Automatización de la fabricación de transmisiones

Por Mike Santora | 1 de marzo de 2023

La retroalimentación de precisión de la prensa garantiza que los tapones diseñados estén correctamente instalados.

La caja de transmisión automática de un automóvil es una fundición compleja con un cuerpo de válvula sofisticado con muchos canales y pasajes. Estas características deben estar conectadas con precisión para realizar las funciones de control necesarias. Sin embargo, no siempre es posible lanzar todas las interconexiones. Algunas características de la carcasa requieren taladrar a través de la capa exterior de la pieza fundida (y una o más paredes internas del canal) mediante taladrado transversal. Dicha perforación deja un agujero en la cubierta exterior que requiere un sellado para evitar la pérdida de fluido.

Método de sellado de perforación cruzada más controlable Un fabricante de automóviles, cliente desde hace mucho tiempo del proveedor de sistemas de monitoreo Promess, empleó una prensa de ensamblaje electromecánico (EMAP) de Promess para presionar rodamientos de bolas de acero en orificios perforados transversalmente para sellar los orificios. Si bien este método de sellado funcionó en aplicaciones anteriores, falló en una nueva caja de transmisión de paredes delgadas, lo que provocó grietas en la carcasa, índices de fugas inaceptables y problemas de garantía. La EMAP es una servoprensa eléctrica instrumentada para monitorear y controlar con precisión la fuerza máxima y la posición final . Sin embargo, el usuario había programado la aplicación para presionar la pelota para que se detuviera a una distancia específica, por lo que solo se controlaba la distancia. Ni las dimensiones de la bola ni el diámetro y el acabado de la superficie del agujero se mantuvieron con tolerancias estrictas. Como resultado, el mismo nivel de fuerza podría dejar la bola en una amplia gama de posiciones dentro del hoyo. Esta variabilidad fue la causa raíz de las fugas y grietas.

El producto Betaplug incluye un cuerpo y un pasador interno que provoca la expansión para sellos herméticos. Betaplug es una marca comercial de The Lee Company.

Para abordar estos problemas de rendimiento inaceptables, el fabricante reemplazó la bola de acero con un tapón de expansión Betaplug producido por The Lee Company. Este tapón de expansión cónico de dos piezas preensamblado tiene un pasador interior y un cuerpo de tapón exterior con partes planas y ranuras que se insertan en la carcasa durante la instalación. Más específicamente, el producto Betaplug está diseñado para instalarse en un orificio cónico correspondiente que crea un ajuste adecuado. Reduce la expansión innecesaria y tiene una tensión de protuberancia predecible adecuada para materiales quebradizos o paredes delgadas. Una herramienta de instalación está diseñada para instalar el pasador interior debajo del nivel mientras se replantea sobre el borde posterior del cuerpo del tapón.

Ajuste fino del proceso de taponamiento de casos El uso del tapón de expansión Betaplug eliminó los problemas de rendimiento de la carcasa y la producción agrietada. Sin embargo, el fabricante transfirió una especificación de instalación incorrecta que creó nuevos problemas de fabricación, a saber, una tasa de desechos inaceptable, problemas de rendimiento y daños en los accesorios. Entonces, el fabricante se puso en contacto con Promess y The Lee Company. Se pidió a ambas empresas que examinaran el proceso completo de instalación y montaje y sugirieran una solución a la alta tasa de desecho.

Los ingenieros de Lee Company determinaron que los productos Betaplug estaban sobreprensados; esto produjo una fuerza radial excesiva cuando el pasador se movió para expandir el cuerpo del obturador y extruir el obturador en el orificio de instalación. El fabricante se mostró reacio a cambiar la programación basada en la distancia porque los enchufes instalados con éxito no fallaban en el campo.

Aquí se muestra el lugar donde el fabricante de automóviles emplea el Betaplug en la fundición de la caja de la transmisión perforada en cruz.

El nuevo componente de sellado requiere un nuevo enfoque de sellado Una instalación adecuada para un producto Betaplug debe terminarse cuando se completa el replanteo, independientemente de dónde esté ubicada la unidad dentro de la perforación. Los ingenieros del fabricante querían instalar el tapón en un punto fijo dentro del orificio, independientemente de la ubicación óptima del replanteo; ahí era donde el tapón de bola de acero había funcionado mejor. Sin embargo, en un orificio estrecho, generó una fuerza de instalación excesiva que extruyó el tapón de expansión Betaplug.

Los ingenieros de Promess recomendaron que el fabricante cambiara la programación para medir más que un simple nivel de fuerza o distancia. Los ingenieros destacaron el beneficio de combinar la instrumentación EMAP con las sofisticadas capacidades de procesamiento de datos del Promess Motion Controller. El resultado es la capacidad de medir y controlar la fuerza absoluta, la distancia y relaciones más complejas, como la tasa de cambio entre esas medidas.

Aquí se muestra la servoprensa eléctrica de Promess utilizada para instalar el producto Betaplug.

Durante la instalación, el producto Betaplug inicialmente se mueve como una unidad hasta que aterriza en el cuerpo exterior del tapón y comienza a excavar en el orificio. Cuando se logra la resistencia adecuada, el cuerpo del tapón deja de moverse, pero el pasador interno continúa moviéndose, generando la fuerza de expansión que crea sellos herméticos y asegura la retención. Cuando el pasador está de 0,5 a 0,8 mm por debajo del nivel, la herramienta de instalación se coloca sobre el borde superior del cuerpo del enchufe.

Esta transición produce un punto de inflexión fácilmente detectable en la relación de tasa de cambio entre la fuerza de presión y la distancia. Una vez que se detecta, es muy sencillo detener la prensa cuando el pasador se inserta correctamente en el cuerpo del enchufe. El resultado es una instalación correctamente replanteada que evita la inserción excesiva de pasadores perjudiciales. Como beneficio adicional, la programación también puede detectar piezas que están al revés, de lado o que les falta un pin/componente.

Los ingenieros de Promess y sus homólogos de Lee realizaron extensas pruebas de laboratorio para validar la nueva programación. Esto se hizo antes de instalar la aplicación actualizada en la planta del fabricante, donde se realizaron más pruebas. La nueva tasa de aplicación basada en cambios se puso en producción después de que se completaron todas las pruebas necesarias.

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