Hladno zaglavljivanje naspram mašinske obrade: inženjerska razlika u srebrnim kontaktima i čvrstim zakovicama

Hladno zaglavljivanje formira srebrni kontakt ili čvrstu zakovicu od žice ili precizno{0}}izrezanog zaglavlja putem kontrolirane plastične deformacije, umjesto uklanjanja većine gotove geometrije rezanjem. Za-električne kontakte velike zapremine, proces može smanjiti otpad- sirovog materijala, očuvati protok metalnih vlakana, povećati konzistentnost dimenzija i podržati više-proizvodnju u više stanica na milion-komada-po-dnevnoj skali kada su geometrija dijela i alati prikladni.

 

Za timove za nabavku, odluka stoga nije samo hladna obrada u odnosu na mašinsku obradu. Relevantne varijable su korištenje materijala, vrijeme ciklusa, tolerancija dimenzija, protok vlakana, vijek trajanja alata, sekundarne operacije, zahtjevi za inspekcijom i godišnja potražnja.

 

 

 

Zašto hladno ocjenjivanje mijenja proizvodnu jednačinu

 

CNC tokarenje proizvodi kontakt ili zakovicu uklanjanjem materijala sa šipke ili žice. Hladno kačenje koristi sistem bušilica-i-za redistribuciju materijala u potrebnu geometriju.

 

Za rotacijske čvrste zakovice, okretanje može početi s prečnikom koji je znatno veći od najmanjeg gotovog dijela. Materijal uklonjen tokom oblaganja, tokarenja, žljebova, skošenja i smanjenja prečnika postaje otpad od mašinske obrade.

 

Hladni pad se približava istoj geometriji iz suprotnog smjera: materijal se pomiče, a ne pretežno uklanja.

 

Inženjerski faktor	Cold Heading	CNC tokarenje
Osnovni mehanizam materijala	Plastična deformacija	Uklanjanje materijala
Korištenje{0}} sirovog materijala	Obično visoka za prikladne geometrije	Smanjite kada je potrebno značajno uklanjanje zaliha
Generacija čipova	Minimalno	Neprekidni/povremeni čipovi
Glavni alat	Zaglavlja + udarci	Alati za rezanje + pribor
Vrijeme ciklusa-velike jačine zvuka	Vrlo kratka, više{0}}stanica	Ovisno o redoslijedu rezanja
Protok vlakana	Generalno prati formiranu geometriju	Prekinut obradom
Skalabilnost proizvodnje	Više-hladni kolektor	Potrebne su paralelne CNC mašine
Ponovljivost dimenzija	Visok nakon stabilizacije procesa	Visoka s kontroliranom obradom
Sekundarna završna obrada	Aplikacija{0}}zavisna	Često manje operacija{0}}vezanih za formiranje
Mehanizam habanja alata	Istrošenost kalupa/probijanje	Umetak / habanje alata
Najbolji proizvodni asortiman	Srednje do veoma velike jačine zvuka	Prototip do srednjeg/velikog volumena
Fleksibilnost geometrije	Ograničeno formiranjem izvodljivosti	Visoko

 

Ekonomska prednost postaje veća kako se godišnja potražnja povećava. Komponenta koja zahtijeva nekoliko operacija tokarenja može potrošiti sekunde vremena vretena po komadu, dok stabilizirani više-stanički proces hladnog cevanja može izvesti nekoliko operacija oblikovanja unutar jednog mašinskog ciklusa.

 

Tok procesa hladnog smjera za električne kontakte

 

Uobičajeni postupak srebrne kontaktne zakovice sa hladnom glavom može uključivati:

Ispravljanje žice i kontrolirano odsijecanje-
Podmazivanje i priprema površine
Uznemirivanje prve-faze
Ekstruzija naprijed ili nazad
Formiranje glave
Dimenzioniranje drške
Konačna kalibracija
U-oblikovanoj ili post{1}}inspekciji
Spajanje srebrnog kontaktnog materijala gdje je potrebno
Površinska obrada ili čišćenje
Automatsko sortiranje i kontrola dimenzija

Za kontakte releja, kontakte{0}}prekidača, komponente kontaktora i čvrste zakovice, tačan redoslijed ovisi o omjeru između promjera glave, promjera drške, ukupne dužine, tvrdoće materijala i potrebne deformacije.

 

Tolerancija ±0,01 mm zahtijeva kontrolu procesa, a ne samo završnu inspekciju

 

Zahtjevi u pogledu dimenzija oko ±0,01 mm ne bi se trebali tretirati kao problem samo završne{1}}inspekcije-.

