Tajne inženjeringa progresivnih matrica: postizanje tolerancija od ±0,01 mm u preciznim bakrenim terminalima

Precizni bakreni terminali koji zahtijevaju dimenzijsku toleranciju od ±0,01 mm ovise manje o završnoj inspekciji nego o progresivnoj arhitekturi matrice, kontroli materijala i-nadzoru procesa. Za visoko-precizno progresivno žigosanje matrice, razmak matrice, geometrija karbidnog probijača, više{4}}fazno savijanje, vođenje trake i povratna informacija senzora moraju biti dizajnirani kao jedan kontrolirani sustav.

 

Za priključke akumulatora za EV, konektore-elektronike napajanja, komponente releja i električne kontakte jake{1}}struje, dimenzionalni pomak može povećati kontaktni otpor, ometati silu sklapanja ili stvoriti neusklađenost tijekom automatskog umetanja. OEM za visoko-precizno utiskivanje bakra stoga mora kontrolirati proces oblikovanja na matrici umjesto da pokušava ispraviti varijaciju nakon utiskivanja.

 

 

 

Progresivna matrica pretvara zavojnicu u gotov terminal kroz sekvencijalne operacije probijanja, izrezivanja, kovanja, oblikovanja, savijanja i-odsijecanja. S tolerancijom od ±0,01 mm, svaka stanica pridonosi konačnom skupu dimenzija-.

 

Dizajn matrice trebao bi uspostaviti fiksni referentni sustav prije nego što se razvije individualna geometrija stanice. Funkcionalne dimenzije trebale bi upućivati ​​na istu referentnu traku kad god je to moguće, a ne gomilati tolerancije iz prethodnih savijanja ili rupa.

 

IATF 16949 referentna točka za utiskivanje terminala od ±0,01 mm

 

Praktična datumska arhitektura dijeli terminal u tri kontrolne skupine:

Primarni podatak: noseća traka ili značajka za lociranje koja kontrolira nagib trake.
Sekundarni podatak: pilot rupa ili precizno{0}}bušeno obilježje koje kontrolira uzdužni položaj.
Funkcionalni podatak: kontakt terminala, rupa za montažu ili površina za spajanje kontrolirana u skladu sa zahtjevima za sklapanje.

Za visoko{0}}precizno žigosanje bakra, tipični ciljevi procesa uključuju:

 

Parametar	Inženjerska meta	Primarna kontrola
Završena kritična dimenzija	±0,01 mm	Geometrija matrice + CMM
Korak trake	±0,01–0,02 mm	Pilot sustav
Promjer rupe	±0,01 mm	Zazor od karbidnog probijača/matrice
Visina čička	Određen-proces	Rub za bušenje + razmak
Kut savijanja	±0,5 stupnjeva ili čvršće	Više{0}}fazno oblikovanje
Debljina materijala	Specifikacija dobavljača	Dolazna inspekcija
Poravnanje matrice	Kontrola procesa na -mikronskoj razini	Održavanje matrice + sustav vođenja
Konačna provjera dimenzija	CMM	Dokumentacija PPAP razine 3

 

Kritična točka je da se ±0,01 mm ne smije tretirati samo kao konačna inspekcijska specifikacija. Ako sposobnost procesa ne može održati dimenziju tijekom kontinuirane proizvodnje, sortiranje gotovih dijelova ne predstavlja kontrolu procesa.

 

Ponašanje materijala C1100 i C2680 pod kontrolom IATF 16949

Bakreni terminali osjetljivi su i na debljinu materijala i na mehanička svojstva. C1100 čisti bakar nudi visoku električnu vodljivost, dok C2680 mjed pruža veću čvrstoću i drugačije ponašanje pri oblikovanju.

 

Vlasništvo	C1100 čisti bakar	C2680 mesing
Primarna prednost	Visoka električna vodljivost	Veća mehanička čvrstoća
Tipična primjena	Stezaljke-jake struje, sučelja sabirnica	Stezaljke konektora, strukturni kontakti
Formiranje ponašanja	Visoka duktilnost; deformacija može povećati varijaciju povratnog povrata	Veća čvrstoća; veća sila oblikovanja
Provodljivost	Do približno 100% IACS ovisno o stanju	Niži od čistog bakra
Razmatranje alata	Kontrola prianjanja i trganja	Veće opterećenje oblikovanja
Površinski zahtjev	Primjene električnih kontakata mogu zahtijevati oplatu	Obično se koristi presvlaka od kositra/nikla

 

Certifikacija materijala trebala bi biti u korelaciji s šaržom svitka, temperamentom, debljinom i smjerom utiskivanja. Zamjena materijala koja izgleda dimenzionalno ekvivalentna na crtežu može promijeniti silu oblikovanja i opružni povrat.

