Hideg fejezés vs. megmunkálás: Mérnöki különbség az ezüstérintkezők és tömör szegecsek között

A hideg fejléc ezüstérintkezőt vagy tömör szegecset képez huzalból, vagy precíziós-vágott tömlőt szabályozott képlékeny alakváltozással, ahelyett, hogy vágással eltávolítaná a kész geometria nagy részét. Nagy-volumen elektromos érintkezők esetén az eljárás csökkentheti a nyers-anyagpazarlást, megőrizheti a fémszálak áramlását, növelheti a méretkonzisztenciát, és támogatja a több-állomásos gyártást millió-darab-/-léptékben, ha az alkatrészgeometria és szerszámozás megfelelő.

 

A beszerzési csapatok számára ezért a döntés nem egyszerűen a hideg irány a megmunkálás ellen. A releváns változók az anyagfelhasználás, a ciklusidő, a mérettűrés, a száláramlás, a szerszám élettartama, a másodlagos műveletek, az ellenőrzési követelmények és az éves igény.

 

 

 

Miért változtatja meg a hideg irányvonal a gyártási egyenletet?

 

A CNC-esztergálás érintkezőt vagy szegecset hoz létre úgy, hogy eltávolítja az anyagot egy rúdról vagy huzalról. A hidegfejezés lyukasztó-és-szerszámrendszert használ az anyag újraelosztására a kívánt geometriában.

 

Forgó tömör szegecsnél az esztergálás kezdődhet a legkisebb kész szakasznál lényegesen nagyobb átmérővel. A burkolás, esztergálás, hornyolás, letörés és átmérőcsökkentés során eltávolított anyag megmunkálási hulladékká válik.

 

A hideg irányvonal ugyanazt a geometriát az ellenkező irányból közelíti meg: az anyagot inkább elmozdítják, mintsem túlnyomórészt eltávolítják.

 

Mérnöki faktor	Hideg irány	CNC esztergálás
Alapanyag mechanizmus	Plasztikus deformáció	Anyag eltávolítás
Nyersanyag{0}}felhasználás	Jellemzően magas a megfelelő geometriákhoz	Csökkentse, ha jelentős anyagleválasztásra van szükség
Chip generáció	Minimális	Folyamatos/szakaszos chipek
Fő szerszámok	Fejlécek + ütések	Vágószerszámok + szerelvények
Magas{0}}hangú ciklusidő	Nagyon rövid, több{0}}állomás	A vágási sorrendtől függően
Szálak áramlása	Általában a formált geometriát követi	A megmunkálás megszakította
A termelés méretezhetősége	Több-állomásos hidegfejléc	Párhuzamos CNC gépek szükségesek
Dimenziós ismételhetőség	Magas a folyamat stabilizálása után	Magas, szabályozott megmunkálással
Másodlagos kikészítés	Alkalmazás-függő	Gyakran kevesebb alakítással kapcsolatos{0}}művelet
Szerszámkopás mechanizmus	Kivágó/lyukasztó kopás	Betét/szerszámkopás
Legjobb gyártási tartomány	Közepestől nagyon nagy hangerőig	Prototípus közepes/nagy kötetig
Geometriai rugalmasság	A formázás megvalósíthatósága korlátozza	Magas

 

A gazdasági előny az éves kereslet növekedésével nő. Egy több esztergálási műveletet igénylő alkatrész darabonként másodpercek orsóidőt fogyaszthat, míg a stabilizált több-állomásos hidegfejezési folyamat több alakítási műveletet is végrehajthat egy gépi cikluson belül.

 

Elektromos érintkezők hidegirányú folyamatának áramlása

 

Egy tipikus hidegfejű ezüstérintkezős szegecselési eljárás a következőket foglalhatja magában:

Huzalegyenesítés és ellenőrzött{0}}levágás
Kenés és felület előkészítés
Az első-szakasz felborulása
Előre vagy hátra extrudálás
Fejformálás
Szár méretezése
Végső kalibrálás
A folyamatban-vagy utólagos-ellenőrzés
Ezüst érintkező anyag csatlakozás, ahol szükséges
Felületkezelés vagy tisztítás
Automatikus válogatás és méretellenőrzés

Reléérintkezők,{0}}megszakítóérintkezők, kontaktor-alkatrészek és tömör szegecsek esetében a pontos sorrend a fejátmérő, a szár átmérője, a teljes hossz, az anyagkeménység és a szükséges alakváltozás arányától függ.

