制造技术发明人有许多灵感来源。一个是人类解剖,这导致了像手动夹具和协作机器人这样的东西的发展。另一种是玩具中使用的商业技术。

自20世纪初以来,根据齿轮的绘图玩具已经存在,从鲜为人知的奇妙奇迹开始。在20世纪60年代中期,未介绍众所周知的闸阀。

然而,到那时,美国和欧洲制造商正在使用径向成型来组装许多类型的产品。该技术使用螺旋型过程来形成铆钉和帖子的头。

BalTec公司总经理查克•鲁普雷切特解释道:“径向成形机中的削尖工具的运动轨迹与Spirograph类似。在每一种应用中,刀具都是向外和向内径向运动,并以11点的玫瑰花形切线重叠。这确保了铆钉材料以最小的力均匀成形。”

最近,Baltec提供了一个RN-181R径向成型机,用于手术工具制造商,以在内窥镜的夹紧机构上形成一个小铆钉。铆钉直径小于1毫米,需要精确成形以允许一致的钳位运动。

根据Rupprecht的说法,该机器与Baltec的HPP-25过程控制器一起使用,从力和距离传感器监控数据,以确保铆钉经历没有柄膨胀。同样重要的是,铆钉形成为特定直径和高度,以保证夹紧装置的柔性运动。形成力低于337磅。

除医疗器械外,径向成形还广泛应用于汽车、高端电子等多个行业。轨道成形也是如此,这是一种更适合铆接大直径零件的姊妹技术。这两种冷镦工艺都消除了装配过程中出现的铆钉松动现象,而且比以往任何时候都更可靠、更稳定、更经济。

圆形和圆形

“实际上,大约97%至98%的客户申请可以用轨道或径向成型完成,”轨道集团销售副总裁Bryan Wright Notes Bryan Wright。“两种方法都消除了对紧固件的需要,并且能够加入类似的和不同的材料,如金属,塑料,玻璃,陶瓷和复合材料。但是,最终用户经常选择轨道成型,以节省维护和工具更换成本。“

轨道成型机具有旋转主轴,其具有与主轴轴线的3或6度角固定的安装的喷烯工具。当配合部件定位在铸造或加工铆钉,柱,销或脊上之后,机器开始形成。该突起可以是固体,管状,三角形,方形,六边形,长圆形或半圆形。

当主轴旋转时,喷钢轨道轴线。喷丸不会在其自身轴上旋转,但沿着从柄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。

由于喷头对工件的触点线始终相同,并且轨道头具有一系列轴承,两者之间的摩擦是最小的,并且没有撕裂工作材料。此外,在形成后,工件通常冷却到触摸。成形时间为0.5至4秒,取决于材料类型,螺柱直径,期望的头部风格和行程长度。

据Wright介绍,主轴转速从900转到1200转不等,最常用的是1140转,一些单位的转速可以达到3400转。在头部的轴承使它能够承受如此高的转速,如果应用需要它。

喷钢由热处理钢制成并通过套装固定,因此可以快速改变。改变喷烯的形状改变成品铆钉头的形状。圆锥形,平坦,孔眼和冠是一些常见的头形状。其他包括喇叭形,扁平的,繁体,骑肩,弧形,环桩,高冠,滚入和绘制。

传统上,轨道和径向成形机施加的向下力来自气动或液压缸。然而,Orbitform和BalTec也提供伺服驱动的动力头。使用伺服电机和滚珠丝杠来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,以及广泛的成形力范围。

成型力的大小取决于应用场合,目前的模型产量可达38500磅。行程长度在气动和液压机范围从0.08到2.5英寸,而电动单位的行程长度高达近8英寸。主轴行程通常在0.001英寸的增量范围内可控。

零件上的多个点可以与多主轴头部同时形成,这是具有两个或更多个蜜蜂的轨道头。多主轴头可用于支撑要形成的点,其中心线距离为0.3125至6.25英寸。多点头使用轨道推力板将动作转移到多个旋转的蜜蜂。

为了增加灵活性,单点机可以用多点头改造,只要总聚集成型能力保持在动力头成型能力。对于一个零件上可以同时形成多少个点没有具体的限制,但这些点的中心线必须至少相隔0.3125英寸。

台式气动模型T-251来自Taumel组装系统的甘露甘露出的铆钉或固体钢的铆钉可达0.25英寸。Phil Huber,产品经理和Taumel的销售代表说,机器的控制面板允许无限可调整的循环时间,高达5秒钟和头部压力。行程长度为0.001英寸增量0至1.25英寸。标准空气供应量为60至90 psi。

全自动或半自动循环是可能的,用户可以从不同的接近触摸垫中选择,以启动成形循环。符合OSHA的机器具有简单的工具,可轻松设置,以及允许双手安全控制的内置压力指示器和电路。

轨道成型设备可以处理轻度钢柄,小于0.02英寸或大于1.25英寸。采用特殊工具,轨道成型设备可以在直径超过3英寸的速度或耀斑组件。Wright Notes,制造商在汽车和13个行业的制造商使用的轨道轨道形成机器,几家公司的轨道形成铆钉或直径高达1.5英寸的柱子。

