Skrivnosti inženiringa progresivnih matric: Doseganje toleranc ±0,01 mm v preciznih bakrenih sponkah

Natančne bakrene sponke, ki zahtevajo toleranco dimenzij ±0,01 mm, so manj odvisne od končnega pregleda kot od progresivne arhitekture matrice, nadzora materiala in-nadzora postopka. Za visoko-natančno progresivno žigosanje matrice morajo biti zračnost matrice, geometrija karbidnih lukenj, več{4}}stopenjsko upogibanje, vodenje traku in povratne informacije senzorja zasnovani kot en nadzorovan sistem.

 

Za priključke akumulatorja EV, napajalne-elektronske konektorje, relejske komponente in visoko{1}}tokovne električne kontakte lahko dimenzijski zamik poveča kontaktni upor, moti montažno silo ali povzroči neporavnanost med samodejnim vstavljanjem. Visoko{3}}izvajalec originalne opreme za žigosanje bakra mora zato nadzorovati proces oblikovanja na matrici, namesto da poskuša popraviti odstopanje po žigosanju.

 

 

 

Progresivna matrica pretvori zalogo v tuljavo v končni terminal z zaporednimi operacijami prebadanja, rezanja, kovanja, oblikovanja, upogibanja in-odrezavanja. Pri toleranci ±0,01 mm vsaka postaja prispeva h končni dimenzijski kopici-.

 

Zasnova matrice mora vzpostaviti fiksni referenčni sistem, preden se razvije geometrija posamezne postaje. Funkcionalne mere se morajo sklicevati na isto referenčno točko traku, kjer koli je to mogoče, namesto da kopičijo tolerance predhodnih krivin ali lukenj.

 

IATF 16949 nadzor ničelne točke za ±0,01 mm žigosanje priključkov

 

Praktična referenčna arhitektura loči terminal v tri nadzorne skupine:

Primarna referenčna točka: nosilni trak ali lokacijska funkcija, ki nadzoruje naklon traku.
Sekundarna referenčna točka: pilotna luknja ali natančno-predrt element, ki nadzira vzdolžni položaj.
Funkcionalna referenčna točka: priključni kontakt, montažna luknja ali spojna površina, nadzorovana glede na zahteve za montažo.

Za visoko{0}}natančno žigosanje bakra tipični procesni cilji vključujejo:

 

Parameter	Inženirska tarča	Primarni nadzor
Končana kritična dimenzija	±0,01 mm	Geometrija matrice + CMM
Nagib traku	±0,01–0,02 mm	Pilotni sistem
Premer luknje	±0,01 mm	Odmik iz karbidne trdine/matrice
Višina bruha	Odvisno-od postopka	Luknjač rob + odmik
Kot upogiba	±0,5 stopinje ali manj	Več{0}}stopenjsko oblikovanje
Debelina materiala	Specifikacija dobavitelja	Vhodni pregled
Poravnava matrice	Nadzor procesa-na mikronski ravni	Vzdrževanje matrice + vodilni sistem
Končno preverjanje dimenzij	CMM	Dokumentacija PPAP Level 3

 

Kritična točka je, da se ±0,01 mm ne sme obravnavati samo kot končna inšpekcijska specifikacija. Če procesna zmogljivost ne more vzdrževati dimenzije med neprekinjeno proizvodnjo, sortiranje končnih delov ne predstavlja nadzora procesa.

 

Obnašanje materialov C1100 in C2680 pod nadzorom IATF 16949

Bakrene sponke so občutljive tako na debelino materiala kot na mehanske lastnosti. Čisti baker C1100 ponuja visoko električno prevodnost, medtem ko medenina C2680 zagotavlja večjo trdnost in drugačno obnašanje pri oblikovanju.

 

Lastnina	C1100 čisti baker	C2680 medenina
Glavna prednost	Visoka električna prevodnost	Večja mehanska trdnost
Tipična uporaba	Visok{0}}tokovne sponke, vmesniki zbiralk	Konektorske sponke, strukturni kontakti
Oblikovanje vedenja	Visoka duktilnost; deformacija lahko poveča variacijo vzmeti	Večja moč; večja oblikovalna sila
Prevodnost	Do približno 100 % IACS, odvisno od stanja	Nižje od čistega bakra
Upoštevanje orodja	Nadzor adhezije in trganja	Večja obremenitev oblikovanja
Površinska zahteva	Uporaba električnih kontaktov lahko zahteva prevleko	Običajno uporabljena prevleka iz kositra/niklja

 

Certificiranje materiala mora biti povezano s serijo tuljave, temperamentom, debelino in smerjo žigosanja. Zamenjava materiala, ki je na risbi videti dimenzionalno enakovredna, lahko spremeni oblikovno silo in vzmet.

