Tajomstvo progresívneho strojárstva: Dosiahnutie tolerancie ±0,01 mm v presných medených koncovkách

Presné medené koncovky vyžadujúce rozmerovú toleranciu ±0,01 mm závisia menej od konečnej kontroly ako od progresívnej architektúry lisovnice, kontroly materiálu a-monitorovania procesu. Pre veľkoobjemové-presné progresívne lisovanie matrice musí byť vôľa matrice, geometria karbidového razidla, viacstupňové ohýbanie, vedenie pásu a spätná väzba snímača navrhnuté ako jeden riadený systém.

 

V prípade svoriek batérie elektromobilu, konektorov napájacej{0}}elektroniky, komponentov relé a-elektrických kontaktov s vysokým prúdom môže rozmerový posun zvýšiť kontaktný odpor, narušiť montážnu silu alebo spôsobiť nesprávne zarovnanie pri automatickom vkladaní. OEM-výrobca na lisovanie medi s vysokou presnosťou preto musí kontrolovať proces tvarovania v lisovnici, a nie sa pokúšať opraviť odchýlky po lisovaní.

 

 

 

Progresívna matrica premieňa zvitok na hotový terminál prostredníctvom postupných operácií dierovania, vysekávania, razenia, tvarovania, ohýbania a oddeľovania-. S toleranciou ±0,01 mm prispieva každá stanica k výslednému rozmerovému nahromadeniu-.

 

Konštrukcia matrice by mala vytvoriť pevný referenčný systém pred vyvinutím geometrie jednotlivých staníc. Funkčné rozmery by sa mali vždy, keď je to možné, vzťahovať na rovnaký údaj pásu, a nie na hromadenie tolerancií z predchádzajúcich ohybov alebo otvorov.

 

Riadenie vzťažného bodu IATF 16949 pre lisovanie koncoviek ±0,01 mm

 

Praktická základná architektúra rozdeľuje terminál do troch riadiacich skupín:

Primárny základ: nosný pás alebo lokalizačný prvok ovládajúci rozstup pásu.
Sekundárny základ: vodiaci otvor alebo presne{0}}prepichnutý prvok, ktorý riadi pozdĺžnu polohu.
Funkčný základ: koncový kontakt, montážny otvor alebo protiľahlá plocha kontrolovaná podľa požiadavky na montáž.

Typické ciele procesu pre vysoko presné lisovanie medi zahŕňajú:

 

Parameter	Technický cieľ	Primárna kontrola
Dokončený kritický rozmer	±0,01 mm	Geometria matrice + CMM
Rozteč pásov	±0,01–0,02 mm	Pilotný systém
Priemer otvoru	±0,01 mm	Vôľa razníka/zápustky z tvrdokovu
Výška otrepu	Špecifické pre{0}}proces	Dierovacia hrana + vôľa
Uhol ohybu	±0,5 stupňa alebo viac	Viac{0}}fázové tvarovanie
Hrúbka materiálu	Špecifikácia dodávateľa	Prichádzajúca kontrola
Zarovnanie matrice	Riadenie procesu-na úrovni Micron	Údržba matrice + vodiaci systém
Finálne overenie rozmerov	CMM	Dokumentácia PPAP úrovne 3

 

Kritickým bodom je, že ±0,01 mm by sa nemalo považovať len za špecifikáciu konečnej kontroly. Ak kapacita procesu nemôže udržať rozmer počas nepretržitej výroby, triedenie hotových dielov nepredstavuje riadenie procesu.

 

Správanie materiálov C1100 a C2680 pod kontrolou IATF 16949

Medené koncovky sú citlivé na hrúbku materiálu a mechanické vlastnosti. Čistá meď C1100 ponúka vysokú elektrickú vodivosť, zatiaľ čo mosadz C2680 poskytuje väčšiu pevnosť a odlišné správanie pri tvárnení.

 

Nehnuteľnosť	C1100 čistá meď	C2680 mosadz
Primárna výhoda	Vysoká elektrická vodivosť	Vyššia mechanická pevnosť
Typická aplikácia	Vysokoprúdové terminály, prípojnicové rozhrania	Konektorové svorky, konštrukčné kontakty
Formujúce správanie	Vysoká ťažnosť; deformácia môže zvýšiť kolísanie pruženia	Vyššia pevnosť; väčšia tvarovacia sila
Vodivosť	Až približne 100 % IACS v závislosti od stavu	Nižšie ako čistá meď
Zváženie nástrojov	Kontrola priľnavosti a odierania	Vyššie tvarovacie zaťaženie
Požiadavka na povrch	Aplikácie s elektrickým kontaktom môžu vyžadovať pokovovanie	Bežne používané cínovanie/niklovanie

 

Certifikácia materiálu by mala korelovať s množstvom zvitku, tvrdosťou, hrúbkou a smerom lisovania. Náhrada materiálu, ktorá sa na výkrese javí ako rozmerovo ekvivalentná, môže zmeniť tvarovaciu silu a pruženie.

