Kylmäsuuntaus vs. koneistus: hopeisten koskettimien ja kiinteiden niittien tekniset erot

Kylmäpää muodostaa hopeanvärisen kontaktin tai kiinteän niitin langasta tai tarkasti{0}}leikatun uurteen hallitun plastisen muodonmuutoksen avulla sen sijaan, että se poistaisi suurimman osan valmiista geometriasta leikkaamalla. Suuren-volyymin sähkökoskettimilla prosessi voi vähentää raaka--materiaalihukkaa, säilyttää metallikuituvirtauksen, parantaa mittojen yhtenäisyyttä ja tukea usean-aseman tuotantoa miljoonan-kappaleen-per-vrk mittakaavassa, kun osien geometria ja työkalut ovat sopivia.

 

Hankintaryhmille päätös ei siis ole pelkkä kylmäsuuntaus vs. koneistus. Olennaisia ​​muuttujia ovat materiaalin käyttöaste, sykliaika, mittatoleranssi, kuituvirtaus, työkalun käyttöikä, toissijaiset toiminnot, tarkastusvaatimukset ja vuositarve.

 

 

 

Miksi kylmäsuunta muuttaa valmistusyhtälön

 

CNC-sorvaus tuottaa koskettimen tai niitin poistamalla materiaalia tangosta tai langasta. Kylmäsuuntaus käyttää lävistys--ja-suulakejärjestelmää jakaakseen materiaalin uudelleen vaadittuun geometriaan.

 

Pyörivän kiinteän niitin sorvaus voi alkaa halkaisijalla, joka on huomattavasti suurempi kuin pienin valmis osa. Pintauksen, sorvauksen, urituksen, viisteen ja halkaisijan pienentämisen aikana poistettu materiaali muuttuu työstöromuksi.

 

Kylmäsuunta lähestyy samaa geometriaa vastakkaisesta suunnasta: materiaalia siirretään pikemminkin kuin pääosin poistetaan.

 

Tekninen tekijä	Kylmä suunta	CNC-sorvaus
Perusmateriaalimekanismi	Plastinen muodonmuutos	Materiaalin poisto
Raaka-{0}}materiaalin käyttö	Tyypillisesti korkea sopivalle geometrialle	Laske alas, kun tarvitaan huomattavaa massan poistoa
Sirun sukupolvi	Minimaalinen	Jatkuvat/jaksolliset sirut
Päätyökalut	Otsikkomuotit + lyönnit	Leikkaustyökalut + kiinnikkeet
Suuri{0}}äänenvoimakkuuden sykliaika	Erittäin lyhyt, moni{0}}asema	Riippuu leikkausjärjestyksestä
Kuituvirtaus	Yleensä seuraa muotoiltua geometriaa	Työstö keskeytti
Tuotannon skaalautuvuus	Usean -aseman kylmäotsikko	Vaaditaan rinnakkaiset CNC-koneet
Mittojen toistettavuus	Korkea prosessistabiloinnin jälkeen	Korkea ohjatulla työstyksellä
Toissijainen viimeistely	Sovelluksesta-riippuvainen	Usein vähemmän muotoiluun liittyviä{0}}toimintoja
Työkalun kulumismekanismi	Die/punch kulumista	Sisäosan/työkalun kuluminen
Paras tuotantovalikoima	Keskikokoisesta erittäin korkeaan äänenvoimakkuuteen	Prototyyppi keskikokoiseen/suuriin volyymiin
Geometrian joustavuus	Rajoitettu muodostamisen toteutettavuudella	Korkea

 

Taloudellinen etu kasvaa vuosikysynnän kasvaessa. Useita sorvaustoimenpiteitä vaativa komponentti voi kuluttaa sekunteja kara-aikaa kappaletta kohden, kun taas stabiloitu moni-asemainen kylmäsuuntausprosessi voi suorittaa useita muovausoperaatioita yhden konesyklin aikana.

