Hidegfejezés kontra megmunkálás ezüstérintkezők és tömör szegecsek esetében: sebesség- és anyagmegtakarítás

A hidegfejű bimetál érintkezők csökkenthetik a megmunkálási veszteséget és lerövidíthetik a ciklusidőket azáltal, hogy a fémet plasztikus deformációval alakítják ki, nem pedig vágás során eltávolítják az anyagot. Nagy volumenű elektromos érintkezőgyártás esetén a tényleges költségelőny az ezüsttartalomtól, a szegecs geometriától, a mérettűrésektől, az anyagfelhasználástól, a szerszám élettartamától és a szükséges gyártási mennyiségtől függ. A megmunkálás továbbra is hasznos összetett geometriák és kis térfogatú alkatrészek esetén, míg a többállomásos hidegfejezés általában megfelel az ismételhető, nagy térfogatú tömör szegecseknek és bimetál érintkező alkatrészeknek.

Az elsődleges különbség a hidegfejezés és a megmunkálás között az, hogy az egyes eljárások hogyan alakítják át a fémanyagot kész komponenssé. A hidegfejezés a huzal- vagy rúdanyagot a szerszámüregbe kényszeríti, míg a megmunkálás vágószerszámokkal távolítja el az anyagot a megadott geometria elérése érdekében.

Ezüst érintkezők esetében ez a megkülönböztetés befolyásolja a ciklusidőt, a nyersanyag-felhasználást, a sorjaképződést, a méretállandóságot és a későbbi befejezés költségeit.

Az ezüst érintkezőszegecsek folyamatának összehasonlítása

Nem lehet megbízhatóan összehasonlítani a termelési arányokat egy univerzális alkatrész/perc értékkel. A hidegfejű gép teljesítménye az állomások számától, az alakzat összetettségétől, az adagolási rendszertől, a gép sebességétől, az ellenőrzési követelményektől és az állásidőtől függ. A CNC kimenete a ciklusidőtől, a szerszámcseréktől, a munkatartástól és a ciklusonként legyártott alkatrészek számától függ.

A tisztességes összehasonlítás érdekében értékelje az elfogadott alkatrészeket üzemóránként, ne pedig a gép névleges fordulatszámára hagyatkozzon. Zárja ki az elutasított alkatrészeket, és vegye figyelembe a beállítást, a szerszámbeállításokat, a leállásokat és az ellenőrzési késéseket.

Ciklusidő és éves termelési kapacitás

Egy egyállomásos megmunkálási folyamat több műveletet igényelhet a szegecsfej, a szár és a végprofil kialakításához. A többállomásos hidegfejezés eloszthatja a deformációt az egymást követő szerszámok között, csökkentve a különálló megmunkálási műveletek szükségességét, ha a geometria lehetővé teszi.

A nagy sebességű berendezések nem biztosítanak automatikusan alacsonyabb egységköltséget. Ha egy érintkező szűk koncentrikusságot, összetett alámetszést vagy olyan jellemzőt igényel, amelyet nem lehet megbízhatóan kialakítani, akkor is szükség lehet másodlagos megmunkálásra.

A folyamat döntésének ezért a teljes gyártási útvonalon kell alapulnia, nem pedig az elsődleges gép névleges sebességén.

Az anyagfelhasználás gyakran a legnagyobb gazdasági változó az ezüst érintkezőszegecsek gyártása során, különösen, ha az érintkezőfej nagy arányban tartalmaz ezüstöt. A hidegfejezés csökkentheti a vágási hulladék mennyiségét azáltal, hogy a fémet a kívánt formába tolja, ahelyett, hogy forgácsként eltávolítaná.

Az anyagmegtakarítást azonban a tényleges alkatrészgeometriához és a teljes gyártási útvonalhoz viszonyítva kell értékelni.

A tömör érintkezőszegecsek anyaghozamának összehasonlítása

Az anyaghozam úgy értékelhető, hogy összehasonlítjuk az átvett kész alkatrészek nettó tömegét az azonos gyártási időszak alatt felhasznált nyersanyag össztömegével.

Tekintsünk egy hipotetikus termelési példát:

Ezek az adatok illusztrációk, nem mért termelési eredmények vagy garantált folyamatteljesítmény. A tényleges hozam a szegecs méreteitől, a fej-szár aránytól, a nyersdarab kialakításától, a telepítési selejtektől, a kiselejtezett alkatrészektől és a megmunkálási forgácsok vagy fejtörmelék visszanyerésétől függ.

Az összehasonlításhoz következetes elszámolási határra is szükség van. Ha a megmunkálási forgácsot újrahasznosítják, akkor a visszanyerhető fémértéküket külön kell jóváírni, ahelyett, hogy az összes eltávolított anyagot helyrehozhatatlan veszteségként kezelnék.

Miért változtatja meg az ezüsttartalom a költségszámítást?

