Comment la technologie MAThread® élimine le filetage croisé dans l'assemblage à haut volume

Le filetage croisé est l'un des problèmes d'assemblage les plus fréquents et les plus coûteux en production. Lorsqu'une vis est serrée en biais dans un écrou ou un trou taraudé, les premiers filets peuvent sauter par-dessus la gorge de filetage prévue et se bloquer, détruisant ainsi le filetage, immobilisant la chaîne de montage et nécessitant des retouches ou la mise au rebut des pièces. Dans la seule production automobile à grande échelle, les incidents de filetage croisé peuvent coûter aux fabricants des centaines de milliers de dollars par an en temps d'arrêt, en pièces rejetées et en demandes de garantie.

MAThread® Il s'agit d'une géométrie de filetage brevetée qui élimine les filetages croisés et les faux filetages à la source, grâce à un profil de filetage spécialement conçu et produit par un fabricant dédié. filières à laminerCet article explique le fonctionnement de MAThread®, les différents types de fixations disponibles, les industries qui en bénéficient le plus et ce que les fabricants de matrices doivent savoir pour produire une géométrie MAThread® constante.

Qu’est-ce que le croisement de pistes et pourquoi est-ce important ?

Le filetage croisé se produit lorsque le premier filet de la vis mâle s'engage dans le filet femelle selon un angle incorrect. Au lieu de suivre le tracé hélicoïdal du filetage de l'écrou, le premier filet de la vis saute latéralement par-dessus une ou plusieurs crêtes de filetage, créant une nouvelle rainure qui détruit à la fois la vis et l'écrou.

Causes fréquentes de filetage croisé

• Désalignement angulaire lors d'un assemblage robotisé ou manuel, notamment lorsque la fixation n'est pas parfaitement perpendiculaire au filetage correspondant
• Assemblage aveugle lorsque l'opérateur ou le robot ne peut pas vérifier visuellement l'engagement du filetage avant d'appliquer le couple
• accumulation de peinture ou de revêtement dans le filetage interne, empêchant une entrée en douceur
• Outils pneumatiques à grande vitesse qui actionnent la fixation plus vite que l'œil humain ne peut détecter un mauvais démarrage
• Contamination de la saleté, des copeaux ou des débris dans le trou fileté

Sur les chaînes d'assemblage automatisées fonctionnant à une cadence de 20 à 60 fixations par minute et par poste, un simple filetage croisé peut immobiliser toute la chaîne pendant 5 à 15 minutes, le temps que les opérateurs diagnostiquent le problème, extraient la fixation bloquée et vérifient l'intégrité du filetage. Aux cadences typiques des chaînes de production automobile, ce temps d'arrêt représente une perte de production de 2 000 à 5 000 dollars par minute.

Pourquoi les solutions traditionnelles sont insuffisantes

Aucune de ces approches ne s'attaque à la cause première : la géométrie du filetage elle-même. MAThread® adopte une approche fondamentalement différente en repensant le profil du filetage principal pour corriger automatiquement le défaut d'alignement avant qu'il ne provoque un blocage.

Comment fonctionne MAThread®

Le brevet MAThread® modifie la géométrie du filetage initial, c'est-à-dire les premiers filets à l'extrémité de la vis ou du boulon. Au lieu d'un profil de filetage symétrique standard qui suppose un alignement angulaire parfait, le filetage initial MAThread® présente une géométrie asymétrique exclusive qui guide activement la vis ou le boulon dans la trajectoire de filetage correcte, même lorsque l'angle d'attaque est incorrect de plusieurs degrés.

Le mécanisme d'auto-alignement

Lorsqu'une vis MAThread® s'insère dans un trou taraudé en biais, le premier filet modifié fait office de rampe. Au lieu que le premier filet ne s'enfonce dans le sommet opposé (provoquant un filetage croisé), la géométrie MAThread® dévie l'axe de la vis vers l'hélice correcte. La vis se centre et s'engage automatiquement, trouvant le bon filetage sans se bloquer.

Cette action d'auto-alignement fonctionne de manière fiable jusqu'à des limites de désalignement angulaire spécifiques dépendant de la variante MAThread® :

• Standard MAThread®: Efficace aux angles de désalignement d'assemblage typiques
• Never-Jam™ MAThread®Efficace jusqu'à un désalignement angulaire de 12 degrés

Exigences relatives aux filières à laminage

La géométrie MAThread® ne peut être produite par filetage ou par tourbillonnement ; elle nécessite un procédé dédié. matrices de laminage à filetage plat ou des matrices cylindriques dont le profil MAThread® est rectifié avec précision sur la face de la matrice. La matrice doit reproduire la géométrie asymétrique des broches avec une extrême précision, car même de faibles écarts de profil peuvent réduire l'efficacité de l'auto-alignement.