 

Zahtevajte brezplačno oceno in ponudbo DFM

 

 

Material za luknjač neposredno vpliva na stabilnost robov, nastanek robov, ponovljivost dimenzij in intervale vzdrževanja. Pri bakrenih sponkah, ki zahtevajo dolge proizvodne serije, mora izbira med utrjenim SKD11 in karbidom temeljiti na obremenitvi, geometriji, stanju materiala in pričakovanem številu udarcev.

 

Volframov karbid v primerjavi s SKD11 za visoko{1}}natančno žigosanje

 

Material orodja	Tipične značilnosti	Natančna uporaba	Glavno tveganje
Volframov karbid	Zelo visoka trdota in odpornost proti obrabi	Fino prebadanje, ozke reže, kritične luknje	Krhki ob udarcih ali neusklajenosti
SKD11	Visoka trdota, žilavost, obdelovalnost	Splošni prebijalci, matrice, oblikovalni vstavki	Obraba robov pri dolgih vožnjah
Kombinacija karbida + SKD11	Na obrabo{0}}odporno rezanje s trdnejšo oporo	Veliko{0}}progresivne matrice	Zahteva nadzorovano montažo
Prevlečeno orodno jeklo	Zmanjšano trenje in izboljšana obraba	Visoka{0}}hitra proizvodnja	Poškodba premaza, če je podlaga nestabilna

 

Za fino prebadanje koncev lahko luknjači iz karbidne trdine ohranijo ostrejši rezalni rob v daljši proizvodnji. Karbida pa ne smemo izbrati samo zato, ker je trši.

 

Slabo poravnan luknjač iz karbidne trdine se lahko zlomi tam, kjer bi se luknjač SKD11 deformiral ali postopoma obrabil.

 

1. Odmik matrice nadzira višino rezila in dimenzijsko stabilnost

Baker ima visoko duktilnost in lahko povzroči nezaželeno prevračanje, bruhanje ali sekundarno deformacijo, če je zračnost slabo prilagojena debelini materiala.

Učinkovit očistek je odvisen od:

Bakrova zlitina in temper
Debelina materiala
Geometrija luknjača
Hitrost rezanja
Zahtevana višina rezila
Premer luknje
Pričakovana življenjska doba orodja

Pri visoko{0}}natančnem terminalu je treba razmik matrice potrditi poskusno, namesto da bi ga kopirali iz generične odstotne tabele.

Proizvodni poskus bi moral ustrezati:

zračnost → rezalna sila → območje loma → višina bruha → dimenzijsko odstopanje → obraba orodja

To ustvari merljivo procesno okno za naknadno vzdrževanje matrice.

 

2. Podporne strukture SKD11 zmanjšujejo tveganje zloma karbida

Vložki iz karbidne trdine morajo biti mehansko podprti, namesto da bi bili izpostavljeni nenadzorovanim bočnim obremenitvam. Natančne progresivne matrice običajno združujejo rezalne komponente iz karbidne trdine z držali-jekla iz utrjenega orodij, vodilnimi strukturami in zamenljivimi ploščicami.

Cilj ni le največja trdota. Cilj je nadzorovan prenos obremenitve.

 

 

Upogibanje je pogosto največji vir variacije dimenzij po prebadanju. Terminal lahko zapusti rezalno postajo znotraj tolerance in še vedno ne opravi končnega pregleda, ker elastična obnovitev spremeni njegov kot ali funkcionalno višino.

 

Na Springback vpliva:

Meja tečenja materiala
Utrjevanje pri delu-
Polmer upogiba
Debelina materiala
Smer zrn
Kot oblikovanja
Polmer orodja
Število stopenj oblikovanja
Kontaktni pritisk
Obraba orodja

Več{0}}stopenjsko oblikovanje zmanjša kotno variacijo pod nadzorom IATF 16949

Visoko{0}}natančna progresivna matrica bi se morala izogibati vsiljevanju hudega ovinka v eno samo postajo, kadar koli je končna geometrija občutljiva na vzmetni povrat.