 

Vyžiadajte si bezplatné hodnotenie a cenovú ponuku DFM

 

 

Materiál razidla priamo ovplyvňuje stabilitu hrán, tvorbu otrepov, opakovateľnosť rozmerov a intervaly údržby. Pre medené koncovky vyžadujúce dlhé výrobné série by mal byť výber medzi kaleným SKD11 a karbidom založený na zaťažení, geometrii, stave materiálu a očakávanom počte zdvihov.

 

Karbid volfrámu verzus SKD11 pre vysoko presné lisovanie-

 

Materiál nástroja	Typické vlastnosti	Presná aplikácia	Hlavné riziko
Karbid volfrámu	Veľmi vysoká tvrdosť a odolnosť proti opotrebovaniu	Jemný piercing, úzke štrbiny, kritické otvory	Krehký pri náraze alebo nesprávne zarovnanie
11 SKD	Vysoká tvrdosť, húževnatosť, opracovateľnosť	Všeobecné razníky, matrice, tvárniace vložky	Opotrebenie hrán pri dlhých jazdách
Karbid + SKD11 kombinácia	Strihanie-odolné voči opotrebovaniu s pevnejšou podporou	Vysoko{0}}objemové progresívne matrice	Vyžaduje riadenú montáž
Potiahnutá nástrojová oceľ	Znížené trenie a zlepšené správanie pri opotrebovaní	Vysoká-rýchlosť výroby	Poškodenie náteru, ak je podklad nestabilný

 

Pri jemnom prepichovaní koncovky môžu karbidové razníky zachovať ostrejšie rezné hrany pri dlhšej výrobe. Karbid by sa však nemal vyberať len preto, že je tvrdší.

 

Zle zarovnaný karbidový razník môže prasknúť, kde by sa razník SKD11 zdeformoval alebo postupne opotreboval.

 

1. Vôľa matrice riadi výšku otrepu a rozmerovú stabilitu

Meď má vysokú ťažnosť a môže spôsobiť nežiaduce prevrátenie, otrepy alebo sekundárnu deformáciu, keď je vôľa nedostatočne prispôsobená hrúbke materiálu.

Účinná vôľa závisí od:

Zliatina medi a tempera
Hrúbka materiálu
Geometria razníka
Rýchlosť rezania
Požadovaná výška otrepu
Priemer otvoru
Očakávaná životnosť nástroja

V prípade terminálu s vysokou{0}}presnosťou sa musí vôľa matrice overiť experimentálne a nie skopírovať zo všeobecnej percentuálnej tabuľky.

Skúška výroby by mala korelovať:

vôľa → rezná sila → zóna lomu → výška otrepu → rozmerová odchýlka → opotrebenie nástroja

To vytvára merateľné procesné okno pre následnú údržbu matrice.

 

2. Nosné konštrukcie SKD11 znižujú riziko lomu karbidov

Karbidové doštičky by mali byť skôr mechanicky podopreté ako vystavené nekontrolovanému bočnému zaťaženiu. Presné progresívne matrice bežne kombinujú karbidové rezné komponenty s kalenými nástrojovými-oceľovými držiakmi, vodiacimi štruktúrami a vymeniteľnými doštičkami.

Cieľom nie je len maximálna tvrdosť. Cieľom je riadený prenos zaťaženia.

 

 

Ohýbanie je často najväčším zdrojom rozmerových variácií po piercingu. Terminál môže opustiť rezaciu stanicu v rámci tolerancie a napriek tomu zlyhá pri konečnej kontrole, pretože elastické zotavenie zmení svoj uhol alebo funkčnú výšku.

 

Odpruženie je ovplyvnené:

Medza klzu materiálu
Správanie sa pri práci-
Polomer ohybu
Hrúbka materiálu
Smer zrna
Tvarovací uhol
Polomer nástroja
Počet fáz formovania
Kontaktný tlak
Opotrebenie nástroja

Viac{0}}fázové tvarovanie znižuje uhlové variácie pod kontrolou IATF 16949

Vysoko presná progresívna matrica by mala zabrániť vynúteniu silného ohybu do jednej stanice vždy, keď je konečná geometria citlivá na odpruženie.

