냉간압조 공정: 와이어가 몇 초 만에 정밀 패스너가 되는 방법

패스너 견적이 가공 가격보다 훨씬 낮은 가격으로 반환되는 경우 차이는 거의 항상 냉간압조 공정입니다. 멀티 스테이션 콜드 헤더는 코일 와이어를 당겨서 정확히 적절한 양의 슬러그를 절단한 후 실온에서 닫힌 다이 내부의 모양으로 뒤집습니다. 스크랩이 거의 없이 분당 100~400개를 처리하는 경우가 많습니다.

이는 짧은 대답이며 구매자가 관심을 갖는 세 가지 사항을 설명합니다. 즉, 재료 수율이 100%에 가깝게 유지되고, 입자 흐름이 부품을 절단하지 않고 따라가기 때문에 피로 강도가 증가하며, 툴링이 상각되면 단가가 붕괴됩니다. 어려운 질문은 범위가 더 좁습니다. 주어진 기하학에는 몇 번의 타격이 필요합니까? 와이어가 깨지기 전에 얼마나 많은 변형이 필요합니까? 두 번째 작업 없이 어떤 공차를 유지할 수 있습니까?

각 역에서 무슨 일이 일어나는지

콜드 헤더는 단일 프레스가 아닙니다. 이는 1초도 안 되는 시간 안에 완료되는 일련의 작업이며, 각 단계는 다음 단계를 위해 금속을 준비합니다. 아래 순서는 5.5mm에서 8mm 저탄소 와이어의 육각 볼트를 실행하는 3다이, 4블로우 기계의 일반적인 순서입니다.

빌렛 준비

와이어는 코일에서 나와 교정 롤을 통과한 후 정확한 슬러그 길이를 측정하는 피드 롤에 의해 앞으로 당겨집니다. 절단 칼은 절단 다이에 대해 와이어를 절단합니다. 잘린 면은 보이는 것보다 더 중요합니다. 각이 지거나 버진 절단은 나중에 세 번의 타격 후에 랩 또는 접힌 절단이 되며 나중에는 마무리 작업으로 제거되지 않습니다.

타격 순서

첫 번째 타격은 슬러그를 정사각형으로 만들고 좌굴 없이 다음 다이에 들어갈 직경으로 미리 모양을 만듭니다. 두 번째 타격은 머리를 뒤집고 압출로 인해 정강이를 줄입니다. 세 번째 타격으로 헤드, 와셔 페이스, 챔퍼가 마무리됩니다. 계단형 숄더 볼트 및 T-헤드 볼트와 같이 큰 헤드 아래에 긴 자루가 있는 부품은 일반적으로 각 타격이 한 번에 너무 많은 양의 금속만 움직일 수 있기 때문에 추가 스테이션이 필요합니다.

트리밍, 피어싱, 실 롤링

플래시를 제거하기 위해 단단한 부분을 다듬습니다. 빈 부분은 생크에서 슬러그를 밀어내는 펀치로 뚫립니다. 스레드는 평면 또는 원통형 다이 사이에서 굴러가며 금속을 절단하는 대신 금속을 대체하고 곡물이 스레드 뿌리를 통해 지속적으로 흐르도록 합니다.

곡물 흐름이 피로 수명을 결정하는 이유

바 스톡에서 볼트를 가공하면 결이 절단됩니다. 모든 스레드 루트와 모든 필렛은 응력 경로를 가로지르는 금속 섬유로 끝나며, 바로 피로 균열이 시작되는 곳입니다. 냉간압조는 그 반대입니다. 섬유는 머리에서 생크까지의 필렛 주위에서 구부러지고 생크와 평행하게 진행되므로 균열이 결을 따라가는 대신 결을 가로질러야 합니다.

냉간 가공을 하면 강도도 높아집니다. 10B21과 같은 저탄소 및 붕소강은 담금질 및 템퍼링 후에 성형된 볼트가 등급 8.8에 도달할 정도로 충분히 가공 경화되며, 304와 같은 오스테나이트계 스테인리스강은 변형만으로 측정 가능한 항복 강도를 얻습니다. 이것이 바로 롤링 스레드가 동일한 공칭 크기의 절삭 스레드보다 더 높은 예압을 견딜 수 있는 이유이기도 합니다. 나사산의 기하학적 구조는 단순히 더 부드러워진 것이 아니라 더 강해졌습니다.

냉간 성형에 공간이 부족한 곳

모든 재료에는 한 번의 타격으로 얼마나 멀리 밀어낼 수 있는지에 대한 제한이 있습니다. 경험상, 지지되지 않는 자루는 버클이 생기기 전에 원래 직경의 약 2.5배까지 뒤집힐 수 있습니다. 다이 내부에서 생크를 지지하면 천장이 높아지지만 툴링과 비용이 추가됩니다. 한계를 초과하면 실패가 예측 가능합니다. 후방 압출 중에 생크 내부에 쉐브론 균열이 생기고, 외부 표면이 자체적으로 접히는 랩, 또는 슬러그의 전단된 끝에서 이어지는 전단 균열이 발생합니다.