 

Zatražite besplatnu DFM procjenu i ponudu

 

 

Materijal za bušenje izravno utječe na stabilnost ruba, stvaranje neravnina, ponovljivost dimenzija i intervale održavanja. Za bakrene terminale koji zahtijevaju duge proizvodne cikluse, izbor između kaljenog SKD11 i karbida trebao bi se temeljiti na opterećenju, geometriji, stanju materijala i očekivanom broju hodova.

 

Volframov karbid u odnosu na SKD11 za visoko{1}}precizno žigosanje

 

Materijal alata	Tipične karakteristike	Precizna primjena	Glavni rizik
Volframov karbid	Vrlo visoka tvrdoća i otpornost na habanje	Fino bušenje, uski prorezi, kritične rupe	Lomljiv pod udarom ili neusklađenošću
SKD11	Visoka tvrdoća, žilavost, obradivost	Opća probijanja, matrice, umetci za oblikovanje	Istrošenost rubova tijekom dugih vožnji
Karbid + SKD11 kombinacija	-Rezanje otporno na habanje s čvršćom potporom	Progresivni-matrice velike količine	Zahtijeva kontroliranu montažu
Obloženi alatni čelik	Smanjeno trenje i poboljšano ponašanje pri trošenju	Velika{0}}brza proizvodnja	Oštećenje premaza ako je podloga nestabilna

 

Za fino probijanje terminala, izbijači od tvrdog metala mogu održati oštriju oštricu tijekom produljene proizvodnje. Međutim, karbid ne treba odabrati samo zato što je tvrđi.

 

Loše poravnat karbidni probijač može se slomiti na mjestu gdje bi se probijač SKD11 deformirao ili postupno istrošio.

 

1. Razmak matrice kontrolira visinu srha i stabilnost dimenzija

Bakar ima visoku duktilnost i može uzrokovati nepoželjno prevrtanje, neravnine ili sekundarnu deformaciju kada je zazor loše usklađen s debljinom materijala.

Učinkovito čišćenje ovisi o:

Bakrena legura i temperatura
Debljina materijala
Geometrija bušilice
Brzina rezanja
Potrebna visina brusa
Promjer rupe
Očekivani vijek trajanja alata

Za visoko{0}}precizni terminal, zazor matrice mora se potvrditi eksperimentalno, a ne kopirati iz generičke postotne tablice.

Proizvodno ispitivanje mora biti u korelaciji:

zazor → sila rezanja → zona loma → visina srha → dimenzijsko odstupanje → istrošenost alata

Ovo stvara mjerljiv procesni prozor za naknadno održavanje matrice.

 

2. SKD11 potporne strukture smanjuju rizik loma karbida

Karbidne pločice trebaju biti mehanički poduprte, a ne izložene nekontroliranom bočnom opterećenju. Precizni progresivni matrice obično kombiniraju rezne komponente od tvrdog metala s kaljenim držačima alata-čelikom, strukturama vodilica i zamjenjivim umetcima.

Cilj nije samo maksimalna tvrdoća. Cilj je kontrolirani prijenos opterećenja.

 

 

Savijanje je često najveći izvor dimenzionalnih varijacija nakon probijanja. Terminal može napustiti stanicu za rezanje unutar tolerancije i još uvijek ne proći završnu inspekciju jer elastični oporavak mijenja njegov kut ili funkcionalnu visinu.

 

Springback je pod utjecajem:

Granica tečenja materijala
Rad-ponašanje otvrdnjavanja
Radijus savijanja
Debljina materijala
Smjer zrna
Kut formiranja
Radijus alata
Broj stupnjeva oblikovanja
Kontaktni pritisak
Trošenje alata

Više{0}}fazno oblikovanje smanjuje kutnu varijaciju pod kontrolom IATF 16949

Visoko{0}}precizna progresivna matrica trebala bi izbjegavati forsiranje oštrog zavoja u jednu stanicu kad god je konačna geometrija osjetljiva na povratni povrat.