 

±0,01 mm tűrés folyamatszabályozást igényel, nem csak végső ellenőrzést

 

A ±0,01 mm körüli méretkövetelményeket nem szabad csak végső -ellenőrzési-problémaként kezelni.

A stabil hidegfejezési folyamat a következőket igényli:

A huzal átmérője
Huzal ovális
Vágja le a hosszt-
Kenőanyag állapota
Vágó és lyukasztó geometria
Alakítási redukciós arány
Anyag keménysége
Gépbeállítás
A szerszám hőmérséklete
Az adagolás pontossága

A kritikus érintkezési méretek esetében a CMM-ellenőrzés ellenőrizheti az első-mintákat és az időszakos gyártási mintákat, míg az automatizált mérőeszközök gyorsabb, 100%-os méretszűrést biztosítanak ott, ahol a gyártási mennyiség indokolja a befektetést.

 

 

A közeli-nettó-alakformálás csökkenti az értékes fémveszteséget

 

Az ezüst-tartalmú elektromos érintkezőanyagok lényegesen magasabb nyers-anyagköltséggel járhatnak, mint a hagyományos szerkezeti fémek. Ha egy érintkezőt megmunkálással gyártanak, a gazdasági veszteség nem korlátozódik a gépi időre.

 

Az eltávolított anyag a következőket tartalmazhatja:

Ezüst
Ezüstötvözet
Réz
Rézötvözet
Nemes{0}}fém érintkezőanyag

 

A hidegfejezés az anyagot közvetlenül a fejbe és a szárba helyezheti, ahelyett, hogy azonos mennyiségű forgácsot generálna.

 

A „nulla{0}}vágás” kifejezést ezért inkább gyártási koncepcióként, semmint abszolút állításként kell érteni: a hidegfejezés nem küszöböl ki szó szerint minden lehetséges anyagveszteséget. A levágás, a vágás, a szerszámveszteség és a kiselejtezett alkatrészek továbbra is fennállnak. A vonatkozó mérőszám az anyagfelhasználási arány.

 

A gyakorlati számítás a következő:

Anyagfelhasználás (%)=Kész alkatrész tömege ÷ Nyersanyag tömege × 100

A beszerzési költség modellezéséhez ezt a számot a gépciklus idejével, a selejtezési rátával, a szerszámköltséggel és a másodlagos{0}}folyamatköltséggel együtt kell kiszámítani.

 

C1100 réz vs. C2680 sárgaréz: A formálási viselkedés számít

Az anyagválasztás közvetlenül befolyásolja a hidegfejezés megvalósíthatóságát.

Tulajdonság / Ellenszolgáltatás	C1100 tiszta réz	C2680 Sárgaréz
Réztartalom	99,90%-nál nagyobb vagy egyenlő, jellemző	Cu-Zn ötvözet
Elektromos vezetőképesség	Nagyon magas	Alacsonyabb, mint a tiszta réz
Elektromos alkalmazás	Gyűjtősínek, vezetőképes alkatrészek, érintkezőtartók	Kapcsok, vezetőképes szerkezeti részek
Hajlékonyság	Magas	Jó, ötvözet{0}}függő
Hidegen alakítás	Általában kedvező	Általában kedvező
Erő a hideg munka után	Növeli	Növeli
Elektromos ellenállás	Alacsonyabb	Magasabb
Tipikus formálási gond	Keményítés/epegés	Keményedés/repedezés túlzott redukciónál
Tipikus kiválasztási prioritás	Vezetőképesség	Szilárdság + alakíthatóság + költség

 

Az elektromos érintkező alkatrészek esetében az anyagválasztásnak a teljes elektromos és mechanikai specifikáción kell alapulnia, nem csupán az anyagáran.

