Obrábanie za studena vs. obrábanie: technický rozdiel v strieborných kontaktoch a pevných nitoch

Studená hlavička vytvára strieborný kontakt alebo pevný nit z drôtu alebo presne{0}}vyrezaného slimáka prostredníctvom riadenej plastickej deformácie, namiesto odstraňovania väčšiny hotovej geometrie rezaním. V prípade veľkoobjemových elektrických kontaktov môže tento proces znížiť plytvanie surovým-materiálom, zachovať tok kovových vlákien, zvýšiť rozmerovú konzistenciu a podporiť výrobu na viacerých staniciach v miliónoch{5}}kusov-za-denne, ak je geometria dielov a nástroje vhodné.

 

Pre obstarávacie tímy preto rozhodnutie nie je len studené hlavičky vs. obrábanie. Relevantnými premennými sú využitie materiálu, doba cyklu, rozmerová tolerancia, tok vlákien, životnosť nástroja, sekundárne operácie, požiadavky na kontrolu a ročný dopyt.

 

 

 

Prečo Cold Heading mení výrobné rovnice

 

CNC sústruženie vytvára kontakt alebo nit odstránením materiálu z tyče alebo drôtu. Studená hlavička používa dierovač-a{2}}systém na prerozdelenie materiálu do požadovanej geometrie.

 

Pre rotačný plný nit môže sústruženie začať s priemerom podstatne väčším, než je najmenšia hotová časť. Materiál odstránený počas obrábania, sústruženia, drážkovania, zrážania hrán a zmenšovania priemeru sa stáva odpadom z obrábania.

 

Studený kurz sa približuje k rovnakej geometrii z opačného smeru: materiál sa skôr premiestňuje ako prevažne odstraňuje.

 

Inžiniersky faktor	Studený kurz	CNC sústruženie
Základný materiálový mechanizmus	Plastická deformácia	Odstraňovanie materiálu
Využitie-materiálu	Typicky vysoká pre vhodné geometrie	Znížte, keď sa vyžaduje podstatný odber materiálu
Generovanie čipov	Minimálne	Nepretržité/prerušované triesky
Hlavné náradie	Záhlavie + razidlá	Rezné nástroje + prípravky
Čas cyklu s veľkým{0}}objemom	Veľmi krátka, viac{0}}stanica	Závisí od poradia rezu
Tok vlákien	Vo všeobecnosti nasleduje tvarovaná geometria	Prerušené obrábaním
Škálovateľnosť výroby	Viac{0}}staničná studená hlavička	Vyžadujú sa paralelné CNC stroje
Rozmerová opakovateľnosť	Vysoká po stabilizácii procesu	Vysoká s kontrolovaným obrábaním
Sekundárna úprava	Závisí-od aplikácie	Často menej operácií súvisiacich s tvarovaním-
Mechanizmus opotrebovania nástroja	Opotrebenie razidla/dierovača	Vložka/opotrebenie nástroja
Najlepší výrobný sortiment	Stredná až veľmi vysoká hlasitosť	Prototyp pre stredný/vysoký objem
Flexibilita geometrie	Obmedzené formovaním uskutočniteľnosti	Vysoká

 

Ekonomická výhoda sa zvyšuje s ročným nárastom dopytu. Súčiastka vyžadujúca niekoľko operácií sústruženia môže spotrebovať niekoľko sekúnd času vretena na kus, zatiaľ čo stabilizovaný proces frézovania za studena na viacerých staniciach môže vykonať niekoľko tvárniacich operácií v rámci jedného strojového cyklu.

