Jobbet en lokaliseringsstift udfører inde i en form eller armatur
En lokaliseringsstift – også kaldet en dyvelstift eller justeringsstift – findes for at sikre, at to sammenkoblende komponenter vender tilbage til nøjagtig samme position hver eneste gang de bringes sammen. I en sprøjtestøbeform betyder det, at kerne- og hulrumshalvdelene lukkes i perfekt register cyklus efter cyklus; i en stanseform betyder det, at stansepladen og matricepladen forbliver på linje skud efter skud; i en svejsefikstur eller monteringsjig betyder det, at hvert emne, der falder på værktøjet, lander i samme retning som det sidste. Selve stiften ser normalt ikke bemærkelsesværdig ud: en kort, hærdet stålcylinder, nogle gange med et trin eller en lille flange i den ene ende, typisk 4 til 25 mm i diameter og sjældent længere end 150 mm. Det, der gør det kritisk, er, at det bærer positionsnøjagtigheden af hele værktøjet alene. Hvis stiftens diameter, rethed eller overfladefinish afviger blot et par mikrometer fra specifikationerne, forbliver denne fejl ikke indeholdt - den viser sig som et blink på en støbt del, en dimensionsforskydning på et stemplet beslag eller en armatur, der langsomt holder op med at gentage sig fra et skift til det næste. Det er derfor, en lokaliseringsstift får den slags individuel, praktisk opmærksomhed - skydelære i den ene hånd, mikrometer i den anden - som en langt større og dyrere værktøjskomponent ofte ikke gør.
Materialevalg og varmebehandling Sæt præstationsloftet
Stålet en lokaliseringsstift skæres af, og hvordan det varmebehandles efterfølgende, afgør, hvor længe det overlever i produktionen, før det skal udskiftes. Til højcyklusarbejde - forme, der kører hundredtusindvis af skud - griber butikkerne typisk efter et lejestål som 52100 (GCr15), hærdet til ca. HRC 60-62, så hele tværsnittet modstår slid i stedet for blot en tynd skal. Hvor stiften også bærer sidebelastning, ikke kun lige indføringskraft, er et kromværktøjsstål som SKD11 eller Cr12MoV en almindelig erstatning, fordi det holder bedre under sidebelastning, selvom det typisk koster mere pr. kilogram end lejestål. Til lavere cyklus eller omkostningsfølsomme applikationer klarer et kassehærdet medium-kulstofstål, såsom 1045 (S45C), jobbet: Overfladen er hærdet til en dybde på ca. 0,5-0,8 mm, mens kernen forbliver sej nok til at modstå snapping under stødbelastninger. Intet af dette sker uden konsekvens for dimensionen - bratkøling fordrejer typisk en stift med 0,01-0,03 mm, hvilket netop er grunden til, at slibning skal ske efter varmebehandling, ikke før. Overfladebehandlinger ligger oven på grundhårdheden: hårdforkromning omkring 5-8 mikrometer tyk, hvor korrosionsbestandigheden er vigtig, sort oxid til et billigere kosmetik og let anti-korrosionslag eller nitrering, når der er behov for ekstra overfladehårdhed uden at forvrænge kernen yderligere.
Fra stang til færdig pin: Bearbejdningssekvensen
Skrubning på drejebænken
Produktionen starter med stangbeslag vendt på en drejebænk til en diameter og længde, der med vilje efterlades 1-2 mm overstørrelse, hvilket efterlader nok materiale til at rydde op efter hærdning. Eventuelle krydsborede huller, fedtriller eller flade stykker skæres også på dette trin, mens stålet stadig er blødt - bearbejdning af disse funktioner efter hærdning ville betyde at slibe dem ind bagefter, hvilket er langsommere og mærkbart dyrere pr. styk.
Hærdning, slibning og polering
Efter varmebehandlingen har bragt stålet til dets målhårdhed, bevæger stiften sig til centerløs eller cylindrisk slibning, hvilket fjerner de 0,1-0,2 mm materiale, der er tilbage til dette formål og bringer diameteren ind i et stramt tolerancebånd - typisk IT5 til IT6, eller omkring ±0,003 til ±0,005 mm-diameter på en 10 mm-diameter. Derfra bringer lapning eller polering overfladefinishen ned til Ra 0,2–0,4 mikrometer, hvilket skærer friktionen, så stiften ikke gnaver i den boring, den glider ind i tusindvis af gange. Den sidste operation er en lille indføringsfasning eller radius ved indføringsenden - ofte omkring 0,5 mm ved 15 grader - så stiften centreres selv, når den går ind i stedet for at fange en kant og score hullet i første forsøg.
Inspektionsværktøj, der fanger en dårlig stift, før den når montering
Lokaliseringsstifter bliver målt langt oftere, end deres størrelse antyder, fordi en enkelt overdimensioneret eller underdimensioneret stift kan fastklemme en armatur eller knække en formplade. Inspektionssekvensen består typisk af flere instrumenter, som hver fanger en anden type fejl:
- En nore- eller skivemåler, nøjagtig til ca. ±0,02 mm, til hurtig kontrol under processen, mens stiften stadig er på drejebænken.