 

Az ezüst érintkezők geometriáját a műanyag áramlás körül kell megtervezni

 

A hideg irányvonal kialakításánál kerülni kell a hirtelen keresztmetszeti -átmeneteket, amelyek túlzott helyi deformációt okoznak.

A mérnöki felülvizsgálat során figyelembe kell venni:

 

A fej-–-szár átmérő aránya
Maximális felborulási arány
Az extrudálás csökkentése
Saroksugár
Lyukasztó bemeneti geometria
Vágási szög
Anyagmunka -keményedési sebessége
Szemcse-áramlási iránya
Megkövetelt végső keménység
Kidobási terhelés

 

A szerszámgyártás előtti DFM áttekintéssel megállapítható, hogy a javasolt geometria alkalmas-e szilárd érintkezésű hidegfejezésre, nem pedig a megmunkált geometria alakítási folyamatba kényszerítésére.

 

Kérjen ingyenes DFM értékelést és árajánlatot

 

 

A folyamatos fémszál-áramlás javítja a mechanikai integritást

 

A megmunkálás átvágja az eredeti szemcseszerkezetet. A hidegfejezés plasztikusan deformálja az anyagot, miközben folyamatosabb száláramlási mintát tart fenn a formált geometria körül.

 

Ez a megkülönböztetés akkor válik relevánssá, ha egy szilárd szegecs vagy érintkezés tapasztalja:

 

Axiális kompresszió
Nyírási terhelés
Szegecselő erő
Ismételt elektromos szerelés
Rezgés
Termikus kerékpározás

 

A végső mechanikai tulajdonságok az anyag minőségétől, a kezdeti tempótól, a redukciós aránytól és az alakváltozási előzményektől függenek. Ezért a hidegfejezést nem szabad automatikusan "erősebbnek" nevezni minden komponens esetében; a mérnöki előnyt az ellenőrzött hidegmunka és a kedvező anyagáramlás jelenti.

 

A munkakeményedés megváltoztatja a helyi keménységet

A hideg deformáció növeli a képlékeny fémek diszlokációs sűrűségét. A műanyag nyúlás növekedésével a keménység és a folyáshatár nőhet, miközben a képlékenység csökken.

 

A gyártásellenőrzés érdekében a keménységet meghatározott helyeken kell mérni, ahelyett, hogy egyetlen ömlesztett értéket használnánk a teljes komponens reprezentálására.

 

A tipikus minőség-{0}}ellenőrzési módszerek a következők lehetnek:

Rockwell keménységvizsgálat
Vickers mikrokeménység
Metallográfiai keresztmetszet-
CMM méretellenőrzés
Optikai méretvizsgálat
Szakító- vagy nyírási vizsgálat adott esetben

Az elektromos érintkezők keménységét az érintkezési ellenállás, a szegecselési teljesítmény és az azt követő összeszerelési viselkedés alapján is értékelni kell.

 

A száláramlást metallográfiával kell ellenőrizni

 

Nagy{0}}megbízhatóságú alkalmazások esetén a metallográfiai keresztmetszet-felfedheti:

A szál-folyamatossága
Repedések
Lapok
Belső üregek
Túlzott deformáció
A szerszámmal kapcsolatos{0}}felületi hibák
Anyagleválasztás
Rendellenes szemcsedeformáció

 

Az értékelést a tényleges hibamódhoz kell kapcsolni. A vizuálisan elfogadható külső felület nem bizonyítja a belső kohászati ​​integritást.

 

 

 

Hogyan ér el egy több{0}}állomásos hideg fejléc nagy áteresztőképességet?

 

Egy több-állomásos hidegfejű gép felosztja az alakítási folyamatot több matrica és lyukasztó között.