 

Tok procesu studeného okruhu pre elektrické kontakty

 

Typický proces strieborného kontaktného nitu za studena môže zahŕňať:

Narovnávanie drôtu a riadené odstrihnutie-
Mazanie a príprava povrchu
Prvá-fáza rozrušenia
Vytláčanie dopredu alebo dozadu
Formovanie hlavy
Veľkosť drieku
Konečná kalibrácia
Pri -kontrole procesu alebo po{1}}procese
Strieborné spojenie kontaktného materiálu tam, kde je to potrebné
Povrchová úprava alebo čistenie
Automatizované triedenie a kontrola rozmerov

V prípade kontaktov relé, kontaktov{0}}ističa, komponentov stýkača a pevných nitov závisí presné poradie od pomeru medzi priemerom hlavy, priemerom drieku, celkovou dĺžkou, tvrdosťou materiálu a požadovanou deformáciou.

 

Tolerancia ±0,01 mm vyžaduje procesnú kontrolu, nielen konečnú kontrolu

 

Požiadavky na rozmery okolo ±0,01 mm by sa nemali považovať len za konečný problém-kontroly-.

Stabilný proces chladenia si vyžaduje kontrolu:

Priemer drôtu
Oválnosť drôtu
Odrežte-dĺžku
Stav maziva
Geometria raznice a raznice
Pomer redukcie tvárnenia
Tvrdosť materiálu
Zarovnanie stroja
Teplota nástroja
Presnosť podávania

V prípade kritických kontaktných rozmerov môže kontrola CMM overiť ako prvé-vzorky a vzorky pravidelnej výroby, zatiaľ čo automatické meradlá môžu poskytnúť rýchlejšie 100 % rozmerové skríningy tam, kde objem výroby odôvodňuje investíciu.

 

 

Near{0}}Net{1}}Shape Forming znižuje cennú stratu kovu

 

Materiály elektrických kontaktov-obsahujúce striebro môžu mať podstatne vyššie náklady na{1}}surový materiál ako bežné konštrukčné kovy. Keď sa kontakt vyrába obrábaním, ekonomická strata nie je obmedzená na strojový čas.

 

Odstránený materiál môže obsahovať:

Strieborná
Strieborná zliatina
Meď
Zliatina medi
Vzácny-kovový kontaktný materiál

 

Studené vŕtanie môže umiestniť materiál priamo do hlavy a stopky, a nie vytvárať ekvivalentné množstvá triesok pri obrábaní.

 

Fráza „nulový{0}}rez“ by sa preto mala chápať ako výrobný koncept, a nie ako absolútne tvrdenie: chladenie doslova nevylučuje každú možnú stratu materiálu. Stále existujú odrezané-rezy, orezanie, straty nástrojov a vyradené diely. Relevantnou metrikou je pomer využitia materiálu.

 

Praktický výpočet je:

Využitie materiálu (%)=Hmotnosť hotového dielu ÷ Hmotnosť suroviny × 100

Pri modelovaní obstarávacích nákladov by sa toto číslo malo vypočítať spolu s časom cyklu stroja, šrotovnosťou, nákladmi na nástroje a sekundárnymi{0}}nákladmi na proces.

 

C1100 meď vs. C2680 mosadz: Na správaní pri formovaní záleží

Výber materiálu priamo ovplyvňuje uskutočniteľnosť vŕtania za studena.

Nehnuteľnosť / protihodnota	C1100 čistá meď	C2680 mosadz
Obsah medi	Väčšie alebo rovné 99,90 % typických	Cu-zliatina Zn
Elektrická vodivosť	Veľmi vysoká	Nižšie ako čistá meď
Elektrická aplikácia	Prípojnice, vodivé časti, kontaktné nosiče	Koncovky, konštrukčné vodivé časti
Ťažnosť	Vysoká	Dobré,-závislé od zliatiny
Tvarovanie za studena	Všeobecne priaznivé	Všeobecne priaznivé
Pevnosť po práci za studena	Zvyšuje sa	Zvyšuje sa
Elektrický odpor	Nižšia	Vyššie
Typický záujem o tvárnenie	Vytvrdzovanie/odieranie	Opracovanie/praskanie pri nadmernom zmenšení
Typická priorita výberu	Vodivosť	Pevnosť + tvárnosť + cena

 

V prípade komponentov elektrických kontaktov by výber materiálu mal byť založený skôr na kompletnej elektrickej a mechanickej špecifikácii ako na samotnej cene materiálu.