 

Tipičan slijed može koristiti:

Pre-oblikovanje: uspostavite početnu geometriju savijanja.
Srednje oblikovanje: povećanje kuta savijanja uz raspodjelu plastične deformacije.
Kalibracijsko oblikovanje: odrediti konačni funkcionalni kut.
Kovanje ili restrike: stabilizirajte kritične površine gdje je potrebno.
Završna inspekcija: provjerite funkcionalni podatak pomoću CMM-a ili namjenskih mjerača.

 

Formiranje strategije	Kontrola opruge	Opterećenje alata	Dimenzijska ponovljivost
Jedno-fazno savijanje	ograničeno	Visoko lokalno opterećenje	Donji
Dvo{0}}fazno savijanje	Poboljšano	Distribuirano	Poboljšano
Tro{0}}oblikovanje	Visoka kontrola	Distribuirano	visoko
Formiranje + restrike	Vrlo visoka za odabrane značajke	Veće konačno opterećenje	visoko
Kovanje novca	Jaka lokalna kontrola deformacije	visoko	Visoko za kontrolirane značajke

 

Broj stanica trebao bi se odrediti prema ponašanju materijala i geometriji, a ne prema fiksnom obrascu alata.

 

Kompenzacija zavoja treba biti ugrađena u matricu

Ako terminal zahtijeva konačni kut od 90 stupnjeva, proboj za oblikovanje ne bi trebao nužno biti dizajniran oko nominalnog položaja alata od 90 stupnjeva.

Stvarni proces može zahtijevati pre-oblikovanje, nakon čega slijedi kontrolirani elastični oporavak.

 

Za validaciju proizvodnje, inženjerski tim treba zabilježiti:

Kut alata
Stvarni utisnuti kut
Opružni kut
Lot materijala
Smjer trake
Hod alata
Broj proizvodnih udaraca

Ovo stvara sljedivi odnos između geometrije alata i varijacije gotovog-dijela.
 

 

 

Progresivna matrica koja radi s visokim stopama hoda ne može u potpunosti ovisiti o pregledu kraja--linije. Oštećeni probijač, komponenta koja nedostaje, pogreška pri ulaganju ili dvostruka traka mogu proizvesti stotine neispravnih dijelova prije nego što operater otkrije problem.

 

In-senzori pretvaraju odabrane procesne uvjete u neposredne proizvodne signale.

 

Senzorom-kontrolirano progresivno žigosanje prema PPAP razini 3

 

Uobičajene točke nadzora uključuju:

Materijalna prisutnost
Položaj trake
Angažman pilota
Prisutnost dijela
Otkrivanje pogrešnog uvlačenja
Dvostruka detekcija materijala
Lom udarca
Potvrda izbacivanja
Preopterećenje matrice
Formiranje položaja

 

Funkcija senzora	Stanje koje se može otkriti	Proizvodni rizik ako je nekontroliran
Senzor trake	Materijal nedostaje	Prazan potez
Pilot senzor	Neispravan položaj trake	Neusklađenost otvora/savijanja
Senzor dijela	Dio nije izbačen	Die opstrukcija
Praćenje udarca	Oštećenje udarcem	Burr ili greška u dimenzijama
Praćenje opterećenja	Abnormalna sila oblikovanja	Oštećenje alata
Praćenje hrane	Neispravan ton	Pogrešna registracija stanice
Otkrivanje dvo-listova	Preklapanje materijala	Prijelom udarca

 

Za PPAP razinu 3, strategija senzora trebala bi biti povezana s FMEA procesa, planom kontrole, MSA aktivnostima i validacijom dimenzija.

Sam senzor nije sustav kvalitete. Njegova vrijednost proizlazi iz povezivanja signala s definiranim planom reakcije.

 

Sposobnost procesa trebala bi pratiti specifikacije od ±0,01 mm

Za kritičnu dimenziju terminala, Cp i Cpk bi se trebali izračunati iz proizvodnih podataka, a ne pretpostaviti iz izvođenja prototipa.