 

Kylmäsuuntainen prosessivirta sähköisille koskettimille

 

Tyypillinen kylmäsuuntainen hopeakosketusniittiprosessi voi sisältää:

Johdon suoristus ja ohjattu katkaisu-
Voitelu ja pinnan esikäsittely
Ensimmäisen-vaiheen järkyttävä
Eteen- tai taaksepäin suulakepuristus
Pään muodostus
Varren mitoitus
Lopullinen kalibrointi
Tarkastuksessa-tai prosessin jälkeinen-
Hopeinen kontaktimateriaali liitos tarvittaessa
Pintakäsittely tai puhdistus
Automaattinen lajittelu ja mittatarkastus

Relekoskettimien,{0}}katkaisijakoskettimien, kontaktorikomponenttien ja umpiniittien tarkka järjestys riippuu pään halkaisijan, varren halkaisijan, kokonaispituuden, materiaalin kovuuden ja vaaditun muodonmuutoksen välisestä suhteesta.

 

±0,01 mm Toleranssi Edellyttää prosessin ohjausta, ei vain lopputarkastusta

 

Noin ±0,01 mm:n mittavaatimuksia ei tule pitää-vain lopullisen tarkastuksen-ongelmana.

Vakaa kylmäsuuntausprosessi edellyttää seuraavien hallintaa:

Langan halkaisija
Lanka soikea
Leikkaa{0}}pituus
Voiteluaineen kunto
Meistin ja lävistyksen geometria
Muotoilun vähennyssuhde
Materiaalin kovuus
Koneen suuntaus
Työkalun lämpötila
Syötteen tarkkuus

Kriittisten kosketinmittojen kohdalla CMM-tarkastus voi varmistaa ensimmäiset{0}}poisnäytteet ja määräaikaiset tuotantonäytteet, kun taas automaattiset mittarit voivat tarjota nopeamman 100 %:n mittaseulonnan, jos tuotantomäärä oikeuttaa investoinnin.

 

 

Lähes-Net-Muotoilu vähentää arvokasta metallihävikkiä

 

Hopeaa sisältävien-sähköisten kontaktimateriaalien raaka--kustannukset voivat olla huomattavasti korkeammat kuin tavallisilla rakennemetalleilla. Kun kosketin valmistetaan koneistamalla, taloudellinen menetys ei rajoitu koneelliseen aikaan.

 

Poistettu materiaali voi sisältää:

Hopea
Hopeaseos
Kupari
Kupariseos
Jalometalli{0}}kontaktimateriaali

 

Kylmäsuunnassa voidaan sijoittaa materiaalia suoraan päähän ja varteen sen sijaan, että muodostuisi vastaava määrä koneistuslastuja.

 

Ilmaus "nolla{0}}leikkaus" on siksi ymmärrettävä pikemminkin valmistuskonseptiksi kuin ehdottomaksi väitteeksi: kylmäsuuntaus ei kirjaimellisesti eliminoi kaikkia mahdollisia materiaalihäviöitä. Leikkaus-, leikkaus, työkaluhäviöt ja hylätyt osat ovat edelleen olemassa. Olennainen mittari on materiaalin käyttöaste.

 

Käytännön laskelma on:

Materiaalin käyttö (%)=Valmiin osan massa ÷ Raaka-aineen massa × 100

Hankintakustannusten mallintamista varten tämä luku tulee laskea yhdessä koneen sykliajan, romumäärän, työkalukustannusten ja toissijaisten{0}}prosessikustannusten kanssa.

 

C1100 kupari vs. C2680 messinki: Muodostumiskäyttäytymisellä on väliä

Materiaalivalinta vaikuttaa suoraan kylmäpään toteutettavuuteen.

Kiinteistö/vastike	C1100 puhdasta kuparia	C2680 messinki
Kuparipitoisuus	Suurempi tai yhtä suuri kuin 99,90 % tyypillinen	Cu-Zn-seos
Sähkönjohtavuus	Erittäin korkea	Matalampi kuin puhdas kupari
Sähkösovellus	Kiskot, johtavat osat, kosketinkannattimet	Liittimet, rakenteelliset johtavat osat
Taipuisuus	Korkea	Hyvä, seos{0}}riippuvainen
Kylmämuovaus	Yleisesti suotuisa	Yleisesti suotuisa
Voimaa kylmätyön jälkeen	Lisääntyy	Lisääntyy
Sähkövastus	Alentaa	Korkeampi
Tyypillinen muotoiluhuoli	Työskentele karkaisu / uurtaminen	Työskentele kovettumista/halkeilua liiallisella pienennyksellä
Tyypillinen valintaprioriteetti	Johtavuus	Lujuus + muovattavuus + hinta

 

Sähkökontaktikomponenttien materiaalin valinnan tulisi perustua täydelliseen sähköiseen ja mekaaniseen eritelmään eikä pelkästään materiaalin hintaan.

