Pienten osien taonta: prosessivalinnat, suunnittelusäännöt ja toleranssit

Valitse paras taontaprosessi pienille osille

Pieniä osia voidaan takoa useilla prosesseilla, jotka kompensoivat työkalukustannuksia, saavutettavaa toleranssia ja materiaalin käyttöä. Aloita sovittamalla osaperheesi (kiinnikkeet, vaihteet, tapit, haarat, pienet vivut, sähkökoskettimet) prosessiikkunaan ja sietämäsi viimeistelyyn.

Nopea sääntö väärän prosessin välttämiseksi

• Jos osa on pohjimmiltaan kiinnittimen kaltainen geometria, aloita kylmäpäällystä/kylmämuovauksella ennen kuin harkitset kuumataontaa.
• Jos tarvitset lujia ja lähes verkkoon liittyviä ominaisuuksia (poimuja, urituksia, lyhyitä ripoja), arvioi usean aseman kylmätaonta tai lämmintaonta.
• Jos metalliseosta on vaikea kylmämuovata (tai poikkileikkauksen muutokset ovat aggressiivisia), suljettu kuumatakominen suunnitellulla pintakäsittely-/leikkausvaiheella on tyypillisesti turvallisempaa.

Suunnittelusäännöt, jotka tekevät pienten osien takomisesta ennakoitavissa

Useimmat "pienten osien takomiseen" liittyvät ongelmat juontavat juurensa geometriaan, joka vangitsee materiaalia, pakottaa jyrkät käännökset virtaukseen tai vaatii epärealistisia taottuna toleransseja. Seuraavat säännöt vähentävät muotin kulumista, vakauttavat täyttöä ja tekevät trimmauksesta johdonmukaista.

Hallitse vetoa, säteitä ja erottelustrategiaa

• Suunnittele veto seinille, jotka vapautuvat muotista. Teräksen osalta veto on yleensä mainittu asiakirjassa 3-7° syvyydestä ja monimutkaisuudesta riippuen.
• Vältä veitsen reunoja ja teräviä sisäkulmia; käytä runsaita fileitä ylläpitääksesi virtausta ja kuolettaaksesi elämää. Joitakin ruostumattoman teräksen taontaohjeita varten a 0,25 tuumaa (6,35 mm) fileen sädettä pidetään vähimmäisvertailupisteenä virtauksen helpottamiseksi.
• Sijoita jakoviiva paikkaan, jossa se minimoi yhteensopimattomuuden vaikutuksen toiminnallisiin ominaisuuksiin ja missä salaman trimmaus on käytettävissä ja toistettavissa.

Kerro selkeästi, mikä on "taottuna" vai "koneistettuna"

Pienille osille on harvoin tarpeellista (tai taloudellista) jahdata erittäin tiukkoja sovituksia kaikkialta. Käytännöllinen lähestymistapa on merkitä vain toiminnan kannalta kriittiset ominaisuudet "viimeistely vaaditaan" ja antaa kaiken muun pysyä taottuina.

• Taotut pinnat: kylkiluita, ulokkeita ja ei-pariutuvia kasvoja, joissa lähiverkko on hyväksyttävää.
• Viimeistelyyn vaadittavat pinnat: laakerireiät, tiivistyspinnat, tarkkuuskierteet ja peruspisteominaisuudet, jotka ohjaavat kokoonpanon pinoamista.

Suunnittele "virtausystävällinen" ominaisuushierarkia

• Pidä syvät, ohuet kylkiluut konservatiivisena; Jos tarvitset niitä, harkitse usean näyttökerran taontaa, jotta jokainen näyttökerta kasvattaa asteittain korkeutta sen sijaan, että pakottaisit täyttämään yhden osuman.
• Pidä mieluummin läpimeneviä reikiä, jotka on luotu puhkaisemalla takomisen jälkeen tai toissijaisella työstyksellä, sen sijaan, että yrität muodostaa monimutkaisia ​​alileikkauksia muotiin.
• Mikäli mahdollista, kohdista ensiökuormitusreitit odotettuun viljavirtaukseen (yksi takomisen mekaanisista tärkeimmistä eduista).