 

Gdje:

USL=gornja granica specifikacije
LSL=donja granica specifikacije
μ=sredina procesa
σ=standardna devijacija

 

Ako je specifikacija ±0,01 mm, ukupna širina tolerancije je samo 0,02 mm. Male promjene u debljini materijala, trošenju alata, poravnanju trake ili sili oblikovanja mogu stoga zauzeti značajan dio raspoloživog prozora procesa.

 

 

Koordinatni mjerni stroj ne smije se koristiti samo kao alat za konačno prihvaćanje. Podaci CMM-a također mogu podržati isprobavanje, prvo-odobrenje, preventivno održavanje i provjeru valjanosti inženjerskih promjena.

 

Strategija mjerenja CMM za terminale od ±0,01 mm

Kritične karakteristike treba podijeliti na:

Položaj rupe
Promjer rupe
Ukupna dužina
Širina terminala
Visina zavoja
Kut savijanja
Položaj kontakta
Ravnost
Formirani profil

 

CMM program treba reproducirati funkcionalnu strukturu datuma definiranu u inženjerskom crtežu.

 

Na primjer, mjerenje visine priključka naspram nestabilnog vanjskog ruba može proizvesti tehnički točnu izmjeru koja ne predstavlja stvarno stanje sklopa.

 

Metoda pregleda stoga mora odgovarati shemi funkcionalnih podataka proizvoda.

 

 

 

Konzistentnost alata nije statična. Rezni rubovi se troše, površine oblikovanja se poliraju, zazori se mijenjaju, a komponente vodilice postupno gube svoje izvorno stanje.

 

Za-veliku proizvodnju bakrenih terminala, preventivno održavanje trebalo bi se temeljiti na mjerljivim pokazateljima procesa, a ne proizvoljnom kalendarskom intervalu.

 

Praćenje-životnog vijeka alata prema IATF 16949 kontroli procesa

Prati najmanje:

Broj proizvodnih udaraca
Visina čička
Kritični promjer rupe
Kritični položaj rupe
Kut savijanja
Visina formiranja
Sila utiskivanja
Frekvencija alarma senzora
Povijest zamjene bušilica
Dodatak za brušenje

Korisni pokretač održavanja može se uspostaviti kada se indikator procesa približi svojoj kontrolnoj granici.

Na primjer:

broj udaraca → rast srha → pomak dimenzija rupe → smanjenje Cpk → održavanje bušilice

Ovo je informativnije od izjave da matrica ima teorijski "životni vijek od-milijun udaraca."

Trajnost alata ovisi o materijalu, debljini, geometriji, podmazivanju, brzini hoda, zazoru matrice i praksi održavanja.

 

Održavanje matrice treba očuvati izvorni referentni sustav

Nakon brušenja ili zamjene bušilice, obnovljena komponenta mora zadržati svoj odnos sa:

Pilot sustav
Vodič stup
Umetak matrice
Nosač trake
Susjedna stanica za formiranje

Zamjena jedne istrošene komponente bez provjere cijele stanice može uvesti novi dimenzijski pomak.

 

 

Sljedeća matrica sažima odnos između zahtjeva proizvoda i odluka o alatima.

 

Zahtjev za proizvod	Preporučena tehnička kontrola	Provjera
Dimenzija rupe ±0,01 mm	Probijač od karbida + kontrolirani zazor	CMM
Veliki{0}}piercing	Rezne komponente od tvrdog metala	Mjerenje neravnina
Složena geometrija terminala	Više{0}}fazno oblikovanje	Profil/CMM
Osjetljivi kut savijanja	Pre-oblik + kalibracija/ponovno brisanje	Mjerač kuta/CMM
Visoka električna vodljivost	C1100 bakar	Certifikat materijala + ispitivanje vodljivosti
Veća čvrstoća konstrukcije	C2680 mesing	Certifikat materijala + mehanički podaci
Kontinuirana proizvodnja velikom{0}}brzinom	In-senzori	Validacija senzora
Automotive Tier 1 opskrba	IATF 16949 procesni sustav	Revizija + PPAP
Novo odobrenje alata	Validacija pune dimenzije	PPAP razina 3
Dugi proizvodni ciklus	Preventivno održavanje alata	Zapisi o životnom ciklusu-alat

 

Preuzmite specifikaciju dizajna žigosanja

 

 

Projekt preciznog žigosanja trebao bi započeti s crtežom dijela i funkcionalnim zahtjevima, a ne sa standardnom konfiguracijom matrice.