 

Hopeanvärinen kosketingeometria on suunniteltava muovivirtauksen ympärille

 

Kylmän suunnan suunnittelussa tulisi välttää äkillisiä poikkileikkauksen{0}}muutoksia, jotka aiheuttavat liiallista paikallista muodonmuutosta.

Teknisessä katsauksessa tulee ottaa huomioon:

 

Pään-ja-varren halkaisijan suhde
Suurin järkytyssuhde
Ekstruusio vähentäminen
Kulman säde
Rei'itysgeometria
Die kulma
Materiaalin työ{0}}kovettuminen
Rae{0}}virtaussuunta
Vaadittu lopullinen kovuus
Poistokuorma

 

DFM-tarkastelu ennen työkalun rakentamista voi tunnistaa, sopiiko ehdotettu geometria kiinteän kosketuksen kylmäsuuntaukseen sen sijaan, että koneistettu geometria pakotettaisiin muovausprosessiin.

 

Pyydä ilmainen DFM-arviointi ja tarjous

 

 

Jatkuva metallikuituvirtaus parantaa mekaanista eheyttä

 

Koneistus leikkaa alkuperäisen raerakenteen läpi. Kylmäsuuntaus muuttaa materiaalin plastisesti muotoaan säilyttäen samalla jatkuvamman kuitu{1}}virtauskuvion muotoillun geometrian ympärillä.

 

Tämä ero tulee merkitykselliseksi, kun kiinteä niitti tai kontakti kokee:

 

Aksiaalinen puristus
Leikkauskuormitus
Niittausvoima
Toistuva sähköasennus
Tärinä
Lämpöpyöräily

 

Lopulliset mekaaniset ominaisuudet riippuvat materiaalin laadusta, alkulämpötilasta, pelkistyssuhteesta ja muodonmuutoshistoriasta. Kylmäsuuntaa ei siksi pitäisi kuvata automaattisesti "vahvemmaksi" jokaiselle komponentille; Suunnitteluhyöty tulee kontrolloidusta kylmätyöstä ja edullisesta materiaalivirrasta.

 

Työkarkaisu muuttaa paikallista kovuutta

Kylmämuodonmuutos lisää sitkeiden metallien dislokaatiotiheyttä. Muovin jännityksen kasvaessa kovuus ja myötölujuus voivat kasvaa samalla kun sitkeys heikkenee.

 

Tuotannon valvonnassa kovuus tulisi mitata määritellyistä paikoista sen sijaan, että käytettäisiin yhtä bulkkiarvoa edustamaan koko komponenttia.

 

Tyypillisiä laadun{0}}valvontamenetelmiä voivat olla:

Rockwellin kovuustesti
Vickersin mikrokovuus
Metallografinen{0}}poikkileikkaus
CMM-mittatarkastus
Optinen mittatarkastus
Veto- tai leikkauskoe tarvittaessa

Sähkökoskettimien kovuus on myös arvioitava kosketusresistanssin, niittaussuorituskyvyn ja myöhemmän kokoonpanon käyttäytymisen perusteella.

 

Kuituvirtaus on varmistettava metallografian avulla

 

Korkean-luotettavuuden sovelluksissa metallografinen poikkileikkaus-voi paljastaa:

Kuitu{0}}virtauksen jatkuvuus
Halkeamia
Kierroksia
Sisäiset tyhjiöt
Liiallinen muodonmuutos
Die{0}}on liittyvät pintavirheet
Materiaalien erottelu
Epänormaali jyvien muodonmuutos

 

Arviointi tulee liittää todelliseen vikatilaan. Visuaalisesti hyväksyttävä ulkopinta ei osoita sisäistä metallurgista eheyttä.

 

 

 

Kuinka moni{0}}asemainen kylmäotsikko saavuttaa korkean suorituskyvyn

 

Usean -aseman kylmäpäällystyskone jakaa muodostussekvenssin useiden meistien ja lävistysten kesken.