 

Strieborná kontaktná geometria musí byť navrhnutá okolo plastového toku

 

Návrh studeného smeru by sa mal vyhnúť náhlym-prechodom prierezov, ktoré spôsobujú nadmernú lokálnu deformáciu.

Technická kontrola by mala zvážiť:

 

Pomer priemeru hlavy-k-stopke
Maximálny pomer rozrušenia
Redukcia extrúzie
Polomer rohu
Geometria vstupu dierovača
Uhol matrice
Rýchlosť vytvrdzovania-materiálovej práce
Smer toku-zŕn
Požadovaná konečná tvrdosť
Vyhadzovacie zaťaženie

 

Preskúmanie DFM pred konštrukciou nástroja môže určiť, či je navrhovaná geometria vhodná pre kontakt s pevným materiálom za studena, namiesto toho, aby bola obrobená geometria nútená do procesu tvárnenia.

 

Vyžiadajte si bezplatné hodnotenie a cenovú ponuku DFM

 

 

Nepretržitý tok kovových vlákien zlepšuje mechanickú integritu

 

Obrábanie prerezáva pôvodnú štruktúru zrna. Studené smerovanie plasticky deformuje materiál, pričom zachováva súvislejší vzor toku vlákna- okolo vytvarovanej geometrie.

 

Toto rozlíšenie sa stáva relevantným, keď pevný nit alebo kontakt zažije:

 

Axiálna kompresia
Šmykové zaťaženie
Nitovacia sila
Opakovaná elektrická montáž
Vibrácie
Tepelné cyklovanie

 

Konečné mechanické vlastnosti závisia od triedy materiálu, počiatočnej teploty, redukčného pomeru a histórie deformácií. Studená hlavička by sa preto nemala označovať ako automaticky „silnejšia“ pre každý komponent; inžiniersky prínos pochádza z riadenej práce za studena a priaznivého materiálového toku.

 

Pracovné kalenie mení miestnu tvrdosť

Deformácia za studena zvyšuje hustotu dislokácií v tvárnych kovoch. Keď sa plastická deformácia zvyšuje, tvrdosť a medza klzu sa môžu zvyšovať, zatiaľ čo ťažnosť klesá.

 

Pre kontrolu výroby by sa tvrdosť mala merať na definovaných miestach, a nie používať jednu objemovú hodnotu na vyjadrenie celého komponentu.

 

Typické metódy-kontroly kvality môžu zahŕňať:

Rockwellova skúška tvrdosti
Vickersova mikrotvrdosť
Metalografický prierez-
Kontrola rozmerov CMM
Optická rozmerová kontrola
Tam, kde je to vhodné, skúšanie ťahom alebo šmykom

Pri elektrických kontaktoch sa musí tvrdosť hodnotiť aj v porovnaní s prechodovým odporom, nitovacím výkonom a následným správaním sa pri montáži.

 

Tok vlákna musí byť overený metalografiou

 

Pre aplikácie s vysokou{0}}spoľahlivosťou môže metalografický prierez{1}}odhaliť:

Kontinuita toku-vlákna
Trhliny
Kolá
Vnútorné dutiny
Nadmerná deformácia
Poruchy povrchu súvisiace-
Oddelenie materiálu
Abnormálna deformácia zrna

 

Hodnotenie by malo byť spojené so skutočným spôsobom poruchy. Vizuálne prijateľný vonkajší povrch nedokazuje vnútornú metalurgickú integritu.

 

 

 

Ako studená hlavička viacerých staníc dosahuje vysokú priepustnosť

 

Viac{0}}staničný stroj na vŕtanie za studena rozdeľuje postupnosť tvárnenia medzi niekoľko lisovníc a razidiel.

