Lucrarea pe care o face un știft de localizare în interiorul unei matrițe sau un dispozitiv
Un știft de localizare - numit și știft de diblu sau știft de aliniere - există pentru a se asigura că două componente de împerechere revin în exact aceeași poziție de fiecare dată când sunt reunite. Într-o matriță de injecție, asta înseamnă că miezul și jumătatea cavității se închid în registru perfect ciclu după ciclu; într-o matriță de ștanțare, înseamnă că placa de perforare și placa de matriță rămân aliniate împușcătură după împușcătură; într-un dispozitiv de sudură sau un dispozitiv de asamblare, înseamnă că fiecare piesă de prelucrat căzută pe unealta aterizează în aceeași orientare ca și ultima. Pinul în sine arată de obicei neremarcabil: un cilindru scurt, din oțel întărit, uneori cu o treaptă sau o flanșă mică la un capăt, de obicei de 4 până la 25 mm în diametru și rareori mai lung de 150 mm. Ceea ce o face esențială este faptul că poartă acuratețea pozițională a întregului instrument pe cont propriu. Dacă diametrul pinului, dreptatea sau finisajul suprafeței se depărtează chiar și de câțiva microni de la specificații, acea eroare nu rămâne inclusă - apare ca fulger pe o piesă turnată, o schimbare dimensională pe un suport ștanțat sau un dispozitiv care încetează să se repete de la o schimbare la alta. De aceea, un știft de localizare primește o atenție individuală și practică - șubler într-o mână, micrometru în cealaltă - pe care o componentă de unealtă mult mai mare și mai scumpă nu o primește adesea.
Alegerea materialului și tratamentul termic stabilesc plafonul de performanță
Oțelul din care este tăiat un știft de localizare și modul în care este tratat termic ulterior, decide cât de mult supraviețuiește în producție înainte de a fi nevoie să fie înlocuit. Pentru lucrări cu ciclu înalt - matrițe care rulează sute de mii de împușcături - magazinele caută de obicei un oțel pentru rulmenți, cum ar fi 52100 (GCr15), întărit până la aproximativ HRC 60–62, astfel încât întreaga secțiune transversală să reziste la uzură, mai degrabă decât doar o carcasă subțire. Acolo unde știftul suportă și sarcina laterală, nu doar forța de inserție dreaptă, un oțel de scule cromat, cum ar fi SKD11 sau Cr12MoV, este un înlocuitor obișnuit, deoarece rezistă mai bine la stres lateral, chiar dacă de obicei costă mai mult pe kilogram decât oțelul pentru rulmenți. Pentru aplicații cu ciclu inferior sau sensibile la costuri, un oțel cu carbon mediu călit, cum ar fi 1045 (S45C), face treaba: suprafața este întărită la o adâncime de aproximativ 0,5–0,8 mm, în timp ce miezul rămâne suficient de dur pentru a rezista la rupere sub sarcini de șoc, un oțel pentru rulmenți nu oferă la fel de curat. Nimic din toate acestea nu se întâmplă fără consecințe asupra dimensiunii - călirea deformează de obicei un știft cu 0,01–0,03 mm, motiv pentru care șlefuirea trebuie să aibă loc după tratamentul termic, nu înainte. Strat de tratamente de suprafață deasupra durității de bază: cromare dură cu o grosime de aproximativ 5–8 microni, acolo unde rezistența la coroziune contează, oxid negru pentru un strat cosmetic ieftin și ușor anticoroziv, sau nitrurare atunci când este nevoie de duritate suplimentară a suprafeței fără a distorsiona în continuare miezul.
De la tijă la știftul finit: secvența de prelucrare
Aspre la strung
Producția începe cu stocul de bare turnat pe un strung la un diametru și o lungime care sunt lăsate în mod intenționat de 1–2 mm supradimensionate, lăsând suficient material pentru a curăța după întărire. Orice găuri încrucișate, caneluri de grăsime sau plane sunt tăiate și în această etapă, în timp ce oțelul este încă moale - prelucrarea acelor caracteristici după întărire ar însemna șlefuirea lor ulterior, ceea ce este mai lent și vizibil mai scump pe bucată.
Întărire, șlefuire și lustruire
După ce tratamentul termic aduce oțelul la duritatea țintă, știftul trece la șlefuire fără centru sau cilindrică, ceea ce elimină 0,1–0,2 mm de stoc rămas în acest scop și aduce diametrul într-o bandă de toleranță strânsă - de obicei IT5 până la IT6, sau aproximativ ±0,003 până la ±0,005 mm pe un știft de 10 mm. De acolo, șlefuirea sau lustruirea coboară finisarea suprafeței la Ra 0,2–0,4 micrometri, reducând frecarea, astfel încât știftul să nu înrădăcineze orificiul în care alunecă de mii de ori. Operația finală este o mică teșire sau o rază de introducere la capătul de inserție - adesea în jur de 0,5 mm la 15 grade - astfel încât știftul se autocentrează pe măsură ce intră, în loc să prindă o margine și să înregistreze gaura la prima încercare.
