 году в МГТУ создана кафедра технологий, сертификации и сервиса автомобилей, которая готовит инженеров по двум специальностям: автомобильный сервис; стандартизация и сертификация в металлургии. На этой кафедре преподают ведущие специалисты НПО «БелМаг», а в самой компании работают три доктора и пять кандидатов технических наук. В своем составе предприятие имеет отдел научных исследований и перспективных разработок.

Специалистами НПО «БелМаг» разработано, внедрено и запатентовано 12 конструкций и технологий производства автокомпонентов.

В 2000, 2001, 2002 и 2003 годах шаровые опоры и рулевые наконечники производства НПО «БелМаг» удостоились золотых и серебряных дипломов конкурса «100 лучших товаров России», Почетного Знака Госстандарта России. В 2003 году «БелМаг» вышел в финал конкурса на соискание премии Правительства РФ в области качества.

В августе 2003 года за высокое качество выпускаемой продукции предприятие награждено серебряной медалью «For high quality. New millennium» («За высокое качество. Новая эра»). В 2005 году получена международная награда «Европейское качество» Европейской бизнес-ассамблеи (Великобритания, г. Оксфорд), этой награды удостаиваются компании европейских стран за достижения в обеспечении высокого качества в соответствии с европейскими стандартами.

Стратегические направления развития предприятия:

– расширение ассортимента производства автокомпонентов для отечественных автомобилей, поставляемых на вторичный рынок;

– поставки на сборочные конвейеры мировых лидеров в Европе и России.


В настоящее время НПО «БелМаг» осваивает производство шаровых пальцев для иномарок с их последующей поставкой на западный рынок.

В процессе освоения производства шаровых пальцев по мировым требованиям специалисты предприятия столкнулись с проблемами, среди которых:

1. Освоение выплавки, прокатка и подготовка металла по техническим спецификациям заказчика и одобрение материала заказчиком;

2. Высадка заготовок пальцев с более жесткими допусками и элементами типа наружный и внутренний шестигранник или TORX на торце стержневой части пальца;

3. Статистическое управление процессами высадки и термической обработки заготовок, обеспечение необходимой стабильности и воспроизводимости процессов;

4. Контроль 100% изделий по геометрическим размерам и наличию трещин, в том числе средствами и способами контроля, указанными или одобренными заказчиком (например, вихревыми токами);

5. Нанесение покрытий типа DACROMET, GEOMET и (или) аналогичных им;

6. Механическая обработка с уменьшенными допусками и повышенной чистотой обработки. Обеспечение заданной стабильности и воспроизводимости процесса;

7. Выбор, испытания и одобрение заказчиком консерванта для упаковки.

При отработке одного из заказов на НПО «БелМаг» создано и одобрено новое производство шаровых пальцев. В октябре 2004 года были изготовлены и отправлены первые партии шаровых пальцев, которые были испытаны и одобрены заказчиком.


Современные автоматы для холодной высадки автомобильного крепежа и специальных деталей


Марк Ван Тиль

Nedschroef-Herentails, Бельгия


Особенности машин для холодной штамповки и изготовления болтов фирмы Nedschroef


Первая важная особенность оборудования для холодной штамповки деталей – количество позиций, необходимых для формирования изделия.

Сегодня Nedschroef-Herentails может предложить широкий спектр оборудования – это и пресс для холодной штамповки с пятью матрицами Nedmax, усилием высадки 400 т, предназначенный для изготовления крепежных изделий из проволоки или калиброванного проката диаметром 28 мм, и шестипозиционный пресс с усилием высадки 230 т и диаметром используемой проволоки 20 мм, и многие другие модели.

Особенностью прессов этой серии можно считать привод Nedform с высоким уровнем передачи энергии на двух маховиках и зубчатых передачах, который позволяет минимизировать дисбаланс и вибрации путем отличной синхронизации движения деталей машины.

Для привода используются два двигателя: основной с изменяемой скоростью вращения и отдельный для наладки и настройки пресса.

Главное зубчатое колесо зажато между двумя фрикционными дисками, допускающими проскальзывание в случае значительной перегрузки.

Таким образом обеспечивается защита от повреждения основных деталей машины, таких как коленвал, подшипники, соединительные тяги.