Stabilan proces hladnog sastavljanja zahteva kontrolu:

Prečnik žice
Ovalnost žice
Odrezana{0}}dužina
Stanje maziva
Geometrija kalupa i probijanja
Formiranje omjera redukcije
Tvrdoća materijala
Mašinsko poravnanje
Temperatura alata
Preciznost uvlačenja

Za kritične kontaktne dimenzije, CMM inspekcija može provjeriti prve-uzorke i periodične proizvodne uzorke, dok automatizirani mjerači mogu osigurati brži 100% dimenzionalni skrining gdje obim proizvodnje opravdava ulaganje.

 

 

Formiranje skoro{0}}mrežnog{1}}oblika smanjuje gubitak dragocjenog metala

 

Električni kontaktni materijali koji sadrže srebro-mogu imati znatno veće cijene sirovog-materijala od uobičajenih konstrukcijskih metala. Kada se kontakt proizvodi mašinskom obradom, ekonomski gubitak nije ograničen na vreme mašine.

 

Uklonjeni materijal može sadržavati:

Srebro
Srebrna legura
Bakar
Legura bakra
Kontaktni materijal-od plemenitih metala

 

Hladno sabijanje može postaviti materijal direktno u glavu i dršku umjesto da stvara ekvivalentne količine strugotine za obradu.

 

Izraz "zero-cut" stoga treba shvatiti kao proizvodni koncept, a ne kao apsolutnu tvrdnju: hladno sastavljanje ne eliminiše doslovno svaki mogući gubitak materijala. I dalje postoje-odsječeni dijelovi, obrezivanje, gubici alata i odbačeni dijelovi. Relevantna metrika je omjer korištenja materijala.

 

Praktična računica je:

Iskorišćenost materijala (%)=Masa gotovog dela ÷ Masa sirovog materijala × 100

Za modeliranje troškova nabavke, ovaj broj treba izračunati zajedno sa vremenom ciklusa mašine, stopom otpada, troškovima alata i sekundarnim{0}}troškom procesa.

 

C1100 Bakar naspram C2680 Mesing: Važno je ponašanje pri formiranju

Odabir materijala direktno utiče na izvodljivost hladnog sastavljanja.

Imovina / Razmatranje	C1100 čisti bakar	C2680 Mesing
Sadržaj bakra	Tipično veće ili jednako 99,90%.	Cu{0}}Legura cinka
Električna provodljivost	Vrlo visoko	Niže od čistog bakra
Električna primjena	Sabirnice, provodni dijelovi, nosači kontakata	Stezaljke, strukturni vodljivi dijelovi
Duktilnost	Visoko	Dobro, zavisno od legure{0}}
Hladno oblikovanje	Generalno povoljno	Generalno povoljno
Snaga nakon hladnog rada	Povećava	Povećava
Električni otpor	Niže	Više
Tipična briga o formiranju	Stvrdnjavanje/izjedavanje	Stvrdnjavanje/pucanje pri prekomjernoj redukciji
Tipičan prioritet izbora	Provodljivost	Čvrstoća + sposobnost oblikovanja + cijena

 

Za komponente sa električnim kontaktom, izbor materijala treba da se zasniva na kompletnoj električnoj i mehaničkoj specifikaciji, a ne samo na ceni materijala.

 

Srebrna kontaktna geometrija mora biti dizajnirana oko plastičnog toka

 

Dizajn hladnog smjera treba izbjegavati iznenadne prijelaze{0}}poprečnog presjeka koji stvaraju prekomjerne lokalne deformacije.

Inženjerski pregled treba uzeti u obzir:

 

Odnos-prema-prečnika drške
Maksimalni omjer uznemirenja
Smanjenje ekstruzije
Ugaoni radijus
Geometrija ulaza za bušenje
Die angle
Rad materijala{0}}brzina stvrdnjavanja
Smjer -toka zrna
Potrebna konačna tvrdoća
Opterećenje izbacivanja

 

DFM pregled prije konstrukcije alata može utvrditi da li je predložena geometrija prikladna za hladno sabijanje u čvrstom kontaktu, a ne za prisiljavanje obrađene geometrije u proces oblikovanja.

 

Zatražite besplatnu DFM evaluaciju i ponudu

 

 

Kontinuirani protok metalnih vlakana poboljšava mehanički integritet

 

Mašinska obrada seče kroz originalnu zrnastu strukturu. Hladno sabijanje plastično deformira materijal uz održavanje kontinuiranijeg -teka vlakana oko formirane geometrije.

