プラグ製品とプレスは、メーカーがスクラップと保証請求を減らすのに役立ちます

Dec 21, 2023

リサ・エイテル著 | 2023 年 2 月 1 日

自動車のオートマチック トランスミッション ケースは、多くのチャネルと通路を備えた洗練されたバルブ ボディを含む非常に複雑な鋳物です。 必要な制御機能を実行するには、これらの機能を正確に接続する必要があります。 ただし、すべての相互接続をキャストできるとは限りません。 一部のケースの特徴では、クロスドリリングと呼ばれるプロセスを使用して、鋳物の外殻 (および 1 つ以上の内部チャネル壁) に穴を開ける必要があります。 。 このような穴あけにより、外殻に穴が残り、流体の損失を防ぐためにシールが必要になります。

監視システムのサプライヤーである Promess の長年の顧客である、ある自動車メーカーは、Promess 電気機械アセンブリ プレス (EMAP) を使用して、スチール ボール ベアリングをクロスドリル穴に押し込み、穴をシールしました。 このシール方法は以前の用途では機能していましたが、新しい薄壁のトランスミッション ケースでは失敗し、ハウジングの亀裂、許容できない漏れ率、および保証の問題を引き起こしていました。

EMAP は、ピーク力と最終位置を監視し、正確に制御するために装備された電動サーボ プレスです。 ただし、ユーザーはボールを押すアプリケーションを特定の距離で停止するようにプログラムしていたので、距離のみが制御されていました。 ボールの寸法も、穴の直径と表面仕上げも、厳しい公差に保たれていませんでした。 その結果、同じレベルの力でもボールはホール内のかなり広範囲の位置に残る可能性があります。 このばらつきが漏れや亀裂の根本原因でした。

精密なプレスフィードバックにより、設計されたプラグが正しく取り付けられることが保証されます。

Betaplug 製品には、本体に加えて、膨張を引き起こして密閉性を高める内側のピンが含まれています。 Betaplug は The Lee Company の商標です。

これらの許容できない歩留まりの問題に対処するために、メーカーは鋼球を The Lee Company が製造する Betaplug 拡張プラグに置き換えることを決定しました。 この事前に組み立てられた 2 ピースのテーパー拡張プラグには、内側のピンと、取り付け時にハウジングに食い込むランドと溝を備えた外側のプラグ本体が備わっています。 より具体的には、Betaplug 製品は、適切なフィット感を生み出す、適合するテーパー付きボアに取り付けるように設計されています。 不必要な膨張を低減し、脆性材料や薄肉条件に適した予測可能なボス応力を備えています。

取り付けツールは、プラグ本体の後端をかしめながら、内側のピンを同一面の下に取り付けるように設計されています。

Betaplug 拡張プラグを使用すると、ハウジングの亀裂や生産歩留まりの問題が解消されました。 しかし、メーカーは不適切な設置仕様を引き継いだため、新たな製造上の問題、つまり、許容できないスクラップ率、歩留まりの問題、および治具の損傷が発生しました。 そこでメーカーはPromess and The Lee Companyに連絡を取りました。 両社は、設置と組み立てのプロセス全体を調査し、高いスクラップ率に対する解決策を提案するよう依頼されました。

ここに示されているのは、自動車メーカーがクロスドリル加工されたトランスミッション ケースの鋳物に Betaplug を採用しているところです。

Lee Company のエンジニアは、Betaplug 製品に過剰な圧力がかかっていると判断しました。 これにより、ピンが移動してプラグ本体を拡張し、プラグを取り付け穴内に押し出すときに、過剰な半径方向の力が発生しました。 メーカーは、正常に取り付けられたプラグが現場で失敗することはなかったため、距離ベースのプログラミングの変更には消極的でした。

正しく取り付けられている場合、ピンはプラグ本体の面一から 0.5 ～ 0.8 mm 下の位置に取り付けられ、すべての杭打ち跡が存在します。 過剰に取り付けると、ピンがプラグ本体に接触するほど過剰に駆動されます。 この過剰な圧力により、プラグ本体が取り付け穴の壁から押し出され、その結果、ピンがプラグ本体の面一から 0.8 mm 以上下に位置します。

Betaplug 製品の適切な取り付けは、ユニットがボア内のどこに配置されているかに関係なく、かしめが完了したら終了する必要があります。 メーカーのエンジニアは、最適なかしめ位置に関係なく、ボア内の固定点にプラグを取り付けたいと考えていました。 結局のところ、そこがスチールボールプラグが最も優れたパフォーマンスを発揮した場所でした。 しかし、狭い穴では、Betaplug 拡張プラグを押し出す過剰な取り付け力が発生しました。

Promess のエンジニアは、単純な力のレベルや距離以上のものを測定するようにプログラムを変更することをメーカーに推奨しました。 エンジニアは、EMAP 計測器と Promess モーション コントローラーの高度なデータ処理機能を組み合わせる利点を強調しました。 その結果、絶対的な力と距離、およびそれらの測定値間の変化率などのより複雑な関係を測定および制御できるようになります。

取り付け中、Betaplug 製品は、外側のプラグ本体のランドがボアに食い込み始めるまで、最初はユニットとして動きます。 適切な抵抗が達成されると、プラグ本体は動きを停止しますが、内側のピンは動き続けて拡張力を生成し、漏れのないシールを形成し、保持力を確保します。 ピンが面一より 0.5 ～ 0.8 mm 低い場合、取り付けツールはプラグ本体の上端にかしめられます。

1) カップがボア内を移動すると、ここで力が増加し始めます。 2) カップが停止し、ピンがカップ内に移動し始めます。 3) 変曲点は、システムが部品のかしめを開始するときです。 4) 最終変曲点はステーキングが終了し、変化率が完了するときです。

この移行により、押圧力と距離の変化率の関係に容易に検出可能な変曲点が生じます。 検出後は、ピンがプラグ本体に適切に挿入された時点でプレスを停止するだけで済みます。 その結果、有害なピンの過剰挿入を回避して適切に固定された設置が可能になります。 追加の利点として、プログラミングでは、上下逆さま、横向きになっている部品、またはピンやコンポーネントが欠落している部品も検出できます。

ここに示されているのは、Betaplug 製品の取り付けに使用される Promess の電動サーボ プレスです。

Promess のエンジニアと Lee の担当者は、新しいプログラミングを検証するために広範な実験室テストを実施しました。 これは、アップグレードされたアプリケーションをメーカーの工場にインストールする前に行われ、そこでさらなる試行が行われました。 新しい変化率ベースのアプリケーションは、必要なテストがすべて正常に完了した後に運用開始されました。

新しい EMAP プログラムと修正された設置手順により、設置歩留まりの問題が解決され、廃棄率が削減されました。 実際、Betaplug 製品が当初指定された距離まで挿入されなかったために以前に廃棄されていた廃棄部品の多くは完全に許容可能であり、現場で失敗することはないと判断されました。

従来の油圧または空気圧プレスの代わりに EMAP のようなプログラム可能なデバイスを使用することには利点があります。 EMAP は複数のタイプのシーリング ソリューションを取り付けることができ、簡単なプラグとプログラムの変更により、重大な廃棄と歩留まりの問題が修正されました。

プラグとプログラムの変更以来、3,500 万以上のプラグが取り付けられ、漏れに対する保証返品なしで使用されています。 詳細については、theleeco.com および promessinc.com をご覧ください。