Az egyszerűsített gyártási sorrend a következő lehet:

Állomás 1 - Levágás-és kezdeti felborulás
Állomás 2 - Előforma
Állomás 3 - Extrudálás vagy átmérőcsökkentés
Állomás 4 - Fejformálás
Állomás 5 - Végső méretezés
Átvitel - Automatikus alkatrészmozgatás az állomások között

A gépnek nem kell minden formázási műveletet egy állomáson elvégeznie. Ehelyett a munkadarab szinkronizált szerszámpozíciókon halad előre.

 

Megfelelő kis elektromos érintkezők és tömör szegecsek esetében a gyártási sebesség elérheti a több százezertől millió darabig terjedő -db-/-napi tartományt, a gép sebességétől, az üregek/állomások számától, az alkatrész geometriától, az anyagtól, a szerszámkonfigurációtól, az ellenőrzési aránytól és az üzemidőtől függően.

 

A termelési kapacitás matematikai eredmény

A névleges termelés számítása a következőképpen fejezhető ki:

Napi teljesítmény=ütés/perc × 60 × üzemóra × üregek × hozam

 

Például 100 löket/perc, 16 üzemóra és 95%-os hozam mellett:

100 × 60 × 16 × 0.95=91,200 darab/nap

 

A napi millió{0}}db szükséglet tehát nem indokolható pusztán a gép sebességével. Több gépre, több üregre, hosszabb üzemórákra, magasabb löketszámra vagy e tényezők kombinációjára lehet szükség.

 

Ez a megkülönböztetés fontos a beszállítói kapacitás auditok során. A beszerzésnek hitelesített kapacitásadatokat kell kérnie, nem egyszerűen névleges gépspecifikációt.

 

A szerszám élettartama szabályozza a teljes birtoklási költséget

 

A hidegfejezés a gyártási költségek egy részét a vágószerszámokról a formázásra és a lyukasztószerszámokra tolja át.

Az életfigyelés{0}}eszközének tartalmaznia kell:

 

Löketszám
Méretbeli eltolódás
Felületi hibák
Repedés vagy repedés
Kidobási erő
Alkatrész súlya
Szerszámkopási profil
Megelőző csereintervallum

 

A napi 1 millió darab előállítására képes, de gyakori, ellenőrizetlen szerszámbeavatkozást igénylő folyamatnak rosszabb effektív költsége lehet, mint egy lassabb, stabilabb folyamatnak.

 

Az IATF 16949 gyártása esetén az eszközélettartam-kezelést össze kell kapcsolni a vezérlési tervvel, a megelőző karbantartási rendszerrel és a folyamatképesség-felügyelettel.

 

Töltse le a kapcsolattartó hideg fejléc tervezési specifikációját

 

 

Az IATF 16949 és a PPAP 3. szintje nyomon követhető folyamatbizonyítékot igényel

 

Az autóipari elektromos érintkezők és a kapcsolódó alkatrészek esetében a beszállítói minősítésnek többet kell vizsgálnia, mint a minta megjelenését.

 

A PPAP 3. szintű csomag a következőket tartalmazhatja:

Tervezési nyilvántartások
Mérnöki változás dokumentációja
Folyamat diagram
PFMEA
Irányítási terv
MSA tanulmányok
Dimenziós eredmények
Anyagtanúsítványok
Kezdeti folyamattanulmányok
Képességadatok
Adott esetben a megjelenés jóváhagyása
Mintagyártási alkatrészek
Mesterminta
Ügyfélspecifikus-követelmények

 

A hidegfejű gyártósor esetében a PFMEA-nak kifejezetten foglalkoznia kell az olyan kockázatokkal, mint:

Helytelen huzalátmérő
Nem megfelelő anyagminőség
Vágja le a hosszváltozatot-
Lyukasztó kopás
Die kopás
Repedések
Lapok
A fej átmérőjének változása
A szár átmérőjének változása
Sorjaképződés
Felületi szennyeződés
Helytelen érintkezési anyag

A CMM ellenőrzése ellenőrzi a geometriát; Nem helyettesíti a folyamatképességet

 

A CMM ellenőrzés összetett geometriai jellemzők esetén hatékony, de a gyártási minőséghez a jellemzőnek megfelelő mérési stratégiára van szükség.