 

Typická sekvencia môže používať:

Pred{0}}tvarovanie: vytvorte počiatočnú geometriu ohybu.
Stredné tvarovanie: zväčšite uhol ohybu pri rozdeľovaní plastickej deformácie.
Kalibračné tvarovanie: Stanovte konečný funkčný uhol.
Razenie alebo opakovaný úder: v prípade potreby stabilizujte kritické povrchy.
Záverečná kontrola: overte funkčný údaj pomocou CMM alebo špeciálnych meradiel.

 

Stratégia formovania	Spätná kontrola	Zaťaženie nástroja	Rozmerová opakovateľnosť
Jednofázové-ohýbanie	Obmedzené	Vysoká lokálna záťaž	Nižšia
Dvoj{0}}ohýbanie	Vylepšené	Distribuované	Vylepšené
Trojfázové{0}}formovanie	Vysoká kontrola	Distribuované	Vysoká
Formovanie + restrike	Veľmi vysoká pre vybrané funkcie	Vyššie konečné zaťaženie	Vysoká
Razenie mincí	Silná lokálna kontrola deformácie	Vysoká	Vysoká pre kontrolované funkcie

 

Počet staníc by sa mal určiť skôr na základe správania a geometrie materiálu než z pevnej šablóny nástrojov.

 

Kompenzácia ohybu by mala byť zabudovaná do matrice

Ak koncovka vyžaduje konečný uhol 90 stupňov, tvarovací razník by nemal byť nevyhnutne navrhnutý okolo nominálnej polohy nástroja 90 stupňov.

Samotný proces si môže vyžadovať nadmerné{0}}tvarovanie, po ktorom nasleduje riadená elastická obnova.

 

Na overenie výroby by mal inžiniersky tím zaznamenať:

Uhol nástroja
Skutočný uhol razenia
Uhol odpruženia
Množstvo materiálu
Smer pásu
Zdvih nástroja
Počet výrobných zdvihov

To vytvára sledovateľný vzťah medzi geometriou nástroja a variáciou hotového{0}}dielu.
 

 

 

Progresívna matrica pracujúca pri vysokých frekvenciách zdvihov nemôže úplne závisieť od kontroly na konci--linky. Poškodený razník, chýbajúci komponent, chyba podávania alebo dvojitý pás môžu spôsobiť vznik stoviek chybných dielov skôr, než operátor zistí problém.

 

Interné senzory premieňajú vybrané podmienky procesu na okamžité výrobné signály.

 

Progresívne razenie riadené senzorom- pod úrovňou 3 PPAP

 

Bežné monitorovacie body zahŕňajú:

Prítomnosť materiálu
Pozícia pásu
Zapojenie pilota
Prítomnosť časti
Detekcia nesprávneho podávania
Dvojitá detekcia materiálu
Zlomenie dierovača
Potvrdenie vysunutia
Die preťaženie
Formovacia poloha

 

Funkcia snímača	Zistiteľný stav	Výrobné riziko, ak nie je kontrolované
Pásový snímač	Chýba materiál	Prázdny ťah
Pilotný senzor	Nesprávna poloha pásu	Vychýlenie otvoru/ohybu
Snímač dielov	Časť nie je vysunutá	Die obštrukcia
Monitorovanie raznice	Poškodenie úderom	Otrepy alebo porucha rozmerov
Monitorovanie záťaže	Abnormálna tvarovacia sila	Poškodenie nástroja
Monitorovanie krmiva	Nesprávna výška tónu	Nesprávna registrácia stanice
Detekcia dvojitého-hárku	Materiálové prekrytie	Zlomenina úderu

 

Pre PPAP úroveň 3 by mala byť senzorová stratégia prepojená s procesnou FMEA, plánom kontroly, aktivitami MSA a validáciou rozmerov.

Samotný snímač nie je systémom kvality. Jeho hodnota pochádza z prepojenia signálu s definovaným reakčným plánom.

 

Schopnosť procesu by mala zodpovedať špecifikáciám ±0,01 mm

Pre kritický koncový rozmer by sa Cp a Cpk mali vypočítať z výrobných údajov a nie predpokladať z prototypu.