- Et udvendigt mikrometer, nøjagtigt til omkring ±0,001 mm, for at bekræfte den endelige diameter efter slibning - det trin, der vises, når en operatør kontrollerer en færdig stift mod printet, før den forlader bænken.
- En urskive eller elektronisk komparator sat op på en granitoverfladeplade, der bruges til at kontrollere rethed og tilspidsning langs hele stiftens længde, ikke kun diameteren på et punkt.
- En luftmåler eller boringsmåler, der bruges på det matchende hul i stedet for selve stiften, for at bekræfte, at de to dele faktisk vil give den pasform, som tegningen kræver.
- En koordinatmålemaskine (CMM), forbeholdt højvolumenprogrammer, der har brug for en fulddimensionel rapport frem for en håndfuld stikprøvekontrol.
Fordi en enkelt dårlig stift kan tage et værktøj ud af drift, kører de fleste butikker 100 % inspektion af lokaliseringsstifter i stedet for at tage prøver af et parti - omkostningerne ved at måle hvert stykke er små ud over omkostningerne ved en fastklemt form eller en kasseret produktionskørsel.
Hvorfor pin-to-bushing pasform bestemmer, hvor længe værktøjet holder
En lokaliseringsstift toleranceres aldrig isoleret - dens diameter er altid angivet i forhold til tolerancen af hullet eller bøsningen, den passer med, og kombinationen af de to afgør, om samlingen ender som en frigangspasning, en overgangspasning eller en prespasning. Få den parring forkert i begge retninger, og værktøjet lider: for løst, og formhalvdelene kan vippe med et par mikrometer hver cyklus; for stramt, og indsættelse af stiften ødelægger boringen og efterlader metalaffald inde i værktøjet. Tabellen nedenfor viser, hvordan den samme nominelle diameter, slebet til forskellige tolerancegrader, ender med at tjene meget forskellige job, når den er parret med et standardhul.
Hvad går galt, når disse kontroller springes over
At springe et af ovenstående trin over har en tendens til at producere en forudsigelig fejl, og de fleste af dem dukker først op et godt stykke tid efter, at stiften allerede er blevet installeret:
- En tryk-tilpasningsstift, der er slebet lidt overdimensioneret, ødelægger boringen ved indføring, hvilket efterlader metalspåner, der forurener kølekanaler eller glidende overflader i nærheden.
- En let understørrelse, der passer til stiften, lader formhalvdelene forskydes nogle få mikrometer hver cyklus, som dukker op som flash eller vægtykkelsesvariationer i den støbte del.
- En stift med en rethedsfejl, der ikke blev fanget på komparatoren, binder sig halvvejs ind i boringen; operatører reagerer ofte ved at hamre den resten af vejen ind, hvilket deformerer hullet og forkorter værktøjets levetid.
- Overfladefinish over ca. Ra 0,8 mikrometer øger friktionen på hver cyklus og genererer lokal varme, så en pin, der er normeret til 500.000 cyklusser ved den korrekte finish, kan svigte tættere på 100.000, når poleringstrinnet blev forhastet.
- Hvis du springer over den korrosionsbestandige belægning på en stift, der er bestemt til et fugtigt plantegulv, starter grubetæring i overfladen inden for få uger, og en rillet stift får sin parringsboring, hver gang den genindsættes.
Spørgsmål, der er værd at stille, før du bestiller brugerdefinerede lokaliseringsstifter
Et par spørgsmål, stillet før afgivelse af en ordre, adskiller en pin, der yder i sin fulde nominelle cykluslevetid, fra en, der skal udskiftes inden for den første produktionskørsel:
- Hvilken tolerancegrad kan butikken faktisk holde på diameteren - IT5, IT6 eller løsere - i stedet for kun hvad katalogsiden annoncerer?
- Hvilken hårdhed og materiale var partiet lavet af, understøttet af et møllecertifikat i stedet for en mundtlig påstand?
- Måles hver stift individuelt, eller er inspektionsrapporten baseret på en prøve udtaget fra partiet?
- Hvilken overfladefinish, i Ra, er garanteret ved kontaktdiameteren, da dette påvirker slidtiden lige så meget som hårdheden gør?
- Hvordan kontrolleres rethed på stifter længere end 100 mm, hvor bue er den mest almindelige defekt og den nemmeste at gå glip af med en skydelære alene?
- Inkluderer den angivne leveringstid varmebehandling som et separat trin, da det er, hvor bløde, forvrængede stifter ender på et produktionsgulv, hvis man haster eller springer over det?
At få klare svar på disse spørgsmål, før det første stykke skæres, er langt billigere end at opdage hullerne, efter at en form allerede er gået i produktion.