Szilárd ezüstérintkező esetén az anyagveszteség csökkentése közvetlen hatással lehet az anyagköltségre, mivel az ezüst jelentősen hozzájárul a nyersanyag értékéhez. Egy ezüst érintkezőfejjel rendelkező rézszárú szegecs esetében a pénzügyi előny a megtakarított ezüsttömegtől függ, nem egyszerűen az alkatrész teljes tömegétől.

A gyakorlati költség-összehasonlítás során figyelembe kell venni a megtakarított anyag mennyiségét és az alkalmazandó anyagárat, majd figyelembe kell venni a selejt visszanyerését, a formázási hozamot, a szerszámok amortizációját, az energiafogyasztást, az ellenőrzést és a másodlagos műveleteket.

Bimetál hideg fejléc és ezüst eloszlás

A bimetál hidegfejezés különböző vezető anyagokat egyesít egy formázott alkatrészben. Az ezüstfejű, rézszárú érintkezőszegecseknél az ezüst csapágyrész biztosítja az érintkezési felületet, míg a rézszár biztosítja a rögzítési felületet és a vezető utat.

A folyamatnak fenn kell tartania a megadott ezüst térfogatot, fejprofilt, koncentricitást és interfész integritását. Egy látszólag elfogadható külső fej nem bizonyítja, hogy a belső kötés vagy anyageloszlás helyes.

A vonatkozó ellenőrzési pontok a következők:

• Ezüst fej átmérője és magassága a rajzhoz mérve.
• Fejtől szárig koncentrikusság és szár egyenessége.
• Az interfész integritása, megfelelő keresztmetszettel vagy roncsolásos vizsgálattal értékelve.
• Érintkezési felület állapota és látható formázási hibák.
• Anyagösszetétel és tétel nyomon követhetősége.

Az ezüstfogyasztás csökkentését célzó tervezési változtatások esetében a mérnöki engedélyt kell követni az érintkezők méretének és elektromos teljesítményének a tervezett kapcsolási feltételek melletti ellenőrzése után.

A hidegfejezés a fémet képlékeny alakváltozással változtatja meg. Az ötvözettől, a redukciós aránytól, az alakítási sorrendtől és a közbenső izzítástól függően az eljárás megnövelheti a keménységet és a szilárdságot a munkaedzéssel.

Ezzel szemben a megmunkálás új felületet hoz létre az anyag eltávolításával. A többi alkatrészre gyakorolt ​​hatása a forgácsolási körülményektől, a szerszám állapotától, a maradék feszültségtől és az eredeti anyagállapottól függ.

Fém áramlási vonalak hidegen alakított szegecsekben

A hidegfejű szegecsben az anyagáramlás a szerszámok által kifejtett alakváltozási utat követi. Ha a nyersdarab és a szerszám kialakítása megfelelő, az eredményül kapott áramlási minta követheti a fej és a szár geometriáját, ahelyett, hogy megszakítaná a kiterjedt vágást.

Ez nem jelenti azt, hogy a hideg fejezés mindig kiváló kifáradásállóságot eredményez, vagy kiküszöböli a hibákat. A túlzott deformáció, rossz kenés, nem megfelelő alapanyag vagy hibás alakítási sorrend lelapolásokat, gyűrődéseket, felületi repedéseket vagy belső sérüléseket okozhat.

Keménység és mikrostruktúra ellenőrzése

A keménység nem helyettesíti az elektromos érintkezési vizsgálatot. A túlzott keményedés a későbbi alakítási, illesztési vagy összeszerelési műveleteket is befolyásolhatja.

Ha a keménység ellenőrzött jellemző, a rajznak vagy a szabályozási tervnek meg kell határoznia az alkalmazandó vizsgálati módszert, a vizsgálati helyet, az anyagállapotot és az elfogadási tartományt. Az ASTM E384 szerinti Vickers mikrokeménységi vizsgálat megfelelő lehet a helyi mérésekhez, ha a minta geometriája és előkészítése ezt lehetővé teszi.

Az elfogadási kritériumoknak a jóváhagyott rajzból, anyagspecifikációból vagy érvényesített folyamatirányítási tervből kell származniuk. Az ASTM E384 meghatároz egy vizsgálati módszert; nem határoz meg egyetemes keménységi követelményt minden ezüst érintkezőszegecsre.

Toleranciaszabályozás a formázási sorrendben

A hidegfejezési eljárás hatékonyan szabályozhatja a fej átmérőjét és a szár méreteit, de az elérhető tűrés alkatrészfüggő. A huzalátmérő változása, a szerszámhézag, az átviteli pontosság, a rugalmas helyreállítás és a szerszámkopás mind befolyásolják a végső méreteket.

A ±0,01 mm-es névleges tűréshatárt nem szabad megígérni a gyártási képességi tanulmányok bizonyítéka nélkül. Ha a tervezés kritikus koncentrikusságot, fejmagasságot vagy interfész méretet tartalmaz, akkor ezeket a jellemzőket a geometriájuknak megfelelő módszerrel kell mérni.