 

kde:

Horný limit USL =
LSL=spodný limit špecifikácie
μ=priemer procesu
σ=štandardná odchýlka

 

Ak je špecifikácia ±0,01 mm, celková šírka tolerancie je len 0,02 mm. Malé zmeny v hrúbke materiálu, opotrebovaní nástroja, zarovnaní pásu alebo tvárniacej sile môžu preto spotrebovať značnú časť dostupného procesného okna.

 

 

Súradnicový merací stroj by sa nemal používať len ako nástroj konečného preberania. Údaje CMM môžu tiež podporovať testovanie, prvé-schválenie, preventívnu údržbu a overenie technických zmien.

 

Stratégia merania CMM pre svorky ±0,01 mm

Kritické charakteristiky by sa mali rozdeliť na:

Poloha otvoru
Priemer otvoru
Celková dĺžka
Šírka koncovky
Výška ohybu
Uhol ohybu
Kontaktná pozícia
Plochosť
Vytvorený profil

 

Program CMM by mal reprodukovať funkčnú základnú štruktúru definovanú v inžinierskom výkrese.

 

Napríklad meranie výšky koncovky voči nestabilnému vonkajšiemu okraju môže poskytnúť technicky presné meranie, ktoré nereprezentuje skutočný stav montáže.

 

Metóda kontroly preto musí zodpovedať schéme funkčných údajov produktu.

 

 

 

Konzistencia nástrojov nie je statická. Rezné hrany sa opotrebúvajú, tvarovacie plochy sa leštia, menia sa vôle a vodiace komponenty postupne strácajú svoj pôvodný stav.

 

V prípade veľkoobjemovej{0}}výroby medených koncoviek by preventívna údržba mala byť založená na merateľných ukazovateľoch procesu a nie na ľubovoľnom kalendárnom intervale.

 

Monitorovanie{0}}životnosti nástroja pod kontrolou procesu IATF 16949

Sledovať minimálne:

Počet výrobných zdvihov
Výška otrepu
Kritický priemer otvoru
Kritická poloha otvoru
Uhol ohybu
Výška tvarovania
Raziaca sila
Frekvencia alarmu snímača
História výmeny razníka
Prídavok na brúsenie

Užitočný spúšťací mechanizmus údržby môže byť nastavený, keď sa indikátor procesu priblíži k svojmu kontrolnému limitu.

Napríklad:

počet zdvihov → rast otrepov → posun rozmerov otvoru → zníženie Cpk → údržba razníka

Je to informatívnejšie ako tvrdenie, že kocka má teoretický „milión{0}}výstrelov“.

Životnosť nástroja závisí od materiálu, hrúbky, geometrie, mazania, rýchlosti zdvihu, vôle matrice a praxe údržby.

 

Údržba matrice by mala zachovať pôvodný vzťažný systém

Po brúsení alebo výmene razidla si musí obnovený komponent zachovať vzťah s:

Pilotný systém
Sprievodca post
Vložka matrice
Pásový nosič
Priľahlá formovacia stanica

Výmena jedného opotrebovaného komponentu bez kontroly kompletnej stanice môže priniesť nový rozmerový posun.

 

 

Nasledujúca matica sumarizuje vzťah medzi požiadavkami na produkt a rozhodnutiami o nástrojoch.

 

Požiadavka na produkt	Odporúčaná technická kontrola	Overenie
Rozmer otvoru ±0,01 mm	Karbidový razník + kontrolovaná vôľa	CMM
Veľký-piercing	Karbidové rezné komponenty	Meranie otrepov
Zložitá koncová geometria	Viac{0}}fázové tvarovanie	Profil/CMM
Citlivý uhol ohybu	Pred-forma + kalibrácia/obnovenie	Uhlomer/CMM
Vysoká elektrická vodivosť	C1100 meď	Materiálový certifikát + skúška vodivosti
Vyššia konštrukčná pevnosť	C2680 mosadz	Materiálový certifikát + mechanické údaje
Nepretržitá-rýchlosť výroby	In-snímače	Overenie snímača
Dodávka automobilovej úrovne 1	Procesný systém IATF 16949	Audit + PPAP
Schválenie nového náradia	Plná rozmerová validácia	PPAP úroveň 3
Dlhý priebeh výroby	Preventívna údržba náradia	Záznamy o{0}}živote mŕtvice/náradia

 

Stiahnite si špecifikáciu dizajnu razenia

 

 

Projekt presného razenia by mal začať výkresom dielu a funkčnými požiadavkami, a nie štandardnou konfiguráciou lisovnice.

