多年来,压力机配合一直被用来将零件进行刚性连接。今天对质量控制的强调要求充分使用现代控制系统和技术,以监测和核实压力和压机操作的所有其他方面。本文将解释这些技术,并描述它们如何确保产品质量。

Press fit到处都是。据BalTec Corp.产品经理丹尼·莱特尔(Denny Lytle)说,它们被用于电信和计算机行业,以及汽车、飞机、办公设备和消费品。但到底什么是媒体契合度呢?

压合是指将两个零件压在一起,作过盈配合。当孔的内径略小于被插入零件的外径时,就会发生过盈配合。当这两部分被推到一起时,它们就会粘在一起。根据Kistler Instrument Corp. (Amherst, NY)工业产品经理Paul Bussman的说法,“冲压装配是一种质量较低的装配过程。然而,一旦媒体配合到位,它就不会松动。”

为什么要使用Press Fits?

特定应用规定了是否使用压力符或其他紧固方法。据Gary Anderson,Applications和Kevin Hauter经理,Orbitform(Jackson,MI)的销售工程经理,压力机有时用于在两件之间完全对齐。印刷机也用于防止旋转轴承。它是经过温度波动的组件的良好紧固方法,例如汽车组件。无论温度如何,两部分之间的过盈配合或力总是在那里。消除了倾向于破裂焊接接头的温度相关应力的问题。

压力机也是一个较便宜的紧固选择。作为Dan Baumann,Schmidt Feintechnik公司总裁(Cranberry Township,PA),各国,“一种方法,”焊接等方法是昂贵的过程。焊接需要维护和更换焊接螺柱。如果有压力贴合件,如果是一个轴承或销钉压入另一个部件,你只是处理两部分。“

但是,当使用压力机时,重要的是监控两部分之间的干扰。通过过程监控,确保满足所需的质量参数。如果按压拟合符合这些参数,则在组装组件的时刻将实现质量控制。“你得到了反馈意见,这是一个很好的部分。你不必进一步进行检查,”Baumann指出。

在过程中与帖子组装

压力配件的装配后检查需要破坏性测试。扭矩或推动或拉紧载荷决定是否用正确的干涉配合将衬套,销,轴承,轴或轴或电枢压入另一个部件。必须丢弃经受这种测试的组件,因为关节的完整性受到损害。此外,这些后大会检查程序只能随机应用。它们不可靠,他们对制造商并无努力降低整体制造成本的努力。

“制造商正在实现各种压制操作的过程监测的好处,代替大装配后的已完成部分,”Baumann说。

由于许多原因,质量控制的直接整合到生产过程至关重要,包括产品责任,功能安全和经济因素。集成质量控制在密封组件中也是必不可少的。随后的测试在不破坏组件的情况下很大程度上是不可能的。

虽然使用传统的液压和气动压力机实现了压制控制的措施,但基于计算机控制的电动伺服电机的系统提供了控制和过程反馈。照片由Schmidt Feintechnik公司提供

压制过程控制

据丹伍德沃德,ASG / TYCO(西棕榈滩,FL)的商业总监,在按压过程中有三个参数来控制。这些参数是力,速度和高度(或笔划)。

通过使用加压空气或油,以及活塞和汽缸装置,使用的绝大多数压力机产生力。输出力与汽缸区域的输入压力次数成比例。改变压力控制力。空气或油线中的压力传感器通常提供可以转换为力的反馈。如果实施,则力绘制通常绘制为力与时间。

速度与进入气缸的空气或油的流量成正比。流量控制阀可以提供速度控制。由于流量与控制阀上的压力降成正比,当气缸内的压力接近管路压力时,速度就会减慢。然而,大多数压力机不监测压机速度。

使用物理或硬盘设置停止停止停止。有时,这种硬止动器被纳入气缸。在其他时候,它是相关工具的一部分。中间或可编程终止在简单的压力机中难以实现。通常没有提供对最终压力高度的反馈,因为压机关闭固定高度。

从历史上看,装配压力机被设计为力产生设备,不太方向其他参数。近年来,监测和控制制造过程的各个方面都有更多的关注。广泛使用统计过程控制(SPC)在工业中需要数据收集和分析以了解过程趋势。同样重要的是能够影响过程符合规范的过程。一致的产品质量需要可重复的过程。“专业的印刷机可以提供数据收集和反馈,自动设置和控制,处理可追踪性,SPC分析和所需的过程影响机制,”伍德华说。

为了监测距离的力,使用负载电池和线性换能器或电磁换能器。

确保质量控制

两个组件包括过程内质量控制。为了监测距离的力,使用负载电池和线性换能器或电磁换能器。称重传感器可以是应变计称重传感器或压电石英称重传感器。负载电池将力转换为电压,用于获取在远处的最大控制。如果没有距离特征或数据,则会实现压配合负载,但不是距离。称重传感器将简单地承认,一部分以某个合适进入另一部分。它是否在正确的深度进入将是未知的。