A gyártási minősítéshez állítsa be:

• A minőség szempontjából kritikus méretek és rajzi tűréseik.
• A mérési módszer, a műszer felbontása és a kalibrálás állapota.
• A kezdeti képesség és a folyamatos folyamatfigyelés adott esetben.
• Szerszámélettartam határai és ellenőrzési gyakorisága.
• Reakcióterv a tűréshatáron kívüli eredményekhez.

Az alkalmazandó gépjármű-ellátási láncok esetében az IATF 16949 követelményei és az ügyfélspecifikus követelmények szabályozhatják a folyamatok jóváhagyását, a nyomon követhetőséget és a változtatások ellenőrzését. A tanúsítás önmagában nem bizonyítja, hogy egy adott alkatrész megfelel a rajznak.

A többállomásos hidegirányítás felosztja az alakítási műveletet az egymást követő állomások között. Mindegyik állomás egy meghatározott deformációs lépést hajt végre, például felborítást, előformázást, fejformázást vagy méretezést. Ez az elrendezés nagy teljesítményt produkál, ha az alkatrész geometriája, anyagállapota és átviteli sorrendje megfelelő.

A napi millió darabos gyártásra vonatkozó igényeket egy adott alkatrészhez, gépkonfigurációhoz, üzemeltetési ütemezéshez és minőségi átvételi arányhoz kell kötni.

Szerszám élettartam, kenés és folyamatstabilitás

A nagy volumenű hidegfejezés a gyártási költségek kockázatának egy részét a vágási időről a szerszámtervezésre, a szerszám élettartamára és a folyamatstabilitásra helyezi át. A szerszámkopás megváltoztathatja a fej méreteit, a szár geometriáját, a felületkezelést és az alakítási terhelést.

Az ellenőrzési terveknek figyelemmel kell kísérniük azokat a változókat, amelyek közvetlenül befolyásolják az alkatrész minőségét:

• A huzal vagy rúd átmérője és a bejövő anyag állapota.
• A szerszámkopás és a kritikus szerszámok cseréjének kritériumai.
• Kenési állapot és szennyeződés.
• Átviteli időzítés, kilökődés és rendellenes alakító terhelések.
• Első darab jóváhagyás és gyártás közbeni méretellenőrzés.
• A tétel azonosítása és a nem megfelelő termék elszigetelése.

A szerszám élettartamát a tényleges gyártási számok és hibatörténet alapján kell rögzíteni. A szerszám élettartamára vonatkozó becslés meghatározott kopási határ és ellenőrzési módszer nélkül nem megbízható alap a gyártási árajánlathoz.

A teljes gyártási költség összehasonlítása

A legalacsonyabb megmunkálási idő vagy a legnagyobb névleges forgási sebesség nem feltétlenül eredményezi a legalacsonyabb elfogadott alkatrészköltséget. Az összehasonlításnak tartalmaznia kell minden olyan költségelemet, amely az útvonalak között különbözik.

A beszerzési döntésekhez ugyanazon rajzfelülvizsgálat, anyagminőség, éves igény, csomagolási specifikáció, ellenőrzési terv és szállítási feltételek alapján kérjen árajánlatot. A különböző feltételezések összehasonlítása azt eredményezheti, hogy bármelyik folyamat mesterségesen olcsónak tűnik.

Mi a jellemző minimális rendelési mennyiség (MOQ) az egyedi hidegfejes alkatrészekhez?

A szabványos gyártási sorozatok jellemzően 1000 darabnál kezdődnek, hogy hatékonyan lehessen fedezni a többállomásos szerszámbeállítás költségeit, bár mérnöki kérésre prototípus-minta-kötegek is beszerezhetők.

Hogyan ellenőrzi az ezüstréteg vastagságát és a kohászati ​​kötés minőségét?

Fejlett metallográfiai mikroszkópos keresztmetszeti elemzést és röntgenfluoreszcens (XRF) bevonatvastagság-méréseket alkalmazunk az ASTM szabványoknak megfelelően, hogy biztosítsuk a 100%-os kohászati ​​integritást.

Mekkora a szokásos átfutási idő az egyedi OEM-szerszámokhoz és a minta jóváhagyásához?

A kezdeti szerszámtervezés és az egyedi hidegfejű érintkezőelemek mintaszállítása általában 10-15 munkanapot vesz igénybe, a geometriai összetettségtől és az anyagválasztástól függően.

OEM gyártási árajánlathoz küldje el aHideg fejű bimetál érintkezőkrajz, anyagminőség, éves igény, kritikus tűrések, elektromos terhelés és ellenőrzési követelmények. A gyártási útvonal jóváhagyása előtt kérje a hidegfejezés és a megmunkálás dokumentált összehasonlítását.