 

Tipično zaporedje lahko uporablja:

Pre-oblikovanje: določite začetno geometrijo krivine.
Vmesno oblikovanje: povečajte kot upogiba ob porazdelitvi plastične deformacije.
Kalibracijsko oblikovanje: določite končni funkcionalni kot.
Kovanje ali ponovno udarjanje: po potrebi stabilizirajte kritične površine.
Končni pregled: preverite funkcionalno referenčno točko z uporabo CMM ali namenskih merilnikov.

 

Oblikovanje strategije	Nadzor vzmeti	Obremenitev orodja	Dimenzijska ponovljivost
Eno{0}}stopenjsko upogibanje	Omejeno	Visoka lokalna obremenitev	Nižje
Dvo{0}}stopenjsko upogibanje	Izboljšano	Razdeljeno	Izboljšano
Tri{0}}stopenjsko oblikovanje	Visok nadzor	Razdeljeno	visoko
Oblikovanje + ponovni udarec	Zelo visoko za izbrane funkcije	Večja končna obremenitev	visoko
Kovanje	Močan lokalni nadzor deformacije	visoko	Visoko za nadzorovane funkcije

 

Število postaj je treba določiti na podlagi obnašanja materiala in geometrije in ne na podlagi fiksne predloge orodja.

 

Kompenzacija upogiba mora biti vgrajena v matrico

Če terminal zahteva končni kot 90 stopinj, ni nujno, da je preoblikovalni luknjač zasnovan okoli nominalnega položaja orodja 90 stopinj.

Dejanski postopek lahko zahteva pre-oblikovanje, ki mu sledi nadzorovano elastično okrevanje.

 

Za validacijo proizvodnje mora inženirska ekipa zabeležiti:

Kot orodja
Dejanski vtisnjeni kot
Vzmetni kot
Serija materiala
Smer traku
Hod orodja
Število proizvodnih taktov

To ustvari sledljivo razmerje med geometrijo orodja in različico končnega-dela.
 

 

 

Progresivna matrica, ki deluje pri visokih stopnjah giba, ne more biti v celoti odvisna od pregleda konca--linije. Poškodovan luknjač, ​​manjkajoča komponenta, napaka pri podajanju ali dvojni trak lahko proizvede na stotine okvarjenih delov, preden operater odkrije težavo.

 

Senzorji v -matrici pretvorijo izbrane procesne pogoje v takojšnje proizvodne signale.

 

Senzorsko-nadzorovano progresivno žigosanje pod 3. stopnjo PPAP

 

Pogoste točke spremljanja vključujejo:

Materialna prisotnost
Položaj traku
Zaposlitev pilota
Prisotnost dela
Zaznavanje napačnega podajanja
Dvojno zaznavanje materiala
Zlom udarca
Potrditev izmeta
Preobremenitev matrice
Oblikovanje položaja

 

Funkcija senzorja	Zaznavno stanje	Proizvodno tveganje, če ni nadzorovano
Senzor traku	Material manjka	Prazen udarec
Pilotni senzor	Nepravilen položaj traku	Neusklajenost lukenj/krivin
Delni senzor	Del ni izvržen	Die obstrukcija
Nadzor udarca	Poškodba udarca	Burr ali dimenzijska napaka
Spremljanje obremenitve	Nenormalna oblikovalna sila	Poškodbe orodja
Spremljanje krme	Nepravilna višina	Napačna registracija postaje
Zaznavanje dvojnih-listov	Materialno prekrivanje	Zlom udarca

 

Za raven 3 PPAP mora biti senzorska strategija povezana s procesom FMEA, nadzornim načrtom, dejavnostmi MSA in validacijo dimenzij.

Sam senzor ni sistem kakovosti. Njegova vrednost izhaja iz povezave signala z definiranim reakcijskim načrtom.

 

Zmogljivost procesa mora spremljati specifikacije ±0,01 mm

Za kritično dimenzijo terminala je treba Cp in Cpk izračunati iz proizvodnih podatkov, ne pa predvidevati iz prototipa.

 

kje:

USL=zgornja meja specifikacije
LSL=spodnja meja specifikacije
μ=povprečje procesa
σ=standardni odklon

 

Če je specifikacija ±0,01 mm, je skupna širina tolerance le 0,02 mm. Majhne spremembe v debelini materiala, obrabi orodja, poravnavi traku ali preoblikovalni sili lahko zato porabijo znaten del razpoložljivega procesnega okna.

