Nel campo della produzione dello stampaggio, l'efficienza produttiva degli assemblaggi multi-componenti è spesso limitata dalle operazioni di assemblaggio secondario. Quando i volumi di produzione sono consistenti, il processo tradizionale-che prevede lo stampaggio separato di una singola{{3}macchina seguito dalla successiva pressatura dei rivetti-presenta notevoli colli di bottiglia in termini di efficienza e rischi per la sicurezza. Un esempio calzante è la sede di pressione per i banchi a fusi; ogni set di assemblaggio comprende quattro componenti di giunzione e la domanda annuale è immensa. L'adozione di un processo di "rivettatura interna"-che integra stampaggio, formatura e rivettatura di più parti all'interno di un unico stampo-rappresenta una strategia tecnica efficace per aumentare l'efficienza della produzione e garantire una qualità costante. Questo processo è applicabile anche alla produzione di prodotti come i "contatti elettrici rivettati in stampo", in cui la rivettatura dei contatti in argento su terminali in rame è perfettamente integrata nel flusso di lavoro di stampaggio.
Progettazione strutturale dello stampo
Lo stampo utilizza una struttura di guida a doppio-asse Z-con una base dello stampo con-cuscinetti a sfera e un design a tre-piastre con pilastri e boccole di guida interni, garantendo così un allineamento preciso tra le metà superiore e inferiore dello stampo. La progressione dell'asse X-della striscia di materiale e l'avanzamento dell'asse Y- dei blocchi distanziatori sono dotati ciascuno di sensori di posizionamento, sensori fotoelettrici e interruttori di contatto dedicati; questi componenti sono perfettamente integrati con il sistema di controllo della pressa per facilitare la produzione completamente automatizzata durante l'intero processo.
Per facilitare la produzione degli stampi, nonché rapidi cambi e riparazioni, tutte le cavità degli stampi sono progettate come inserti o boccole modulari. I componenti chiave includono: la base dello stampo superiore, la piastra di supporto superiore, la piastra di fermo superiore, il supporto dell'estrattore, la piastra dell'estrattore, la piastra della matrice inferiore, la piastra di supporto inferiore, la base dello stampo inferiore, i perni del sollevatore, i punzoni e gli inserti della matrice per ciascuna stazione specifica e il gruppo del meccanismo di rivettatura.
Il processo di rivettatura dei contatti elettrici In-impone requisiti estremamente severi sulla precisione di posizionamento dello stampo. All'interno di una configurazione a stampo progressivo, l'errore di posizione relativo tra il contatto elettrico e il terminale deve essere mantenuto entro una tolleranza di ±0,05 mm; il mancato rispetto di questo standard comporterebbe rivetti inclinati o una superficie di contatto insufficiente. Di conseguenza, il gioco tra le colonne di guida e le boccole dello stampo-così come la precisione di guida della piastra di estrazione-costituiscono parametri di controllo critici.
Meccanismo di rivettatura e controllo della profondità di pre-rivettatura
Quando l'asta di spinta fa avanzare il blocco distanziale fino alla-stazione di prerivettatura (Stazione 6), le matrici superiore e inferiore si chiudono. Contemporaneamente, l'asta di spinta preme una leva di pressione; questa azione trasmette una forza di reazione a un perno di espulsione tramite un meccanismo di collegamento, facendo sì che il perno di espulsione pre-ribatti il blocco distanziale nel blocco di posizionamento della molla. Successivamente, il materiale in striscia trasporta il gruppo pre-rivettato alla stazione 7 per la rivettatura e l'appiattimento finali.
Il controllo preciso della pre-profondità di rivettatura è fondamentale. Una profondità di pre{2}}rivettatura insufficiente può causare lo spostamento del blocco distanziatore durante le successive operazioni di alimentazione, mentre una profondità eccessiva potrebbe causare la deformazione della parte. La profondità di pre-rivettatura può essere regolata in qualsiasi momento manipolando una vite di regolazione che controlla un meccanismo a cuneo. Quando si progetta questo gruppo di regolazione, è essenziale garantire che sia fornita una corsa di regolazione sufficiente.