Käytännön prosessikulku pienten osien takomiseen

Alla on vankka perusvirtaus, jota voit mukauttaa, oletko kylmätakomassa kiinnittimen kaltaista osaa vai kuumatakoatko pientä vipua/iketä. Tärkeintä on käsitellä trimmausta, mitoitusta/koottelua ja tarkastusta osana pääprosessia – ei jälkikäteen.

1. Määritä laadun kannalta tärkeät mitat (CTQ), peruspisteet ja hyväksyttävät taotut pinnat.
2. Valitse taontareitti (kylmä/lämmin/kuuma) CTQ:iden, seoksen muovattavuuden ja tilavuuden perusteella.
3. Luo aihiostrategia (erityisesti kuumataontaa varten): jaa tilavuus niin, että loppuvaikutelma täyttyy ilman liiallista välähdystä.
4. Suunnittelusuuttimet vedolla, säteillä ja jakolinjalla takaavat luotettavan vapautuksen ja trimmauksen.
5. Suunnittele leikkaus- ja mitoitusoperaatiot; varaa ne ominaisuuksille, joiden on oltava tiukkoja.
6. Määritä lämpökäsittely (tarvittaessa) ja pinnan viimeistely (esim. pinnoitus, pinnoitus) mittastabiloinnin jälkeen.
7. Määritä tarkastussuunnitelma: ensimmäinen artikkeli, prosessinaikaiset tarkastukset ja lopullinen näytteenotto CTQ:iin sidottuna.

Vinkki: Kun taontat suuria määriä pieniä osia, käytä enemmän vaivaa varhaisiin stanssauskokeisiin ja mittaussilmukoihin kuin prosessin jälkeiseen lajitteluun – ennaltaehkäisy on halvempaa kuin havaitseminen.

Toleranssit ja työkalusäätimet, jotka vähentävät vaihtelua

Mittojen sironta taotuissa pienissä osissa johtuu yleensä muotin sulkemisen vaihtelusta, muotin kulumisesta, lämpötilan heilahtelusta (kuuma/lämmin taonta), voitelun epäjohdonmukaisuudesta (kylmä/lämmin) ja trimmauksen vaihtelusta. Voit lieventää niitä suoraan muutamilla todistetuilla säädöillä.

Käytä lyöntiä/liimaa, kun paksuudella on merkitystä

Jos jakoviivan paksuus on CTQ, suunnittele lyönti-/mitoitusvaihe. Yksi taontaohje tyypillinen sulkeutumistoleranssi noin ±0,030 tuumaa , kanssa ±0,010 tuumaa saavutettavissa jälkitaontamalla (ja erikoistapauksissa vielä tiukemmin). Tämä on yleinen malli: et "toivo" kuumataontaa tiukkaan paksuiseksi - kokoat sen.

Suunnittele kuluminen ja viimeistely kuin ne olisivat osaominaisuuksia

• Lisää selkeät trimmausvarat, jotta salaman poisto ei loukkaa toiminnallista geometriaa.
• Määrittele stanssauksen kulumisen kompensointistrategia: hyväksyttävät kulumisrajat, uudelleenkiillotusvälit ja mittausliipaisin terien uudelleen leikkaamiseksi.
• Jos tarvitaan tiukkoja reunoja, harkitse toissijaista leikkausta tai kevyttä koneistusta sen sijaan, että pakottaisit taontamuotin "pitämään" terävästä reunasta pitkiä ajoja varten.

Pidä lämpötila ja voitelu kapeassa nauhassa

Lämpimässä/kuumatakouksessa tiukempi lämpötilan säätö vähentää täytön vaihtelua ja hilseilyä; kylmätakouksessa voiteluaineen koostumus vähentää kitkapiikkejä, jotka aiheuttavat mittasirontaa ja työkalun rikkoutumista. Pienillä osilla pienillä keinuilla voi olla suuria vaikutuksia, koska toimintojen tilavuudet ovat pieniä suhteessa osan kokonaistilavuuteen.