Yksinkertaistettu tuotantojärjestys voi olla:

Asema 1 - Katkaisu- ja ensimmäinen järkytys
Asema 2 - Aihio
Asema 3 - Ekstruusio tai halkaisijan pienentäminen
Asema 4 - Pään muodostus
Asema 5 - Lopullinen koko
Siirto - Automaattinen osien liike asemien välillä

Koneen ei tarvitse suorittaa kaikkia muovaustoimenpiteitä yhdellä asemalla. Sen sijaan työkappale etenee synkronoitujen työkaluasemien kautta.

 

Sopivien pienten sähkökoskettimien ja kiinteiden niittien tuotantomäärät voivat nousta sadoista tuhansista miljooniin-kappaleisiin-/-päivä-alue, riippuen koneen nopeudesta, onteloiden/asemien lukumäärästä, komponenttien geometriasta, materiaalista, työkalukokoonpanosta, tarkastusnopeudesta ja käytettävyydestä.

 

Tuotantokapasiteetti on matemaattinen tulos

Nimellistuotantolaskelma voidaan ilmaista seuraavasti:

Päivittäinen teho=vetoa minuutissa × 60 × käyttötuntia × ontelot × tuotto

 

Esimerkiksi 100 iskua/minuutti, 16 käyttötuntia ja 95 %:n tuotto:

100 × 60 × 16 × 0.95=91, 200 kpl/päivä

 

Miljoonaa-kpl päivittäistä tarvetta ei siis voida perustella pelkällä koneen nopeudella. Se voi vaatia useita koneita, useita onteloita, pidempiä käyttötunteja, korkeampia iskutiheyksiä tai näiden tekijöiden yhdistelmää.

 

Tällä erottelulla on merkitystä toimittajien kapasiteettiauditoinneissa. Hankinnoissa tulee pyytää validoituja kapasiteettitietoja, ei vain nimellistä koneen eritelmää.

 

Työkalun käyttöikää säätelevät kokonaiskustannukset

 

Kylmäsuunnassa siirretään osa valmistuskustannuksista leikkaustyökaluista muotteihin ja meistiin.

Työkalu{0}}elämänvalvonnan tulee sisältää:

 

Aivohalvausten määrä
Mittasuhteet
Pintaviat
Halkeilu tai halkeilu
Poistovoima
Osan paino
Työkalun kulumisprofiili
Ennaltaehkäisevä vaihtoväli

 

Prosessilla, joka pystyy tuottamaan miljoona kappaletta päivässä, mutta joka vaatii usein kontrolloimatonta työkalujen väliintuloa, voi olla huonompi tehokas kustannus kuin hitaampi, vakaampi prosessi.

 

IATF 16949 -tuotannossa työkalujen -iänhallinta tulee liittää ohjaussuunnitelmaan, ennaltaehkäisevään huoltojärjestelmään ja prosessivalmiuksien valvontaan.

 

Lataa Contact Cold Heading Design Specification

 

 

IATF 16949 ja PPAP Level 3 edellyttävät jäljitettävää prosessitodistusta

 

Autojen sähkökoskettimien ja niihin liittyvien komponenttien osalta toimittajan pätevyyden tulee tutkia enemmän kuin näytteen ulkonäköä.

 

PPAP Level 3 -paketti voi sisältää:

Suunnittelukirjat
Teknisten muutosten dokumentaatio
Prosessin vuokaavio
PFMEA
Valvontasuunnitelma
MSA-tutkimukset
Mittasuhteiset tulokset
Materiaalisertifikaatit
Alkuvaiheen prosessitutkimukset
Kykytiedot
Ulkonäköhyväksyntä tarvittaessa
Näytteitä tuotantoosista
Päänäyte
Asiakaskohtaiset-vaatimukset

 

Kylmäsuuntaisen tuotantolinjan osalta PFMEA:n tulisi käsitellä erityisesti riskejä, kuten:

Virheellinen langan halkaisija
Väärä materiaaliluokka
Leikkaa-pituuden vaihtelu pois
Punch kulumista
Die kulumista
Halkeamia
Kierroksia
Pään halkaisijan vaihtelu
Varren halkaisijan vaihtelu
Purseen muodostuminen
Pinnan saastuminen
Väärä kosketusmateriaali

CMM-tarkastus varmistaa geometrian; Se ei korvaa prosessikapasiteettia

 

CMM-tarkastus on tehokas monimutkaisille geometrisille ominaisuuksille, mutta tuotannon laatu vaatii ominaisuuteen sopivan mittausstrategian.