Привод полностью закрыт и работает в масле для обеспечения постоянной смазки шестерен. Он не требует дополнительного обслуживания. Усиленная С-секция между коленвалом и матрицами позволяет получить максимальную производительность без смещения заготовки. Это важное требование для изготовления деталей с повышенной точностью, например, крышек подшипников с высокой точностью толщины донышка, которая зависит от положения заготовки, коленвала, суппорта.

Верхний суппорт, закрепленный с обеих сторон коленвала, обеспечивает лучшее передвижение и позиционирование основного суппорта относительно матриц. Соединительная тяга повышенной прочности выдерживает значительные нагрузки. Двойной подшипник установлен сзади. Седельный подшипник суппорта спереди. Для обеспечения максимальной жесткости конструкции используется сверхширокая соединительная тяга.

При максимальной рабочей нагрузке 18 Н/мм2 бронзовые подшипники выдерживают давление на поверхности в 125 Н/мм2, обеспечивая коэффициент перегрузки 125/18 = 7. Таким образом, пресс, рассчитанный на усилие высадки в 230 тонн, выдержит 7-кратную перегрузку в 1600 тонн. В случае значительных перегрузок главное зубчатое колесо будет проскальзывать, сохраняя тем самым основные детали от повреждения и гарантируя таким образом длительный жизненный цикл пресса.


Все нагрузки передаются с коленвала по соединительной тяге параллельно его движению, и значит, отсутствует поперечное движение основного ползуна. Также отсутствует нагрузка на втулки, а следовательно, их износ, даже при смещенной нагрузке относительно оси. Нет бокового смещения ползуна, что дает хорошую соосность штампованных деталей.

Подающие ролики со сменными кольцами предназначены для заправки проволоки разных диаметров. Такая система подачи обладает существенными недостатками:

– большие подающие ролики – дорогие для больших машин и тяжелые для оператора;

– подающие ролики имеют контакт с проволокой в точке, что повреждает ее поверхность;

– подача проволоки с усилием на ограничитель приводит к трению поверхности отреза проволоки с ограничителем. В результате появляются перегретые участки металла, заусеницы и царапины на поверхности отреза заготовки, что означает плохое качество заготовки;


– при использовании подающих роликов возникают трудности подачи коротких отрезков заготовки, длина которых соизмерима с их диаметром, а также трудности подачи длинных заготовок при малом диаметре проволоки, т.к. возможен загиб заготовки, что осложнит в дальнейшем подачу.

Указанные проблемы можно решить с помощью линейной системы подачи заготовки, которая обладает неоспоримыми преимуществами:

– осуществляется точная подача без ограничителя, с детектором подачи заготовки;

– нет загиба отрезков заготовки;

– нет трения между подающей втулкой и проволокой во время движения, что устраняет повреждение поверхности поволоки и позволяет осуществлять подачу как очень коротких, так и очень длинных заготовок;

– линейную подачу легко настроить, легко менять зажимы;

– большая поверхность зажима (3 линии контакта) позволяет избежать повреждений поверхности проволоки. Отрезное устройство с цилиндрическим ножом закрытого типа в комбинации с линейной подачей заготовки обеспечивает ровную и чистую поверхность среза;

– увеличенная скорость реза до 1,1 м/с улучшает его качество;

– детектор длины подачи используется для определения длины заготовки, которая автоматически выбрасывается, если ее длина меньше заданной.

Максимальная скорость реза достигается в начале цикла после прохода 1 мм.

Комбинация линейной подачи, ножа закрытого типа и увеличенной скорости резки обеспечивает ровную и чистую поверхность заготовки с высокой точностью, что немаловажно при производстве штамповкой сложных деталей.

Средний вес заготовки 72,71 г. Максимальное отклонение веса заготовки +0,06 г, или 0,08%. Точность отрезки обычно измеряется весом, т.к. невозможно с достаточной точностью измерить длину заготовки. Механизм поддержки деталей используется для передачи очень маленьких деталей на высокой скорости. Он используется, например, при производстве чашек пружин клапанов.

Во время выброса детали зажимаются между держателем и шпилькой матрицы. Индивидуально синхронизированный палец с парой дополнительных пальцев передают готовые детали от последней матрицы к лотку. Таким образом предотвращается смешивание деталей с окусом. Кроме того, вынос готовой детали за линию работы ползуна гарантированно предотвращает ее повреждение.

Для производства болтов с фаской и накатки резьбы существует специальная накатная машина, размещенная сбоку пресса.