 

 

Koordinatni merilni stroj se ne sme uporabljati le kot orodje za končno prevzemanje. Podatki CMM lahko podpirajo tudi preskušanje, prvo-odobritev, preventivno vzdrževanje in preverjanje tehničnih sprememb.

 

Strategija merjenja CMM za terminale ±0,01 mm

Kritične značilnosti je treba razdeliti na:

Položaj luknje
Premer luknje
Celotna dolžina
Širina terminala
Višina upogiba
Kot upogiba
Kontaktni položaj
Ravnost
Oblikovan profil

 

Program CMM mora reproducirati funkcionalno strukturo referenčne točke, opredeljeno v inženirski risbi.

 

Na primer, merjenje višine priključka proti nestabilnemu zunanjemu robu lahko povzroči tehnično natančno meritev, ki ne predstavlja dejanskega stanja sestavljanja.

 

Metoda pregleda mora torej ustrezati funkcionalni referenčni shemi izdelka.

 

 

 

Konsistentnost orodja ni statična. Rezalni robovi se obrabijo, oblikovalne površine se polirajo, razmiki se spremenijo, vodilne komponente postopoma izgubljajo prvotno stanje.

 

Za-velikoserijsko proizvodnjo bakrenih terminalov bi moralo preventivno vzdrževanje temeljiti na merljivih indikatorjih procesa in ne na poljubnem koledarskem intervalu.

 

Spremljanje-življenjske dobe orodja pod nadzorom procesa IATF 16949

Najmanj sledi:

Število proizvodnih taktov
Višina bruha
Kritični premer luknje
Kritični položaj luknje
Kot upogiba
Višina oblikovanja
Sila žigosanja
Frekvenca alarma senzorja
Zgodovina zamenjave udarcev
Dodatek za brušenje

Uporaben vzdrževalni sprožilec se lahko vzpostavi, ko se indikator procesa približa svoji kontrolni meji.

Na primer:

število udarcev → rast bruha → premik dimenzij luknje → zmanjšanje Cpk → vzdrževanje luknjača

To je bolj informativno kot navedba, da ima kocka teoretično "milijon{0}}življenjske dobe."

Življenjska doba orodja je odvisna od materiala, debeline, geometrije, mazanja, stopnje giba, zračnosti matrice in prakse vzdrževanja.

 

Vzdrževanje matrice mora ohraniti izvirni ničelni sistem

Po brušenju ali zamenjavi luknjača mora obnovljena komponenta ohraniti svoj odnos z:

Pilotni sistem
Vodilni post
Vložek za matrice
Nosilec trakov
Sosednja postaja za oblikovanje

Zamenjava ene obrabljene komponente brez preverjanja celotne postaje lahko povzroči nov dimenzijski odmik.

 

 

Naslednja matrika povzema razmerje med zahtevami izdelka in odločitvami glede orodja.

 

Zahteva za izdelek	Priporočen inženirski nadzor	Preverjanje
Dimenzija luknje ±0,01 mm	Prebijač iz karbidne trdine + nadzorovana zračnost	CMM
Visok{0}}piercing	Rezalne komponente iz karbidne trdine	Merjenje burra
Kompleksna terminalna geometrija	Več{0}}stopenjsko oblikovanje	Profil/CMM
Občutljiv kot upogiba	Pred-oblikovanje + umerjanje/ponovno udarjanje	Merilnik kota/CMM
Visoka električna prevodnost	C1100 baker	Certifikat materiala + preizkus prevodnosti
Večja strukturna trdnost	C2680 medenina	Certifikat materiala + mehanski podatki
Neprekinjena hitra-proizvodnja	In-senzorji	Validacija senzorja
Avtomobilska dobava Tier 1	Procesni sistem IATF 16949	Revizija + PPAP
Nova odobritev orodja	Celotna dimenzijska validacija	PPAP 3. stopnja
Dolga proizvodnja	Preventivno vzdrževanje orodja	Stroke/tool-življenjski zapisi

 

Prenesite specifikacijo načrta žigosanja

 

 

Projekt natančnega žigosanja se mora začeti z risbo dela in funkcionalnimi zahtevami namesto s standardno konfiguracijo matrice.