 

Ominaista	Sopiva ohjausmenetelmä
Kokonaispituus	Automaattinen mittari / optinen mittaus
Pään halkaisija	Optinen mittari/mikrometri
Varren halkaisija	Ilmamittari/mikrometri
Samankeskisyys	CMM / erillinen mittari
Profiili	CMM / optinen järjestelmä
Materiaalin kovuus	Rockwell / Vickers
Pintaviat	Näön tarkastus
Kuituvirtaus	Metallografinen osa
Materiaalin koostumus	Spektrometrin/toimittajan sertifiointi
Pinnoitteen paksuus	XRF / metallografinen mittaus

Itse mittausjärjestelmä on validoitava. Autoalan ohjelmien osalta MSA ja mittarin R&R tulee harkita ennen mittaustietojen käyttämistä kykypäätöksiin.

 

Sähkökoskettimen suorituskyky on tarkistettava muodostamisen jälkeen

 

Mekaaninen mittojen yhteensopivuus ei automaattisesti määritä sähköistä suorituskykyä.

 

Koskettimen suunnittelusta riippuen validointi voi sisältää:

Kosketusvastus
Nykyinen kantokyky
Lämpötilan nousu
Dielektrinen kestävyys
Hitsauksen/juottamisen eheys
Niittaamalla ulosveto-voima
Leikkausvoima
Lämpöpyöräily
Ympäristökorroosiotestaus

 

Hopeakoskettimissa kosketinmateriaali, pinnoitus tai komposiittirajapinta ja valmis geometria on arvioitava täydellisenä sähköjärjestelmänä.

 

 

Suuri volyymi, vakaa geometria ja materiaalisäästöt suosivat kylmäsuuntaa

 

Kylmäsuunta on yleensä suositeltava, kun:

Vuotuinen kysyntä on korkea
Geometria soveltuu plastiseen muodonmuutokseen
Materiaalinkäytöllä on suuri kustannusvaikutus
Mittavaatimukset ovat vakaat
Tarvitaan useita identtisiä komponentteja
Työkalujen poistot voidaan jakaa tuotantovolyymiin
Lyhyt sykliaika on etusijalla

 

Koneistus on suositeltavampi, kun:

Geometria on erittäin monimutkaista
Osan tilavuus on pieni
Suunnittelussa on odotettavissa usein muutoksia
Sisäisiä piirteitä ei voida muodostaa taloudellisesti
Tiukka mittojen hallinta vaatii laajaa materiaalin poistoa
Työkaluinvestointeja ei voida perustella

Hankinnan valintamatriisi

Vaatimus	Kylmä suunta	CNC-työstö
Prototyyppien määrä	△	◎
1000 kpl	△	◎
100 000 kpl	◎	○
1 miljoona kpl	◎	△
10 miljoonaa kpl	◎	△
Monimutkainen geometria	△	◎
Materiaalin käyttö	◎	△
Nopea{0}}tuotanto	◎	○
Kuitu-virtauksen säilyttäminen	◎	△
Pieni työkaluinvestointi	△	◎
Vakaa massatuotanto	◎	○
Toistuvia teknisiä muutoksia	△	◎

 

Oikean päätöksen tulee perustua laskeutuneiden komponenttien kokonaiskustannuksiin, ei pelkästään kappalekohtaiseen koneistushintaan.

 

Hankintamallin tulee sisältää:

Kokonaiskustannukset=Materiaali + muovaus/työstö + työkalujen poisto + toissijaiset toiminnot + tarkastus + romu + pakkaus + logistiikka

Tämä laskelma muuttaa usein hopeaa{1}}sisältävien sähkökoskettimien toimittajan-valintatulosta.