Instrumente de inspecție care prind un știft rău înainte de a ajunge la asamblare
Știfturile de localizare sunt măsurate mult mai des decât ar sugera dimensiunea lor, deoarece un singur știft supradimensionat sau subdimensionat poate bloca un dispozitiv de fixare sau crăpa o placă de matriță. Secvența de inspecție stratifică în mod obișnuit mai multe instrumente, fiecare surprinzând un tip diferit de eroare:
- Un șubler vernier sau cadran, cu o precizie de aproximativ ± 0,02 mm, pentru verificări rapide în timpul procesului, în timp ce știftul este încă pe strung.
- Un micrometru exterior, cu o precizie de aproximativ ± 0,001 mm, pentru a confirma diametrul final după șlefuire - pasul afișat atunci când un operator verifică un știft finit pe imprimeu înainte de a părăsi bancul.
- Un cadran sau un comparator electronic montat pe o placă de suprafață de granit, folosit pentru a verifica dreptatea și conicitatea pe toată lungimea știftului, nu doar diametrul într-un punct.
- Un indicator de aer sau un indicator de alezaj, folosit pe orificiul de împerechere mai degrabă decât pe știftul în sine, pentru a confirma că cele două părți vor produce de fapt potrivirea pe care o cere desenul.
- O mașină de măsurat în coordonate (CMM), rezervată programelor cu volum mare care necesită un raport dimensional complet, mai degrabă decât o mână de verificări la fața locului.
Deoarece un singur știft defect poate scoate din funcțiune o unealtă, majoritatea magazinelor efectuează o inspecție de 100% pentru localizarea știfturilor, mai degrabă decât prelevarea de probe a unui lot - costul de măsurare a fiecărei piese este mic pe lângă costul unei matrițe blocate sau al unui ciclu de producție casat.
De ce potrivirea pin-to-bushing decide cât durează sculele
Un știft de localizare nu este niciodată tolerat izolat - diametrul său este întotdeauna specificat în raport cu toleranța găurii sau bucșei cu care se împerechează, iar combinația celor două determină dacă ansamblul se termină ca o potrivire liberă, o potrivire de tranziție sau o potrivire prin presare. Greșiți asocierea în ambele direcții și unealta suferă: prea slăbită, iar jumătățile de matriță se pot balansa cu câțiva microni la fiecare ciclu; prea strâns, iar inserarea știftului face găuri ale orificiului și lasă resturi metalice în interiorul sculei. Tabelul de mai jos arată cum același diametru nominal, măcinat la diferite grade de toleranță, ajunge să servească lucrări foarte diferite odată ce este asociat cu o gaură standard.
Ce merge prost când aceste verificări sunt omise
Omiterea oricăruia dintre pașii de mai sus tinde să producă o defecțiune previzibilă, iar majoritatea apar numai după ce pinul a fost deja instalat:
- Un știft de fixare prin presare șlefuit ușor supradimensionat gălează orificiul la introducere, lăsând așchii de metal care contaminează canalele de răcire sau suprafețele de alunecare în apropiere.
- Un știft de fixare a jocului, șlefuit ușor subdimensionat, permite jumătăților de matriță să se deplaseze cu câțiva microni la fiecare ciclu, ceea ce apare sub formă de fulger sau variație a grosimii peretelui în piesa turnată.
- Un știft cu o eroare de dreptate care nu a fost prins de comparator se leagă parțial în orificiu; operatorii răspund adesea prin lovirea cu ciocanul în restul drumului, ceea ce deformează gaura și scurtează durata de viață a sculei.
- Finisajul suprafeței peste aproximativ Ra 0,8 micrometri mărește frecarea la fiecare ciclu și generează căldură localizată, astfel încât un știft evaluat pentru 500.000 de cicluri la finisarea corectă poate eșua mai aproape de 100.000 atunci când etapa de lustruire a fost accelerată.
- Omiterea învelișului rezistent la coroziune de pe un știft destinat unei podele umede a plantelor permite să înceapă găurirea la suprafață în câteva săptămâni, iar un știft cu sâmburi își marchează orificiul de împerechere de fiecare dată când este reintrodus.
Întrebări care merită adresate înainte de a comanda pini de localizare personalizat
Câteva întrebări, adresate înainte de a plasa o comandă, separă un știft care funcționează pentru întreaga sa durată de viață nominală de unul care trebuie înlocuit în prima serie de producție:
- Ce grad de toleranță poate păstra magazinul de fapt asupra diametrului - IT5, IT6 sau mai liber - și nu doar ceea ce face publicitate în pagina de catalog?
- Din ce duritate și material a fost făcut lotul, susținut de un certificat de fabrică mai degrabă decât de o afirmație verbală?
- Fiecare știft este măsurat individual sau raportul de inspecție se bazează pe o probă extrasă din lot?
- Ce finisare a suprafeței, în Ra, este garantată la diametrul de contact, deoarece acest lucru afectează durata de viață la uzură la fel de mult ca duritatea?
- Cum se verifică dreptatea pe știfturi mai lungi de 100 mm, unde arcul este cel mai frecvent defect și cel mai ușor de ratat doar cu un etrier?
- Termenul de livrare indicat include tratamentul termic ca pas separat, deoarece grăbirea sau omiterea acestuia este cât de moi, distorsionați ajung știfturile pe un etaj de producție?
Obținerea de răspunsuri clare la aceste întrebări înainte de tăierea primei piese este mult mai ieftină decât descoperirea golurilor după ce o matriță a intrat deja în producție.
