一家大型便携式电子设备制造商的工程师遇到了一个问题。他们需要在设备的充电器组件上铆接一个小而薄的电触点,但是他们如何才能在不压坏组件的情况下将这些直径在0.02到0.03英寸的小铆钉固定住呢?

“我们说的是针尖大小的铆钉,”查克回忆道
Rupprecht,Baltec公司的副总裁兼总经理“该申请要求非常低的力量 - 低于1.5千克。”

为了组装这些部件,Baltec提供了配备定制成型工具和hp -25过程控制器的径向铆钉机。配有5.7英寸彩色触摸屏,用户友好的控制器可以让工程师控制六个工艺参数:成型距离,铆接时间,铆接力,主轴距离,外部接触和铆钉头高度。控制器为工程师提供了39种铆接模式的选择。

控制器的独特功能是“精确的铆钉识别”。该功能识别铆钉的开始,而无需在铆接过程中的压力或减速的需要,而不是必要的。其他功能包括集成数据记录器,用于记录过程数据;能够将铆接数据视为曲线;以及通过USB和以太网接口导出和导入数据的能力。

Rupprecht说:“我们现在有能力在非常低压的应用中使用我们的HPP技术,并且仍然可以获得与‘普通’6毫米铆钉相同的精度。”

这种能力已经使Baltec的铆接技术应用到一些非常精细的组件上。例如,一家医疗设备制造商正在使用Baltec机器对直径仅为0.03英寸的半管状铆钉进行头部加工。用铆钉固定一个用于修复心脏瓣膜的装置中的细金属网。如果这还不够挑战的话,每个铆接接头都必须转动。

hp -25控制器的另一个优点是能够在动态中改变成形参数,以安装不同尺寸的铆钉。Rupprecht说:“假设一个应用程序需要将一个直径为7毫米的铆钉和另一个直径为4毫米的铆钉打上头。“我不能像用7毫米的铆钉做4毫米的铆钉那样用力,我会把它压扁的。

“使用我们的过程控制器,你可以为每个点设置不同的程序。使用比例气动控制,控制器自动降低空气压力,因此机器可以头较小的铆钉。”

高精度铆接

轨道和径向成形,或铆接,可能是成熟的技术,但它们并不是静止不变的。通常认为轨道和径向铆接用于组装坚固的汽车部件(如座椅轨道或刹车片)的工程师,可能需要重新审视这些用于小型、精密应用(如电气连接器和医疗设备)的冷成形技术。

例如,医疗器械制造商正在使用伺服驱动的轨道铆钉从轨道轨道LLC到铆钉,用于内窥镜手术器械的小剪刀和夹具。这些工具的关节在一个小的不锈钢铆钉上枢转,必须持续到具有非常紧张的宽容。

“这是一个非常精确的应用程序,”Orbitform的工厂经理雅各布•斯Sponsler表示。“由铆钉提供的夹紧力必须是完全可重复的,这样外科医生每次使用仪器时都有完全相同的感觉。”

传统上,轨道和径向成型机施加的向下的力来自气动或液压缸。但是,最近轨道无线电引入了一系列伺服驱动的电源头。使用伺服电机和滚珠丝杠施加向下的力具有许多优点,如精确控制,可变的前进和后退速度,和广泛的成形力。例如,模型SV-310提供1至3,000磅的成型力,最大行程为2.5英寸,提前和缩回0.005至4 IP。它可以形成直径高达0.375英寸的螺柱或铆钉。

Sponsler说:“我们最小的气动铆钉机可以施加500到600磅的力,对于直径0.02英寸的铆钉来说,这是一个很大的锤。”“到目前为止,你只能把气动铆工关掉。你可以把它降到200磅。然而,有些成形应用只需要10磅的成形力。使用我们的小型伺服铆钉机,你可以将它设定为1磅的力。”