Все прессы Nedschroef-Herentails укомплектованы шумоизолирующим кожухом, что обеспечивает комфортные условия для работы оператора.

Сменные блоки штамповки необходимы, чтобы снизить время перенастройки машины. Уменьшенное время перенастройки – важное требование при производстве машиностроительного крепежа в соответствии с требованиями JIT.

В качестве примера можно привести производство болтов М24 фирмой Nedschroef Helmond в Голландии, на котором обеспечивается производство 586 тыс. шт. болтов. В комплект поставки входит 10 перенастроек под типоразмер болта и 17 вариантов длины.

Холодная штамповка широко применяется для изготовления деталей автомобиля. Такой крепеж используется в двигателе, трансмиссии, подвеске, кузове и при сборке. Пример – вал трансмиссии Volkswagen. Вал изготавливали из литой заготовки на вертикальном прессе со скоростью 20 шт./мин. Проблема с литой заготовкой заключается в том, что объем материала фиксированный и не может быть изменен, чтобы компенсировать износ матриц пресса.

В горизонтальном прессе с линейной подачей проволоки и блоком резки можно регулировать длину заготовки, тем самым изменяя объем металла, чтобы компенсировать изменения размеров в результате износа матриц.

Для изготовления этого вала были использованы открывающиеся матрицы, позволяющие получить характерный профиль детали.

В связи со значительным весом больших деталей необходимо обеспечить их улавливание, предотвращающее их повреждения во время падения. Для этого прессы снабжаются специальным конвейером, по которому детали поступают до технологического контейнера.


В качестве еще одного примера рассмотрим использование прессов Nedschroef-Herentails при изготовлении вала стартера. Вал стартера изначально изготавливался из заготовки на вертикальном прессе в 3 удара с промежуточным отжигом и фосфатированием между ударами. Максимальная скорость – 20 шт./мин. Такой же вал был изготовлен из сферодиизированной отожженной проволоки 10B22M (борсодержащая сталь) на пятипозиционной машине Nedmax NM533 с усилием высадки 550 т при скорости 80 шт./мин.

Для изготовления этой детали требуется сферодиизированный отожженный материал из-за разницы толщины стенок во внутреннем профиле. В процессе обратной вытяжки материал в секции тонких стенок течет быстрее, чем в секции толстых стенок, что приводит к неравномерному распределению давлений и образованию трещин в основании выступа толстой стенки.


Использование 4-клапаных цилиндров в современных автомобильных двигателях увеличивает количество клапанов, а следовательно, и чашек пружин клапана. В то же время диаметр чашки делается меньшим. Интерес к штамповке таких деталей возрастает, но при этом возникают определенные трудности из-за их малого размера. Обоймы пружин клапанов могут быть штампованы непосредственно из проволоки или подвергаться отжигу перед последним ударом. Штамповка обойм пружин клапанов проходит на скорости 180 шт./мин. Поддерживающее устройство позволяет производить их на большой скорости.

Различные ролики, используемые в клапанно-шатунной группе двигателя, также могут быть изготовлены на прессах Nedschroef-Herentails. Они должны иметь сопротивление усталости и поэтому изготавливаются из стали 100Cr6 с содержанием углерода 1%. При должной подготовке металла они могут быть изготовлены методом холодной штамповки.

Также штамповкой можно изготовлять тарелки клапанов. Тарелки клапана имеет квадратное гнездо для ролика. У ролика есть фаски с обеих сторон, для установки в квадратное гнездо. Предъявляются высокие требования к точности внутреннего диаметра ролика, т.к. его внутренняя поверхность подвергается шлифовке, а это дорогостоящая операция.

Чтобы сократить объем снимаемого шлифовкой металла, соосность внутреннего и внешнего диаметра должна быть очень точной. Чтобы добиться хорошей соосности между внутренним и внешним диаметром, пресс должен иметь хорошо управляемый основной суппорт. Также на соосность влияет форма инструмента. Для этого пуансон входит с некоторым натягом в матрицу (диаметр пуансона чуть увеличен по отношению к диаметру матрицы). Таким образом гарантирована отличная центровка пуансона для изготовления подобных деталей. Дополнительный внутренний пуансон находится в держателях на резиновых кольцах, автоматически центруясь в матрице во время удара.