 

Ova razlika postaje relevantna kada čvrsta zakovica ili kontakt doživi:

 

Aksijalna kompresija
Opterećenje smicanjem
Sila zakivanja
Ponovljena električna montaža
Vibracije
Termalni biciklizam

 

Konačna mehanička svojstva zavise od vrste materijala, početne temperature, omjera redukcije i povijesti deformacija. Hladno odvajanje stoga ne treba opisivati ​​kao automatski "jače" za svaku komponentu; inženjerska korist dolazi od kontrolisanog hladnog rada i povoljnog protoka materijala.

 

Radno očvršćavanje mijenja lokalnu tvrdoću

Hladna deformacija povećava gustinu dislokacija u duktilnim metalima. Kako se plastično naprezanje povećava, tvrdoća i granica popuštanja mogu se povećati dok se duktilnost smanjuje.

 

Za kontrolu proizvodnje, tvrdoća bi se trebala mjeriti na definiranim lokacijama umjesto da se koristi jedna ukupna vrijednost za predstavljanje cijele komponente.

 

Tipične metode{0}}kontrole kvaliteta mogu uključivati:

Ispitivanje tvrdoće po Rockwellu
Vickers mikrotvrdoća
Metalografski poprečni-presjek
CMM dimenzionalna inspekcija
Optički dimenzionalni pregled
Ispitivanje zatezanja ili smicanja gdje je primjenjivo

Za električne kontakte, tvrdoća se također mora procijeniti u odnosu na otpor kontakta, performanse zakivanja i naknadno ponašanje pri montaži.

 

Protok vlakana mora biti potvrđen metalografijom

 

Za aplikacije visoke{0}}pouzdanosti, metalografski poprečni-presjek može otkriti:

Kontinuitet{0}}toka vlakana
Pukotine
Laps
Unutrašnje praznine
Prekomjerna deformacija
De-površinski defekti povezani sa mamcem
Odvajanje materijala
Abnormalna deformacija zrna

 

Evaluacija bi trebala biti povezana sa stvarnim načinom kvara. Vizualno prihvatljiva vanjska površina ne dokazuje unutrašnji metalurški integritet.

 

 

 

Kako hladna glava sa više-stanica postiže visoku propusnost

 

Više{0}}mašina za hladno sabijanje dijeli sekvencu oblikovanja između nekoliko kalupa i probijača.

Pojednostavljeni proizvodni slijed može biti:

Stanica 1 - Isključena-i početno uznemiravanje
Preforma stanice 2 -
Stanica 3 - Ekstruzija ili smanjenje promjera
Stanica 4 - Formiranje glave
Stanica 5 - Konačna veličina
Prijenos - Automatsko kretanje dijela između stanica

Mašina ne mora da završi sve operacije formiranja na jednoj stanici. Umjesto toga, radni komad napreduje kroz sinhronizirane pozicije alata.

 

Za odgovarajuće male električne kontakte i čvrste zakovice, stope proizvodnje mogu doseći stotine hiljada do miliona-komada-po-dnevnom rasponu, ovisno o brzini mašine, broju šupljina/stanica, geometriji komponente, materijalu, konfiguraciji alata, stopi inspekcije i vremenu neprekidnog rada.

 

Proizvodni kapacitet je matematički rezultat

Obračun nominalne proizvodnje može se izraziti kao:

Dnevni učinak=Broj udaraca u minuti × 60 × Radni sati × Šupljine × Iznos

 

Na primjer, pri 100 udaraca u minuti, 16 radnih sati i 95% prinosa:

100 × 60 × 16 × 0.95=91, 200 komada/dan

 

Dnevna potreba za milion-komada se stoga ne može opravdati samo brzinom mašine. Može zahtijevati više strojeva, više šupljina, duže radne sate, veće brzine hoda ili kombinaciju ovih faktora.

 

Ova razlika je važna tokom revizije kapaciteta dobavljača. Nabavka bi trebala zahtijevati validirane podatke o kapacitetu, a ne samo specifikaciju nominalne mašine.

 

Kontrole vijeka trajanja alata Ukupni trošak vlasništva

 

Hladno presađivanje pomjera dio proizvodnih troškova sa alata za sečenje na kalupe i udarce.

Alat{0}}praćenje života treba uključivati:

 

Broj udaraca
Dimenzionalni drift
Površinski defekti
Pucanje ili lomljenje
Sila izbacivanja
Težina dijela
Profil habanja alata
Interval preventivne zamjene

 

Proces koji može proizvesti 1 milion komada dnevno, ali koji zahtijeva česte nekontrolirane intervencije alata može imati lošiju efektivnu cijenu od sporijeg, stabilnijeg procesa.