Zjednodušený postup výroby môže byť:

Stanica 1 - prerušená-a počiatočné rozrušenie
Predlisok stanice 2 -
Stanica 3 - Extrúzia alebo zmenšenie priemeru
Stanica 4 - Formácia hlavy
Stanica 5 - Konečná veľkosť
Transfer - Automatický pohyb dielov medzi stanicami

Stroj nemusí dokončiť všetky tvárniace operácie na jednej stanici. Namiesto toho obrobok postupuje cez synchronizované polohy nástrojov.

 

V prípade vhodných malých elektrických kontaktov a pevných nitov môže výrobná rýchlosť dosiahnuť státisíce až milióny{0}}kusov{1}}za-denný rozsah v závislosti od rýchlosti stroja, počtu dutín/staníc, geometrie komponentov, materiálu, konfigurácie nástrojov, rýchlosti kontroly a doby prevádzkyschopnosti.

 

Výrobná kapacita je matematický výsledok

Výpočet nominálnej produkcie možno vyjadriť ako:

Denný výkon=zdvihov za minútu × 60 × prevádzkové hodiny × dutiny × výdatnosť

 

Napríklad pri 100 zdvihoch za minútu, 16 prevádzkových hodinách a 95 % výťažnosti:

100 × 60 × 16 × 0.95=91, 200 kusov/deň

 

Dennú potrebu milióna-kusov preto nemožno odôvodniť len rýchlosťou stroja. Môže to vyžadovať viacero strojov, viacero dutín, dlhšie prevádzkové hodiny, vyššiu frekvenciu zdvihov alebo kombináciu týchto faktorov.

 

Toto rozlíšenie je dôležité pri auditoch kapacity dodávateľov. Obstarávanie by malo vyžadovať overené údaje o kapacite, nie len nominálnu špecifikáciu stroja.

 

Životnosť nástroja kontroluje celkové náklady na vlastníctvo

 

Studená hlavička presúva časť výrobných nákladov z rezných nástrojov na tvarovacie nástroje a raznice.

Monitorovanie{0}}životnosti nástroja by malo zahŕňať:

 

Počet úderov
Rozmerový posun
Povrchové chyby
Praskanie alebo štiepanie
Vystreľovacia sila
Hmotnosť dielu
Profil opotrebovania nástroja
Interval preventívnej výmeny

 

Proces schopný vyrobiť 1 milión kusov za deň, ale vyžadujúci časté nekontrolované zásahy nástrojov, môže mať horšie efektívne náklady ako pomalší a stabilnejší proces.

 

Pri výrobe podľa IATF 16949 by mala byť správa životnosti nástroja-prepojená s plánom kontroly, systémom preventívnej údržby a monitorovaním spôsobilosti procesu.

 

Stiahnite si špecifikáciu dizajnu studeného nadpisu

 

 

IATF 16949 a PPAP úroveň 3 vyžadujú sledovateľný procesný dôkaz

 

V prípade automobilových elektrických kontaktov a súvisiacich komponentov by kvalifikácia dodávateľa mala skúmať viac ako len vzhľad vzorky.

 

Balík PPAP úrovne 3 môže obsahovať:

Záznamy o dizajne
Dokumentácia inžinierskych zmien
Vývojový diagram procesu
PFMEA
Kontrolný plán
štúdie MSA
Dimenzionálne výsledky
Materiálové certifikácie
Počiatočné procesné štúdie
Údaje o spôsobilosti
V prípade potreby schválenie vzhľadu
Ukážka výrobných dielov
Hlavná vzorka
Požiadavky-špecifické pre zákazníka

 

V prípade výrobnej linky za studena by sa PFMEA mala konkrétne zaoberať rizikami, ako sú:

Nesprávny priemer drôtu
Nesprávna trieda materiálu
Odstrihnúť-dĺžku variácie
Opotrebenie punčom
Die wear
Trhliny
Kolá
Variácia priemeru hlavy
Variácia priemeru stopky
Tvorba otrepov
Povrchová kontaminácia
Nesprávny kontaktný materiál

Inšpekcia CMM overuje geometriu; Nenahrádza schopnosť procesu

 

Kontrola CMM je účinná pre zložité geometrické charakteristiky, ale kvalita výroby si vyžaduje stratégiu merania vhodnú pre danú charakteristiku.