Реализация концепции - «метизный завод под ключ»


Сарьян Сергей Евгеньевич

Представительство «WSD GmbH», Германия


Подготовка проволоки


Первым ответственным шагом при производстве крепежа является правильный подбор материала и подготовка проволоки к процессу холодной высадки. Традиционно обработка проволоки перед калибровкой включает в себя следующие этапы:

- очистку проволоки (обезжиривание и травление);

- подготовку к нанесению покрытия;

- нанесение фосфата химическим или электролитическим методом.

Конструирование и изготовление погружных и проходных установок для очистки и различных видов покрытий проволоки, таких как: фосфатирование, цинкование (горячее и электролитическое), а также меднение или нанесение слоя бронзы или латуни - основной профиль немецкой фирмы «STAKU- Anlagenbau GmbH».

Автоматические и полуавтоматические линии для фосфатирования проволоки в бунтах, которые вот уже более 30-ти лет успешно реализует по всему миру фирма «STAKU» выполняются в полном соответствии с европейскими нормами, включая соответствующие системы очистки воздуха и сточных вод.

В настоящее время наиболее востребованными разработками фирмы «STAKU» являются проходные одно- и многопоточные установки с применением технологии электролитического фосфатирования. Линии «Ephos» (от сочетания слов электролитическое фосфатирование), которые при достаточно высокой производительности и исключительно равномерном покрытии, обеспечивают:

- образование на наружной поверхности проволоки мелкокристаллического слоя фосфата, гарантирующий прекрасные антифрикционные свойства и прочность при волочении;

- возможность выбора толщины слоя благодаря регулируемой величине тока;

- исключение образования шлама, что снимает проблемы с очисткой ванн и утилизацией отходов;

- экономия производственных расходов в 2-4 раза по сравнению с химическим методом обработки на установке погружного типа;

- значительно меньший расход химикатов и электроэнергии благодаря меньшим объёмам ванн и низкой температуре процесса;

- полную автоматизацию процесса благодаря возможности добавления химикатов по отработанным ампер-часам;

- экономию производственных площадей ввиду относительной компактности установки.

В итоге: увеличение скорости волочения в 3 раза (до 2,5-3 м/с).


Высадка


Фирма «National Machinery», имеющая более чем 130-летнюю историю, является бесспорным мировым лидером в области создания холодновысадочного и резьбонакатного оборудования.

В советские времена прессовое оборудование «National» (а в СССР поставлялось в общей сложности около 600 машин этой марки) было эталоном производительности, надежности и оригинальности технических решений).

И сегодня автоматы «National Machinery», благодаря применению технологической концепции «FORMAX», не имеют себе равных по многообразию возможностей, высокой точности и удобству наладки.

«National Machinery» предлагает свои новейшие разработки - прессы серий

«Formax 2000» и «Formax Plus» для высадки широчайшего спектра деталей в интервале

усилий прессования от 300 до 2.000 кН.

Для изготовления крупных деталей имеются исполнения прессов с количеством матриц от 2-х до 6-ти и усилием прессования от 2,5 до 6.000 кН.

Отличительной особенностью автоматов «National» последнего поколения является применение системы FORMAPAK, обеспечивающей возможность точной настройки инструмента на изготовление новой детали в дополнительном съёмном блоке в течение получаса, в то время как сам автомат находится в работе.

Благодаря оригинальной системе поперечного переноса РМР достигается возможность изготовления коротких или сложных ступенчатых деталей или деталей с относительно крупной головкой.

Вот только некоторые из неоспоримых преимуществ автоматов серии «Formax»:

- возможность производства более сложных деталей с жёсткими допусками малыми сериями с использованием в дальнейшем всех необходимых настроек;

- резкое повышение стойкости инструмента благодаря нулевому зазору по всей длине хода ползуна;

- возможность использования чередующейся подачи проволоки при изготовлении деталей, требующих большого усилия прессования;

- возможность работы пресса в составе гибкой технологической линии совместно с фаскосъемным устройством и резьбонакатным станком.

Эти достоинства в сочетании с широким комплексом услуг, предоставляемых сервисным центром в Нюрнберге (Германия), а также возможностью обучения и консультаций специалистов заказчика, позволяют достичь максимальной степени эффективности оборудования «National Machinery».

Фирма "WSD" будет рада видеть Вас у стенда № 7-5В14/7-5С13 на выставке "WIRE Russia- 2005" 21 июня - 24 июня 2005 года в Павильоне № 7 «Экспоцентра» на Красной Пресне.