 

Jellegzetes	Megfelelő ellenőrzési módszer
Teljes hossz	Automatikus mérőműszer / optikai mérés
Fej átmérője	Optikai mérő/mikrométer
A szár átmérője	Légmérő/mikrométer
Körkörösség	CMM / dedikált mérőműszer
Profil	CMM / optikai rendszer
Anyag keménysége	Rockwell / Vickers
Felületi hibák	Látásvizsgálat
Szálak áramlása	Metallográfiai szakasz
Anyagösszetétel	Spektrométer/beszállítói tanúsítvány
Bevonat vastagsága	XRF / metallográfiai mérés

Magát a mérési rendszert validálni kell. Az autóipari programok esetében mérlegelni kell az MSA-t és a mérőeszköz R&R-t, mielőtt a mérési adatokat felhasználná a képességekkel kapcsolatos döntésekhez.

 

Az alakítás után ellenőrizni kell az elektromos érintkezők teljesítményét

 

A mechanikai méretmegfelelés nem határozza meg automatikusan az elektromos teljesítményt.

 

Az érintkező kialakításától függően az érvényesítés a következőket foglalhatja magában:

Érintkezési ellenállás
Jelenlegi teherbíró képesség
Hőmérséklet emelkedés
Dielektromos ellenállás
Hegesztési/forrasztási integritás
Szegecselő kihúzó-erő
Nyíróerő
Termikus kerékpározás
Környezeti korrózióvizsgálat

 

Ezüst érintkezőknél az érintkezőanyagot, a bevonatot vagy a kompozit interfészt és a kész geometriát teljes elektromos rendszerként kell értékelni.

 

 

A nagy mennyiség, a stabil geometria és az anyagtakarékosság kedvez a hideg iránynak

 

A hidegfejezés általában előnyös, ha:

Az éves kereslet nagy
A geometria alkalmas plasztikus deformációra
Az anyagfelhasználás jelentős költséghatással bír
A méretkövetelmények stabilak
Több azonos alkatrészre van szükség
A szerszámok amortizációja szétosztható a termelési mennyiségre
A rövid ciklusidő prioritás

 

A megmunkálás továbbra is előnyösebb, ha:

A geometria rendkívül összetett
Az alkatrész mennyisége alacsony
Gyakori tervezési változtatások várhatók
A belső jellemzők gazdaságosan nem alakíthatók ki
A szoros méretszabályozás kiterjedt anyageltávolítást igényel
A szerszámberuházás nem indokolható

Beszerzési kiválasztási mátrix

Követelmény	Hideg irány	CNC megmunkálás
Prototípus mennyiség	△	◎
1000 db	△	◎
100.000 db	◎	○
1 millió db	◎	△
10 millió db	◎	△
Komplex geometria	△	◎
Anyagfelhasználás	◎	△
Nagy{0}}sebességű gyártás	◎	○
Rost-áramlás megőrzése	◎	△
Alacsony szerszámbefektetés	△	◎
Stabil tömeggyártás	◎	○
Gyakori mérnöki változtatások	△	◎

 

A helyes döntést a leszállított alkatrészek teljes költségén kell meghozni, nem csak a darabonkénti megmunkálási áron.

 

A beszerzési modellnek tartalmaznia kell:

Teljes költség=Anyag + alakítás/megmunkálás + szerszámok amortizációja + másodlagos műveletek + ellenőrzés + hulladék + csomagolás + logisztika

Ez a számítás gyakran megváltoztatja a szállító{0}}kiválasztási eredményét az ezüst-elektromos érintkezők esetén.