• Précision du profil à ±0,0005 pouce près sur la géométrie du fil conducteur
• acier à matrice de qualité supérieure (DC53 ou M2) pour maintenir l'intégrité du profil lors de longues séries de production
• Rectification CNC de précision pour reproduire la géométrie complexe des conducteurs MAThread®
• Contrôle de qualité rigoureux y compris la vérification par comparateur optique du profil complet du filetage

Types de fixations MAThread®

MATPoint®

La variante MAThread® la plus couramment utilisée convient à la plupart des applications. Elle est dotée d'une pointe modifiée qui assure un auto-alignement lors des opérations d'assemblage standard. Son utilisation est déconseillée lorsque les composants doivent être forcés pour être alignés lors de l'installation ; dans ce cas, il est préférable d'utiliser une vis MAThread® à pointe de chien.

P-Point MAThread®

Conçu pour les applications difficiles où le dégagement ponctuel n'est pas un problème. Particulièrement efficace pour les empilements épais de plusieurs composants où les défauts d'alignement sont fréquents et où la longueur des fixations doit compenser des écarts importants.

Fil de fer à pointe de chien®

Doté d'une pointe de guidage allongée pour un alignement optimal, cet outil est recommandé pour les assemblages les plus complexes, notamment lorsque des composants doivent être mis en place par levier. La pointe de guidage assure un engagement mécanique précis de la vis dans le filetage avant l'engagement des filets porteurs.

Fil de discussion mathématique très court®

Optimisé pour les applications où l'espace entre les points de contact est limité. Le câble raccourci assure un auto-alignement dans les espaces restreints, bien que son efficacité diminue pour les angles de désalignement extrêmes (supérieurs à 8 degrés). Convient particulièrement aux applications nécessitant un alignement angulaire contrôlé.

Never-Jam™ MAThread®

La version la plus performante, efficace jusqu'à un angle de désalignement de 12 degrés. Conçue pour les applications où la longueur ou le poids de l'emballage sont des facteurs critiques. Le filetage d'entrée spécialement conçu améliore également les performances lors du montage sur des filetages internes taraudés par profilage à froid, qui peuvent présenter des défauts de forme (« bouche de poisson » ou crête-cratère) compliquant l'engagement du filetage.

Fil de fer personnalisé®

Pour les applications spécifiques ne répondant pas aux paramètres standard, des géométries MAThread® personnalisées peuvent être conçues. Cela nécessite une collaboration entre le fabricant de fixations, le fournisseur de matrices et le bureau d'études MAThread® afin de valider la conception.

Applications industrielles et avantages

Automobile

L'industrie automobile est la principale utilisatrice de la technologie MAThread®. Les grands constructeurs, dont GM, Chrysler, Mercedes-Benz, Volvo et Volkswagen, utilisent les fixations MAThread® en standard. Dans les usines d'assemblage automobile où des milliers de fixations sont utilisées par véhicule à grande vitesse, le filetage croisé était auparavant une cause majeure de :

• Arrêts de lignes et retards de production
• Coûts de main-d'œuvre pour la reprise des fixations bloquées
• Coûts de mise au rebut des composants filetés endommagés
• Réclamations sous garantie concernant des fixations à filetage croisé qui réussissent l'assemblage initial mais qui tombent en panne en service

Construction

Le secteur de la construction a adopté MAThread® pour les fixations structurelles, notamment lorsque la rapidité d'assemblage et l'ergonomie de l'opérateur sont essentielles. Les fixations MAThread® sont insensibles à la vitesse de l'outil d'assemblage, permettent des installations correctes même en angle et réduisent les troubles musculo-squelettiques liés au travail répétitif en éliminant les résistances et les blocages rencontrés avec les fixations standard.

Fabrication électronique

Dans l'assemblage électronique à grand volume, où les fixations sont petites, l'accès est limité et les cadences de production sont extrêmes, MAThread® empêche les micro-blocages qui peuvent endommager les composants délicats ou interrompre les systèmes d'assemblage de type pick-and-place.

Comment sont fabriquées les filières de filetage MAThread®

La production de géométries MAThread® nécessite des capacités de fabrication d'outillage spécialisées. WAYINGER produit matrices de laminage de filetage brevetées MAThread® en utilisant un processus de fabrication en plusieurs étapes :

Sélection des matériaux

Les filières MAThread® sont fabriquées à partir d'aciers alliés de haute qualité, généralement de l'acier rapide DC53 ou M2, traités thermiquement à une dureté de 60 à 64 HRC. Ceci garantit la conservation du profil complexe des pas de vis MAThread® même sur de longues séries de production, sans dégradation de ce profil.

Rectification CNC de précision

La géométrie des pistes MAThread® est usinée sur la face de la puce à l'aide de rectifieuses CNC multiaxes. Le processus d'usinage doit reproduire le profil asymétrique du filetage avec une précision submicronique, car même de faibles écarts peuvent réduire l'efficacité de l'auto-alignement.