 

Počas kontroly DFM by mal technický tím preskúmať:

Trieda materiálu a tempera
Hrúbka pásu
Smer zrna
Minimálny polomer ohybu
Vzdialenosť-od{1}}okraja
Smer otrepu
Postupnosť piercingu
Dizajn nosiča
Rozteč pásov
Progresívne prideľovanie staníc
Zaťaženie tvárnenia
Evakuácia šrotu
Umiestnenie senzorov
Inšpekčné údaje
Požiadavky na povrchovú úpravu

V prípade elektrických komponentov EV a ESS by sa počas mechanického návrhu mal zvážiť aj elektrický výkon.

 

Rozmer koncovky, ktorý vyhovuje ±0,01 mm, môže byť stále nevhodný, ak hrúbka pokovovania, prítlačná sila, geometria spoja alebo aktuálny -prierez{2}} nespĺňa špecifikácie.

 

Z tohto dôvodu by sa mala mechanická kontrola rozmerov a elektrická validácia posudzovať spoločne.

 

Dokumentácia PPAP úrovne 3 by mala spájať nástroje s riadením výroby

Produkčný príspevok môže obsahovať:

Diagram toku procesu
PFMEA
Kontrolný plán
MSA
Dimenzionálne výsledky
Materiálové certifikácie
Štúdie spôsobilostí
Záznamy o nástrojoch
Procesné parametre
Schválenie vzhľadu
Výsledky funkčných testov
Vzorové diely
Príkaz na predloženie dielu

Účelom je demonštrovať, že výrobný proces-nie len vybraná séria dielov-môže opakovane spĺňať požiadavky na výkres.

 

 

V prípade vysokoprúdových elektrických koncoviek je presné razenie riadenou interakciou medzi správaním materiálu, geometriou lisovnice, postupnosťou tvarovania, nástrojovými materiálmi, presnosťou stroja a kontrolou.

 

Vysoko presné{0}}lisovanie z medi OEM so zacielením ±0,01 mm by malo vytvoriť proces okolo štyroch technických ovládacích prvkov:

 

Dizajn nástrojov na lisovanie koncoviek založený na funkčných základoch a riadenej tolerancii-nahor.
Výber nástrojov z tvrdokovu a SKD11 prispôsobený reznému zaťaženiu, opotrebovaniu, geometrii a požiadavkám na údržbu.
Viac{0}}stupňové ohýbanie a kalibrácia na ovládanie pruženia namiesto spoliehania sa na jedno-fázové tvarovanie.
V-monitorovanie matrice senzorom a kontrola CMM na zistenie posunu procesu skôr, ako sa veľké množstvá stanú nezhodnými.

 

V prípade automobilových a energetických{0}}programov skladovania možno tieto ovládacie prvky integrovať s IATF 16949, PPAP Level 3, so štúdiami procesných spôsobilostí a zdokumentovanou správou-životnosti nástrojov.

 

Výsledkom nie je len vyrazený medený terminál, ktorý prejde kontrolou. Ide o proces lisovania s merateľnými vzťahmi medzi materiálom → nástrojmi → tvárnením → inšpekciou → spôsobilosťou procesu → opakovateľnosťou výroby.

 

 

Ako si môže progresívna matrica udržať toleranciu ±0,01 mm počas veľkoobjemovej-výroby medených koncoviek?

Používajte riadený referenčný systém, presné karbidové nástroje, overenú vôľu matrice, viac{0}}fázové tvárnenie, vlastné-senzory matrice, preventívnu údržbu a overovanie procesov-na základe CMM. Hrúbka materiálu a teplota musia tiež zostať v rámci schválenej špecifikácie.

 

Aké nástroje sa používajú na dosiahnutie vysokej{0}}presnostilisovanie medených koncoviek?

Karbid volfrámu sa bežne používa na rezné súčiastky s vysokým{0}}opotrebením a kritické dierovacie operácie, zatiaľ čo SKD11 sa používa na razidlá, matrice, držiaky a tvárniace súčiastky, kde sa vyžaduje väčšia húževnatosť a použiteľnosť.

 

Môže dodávateľ lisovania medených koncoviek poskytnúť dokumentáciu PPAP úrovne 3?

áno. Program pripravený na výrobu- môže zahŕňať rozmerové správy, PFMEA, kontrolný plán, MSA, štúdie spôsobilosti, materiálové certifikáty, tok procesov, záznamy o nástrojoch, vzorové diely a dokumentáciu k záruke predloženia dielu.