윤활은 또 다른 엄격한 한계입니다. 탄소강은 일반적으로 인산염 코팅 및 비누칠을 하므로 코팅은 압력을 가하여 윤활유를 다이 안으로 전달합니다. 스테인레스 스틸은 코팅을 잘 받아들이지 않으며 옥살산염이나 염소화 윤활제가 필요합니다. 이 윤활제는 작동 속도가 느리고 비용이 더 많이 듭니다. 알루미늄은 깨끗하게 형성되지만 빠르게 마모됩니다. 부품을 냉간 가공이 불가능하다고 설명하는 경우 원인은 일반적으로 세 가지 중 하나입니다. 단일 스테이션의 과도한 변형, 잘못된 윤활제 캐리어 또는 밀에서 직경이 일관되지 않은 와이어입니다.

속이 빈 부분이 봉투 가장자리에 바로 위치합니다. 외부 직경이 다이에 의해 제한되는 동안 역방향 압출로 보어가 형성되고, 펀치가 나머지 웹을 관통하여 이음매 없는 벽을 남깁니다.

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콜드 제목 견적이 실제로 지불하는 비용

냉간압조는 부품당 저렴하고 설정당 비용이 비쌉니다. 한 부품에 대한 툴링 비용은 다이 수, 카바이드 인서트, 피어싱 또는 트리밍 스테이션 필요 여부에 따라 수천 달러에서 만 달러가 훨씬 넘을 수 있습니다. 이러한 비용은 생산 실행 전반에 걸쳐 분산될 때만 의미가 있습니다. 이것이 바로 프로세스가 수만 개의 볼륨에서 지배적이고 수백 개의 볼륨에서 가공에 패하는 이유입니다.

정확한 수치는 부품 크기 및 등급에 따라 달라지지만 패턴은 그대로 유지됩니다. 종이에서 냉간압조가 손실되는 부분은 일반적으로 어쨌든 2차 가공이 필요한 부품입니다. 즉, 단단한 교차 구멍, 밀링된 플랫 또는 다이가 유지할 수 없는 보어 공차입니다. 이러한 기능은 다이에 강제로 삽입하는 것보다 성형 후 추가하는 것이 더 저렴합니다.

도면 메모 및 검사 포인트

구매자와 공급자 사이의 대부분의 논쟁은 실제로 중요한 것이 무엇인지 명시하지 않는 도면으로 거슬러 올라갑니다. 사용 가능한 콜드 헤딩 도면은 일반적으로 다음 사항을 명시합니다.

• 와이어 등급 및 상태는 완성된 강도 등급뿐만 아니라
• 다이가 수용할 수 있는 것을 반영하는 공차가 있는 임계 직경(이 크기 범위의 부품에 대한 생크 직경은 일반적으로 0.05mm ~ 0.13mm)입니다.
• 이러한 제어 어셈블리가 적합하기 때문에 헤드, 생크 및 스레드 사이의 동심도 및 런아웃.
• 어떤 표면은 기능적이며 어떤 표면은 미용적이므로 형성 흔적이 결함으로 처리되지 않습니다.
• 도금 두께에 따라 나사 맞춤이 변경되므로 성형 후 부품을 열처리할 것인지 코팅할 것인지 여부입니다.

생산 현장에서 검사도 동일한 논리를 따릅니다. 첫 번째 샘플의 헤드 높이, 생크 직경 및 나사산 측정을 확인합니다. 공정 중 점검을 통해 다이 마모가 허용 오차를 벗어나기 전에 이를 포착합니다. 최종 시각적 패스에서는 랩, 균열 및 언더필 헤드를 찾습니다. 안전이 중요한 부품의 경우 열처리 후 균열 검출 및 경도 테스트가 선택 사항이 아닌 표준입니다.

헤더를 소유한 공급업체 선택

툴링과 프로세스가 매우 밀접하게 결합되어 있기 때문에 자체 다이에 대한 공급업체의 제어는 기계 자체만큼 중요합니다. 자체 툴링을 절단하고 헤더를 사내에서 운영하는 제조업체는 문제를 제3자에게 다시 보내는 대신 로트에 균열이 생기기 시작할 때 타격 순서를 조정할 수 있습니다. 이것이 실제적인 이유입니다. 공장 배경 가격표 앞에. 다이 스테이션, 와이어 재고 및 열처리 파트너는 모두 생산 첫 주에 나타납니다.

비표준 형상의 경우 대화는 카탈로그 번호가 아닌 도면 및 응용 프로그램에서 시작되어야 합니다. 맞춤형 패스너 개발 공급업체가 부하 경로, 결합 재료 및 조립 토크를 알고 있을 때 가장 잘 작동합니다. 이러한 세부 사항이 와이어 등급, 타격 횟수 및 코팅을 결정하기 때문입니다.

등급 선택은 동일한 규칙을 따릅니다. 광전지 장착 하드웨어, 섀시 브래킷 및 압력 피팅을 포함하여 높은 예압이나 진동이 발생하는 부품은 일반적으로 환경에 맞는 코팅으로 성형 후 담금질 및 템퍼링되는 붕소 또는 합금강을 정당화합니다.

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콜드 헤딩은 작동 위치와 중지 위치를 이해하는 구매자에게 보상을 제공합니다. 와이어 등급을 정의하고, 중요한 공차를 현실적으로 유지하며, 나중에 가공할 수 있는 기능과 형성해야 하는 기능을 분리하세요. 그렇게 하면 프로세스가 약속한 대로 불량품이 거의 발생하지 않고, 부품이 더 강해지고, 가공량이 대량으로 따라올 수 없는 단가가 달성됩니다.