УЛУЧШЕНИЕ  ПРОЦЕССА  СБОРКИ  ПЛАСТМАССОВЫХ  ИЗДЕЛИЙ  ПРИ  ПОМОЩИ  УЛЬТРАЗВУКОВОЙ  СВАРКИ

Махалин  Александр  Александрович

главный  инженер  проекта  ООО  «Идеал-Пласт»,  РФ,  г.  Тольятти

E-mail: 

IMPROVEMENT  OF  ASSEMBLY  PLASTIC  PRODUCTS  BY  ULTRASONIC  WELDING

Makhalin  Aleksandr

chief  project  engineer  “Ideal-Plast”,  Russia,  Togliatti

Аннотация

В  работе  рассмотрена  проблема,  возникшая  при  сборке  изделий  с  помощью  ультразвуковой  сварки  в  серийном  производстве.  Приведена  схема  ультразвукового  станка.

ABSTRACT

The  paper  considers  the  problem  that  arises  when  assembling  products  using  ultrasonic  welding  in  production.  Shows  a  diagram  of  the  ultrasonic  press.

Ключевые  слова:   ультразвуковая  сварка;  производство;  сборка;  пластмасса;  станок;  крепление.

Keywords:   ultra-sonic  sealing;  production;  assembly  work;  plastic  material;  working  bench;  fixture.

В  последние  годы  можно  заметить  тенденцию  в  автомобильной  промышленности  по  замене  металла  на  инженерные  пластмассы.

Это  можно  охарактеризовать  следующими  причинами:

1.  ежегодное  удорожание  металлов;

2.  ужесточение  международных  требований  по  безопасности;

3.  снижение  веса  автомобиля;

4.  снижение  затрат  на  изготовление  автомобиля.

Для  повышения  привлекательности,  при  отделке  интерьера  автомобилей  все  чаще  применяется  натуральная  и  искусственная  кожа  [1].

В  предыдущей  статье  нами  была  рассмотрена  проблема  обеспечения  качества  сборки  пластмассовых  изделий  с  кожаными  элементами  на  этапе  подготовки  производства  при  помощи  ультразвуковой  сварки.  Цель  этой  статьи  описать  проблему,  возникшую  в  серийной  жизни  изделия,  а  также  предложить  ее  решение.

Кратко  опишем  ситуацию,  возникшую  на  предсерийном  этапе  и  предложение  по  устранению  несоответствия.

Согласно  конструкторской  документации  крепление  пластиковой  планки  и  кожи  может  производится  с  помощью  механического  или  пневматического  степлера  и  скоб  (1/21620/77).  Но  данный  вид  крепления  имеет  недостатки.  При  интенсивном  использовании  степлера  происходит  сбой  настройки:

1.  при  сильном  выстреле  разбивается  или  деформируется  планка;

2.  при  слабом  выстреле  скоба  не  полностью  заходит  и  портит  кожу.

Еще  одним  существенным  недостатком  является  выступание  кончиков  скобки,  что  ведет  за  собой  протирание  кожи  и  неудовлетворительный  внешний  вид.  Данный  недостаток  был  выявлен  на  монтажных  и  ресурсных  испытаниях  при  сборке  прототипных  автомобилей.

Рисунок  1.  Выступание  кончиков  скрепки

Изучив  предложения  на  рынке  оборудования  по  работе  с  пластмассами,  было  предложено  использовать  в  качестве  крепления  ультразвуковую  сварку.  Ультразвуковая  сварка  —  это  способ  соединения  элементов  в  твёрдом  состоянии  при  помощи  ультразвуковых  колебаний.

Для  сварки  данной  детали  был  использован  универсальный  инструмент  для  сварки  HandyStar  [2].

Рисунок  2.  Сварочный  аппарат

Монтажные,  ресурсные  и  лабораторные  испытания  показали  положительный  результат.  Что  позволило  официально  заменить  способ  крепления  с  внесением  изменений  в  конструкторскую  документацию.

Рисунок  3.  Крепление  элементов  деталей  с  помощью  ультразвуковой  сварки

Преимущества  этой  технологии:

1.  качество;

2.  надёжность;

3.  оптимизация;

4.  производительность;

5.  экономия;

6.  экологичность.

Проанализировав  производственный  процесс  в  серийной  жизни,  оказалось,  что  во  время  сборки  возникает  серьезная  проблема  —  усталость  работника  при  использовании  ручного  сварочного  аппарата.  Это  повлекло  за  собой  снижение  производительности  за  смену  почти  в  2  раза,  а  при  по  пытке  ускорить  процесс  повышался  уровень  дефектности. 

Для  начала  был  организован  поиск  оборудования,  позволяющего  улучшить  процесс  сборки.  Проанализировав  предложения  и  каталоги  разных  компаний,  оказалось,  что  нет  подходящего  сварочного  аппарата.  Большинство  из  них  имели  универсальную  направленность,  высокую  стоимость  и  косвенно  относились  к  рассматриваемой  проблеме.

Рисунок  4.  Схема  ультразвукового  станка

После  продолжительных  поисков  и  запросов  было  принято  решение  самостоятельно  спроектировать  сварочное  приспособление.  На  рисунке  4  схематично  представлен  предлагаемый  ультразвуковой  станка.

В  состав  ультразвукового  сварочного  станка  войдет  ультразвуковой  генератор  мощностью  не  более  400  Вт,  с  возможностью  регулировки  выходной  мощности  в  пределах  30—100  %.  Генератор  будет  иметь  устройство  автоматического  поддержания  выходной  мощности  на  установленном  уровне,  встроенный  секундный  таймер,  цифровой  индикатор  уровня  мощности  и  времени  работы,  помехозащищенную  кнопку  удаленного  запуска  (для  подключения  педали).

Также  в  конструкцию  войдет  ультразвуковая  колебательная  система  со  встроенным  устройством  принудительного  воздушного  охлаждения.  В  составе  колебательной  системы  будет  применяться  сварочный  инструмент  с  размерами  наконечника  2,5х6  мм.

В  данный  момент  найден  подрядчик,  способный  за  короткий  срок  изготовить  сварочный  станок.

Мы  уверены,  что  использование  сварочного  приспособления  позволит  повысить  производительность  производства  и  минимизировать  уровень  брака.

Список  литературы:

1.Махалин  А.А.  Контроль  качества  изготовления  пресс-форм  для  литья  пластмасс  под  давлением  //  Наука,  техника  и  образования  //  Научн.  методич  жур.  №  3.  М.:  Изд.  «Проблемы  науки»,  2014  —  С.  58—62.

2.Махалин  А.А.,  Нахратова  Г.В.  Повышение  качества  сборки  пластмассовых  изделий  при  помощи  ультразвуковой  сварки  //  Технические  науки  –  от  теории  к  практике  //  Сб.  ст.  по  материалам  XXXIV  междунар.  науч.-практ.  конф.  №  5  (30).  Новосибирск:  Изд.  «СибАК»,  2014.  —  С.  76—81.

3.Нахратова  Г.В.  Непрерывное  уменьшение  отклонений  //  Сборник  научных  трудов  Sworld.  —  2014.  —  №  2.  —  Т.  2.  —  С.  12—18.