Kustannukset ja materiaalin käyttö: Pienten osien takominen voittaa

Takominen valitaan usein pienille osille, koska se voi vähentää romua ja koneistusaikaa ja parantaa samalla lujuutta. Kylmätaontaviitteet viittaavat yleensä materiaalin käytön lähestymiseen lähes 100 % suotuisissa geometrioissa, ja laajemmissa kylmätakokeskusteluissa usein viitataan 85–95 % käyttöalueet riippuen osaperheestä ja prosessiasetuksista.

Yksinkertainen numeerinen esimerkki (miksi lähellä netillä on merkitystä)

Oletetaan, että pieni teräsosa käyttää 40 g viimeisteltyä materiaalia.

• Työstö tangosta 60 %:n käyttöasteella kuluttaa noin 66,7 g varastosta (40 g / 0,60), luoden 26,7 g romua per osa.
• Kylmätakominen 95 %:n käyttöasteella kuluttaa noin 42,1 g varastosta (40 g / 0,95), jolloin muodostuu 2,1 g romua per osa.
• 100 000 osaa vuodessa tuo ero on karkeasti 2,46 tonnia vähemmän romua (26,7 g − 2,1 g = 24,6 g säästöä per osa).

Siksi pienten osien taonta on erityisen houkuttelevaa tilavuudessa: materiaali delta sekoittuu nopeasti ja koneistustunnit laskevat, kun kappale on lähellä verkkoa.

Kun taonta ei ehkä ole paras kustannusvaihtoehto

• Erittäin pienet määrät, joiden kustannuksia ei voida kuolettaa.
• Geometriat, joissa hallitsevat syvät alaleikkaukset tai monimutkaiset sisäiset ontelot (soveltuvat usein paremmin koneistukseen, MIM:iin tai valuun).
• Ultratarkkuus sopii kaikkialle, missä työstät useimmat pinnat riippumatta.

Laadun tarkistuslista tuotantovalmiin pienten osien takomiseen

Käytä tätä tarkistuslistaa laadun vakauttamiseksi ennen skaalausta. Se on suunniteltu korjaamaan yleisimmät pienten osien takomisen sudenkuopat: hallitsematon vaihtelu, epäselvät CTQ:t ja myöhäisen vaiheen toleranssiyllätykset.

Ennen lopullisen työkalun leikkaamista

• CTQ:t määritellyt datumilla ja gage-menetelmällä; ei-CTQ-pinnat on nimenomaisesti sallittu taottuna.
• Strategian luonnos ja fileointi tarkistettu; erotusviiva ja trimmauspääsy vahvistettu.
• Materiaalitiedot sisältävät muovattavuusnäkökohdat aiottua taontareittiä varten.

Kokeiden aikana

• Mittaa sulkeutumista/epäsopivuutta ja suuria CTQ:ita useissa osumissa, ei vain yksittäisessä näytteessä.
• Vahvista trimmauksen toistettavuus; tarkista purseet/kaatumiset, jotka voivat vaikuttaa kokoonpanoon.
• Jos paksuus-/tasaisuusohjaimet toimivat, vahvista lyönti-/mitoitussuorituskyky ajoissa.

Tuotannossa

• Määritä kulumisraja ja muokkaa meistien liipaisinta; älä odota asiakkaan karkaa korjataksesi ajautumisen.
• Käytä CTQ-arvoihin sidottuja prosessin sisäisiä tarkistuksia (ei vain silmämääräistä tarkastusta) ja pidä yksinkertainen reaktiosuunnitelma, kun arvot suuntaavat.
• Erottele "taottuna hyväksyttävät" säiliöt "viimeistelyvaatii" -astioista välttääksesi tarpeettoman uudelleenkäsittelyn.

Alarivi: pienten osien takominen onnistuu, kun taontasuunnittelua (syväys, säteet, halkaisu, trimmaus) käsitellään osana suunnittelua ja kun mitoitusta/lyöntiä ja tarkastusta käytetään strategisesti CTQ-ohjaukseen ilman koko komponentin liiallista koneistusta.