 

 

A DFM Review-tól a tömeggyártásig

 

Az ellenőrzött beszállítói bevezetés a következő sorrendet követheti:

RFQ → Rajzok áttekintése → DFM elemzés → Anyag megerősítése → Szerszámtervezés → T1 minták → Méretellenőrzés → Metallográfiai ellenőrzés → Folyamatképesség → PPAP → Tömeggyártás

A szerszám gyártása előtt a szállítónak meg kell erősítenie:

Anyagminőség és temperamentum
A huzal átmérője
Kész méretek
Kritikus tűréshatárok
Érintkezési ellenállás követelményei
Felületi követelmények
Éves igény
Csomagolás mennyisége
Az ellenőrzés gyakorisága
PPAP követelmények
Különleges jellemzők

Az autóipari és energiaipari alkalmazások esetében ezeket a követelményeket be kell fagyasztani, mielőtt a tömeggyártási{0}}szerszámokat kiadnák.

 

Miért számít a beszállítói gyártási mélység?

 

A saját hidegfejezési, bélyegzési, hegesztési és érintkezési{0}}anyaggyártási képességeit üzemeltető elektromos érintkezők gyártója csökkentheti a külön beszállítók közötti interfészeket.

Például egy komponens kombinálhatja:

Hideg-fejű réz vagy réz-ötvözet mag
Ezüst érintkező anyag
In-a szegecselés
Ellenállás ezüst forrasztás
Precíziós bélyegzés
Felületkezelés
Automatizált ellenőrzés

 

Ezeknek a műveleteknek egy ellenőrzött gyártási rendszeren belüli kombinálása leegyszerűsítheti a nyomon követhetőséget és a folyamattulajdonlást.

 

A hidegfejű ezüstérintkezős szegecseket érintő projekteknél a szállítót a tényleges gyártási kapacitás, a szerszámtervezés, az anyagellenőrzés, a folyamatérvényesítés és az ellenőrzési feljegyzések alapján kell értékelni, -nem pedig egyszerűen a prototípus minták biztosításának képességét.

 

 

Mérnöki adatok szükségesek a pontos árajánlathoz

Az élesre{0}}kész ajánlatkérésnek a következőket kell biztosítania:

2D rajz kritikus tűrésekkel
3D CAD modell
Anyagspecifikáció
Anyag temperamentuma
Fej átmérője
A szár átmérője
Teljes hossz
Kapcsolati anyag specifikáció
Érintkező vastagsága
Szükséges elektromos teljesítmény
Felületkezelés
Éves mennyiség
Havi előrejelzés
Prototípus mennyiség
PPAP szinten
Csomagolási követelmény
Alkalmazható vásárlói szabványok

 

Egy új szilárd érintkezős hidegfejű kínai beszerzési projektnél különösen fontos az éves mennyiség és anyagspecifikáció biztosítása az ajánlattételi szakaszban, mivel a szerszámozási stratégia és a gyártási{0}}konfiguráció közvetlenül a kereslettől függ.

 

 

Mennyi ideig tart a PPAP 3. szintje ahideg fejű ezüst érintkező szegecs?

A tipikus PPAP 3. szintű ütemezése a rajz jóváhagyásától, a szerszámok befejezésétől, a T1-ellenőrzéstől, a méretképességtől és az ügyfél-specifikus követelményektől függ. A végső időzítést a DFM áttekintése és a szerszámok kiadása után kell megerősíteni.

 

Hogyan garantálható a hidegfejű szerszám élettartama a nagy mennyiségű,{0}}tömör szegecsgyártásnál?

A szerszám élettartamát dokumentált löketszám{0}}előzményekkel, mérettrend-figyeléssel, a megelőző cserekorlátokkal és a szerszám{1}}kopásvizsgálatával kell megállapítani. A szállítónak hitelesített szerszám{3}élettartam-adatokat kell megadnia a nem támogatott élettartam-szám helyett.

 

Mi a tipikus T1 átfutási ideje egy új hideg{1}}fejű elektromos érintkezőnél?

A T1 időzítése a geometriától, az anyagok rendelkezésre állásától és a szerszámok összetettségétől függ. A gyakorlati árajánlatnak el kell különítenie a szerszámtervezést, a szerszámgyártást, az első-alakítási, ellenőrzési és műszaki korrekciós időt, ahelyett, hogy egy nem támogatott átfutási idő-adatot mutatna be.