由于该装置不受压缩空气供电,因此其性能不受管线压力下降的影响。并且,由于没有排气,因此可以在洁净室中使用该装置。

伺服电机还为工程师提供了精确编程的驻留位置和驻留时间,以减少成形后的回弹,这是装配高精度关节的关键。它也使形成一个特定的力或距离更容易。

Sponsler说:“使用伺服驱动的动力头,可以形成一个特定的偏移量,也可以形成一个非常可控的力。“你也可以用气动铆钉机来完成这些工作,但可能要花更长的时间。”

伺服电机还使工程师能够创建一个闭环过程,这是制造具有关节的组件的另一个优势。

“我们使用多工具和钳子等手工具的制造商进行了大量的工作,”奥比特销售副总裁布莱恩赖特说。“这些制造商将使用我们的伺服驱动的电源头来下来,形成头部,并保持该位置。然后,他们将在夹具内测试接头以测量扭矩。如果关节太松,它们可以以微米的增量推动头部以拧紧接头,直到它在可接受的扭矩范围内。

“这节省了时间,也确保了你每次都能制作出好零件。”

过程基础知识

轨道成形结合向下的力和轨道运动,在铆钉、销钉和柱子上形成一个头。这个过程是安静的,消耗很少的能源,并生产高质量的接头和头。

一种称为喷丸的工具,安装在旋转主轴上,旋转主轴与喷梁的轴线以与主轴轴的角度固定,在3至6度之间变化。当主轴旋转时,喷钢轨道轴线。PEEEEEN不会在其自身轴上旋转。PEEEEN轴在PEEEEN的工作端中与主轴轴相交。沿着从柄部中心开始的径向线压在铆钉柄上。当茎在轨道路径中移动时,通过形成头的每个旋转直到形成完成,将一定量的材料移位。工件和喷的摩擦是最小的,因此工件通常冷却到触摸。

主轴转速通常为900到1200转/分。圆头由固定螺丝固定,因此可以快速更换。改变铆钉头的形状,就会改变成品铆钉头的形状。锥形、扁平、小孔和皇冠是一些常见的头部形状。

形成力取决于应用。例如,Orbitform的最小台式气动机器,B-125,在100psi下产生590磅的力。它的最大行程为1.5英寸,可以形成直径0.125英寸的铆钉。另一方面,公司的H-1000液压,独立的H型机器在100psi下产生了18,000磅的力。它的最大行程为2.5英寸,可以形成直径1英寸的铆钉。

一个零件上的多个点可以同时被封头。这可以用多点头(有两个或多个圆头的轨道头)来完成。如果所有要形成的点都在同一个平面上,并且中心线之间的距离在0.3125到6.25英寸之间,那么可以使用多点头。多点头使用一个轨道推进板将运动转移到多个旋转喷咀。单点机器可以改装成多点机头。在一个零件上可以同时形成多少个点没有具体的限制,但点的中心线必须至少间隔0.3125英寸。

弹簧零件或松散的组件对于轨道成型没有问题。它们可以用弹簧装备固定。这些装置称为压力焊盘,围绕主轴配合并延伸到低于喷亮。因为它们延伸到低端,首先与工件接触,将其固定到位。

径向成形与轨道成形相似。径向成形时,尖头轴与主轴轴不保持固定角度。冲头的工作端通过铆钉柄的末端,在一个11环玫瑰结的路径上。尖头轴和主轴轴之间的角度在0到6度之间连续变化。当坐标轴对齐时,两者之间的角度为0度。

此外,冲头在工具绕铆钉旋转时也会旋转。成型压力是按照玫瑰形模式施加的,因此喷丸上的压力线通过喷丸和铆钉柄的共同中心反复移动。压铆杆的过程将铆钉材料径向向外、径向向内和切向重叠。

轨道和径向过程既容易集成到半自动或全自动组装系统中。例如,Baltec提供预先设计的交钥匙半自动组装机器,配有径向铆钉,HPP-25控制器,旋转指数台(四个,六个或八个站),定制夹具和成品零件的气动喷射。

Rupprecht说:“我们向小型制造商出售了很多这样的机器。”“有了操作员来装载零件,他们一天就能生产成千上万个零件。”