 

 

DFM Reviewsta massatuotantoon

 

Hallittu toimittajan käyttöönotto voi seurata tätä järjestystä:

RFQ → Piirustusten tarkistus → DFM-analyysi → Materiaalin vahvistus → Työkalusuunnittelu → T1-näytteet → Mittojen validointi → Metallografinen todentaminen → Prosessikyky → PPAP → Massatuotanto

Ennen työkalun valmistusta toimittajan tulee vahvistaa:

Materiaalin laatu ja luonne
Langan halkaisija
Valmiit mitat
Kriittiset toleranssit
Kosketinvastusvaatimukset
Pintavaatimukset
Vuotuinen kysyntä
Pakkauksen määrä
Tarkastustiheys
PPAP-vaatimukset
Erikoisominaisuudet

Auto- ja energiasovelluksissa nämä vaatimukset tulee jäädyttää ennen kuin massatuotannon työkalut julkaistaan{0}}.

 

Miksi toimittajan valmistussyvyydellä on väliä

 

Sähkökoskettimien valmistaja, joka käyttää omaa kylmäsuuntaus-, leimaus-, hitsaus- ja kontaktimateriaalin tuotantokapasiteettiaan{0}}, voi vähentää eri toimittajien välisiä rajapintoja.

Esimerkiksi komponentti voi yhdistää:

Kylmä-kupari tai kupari{1}}seosydin
Hopeaa kosketusmateriaali
In-niitattu
Hopeajuotto
Tarkkuusleimaus
Pintakäsittely
Automaattinen tarkastus

 

Näiden toimintojen yhdistäminen valvotussa valmistusjärjestelmässä voi yksinkertaistaa jäljitettävyyttä ja prosessin omistajuutta.

 

Projekteissa, joissa käytetään kylmäpääteisiä hopeakontaktiniittejä, toimittajaa tulee arvioida todellisen tuotantokapasiteetin, työkalun suunnittelun, materiaalin hallinnan, prosessin validoinnin ja tarkastuspöytäkirjojen perusteella-ei pelkästään kykyä toimittaa prototyyppinäytteitä.

 

 

Tarkkaa tarjousta varten tarvitaan teknisiä tietoja

Tuotanto{0}}valmiiden tarjouspyyntöjen tulee tarjota:

2D-piirustus kriittisillä toleransseilla
3D CAD malli
Materiaalin erittely
Materiaalin luonne
Pään halkaisija
Varren halkaisija
Kokonaispituus
Ota yhteyttä materiaalierittelyyn
Koskettimen paksuus
Vaadittu sähköteho
Pintakäsittely
Vuotuinen määrä
Kuukauden ennuste
Prototyyppien määrä
PPAP-taso
Pakkausvaatimus
Sovellettavat asiakasstandardit

 

Uuden kiinteän kontaktin kylmäsuuntaisen Kiinan hankintaprojektin kannalta vuotuisen määrän ja materiaalimäärittelyn toimittaminen tarjousvaiheessa on erityisen tärkeää, koska työkalustrategia ja tuotantolinjan konfigurointi{0}} riippuvat suoraan kysynnästä.

 

 

Kuinka kauan PPAP Level 3 kestää akylmäsuuntainen hopeinen kontaktiniitti?

Tyypillinen PPAP Level 3 -aikataulu riippuu piirustuksen hyväksynnästä, työkalujen valmistumisesta, T1-vahvistuksesta, mittaominaisuuksista ja asiakaskohtaisista -vaatimuksista. Lopullinen ajoitus tulee vahvistaa DFM-tarkistuksen ja työkalujen julkaisun jälkeen.

 

Kuinka kylmäpääteisen muotin käyttöikä taataan{0}}suurten kiinteiden niittien tuotannossa?

Suulakkeen käyttöikä on määritettävä dokumentoidun{0}}iskuhistorian, mittatrendin seurannan, ennaltaehkäisevien vaihtorajojen ja työkalun{1}}kulumisen tarkastuksen avulla. Toimittajan tulee toimittaa vahvistetut työkalu-käyttöikätiedot tuettoman käyttöiän numeron sijaan.

 

Mikä on uuden kylmäpäisen sähkökoskettimen tyypillinen T1-aika?

T1-ajoitus riippuu geometriasta, materiaalin saatavuudesta ja työkalujen monimutkaisuudesta. Käytännön tarjouksessa tulisi erottaa työkalujen suunnittelu, työkalujen valmistus, ensimmäinen-poismuovaus-, tarkastus- ja suunnitteluaikakorjausaika sen sijaan, että esitettäisiin yksi tuematon läpimenoaikaluku-.