 

Za IATF 16949 proizvodnju, upravljanje vijekom trajanja alata-treba biti povezano sa planom kontrole, sistemom preventivnog održavanja i praćenjem sposobnosti procesa.

 

Preuzmite specifikaciju za dizajn za hladne glave

 

 

IATF 16949 i PPAP nivo 3 zahtijevaju dokaze procesa koji se mogu pratiti

 

Za automobilske električne kontakte i povezane komponente, kvalifikacija dobavljača treba ispitati više od izgleda uzorka.

 

Paket PPAP nivoa 3 može uključivati:

Projektni zapisi
Dokumentacija o inženjerskim promjenama
Dijagram toka procesa
PFMEA
Plan kontrole
MSA studije
Dimenzionalni rezultati
Certifikati materijala
Početne studije procesa
Podaci o mogućnostima
Odobrenje za izgled gdje je primjenjivo
Uzorci proizvodnih dijelova
Master uzorak
Specifični zahtjevi{0} kupaca

 

Za proizvodnu liniju hladnog sastavljanja, PFMEA bi se posebno trebao baviti rizicima kao što su:

Netačan prečnik žice
Netačna kvaliteta materijala
Odrezana-varijacija dužine
Punch wear
Die wear
Pukotine
Laps
Varijacija prečnika glave
Varijacija prečnika drške
Formiranje neravnina
Površinska kontaminacija
Neispravan kontaktni materijal

CMM inspekcija provjerava geometriju; Ne zamjenjuje sposobnost procesa

 

CMM inspekcija je efikasna za složene geometrijske karakteristike, ali kvalitet proizvodnje zahteva strategiju merenja koja odgovara karakteristici.

 

Karakteristično	Odgovarajuća metoda kontrole
Ukupna dužina	Automatsko mjerenje / optičko mjerenje
Prečnik glave	Optički mjerač/mikrometar
Prečnik drške	Mjerač zraka/mikrometar
Koncentričnost	CMM / namjenski mjerač
Profil	CMM / optički sistem
Tvrdoća materijala	Rockwell / Vickers
Površinski defekti	Pregled vida
Protok vlakana	Metalografska sekcija
Sastav materijala	Spektrometar/certifikacija dobavljača
Debljina premaza	XRF / metalografsko mjerenje

Sam sistem mjerenja mora biti validiran. Za automobilske programe, MSA i R&R mjerača treba uzeti u obzir prije korištenja mjernih podataka za odluke o sposobnostima.

 

Performanse električnog kontakta moraju se provjeriti nakon formiranja

 

Mehanička usklađenost sa dimenzijama ne uspostavlja automatski električne performanse.

 

Ovisno o dizajnu kontakta, validacija može uključivati:

Otpor kontakta
Trenutna nosivost
Porast temperature
Dielektrična otpornost
Integritet zavarivanja/lemljenja
Sila izvlačenja{0}}zakivanja
Sila smicanja
Termalni biciklizam
Ispitivanje korozije okoline

 

Za srebrne kontakte, kontaktni materijal, oplata ili kompozitni interfejs i gotova geometrija moraju se proceniti kao kompletan električni sistem.

 

 

Velika zapremina, stabilna geometrija i ušteda materijala favorizuju hladno padanje

 

Hladno odvajanje se obično preferira kada:

Godišnja potražnja je velika
Geometrija je pogodna za plastičnu deformaciju
Korišćenje materijala ima veliki uticaj na troškove
Dimenzionalni zahtjevi su stabilni
Potrebno je više identičnih komponenti
Amortizacija alata se može rasporediti na obim proizvodnje
Kratko vrijeme ciklusa je prioritet

 

Obrada ostaje poželjna kada:

Geometrija je veoma složena
Zapremina dijela je mala
Očekuju se česte promjene dizajna
Unutrašnje karakteristike se ne mogu ekonomski formirati
Čvrsta kontrola dimenzija zahtijeva opsežno uklanjanje materijala
Ulaganje u alate ne može se opravdati

Matrica za odabir nabavke

Requirement	Cold Heading	CNC obrada
Količina prototipa	△	◎
1.000 kom	△	◎
100.000 kom	◎	○
1 milion kom	◎	△
10 miliona kom	◎	△
Kompleksna geometrija	△	◎
Korištenje materijala	◎	△
Brza{0}}proizvodnja	◎	○
Očuvanje{0}}toka vlakana	◎	△
Niska ulaganja u alat	△	◎
Stabilna masovna proizvodnja	◎	○
Česte promjene inženjeringa	△	◎

 

Ispravna odluka treba da se zasniva na ukupnoj ceni istovarene komponente, a ne samo na ceni mašinske obrade po komadu.