 

Med pregledom DFM mora inženirska ekipa pregledati:

Vrsta materiala in temperament
Debelina traku
Smer zrn
Najmanjši radij upogiba
Razdalja-od-roba
Burr smer
Zaporedje prebadanja
Oblikovanje nosilca
Nagib traku
Progresivno dodeljevanje postaj
Oblikovalna obremenitev
Evakuacija odpadkov
Lokacije senzorjev
Inšpekcijski podatki
Zahteve za površinsko obdelavo

Pri električnih komponentah EV in ESS je treba med mehanskim načrtovanjem upoštevati tudi električno zmogljivost.

 

Dimenzija terminala, ki ustreza ±0,01 mm, je lahko še vedno neustrezna, če debelina obloge, kontaktna sila, geometrija spoja ali tokovni-prečni-presek niso v specifikaciji.

 

Zaradi tega je treba mehansko dimenzijsko kontrolo in električno validacijo pregledati skupaj.

 

Dokumentacija PPAP ravni 3 bi morala povezovati orodja z nadzorom proizvodnje

Predložitev proizvodnje lahko vključuje:

Diagram poteka procesa
PFMEA
Nadzorni načrt
MSA
Dimenzionalni rezultati
Certifikati materiala
Študije zmogljivosti
Zapisi o orodju
Parametri procesa
Odobritev videza
Rezultati funkcionalnega testa
Vzorčni deli
Nalog za predložitev delov

Namen je dokazati, da proizvodni proces-ne le izbrana serija delov-lahko vedno znova izpolnjuje zahteve risbe.

 

 

Za visoko{0}}električne priključke je natančno žigosanje nadzorovana interakcija med obnašanjem materiala, geometrijo matrice, zaporedjem oblikovanja, materiali za orodje, natančnostjo stroja in pregledom.

 

Visoko{0}}natančno bakreno žigosanje OEM s ciljanjem ±0,01 mm bi moralo vzpostaviti postopek okrog štirih inženirskih kontrol:

 

Zasnova orodja za žigosanje terminalov, ki temelji na funkcionalnih referenčnih točkah in nadzorovanem naboru toleranc-.
Izbira orodij iz karbidne trdine in SKD11 se ujema z zahtevami rezalne obremenitve, obrabe, geometrije in vzdrževanja.
Več{0}}stopenjsko upogibanje in kalibracija za nadzor vzmetnega povratka namesto zanašanja na eno-stopenjsko oblikovanje.
Nad-nadzor tipala in pregled CMM za odkrivanje odstopanja procesa, preden velike količine postanejo neskladne.

 

Za avtomobilske programe in programe-shranjevanja energije je te kontrole mogoče integrirati z IATF 16949, 3. stopnjo PPAP, študijami zmogljivosti procesov in dokumentiranim upravljanjem-življenjske dobe orodja.

 

Rezultat ni le žigosana bakrena sponka, ki prestane pregled. To je postopek žigosanja z merljivimi razmerji med materialom → orodjem → oblikovanjem → pregledom → zmogljivostjo postopka → ponovljivostjo proizvodnje.

 

 

Kako lahko progresivna matrica ohrani toleranco ±0,01 mm med-velikoserijsko proizvodnjo bakrenih terminalov?

Uporabite sistem nadzorovanih ničelnih točk, natančno orodje iz karbidne trdine, potrjeno zračnost matrice, več-stopenjsko oblikovanje, senzorje v-matrici, preventivno vzdrževanje in preverjanje procesa-na osnovi CMM. Tudi debelina in temperatura materiala morata ostati znotraj odobrenih specifikacij.

 

Kateri materiali za orodje se uporabljajo za visoko-natančnostžigosanje bakrenih sponk?

Volframov karbid se običajno uporablja za-rezalne komponente z visoko obrabo in kritične operacije prebadanja, medtem ko se SKD11 uporablja za luknjače, matrice, držala in komponente za oblikovanje, kjer se zahteva večja žilavost in uporabnost.

 

Ali lahko dobavitelj žigosanja bakrenih terminalov zagotovi dokumentacijo PPAP ravni 3?

ja Program,-pripravljen za proizvodnjo, lahko vključuje poročila o dimenzijah, PFMEA, načrt nadzora, MSA, študije zmogljivosti, potrdila o materialih, potek procesa, zapise orodij, vzorčne dele in dokumentacijo o naročilu za predložitev delov.