 

Charakteristický	Vhodná metóda kontroly
Celková dĺžka	Automatické meradlo / optické meranie
Priemer hlavy	Optické meradlo/mikrometer
Priemer stopky	Vzduchomer/mikrometer
Sústrednosť	CMM / vyhradené meradlo
Profil	CMM / optický systém
Tvrdosť materiálu	Rockwell / Vickers
Povrchové chyby	Kontrola zraku
Tok vlákien	Metalografický úsek
Materiálové zloženie	Certifikácia spektrometra/dodávateľa
Hrúbka povlaku	XRF / metalografické meranie

Samotný systém merania musí byť validovaný. V prípade automobilových programov by sa pred použitím nameraných údajov pri rozhodovaní o spôsobilosti mala zvážiť MSA a meradlo R&R.

 

Výkon elektrického kontaktu musí byť po formovaní overený

 

Mechanická zhoda s rozmermi neznamená automaticky elektrický výkon.

 

V závislosti od dizajnu kontaktu môže validácia zahŕňať:

Kontaktný odpor
Prúdová únosnosť
Nárast teploty
Dielektrická odolnosť
Integrita zvárania/spájkovania
Nitujúca sila-vytiahnutia
Šmyková sila
Tepelné cyklovanie
Testovanie environmentálnej korózie

 

V prípade strieborných kontaktov sa musí materiál kontaktu, pokovovanie alebo kompozitné rozhranie a hotová geometria hodnotiť ako kompletný elektrický systém.

 

 

Veľký objem, stabilná geometria a úspora materiálu uprednostňujú studený smer

 

Studený nadpis sa zvyčajne uprednostňuje, keď:

Ročný dopyt je vysoký
Geometria je vhodná na plastickú deformáciu
Spotreba materiálu má veľký vplyv na náklady
Požiadavky na rozmery sú stabilné
Vyžaduje sa viacero rovnakých komponentov
Amortizáciu nástrojov je možné rozložiť na celý objem výroby
Krátky čas cyklu je prioritou

 

Obrábanie zostáva výhodnejšie, keď:

Geometria je veľmi zložitá
Objem časti je nízky
Očakávajú sa časté zmeny dizajnu
Vnútorné črty nemožno formovať ekonomicky
Prísna kontrola rozmerov vyžaduje rozsiahle odoberanie materiálu
Investície do nástrojov nemožno ospravedlniť

Matica výberu obstarávania

Požiadavka	Studený kurz	CNC obrábanie
Množstvo prototypu	△	◎
1 000 ks	△	◎
100 000 ks	◎	○
1 milión ks	◎	△
10 miliónov kusov	◎	△
Komplexná geometria	△	◎
Materiálové využitie	◎	△
Vysoká-rýchlosť výroby	◎	○
Zachovanie toku-vlákna	◎	△
Nízka investícia do nástrojov	△	◎
Stabilná masová výroba	◎	○
Časté technické zmeny	△	◎

 

Správne rozhodnutie by malo byť založené na celkových nákladoch na komponenty, nie na samotnej cene obrábania za kus.

 

Model obstarávania by mal obsahovať:

Celkové náklady=Materiál + tvarovanie/obrábanie + amortizácia nástrojov + sekundárne operácie + kontrola + šrot + balenie + logistika

Tento výpočet často mení -výsledok výberu dodávateľa pre elektrické kontakty obsahujúce striebro-.