 

Model nabavke treba da sadrži:

Ukupni troškovi=Materijal + oblikovanje/mašinska obrada + amortizacija alata + sekundarne operacije + inspekcija + otpad + pakovanje + logistika

Ovaj proračun često mijenja -rezultat odabira dobavljača za srebro-koje sadrže električne kontakte.

 

 

Od DFM recenzije do masovne proizvodnje

 

Kontrolirano predstavljanje dobavljača može slijediti ovaj redoslijed:

RFQ → Pregled crteža → DFM analiza → Potvrda materijala → Dizajn alata → Uzorci T1 → Validacija dimenzija → Metalografska verifikacija → Sposobnost procesa → PPAP → Masovna proizvodnja

Prije proizvodnje alata, dobavljač treba potvrditi:

Kvalitet materijala i temperament
Prečnik žice
Završene dimenzije
Kritične tolerancije
Zahtjevi otpora kontakta
Površinski zahtjevi
Godišnja potražnja
Količina pakovanja
Učestalost inspekcije
PPAP zahtjevi
Posebne karakteristike

Za automobilske i energetske primjene, ovi zahtjevi bi trebali biti zamrznuti prije nego što se pusti alat za masovnu{0}}proizvodnju.

 

Zašto je važna dubina proizvodnje dobavljača

 

Proizvođač električnih kontakata koji upravlja svojim vlastitim mogućnostima hladnog kačenja, štancanja, zavarivanja i{0}}proizvodnje kontaktnih materijala može smanjiti interfejse između odvojenih dobavljača.

Na primjer, komponenta može kombinirati:

Hladno{0}}bakar ili jezgro od legure bakra{1}}
Srebrni kontaktni materijal
U-zakivanje
Otpornost na srebrno lemljenje
Precizno štancanje
Površinska obrada
Automatska inspekcija

 

Kombinovanjem ovih operacija unutar kontrolisanog proizvodnog sistema može se pojednostaviti sledljivost i vlasništvo nad procesom.

 

Za projekte koji uključuju srebrne kontaktne zakovice sa hladnom glavom, dobavljač bi trebao biti ocijenjen na osnovu stvarnih proizvodnih sposobnosti, inženjeringa alata, kontrole materijala, validacije procesa i evidencije o inspekciji-a ne samo na sposobnosti da obezbijedi prototipne uzorke.

 

 

Inženjerski podaci potrebni za tačnu ponudu

RFQ{0}}spreman za proizvodnju treba da sadrži:

2D crtež sa kritičnim tolerancijama
3D CAD model
Specifikacija materijala
Materijalni temperament
Prečnik glave
Prečnik drške
Ukupna dužina
Kontaktirajte specifikaciju materijala
Debljina kontakta
Potrebne električne performanse
Površinska obrada
Godišnji obim
Mjesečna prognoza
Količina prototipa
PPAP nivo
Zahtjev za pakovanje
Primjenjivi standardi kupaca

 

Za novi projekat nabavke u Kini sa hladnom glavom, isporuka godišnje količine i specifikacije materijala u fazi ponude je posebno važna jer strategija alata i konfiguracija proizvodne{0}}linije direktno zavise od potražnje.

 

 

Koliko dugo traje PPAP nivo 3 za asrebrna kontaktna zakovica sa hladnom glavom?

Tipičan raspored PPAP nivoa 3 zavisi od odobrenja crteža, kompletiranja alata, T1 validacije, dimenzionalnih mogućnosti i specifičnih zahtjeva korisnika-. Konačno vrijeme bi trebalo biti potvrđeno nakon DFM pregleda i izdavanja alata.

 

Kako je zagarantovan vijek trajanja matrice za hladno savijanje za veliku{0}}proizvodnju čvrstih zakovica?

Vijek trajanja matrice treba se utvrditi kroz dokumentiranu historiju{0}}broja udaraca, praćenje trenda dimenzija, ograničenja preventivne zamjene i pregled{1}}istrošenosti alata. Dobavljač bi trebao pružiti validirane podatke-o vijeku trajanja alata, a ne nepodržani životni broj.

 

Koje je tipično T1 vrijeme isporuke za novi električni kontakt-hladne glave?

Vrijeme T1 ovisi o geometriji, dostupnosti materijala i složenosti alata. Praktična ponuda bi trebala odvojiti dizajn alata, izradu alata, vrijeme prvog-formiranja, inspekcije i inženjerske korekcije umjesto predstavljanja jedne nepodržane-vremenske brojke.