Orbitform从2011年开始生产伺服驱动的动力头,其最新的三款车型是SV315、SV515和SV715。所有的磁头可用作台式模型或并入一个更大的系统。SV315的成形力为2200磅,SV515的成形力为4400磅,而SV715在直径从0.03到0.84英寸的低碳钢实心铆钉上的成形力可达7510磅。

Wright说所有头部都可用于轨道和径向铆接,并产生精确的铰接关节。头部有6英寸的行程,提前或缩回率为每秒0.005至4英寸。

供应商说,弹簧加载的部件或松散的组件对轨道成形没有问题。这些部件是用称为压力垫的弹簧负载装置固定在适当的位置上的,压力垫安装在主轴周围,并延伸到削头下面。因为它们延伸到削头的下方,它们首先接触工件,将其固定在适当的位置。

根据HUBER,可以甘然可以甘露35C的任何可延展材料形成。这包括大多数黑色和有色金属,不锈钢,锌,黄铜,铜,压铸铝,一些烧结金属,以及许多类型的工程热塑性塑料。

轨道成型经常用于组装用于商用车辆的制动衬,各种类型的闩锁,窗户和门家具,以及纺织和皮革制品。该技术也用于电气和电子元件的组装中。

Wright表示,轨道铆接的主要好处是它形成铆钉,使用比标准压力机减少约80%。这导致功耗较少,减少了紧固件和关节组件的内部应力,从而消除了传统铆接引起的裂缝,使其不太可能在该领域疲劳。

具有轨道铆接的主要考虑之一是需要固定装置,以支撑从侧载力的工件(约10%的成形力)。通过径向形成,侧重载力不是问题。此外,该过程总是产生一些磨损铆钉作为工具磨损。

“这在压花应用中是显而易见的,尽管抗动装置可以缓解这一点,但是威尔特。“还需要该装置才能正确地形成铆钉,铆钉直径为0.125英寸,更小,并且如果位于靠近侧壁特征。”

Grant Rivers USA提供一系列气动台式轨道臂,在需要部件更换之前,在需要部件更换之前进行200万至600万次循环,以便在内部渗透以进行额外耐用性。有五种型号可用,最大向下的力为80至7,760磅,80 psi。他们的行程可调节0到1.181英寸或1.771英寸。

3型手柄1018钢铆钉可达0.0118英寸,型号为5至0.196英寸,型号为8至0.315英寸,12至0.472英寸,型号为16至0.63英寸。典型的循环时间为0.5至1.5秒。所有铆钉都是能够轨道,双旋,多旋和旋转成型的多过程单元。

掠过但有效

径向形成通常与轨道成形混淆,因为这两个过程具有许多相似之处。铆钉,引脚和帖子都表现出头部;生产高质量的关节;并且可以适用于近距离的工作,并容易地集成到半自动或全自动组装系统中。

然而,有两个主要差异。一个是径向形成可以在更严格的公差内保持接头。另一个是过程本身。

利用径向成型,柱轴不与主轴轴保持在固定角度。喷恩的工作端在铆钉柄的末端穿过一个是11环玫瑰花的路径。Peen轴和主轴轴之间的角度在0到5度之间连续变化,但通常为3或5度。当轴对齐时,两者之间的角度是0度。

此外,喷齿在铆钉时旋转。在玫瑰花柱图案之后施加形成压力,因此喷簧上的压力线反复通过喷ee和铆钉柄的公共中心移动。压靠铆钉柄的喷削的过程径向向外,径向向内和切向重叠的铆钉材料。

鲁普雷希特说,这种揉捏动作可能会提高金属部件的导电性。因此,径向铆接常用于形成电接点的封头。

“我们所做的九种申请中的九个涉及径向成型,它们涵盖了各种行业,”Rupprocht说。“有精密电子产品,如手机,以及断路器组件。梯形制造商使用该过程形成铆钉以保持梯级,而窗口制造商径向形成触控器中的曲圈。手动工具和刀具公司也在许多应用中使用径向形成。“

这些较小的应用补充了Baltec的大容量应用,如汽车,航空航天和白色商品制造商。门锁,罩闩锁,制动垫夹,气囊点火器和座椅斜倚机制圆形径向成型机组装的汽车零件清单。适用的平面部件包括架空箱铰链组件,制动衬垫上的摩擦板,以及座椅休息和带组件。至于白品,在洗衣机中有转子,以及移动机架的轮子上的铆钉,然后移动洗碗机。

径向成形的主要优点是不像其他铆接过程一样使金属的分子结构变形。它还可以形成非符号应用,例如具有单个或双D形的轴,其通常需要高扭矩。

“通过对部件的低应力,径向形成允许加工含有胶木,陶瓷和其他脆性材料的产品,”指出罗普技术。“还,最小的横向力允许简单的工件保持,通常没有需要夹紧。”

去年,Baltec推出了其ER15电力模块,用于径向和轨道成型。高效且紧凑,该模块采用两个伺服驱动电机(内联),提供高精度,直接监控力,行程和温度。

该模块的最大成形力为15千牛顿,行程长度为5至100毫米。它带有驱动器、PLC和该公司的HPPi过程控制软件,即插即用。

今年晚些时候,Baltec将扩展其电气线,包括更高容量的机器,用于更大直径的应用,以及用于小型高精度组装应用的较小机器。