 

 

Od recenzie DFM po masovú produkciu

 

Riadené predstavenie dodávateľa môže prebiehať v tomto poradí:

RFQ → Kontrola výkresu → Analýza DFM → Potvrdenie materiálu → Návrh nástroja → Vzorky T1 → Validácia rozmerov → Metalografické overenie → Schopnosť procesu → PPAP → Hromadná výroba

Pred výrobou nástroja by mal dodávateľ potvrdiť:

Trieda materiálu a tempera
Priemer drôtu
Hotové rozmery
Kritické tolerancie
Požiadavky na kontaktný odpor
Požiadavky na povrch
Ročný dopyt
Množstvo balenia
Frekvencia kontroly
Požiadavky PPAP
Špeciálne vlastnosti

Pre automobilové a energetické aplikácie by tieto požiadavky mali byť zmrazené pred uvedením nástrojov na hromadnú{0}}výrobu.

 

Prečo je hĺbka výroby dodávateľa dôležitá

 

Výrobca elektrických kontaktov, ktorý prevádzkuje svoje vlastné kapacity na lisovanie za studena, lisovanie, zváranie a výrobu kontaktných-materiálov, môže obmedziť rozhrania medzi samostatnými dodávateľmi.

Komponent môže napríklad kombinovať:

Jadro z medi-za studena alebo z medenej{1}zliatiny
Strieborný kontaktný materiál
-Strhujúce
Odporové spájkovanie striebrom
Presné razenie
Povrchová úprava
Automatizovaná kontrola

 

Kombinácia týchto operácií v rámci riadeného výrobného systému môže zjednodušiť sledovateľnosť a vlastníctvo procesov.

 

V prípade projektov zahŕňajúcich strieborné kontaktné nity so za studena by mal byť dodávateľ hodnotený z hľadiska skutočnej výrobnej kapacity, inžinierstva nástrojov, kontroly materiálu, overovania procesov a záznamov o kontrole-nie iba schopnosti poskytnúť vzorky prototypu.

 

 

Technické údaje potrebné na presnú cenovú ponuku

RFQ-pripravená na výrobu by mala poskytnúť:

2D kreslenie s kritickými toleranciami
3D CAD model
Špecifikácia materiálu
Teplota materiálu
Priemer hlavy
Priemer stopky
Celková dĺžka
Špecifikácia materiálu kontaktu
Hrúbka kontaktu
Požadovaný elektrický výkon
Povrchová úprava
Ročný objem
Mesačná predpoveď
Množstvo prototypu
úroveň PPAP
Požiadavka na balenie
Platné zákaznícke štandardy

 

Pre nový projekt získavania zdrojov v Číne za studena s pevným kontaktom je dodanie ročného objemu a špecifikácie materiálu vo fáze cenovej ponuky obzvlášť dôležité, pretože stratégia nástrojov a konfigurácia výrobnej-linky priamo závisia od dopytu.

 

 

Ako dlho trvá PPAP úroveň 3 astrieborný kontaktný nit za studena?

Typický plán PPAP úrovne 3 závisí od schválenia výkresu, dokončenia nástrojov, overenia T1, rozmerových schopností a-špecifických požiadaviek zákazníka. Konečné načasovanie by malo byť potvrdené po preskúmaní DFM a vydaní nástrojov.

 

Ako je zaručená životnosť zápustky na hlavy za studena pri-výrobe pevných nitov vo veľkom objeme?

Životnosť lisovnice by sa mala určiť prostredníctvom zdokumentovanej histórie{0}}počtu zdvihov, sledovania trendu rozmerov, limitov preventívnej výmeny a-kontroly opotrebovania nástroja. Dodávateľ by mal namiesto nepodporovaného čísla životnosti poskytnúť overené-údaje o životnosti nástroja.

 

Aká je typická doba prípravy T1 pre nový elektrický kontakt so studenou-hlavicou?

Načasovanie T1 závisí od geometrie, dostupnosti materiálu a zložitosti nástrojov. Praktická cenová ponuka by mala oddeľovať návrh nástroja, výrobu nástroja, čas prvého-tvarovania, kontroly a technickej korekcie namiesto uvádzania jedného nepodporovaného údaja-dodacieho času.