Nel processo dei componenti di rivettatura nello stampo, la divisione funzionale tra pre-rivettatura e rivettatura finale è la chiave per garantire una rivettatura di alta-qualità. La pre-rivettatura serve solo a ottenere il fissaggio iniziale del componente, consentendo così al materiale della striscia di portare avanti il componente in modo-passo-passo. La rivettatura finale, al contrario, applica una forza sufficiente per indurre il flusso plastico nel materiale e stabilire un giunto meccanico permanente. Separare queste due operazioni previene la potenziale rottura della parte-che può derivare da un'unica, massiccia deformazione-e mitiga l'impatto negativo che gli shock di rivettatura ad alta-forza potrebbero altrimenti avere sulla durata di servizio dello stampo di stampaggio.
Considerazioni chiave sulla progettazione dei profili di camma
Un brusco cambiamento nella velocità del pistone del cilindro al momento dell'aspirazione genera notevoli forze d'inerzia nell'asta di spinta, sottoponendo il meccanismo a un impatto rigido e rendendo l'asta di spinta suscettibile di frattura. Tuttavia, quando si utilizza un meccanismo a camma a rullo-, la progettazione di lame in rame brasate (rivetto) con il profilo della camma per seguire una curva di accelerazione sinusoidale elimina i bruschi cambiamenti di accelerazione sia durante la corsa di andata che di ritorno; ciò garantisce che l'asta di spinta non subisca alcun impatto flessibile durante il suo movimento, rendendo il design particolarmente adatto per applicazioni ad alta-velocità.
Nei moderni software CAD è possibile utilizzare un set di strumenti dedicato per automatizzare l'intero processo-dalla selezione dei componenti alla generazione del profilo-e per esportare i dati DXF risultanti per la lavorazione a filo-. Se il software CAD specifico non dispone di questa funzione di menu, è possibile utilizzare Excel per inserire la formula della curva camma: s=h[δ/δ0 - 1/(2π) sin(2π δ/δ0)]. Dopo aver calcolato i valori di portanza per i corrispondenti punti equidistanti, questi dati possono essere copiati e incollati nell'ambiente CAD per generare la curva spline richiesta.
Efficacia del processo e ambito di applicazione
Dopo la messa in servizio, lo stampo funziona senza intoppi, esibendo un'azione meccanica flessibile e affidabile. Fornisce prodotti di alta qualità e consistenza eccellente, aumentando significativamente l'efficienza produttiva. Prendendo come esempio il localizzatore primaverile: con il processo originale a-stazione singola, due operatori che lavoravano in un turno di 8-ore potevano produrre tra le 18.000 e le 20.000 unità al giorno. Adottando la tecnica di rivettatura interna all'interno di uno stampo progressivo, la produzione è aumentata a 32.000–36.000 unità in sole 10 ore. Questo metodo elimina la necessità di tempi di rivettatura dedicati ed evita il trattamento di annerimento separato precedentemente richiesto per i blocchi distanziatori, con un conseguente miglioramento dell'efficienza complessiva di oltre il 250%.
Questa metodologia di processo non si limita ai sedili di posizionamento delle molle; funge inoltre da prezioso riferimento per il miglioramento dei processi che coinvolgono vari componenti di assemblaggio all'interno della serie di bilancieri-in particolare linguette di bloccaggio, staffe di montaggio e piastre di pressione. Nel campo degli interruttori e relè elettrici, l'approccio tecnico alla rivettatura interna-per i componenti dei contatti elettrici stampati e le parti metalliche con contatti in argento è strettamente in linea con questo metodo. Eseguendo la rivettatura dei contatti in argento su componenti in rame stampato direttamente all'interno di uno stampo progressivo, i costi di assemblaggio vengono significativamente ridotti, garantendo allo stesso tempo la coerenza posizionale dei contatti e la stabilità della forza di rivettatura.
Per gli assemblaggi metallici multi-strato-come i componenti in argento-su-rame utilizzati in interruttori e relè-il processo di rivettatura in-die offre vantaggi distinti rispetto alla saldatura a punti o alla rivettatura manuale. Questi vantaggi includono l'assenza di una zona-alterata dal calore, l'eliminazione degli spruzzi di saldatura, il controllo preciso della forza di rivettatura e l'idoneità per la produzione di massa ad alto-volume. Di conseguenza, la rivettatura elettrica in-stampi sta rapidamente diventando il processo di produzione standard in tutti i settori che coinvolgono interruttori, relè, connettori e dispositivi simili.
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