线性换能器使用具有人眼可见的增量但是电子分析的增量的玻璃组分。这款玻璃需要清晰,清洁和无尘,以阅读增量。更坚固耐用的工业友好体系是电磁传感器。

数据从负载单元和换能器中取出并组合以创建曲线。创建曲线后,或者一旦制造了满足制造和加工标准的合格组件,则为这些组件创建曲线。利用这些曲线,建立了平均曲线。建立参数的Windows。创建框,该框在特定距离上给出最小和最大负载。这在整个行程长度上完成。然后,曲线将代表从负载电池看到力的那一刻到它被释放力的力矩来表示总压力距离。

虽然使用传统的液压和气动压力机实现了压制控制的措施,但基于计算机控制的电动伺服电机的系统提供了控制和过程反馈。精确定位和速度是基于伺服基运动控制的固有。可以使用应变计或基于压电的负载电池提供力反馈。大多数现代电动压力机利用个人计算机(PC)进行控制的多功能性和成本效益。PC提供人机界面(MMI),程序存储,数据收集和存储以及网络。

伺服电机现在可在一个紧凑的包装高扭矩。无刷设计,可靠性高,使用寿命长。这些电机可以结合变速箱进一步放大扭矩。大滚珠丝杠可用于需要高强度的应用场合。

伺服电动组装压力机与液压和气动压力机相比的另一个重要优势是刚性。在高压下,空气和油的可压缩性与输送软管的膨胀导致RAM表现出类似于弹簧的特性。这种弹簧效果可能导致控制速度和定位的困难,特别是在不同的力条件下。

例如,如果将销被压入孔中并且初始静力超过滑动动动力,则可能发生突然的不受控制的运动,因为所需的力下降在从压缩流体可获得的力以下。这种不受控制的运动将继续,直到存储在系统中的多余力耗尽。伺服电动压力机避免此问题,因为力输送元件不可压缩,并且不表现出流体弹簧效果。

Press fit到处都是。他们在电信和计算机行业中使用,以及汽车,飞机,办公设备和消费品。
对于压配合连接可靠,必须有足够的力来维持长期完整性,但不会损坏组件。另外,最终压制高度对组装的正确功能至关重要。生成力与距离(RAM位置)的曲线图,并在监视器上显示每个按压循环。监控和绘制力与高度提供比力与时间方法更多的精确和有用的数据。这种力签名通常是按压循环质量的最佳指示。

通过监测运动范围,可以获得进程的动态的洞察力。例如,在金属到金属压制拟合应用中,可以在力距离曲线中被检测到组装部件的冷焊接作为尖峰。对于产品可追溯性,图形是永久存储的日期,时间,运营商名称,产品名称,序列号和任何其他相关数据。

为了提供统计过程控制,为每个周期捕获一个代表性的力。因为在按压周期中收集了许多力读数,用户必须选择哪个力读数将用于SPC X-bar和R图。选择是最大的力,最小的力,在给定的行程范围内的平均力,和在给定的高度的瞬时力。或者,与最大力对应的高度——或任何特定的力读数——可用于SPC。一旦SPC数据被收集,实时的过程反馈可以自动提供控制计算机。CPK计算可以显示工艺能力,而趋势和控制限制违反可以在产品超出规格之前发出警告。

流程开发也由数据收集提供帮助。通过使用不同的压制参数进行实验并将力距离曲线与产品完整性相关,可以发现最佳的压制参数。可以在以后的日期审查存储的数据以评估字段中发现的问题。

消除逃避传统检测方法的不良部分所需的技术是差分监测。差分监控假定每个装配操作在产生最终产品所需的力方面具有签名。使用计算机控制系统在操作期间监视签名可确保仅接受符合签名的零件。虽然在生产应用中使用了签名分析超过了十多年的差异监测 - 在其核心中使用签名分析 - 是新的。

以前只要表明零件的好坏就足够了,今后在生产过程中将需要提供更多的资料,以便进行统计评价和质量核查。“汽车行业一直在说,‘我们希望你们核实并向我们证明,你们控制的是坏的部分,而不是好的部分。好的部分被假定了。排名顺序的真正价值是向我们证明,糟糕的部分在你的掌控之中,’”Promess总裁拉里•斯托克林(Larry Stockline)表示。“‘克隆’是所有质量保证技术的最终目标。通过克隆完美的装配,制造商可以消除导致产品故障、保修索赔和客户不满的变化。目前,平均每35000个好零件对应7到11个坏零件。那些坏的零件通过了所有的质量测试,进入了生产现场。我们需要一种新的质量保证方法来达到下一个平台。”