 

Tijekom pregleda DFM-a, inženjerski tim treba ispitati:

Vrsta i temperatura materijala
Debljina trake
Smjer zrna
Minimalni radijus savijanja
Udaljenost od rupe-do-ruba
Burr smjer
Slijed piercinga
Dizajn nosača
Korak trake
Progresivna dodjela stanica
Opterećenje oblikovanja
Evakuacija otpada
Položaj senzora
Podaci o inspekciji
Zahtjevi za površinsku obradu

Za električne komponente EV i ESS, električnu izvedbu također treba uzeti u obzir tijekom mehaničkog projektiranja.

 

Dimenzija terminala koja zadovoljava ±0,01 mm još uvijek može biti neprikladna ako je debljina oplate, kontaktna sila, geometrija spajanja ili strujni-poprečni-presjek izvan specifikacije.

 

Iz tog razloga, mehaničku dimenzionalnu kontrolu i električnu validaciju treba pregledati zajedno.

 

Dokumentacija PPAP razine 3 trebala bi povezati alat s kontrolom proizvodnje

Proizvodni podnesak može uključivati:

Dijagram toka procesa
PFMEA
Plan kontrole
MSA
Dimenzionalni rezultati
Certifikati materijala
Studije sposobnosti
Evidencija alata
Parametri procesa
Odobrenje izgleda
Rezultati funkcionalnog ispitivanja
Uzorak dijelova
Nalog za podnošenje dijela

Svrha je pokazati da proizvodni proces-ne samo odabrana serija dijelova-može više puta ispuniti zahtjeve crteža.

 

 

Za-električne terminale visoke struje, precizno žigosanje je kontrolirana interakcija između ponašanja materijala, geometrije matrice, slijeda oblikovanja, materijala alata, točnosti stroja i inspekcije.

 

Visoko{0}}precizno bakreno žigosanje OEM ciljanje ±0,01 mm trebalo bi uspostaviti proces oko četiri inženjerske kontrole:

 

Dizajn alata za utiskivanje terminala temeljen na funkcionalnim referentnim točkama i skupu-kontroliranih tolerancija.
Izbor alata od tvrdog metala i SKD11 usklađen s opterećenjem rezanja, habanjem, geometrijom i zahtjevima održavanja.
Više{0}}fazno savijanje i kalibracija za kontrolu povratnog povrata umjesto oslanjanja na-jednofazno oblikovanje.
In-nadzor senzora i CMM inspekcija za otkrivanje pomaka procesa prije nego što velike količine postanu nesukladne.

 

Za automobile i programe-pohranjivanja energije, te se kontrole zatim mogu integrirati s IATF 16949, PPAP Razinom 3, studijama sposobnosti procesa i dokumentiranim upravljanjem-životnim vijekom alata.

 

Rezultat nije samo otisnuti bakreni terminal koji prolazi inspekciju. To je proces štancanja s mjerljivim odnosima između materijala → alata → oblikovanja → inspekcije → sposobnosti procesa → ponovljivosti proizvodnje.

 

 

Kako progresivna matrica može održati toleranciju od ±0,01 mm tijekom-velike proizvodnje bakrenih terminala?

Upotrijebite kontrolirani referentni sustav, precizni alat od tvrdog metala, validirani zazor matrice, više{0}}fazno oblikovanje, senzore u-matrici, preventivno održavanje i provjeru procesa temeljenu na CMM-. Debljina i temperatura materijala također moraju ostati unutar odobrenih specifikacija.

 

Koji se alatni materijali koriste za visoku-preciznostžigosanje bakrenih terminala?

Volframov karbid obično se koristi za -komponente za rezanje koje se jako troše i kritične operacije bušenja, dok se SKD11 koristi za bušilice, matrice, držače i komponente za oblikovanje gdje se zahtijeva veća žilavost i mogućnost servisiranja.

 

Može li dobavljač žigosanja bakrenih terminala pružiti dokumentaciju PPAP razine 3?

Da. Program-spreman za proizvodnju može uključivati ​​izvješća o dimenzijama, PFMEA, plan kontrole, MSA, studije sposobnosti, certifikate materijala, tok procesa, evidenciju alata, uzorke dijelova i dokumentaciju o nalogu za dostavu dijelova.