Nieten im Gesenk für progressive Stanzwerkzeuge: Prinzipien und Anwendungen

Was das Nieten im Gesenk in einem Folgeverbundgesenk bewirkt

Die meisten gestanzten Baugruppen durchlaufen zwei separate Vorgänge: Die Teile werden in einer Matrize geformt und dann zu einer Presse oder einer Vorrichtung transportiert, wo sie zusammengefügt werden. Durch das Nieten im Gesenk entfällt dieser zweite Auslöser. Die Nietstation befindet sich in einem Folgegesenk mit mehreren Stationen, so dass Lochen, Biegen, Stapeln, Nietenzuführung, Nieten, Formen und Stanzen in einem durchgehenden Werkzeug erfolgen.

Das Ergebnis ist ein fertiges, dauerhaft verbundenes Mehrschichtbauteil in einem einzigen Presshub. Da die Verbindung mit einem vorgefertigten, unabhängigen Niet hergestellt wird, unterscheidet sich der Prozess vom Schweißen, vom Clinchen und vom Offline-Pressnieten. Es gibt keinen Wärmeeintrag und keine separate Montagezelle, und kein Bediener muss teilweise fertige Teile von einer Maschine zur nächsten bewegen.

Die Logik ist die gleiche wie in jedem anderen progressiver Prägeprozess im Vergleich zum Transferprägen : Das Band bewegt sich um einen festen Abstand weiter und jede Station erledigt eine Aufgabe. Das Besondere am Nieten im Gesenk ist, dass es sich bei einer dieser Arbeiten um einen mechanischen Verbindungsvorgang handelt, der zeitlich auf den Pressenhub abgestimmt und durch die Steifigkeit des Gesenks selbst gesteuert wird.

Der vierstufige Arbeitszyklus

Jede Nietstation folgt unabhängig vom Teil der gleichen Reihenfolge. Wenn Sie es verstehen, können Sie leichter erkennen, wo Genauigkeit gewonnen oder verloren wird.

Vorformen und Positionieren

Der Trägerstreifen wird mit Präzisionsführungen in Position geführt. Die Stanz- und Biegestationen arbeiten dann nacheinander, stapeln die Blechlagen und richten die Nietlöcher so aus, dass sie koaxial sind, bevor überhaupt eine Niete eingeführt wird. Wenn die Löcher an dieser Stelle nicht fluchten, kann später kein Nietstempel die Verbindung retten.

Automatische Nietenzuführung

Ein externer Vibrationsförderer sortiert die Nieten und liefert sie einzeln per Luft an eine Positionierungsstation in der unteren Matrize. Sensoren achten auf fehlende oder verklemmte Nieten. Wenn sie einen Fehler erkennen, lösen sie sofort den Pressenschutz aus, sodass ein schlechter Vorschub die Presse stoppt, anstatt das Werkzeug zu beschädigen oder ein fehlerhaftes Teil zu produzieren.

Kaltnieten und Umformen

Beim Absenken der Presse übt der Nietstempel eine vertikale Kraft aus. Der Nietschaft geht durch die vorgestochenen Löcher, und das Ende spreizt sich und drückt gegen die Matrizenbegrenzung, um einen soliden Nietkopf zu bilden. Die Schichten sind ohne Lücke zwischen ihnen miteinander verbunden, und der gesamte Vorgang ist eine plastische Kaltverformung.

Formgebung und Entladung

Nachdem sich die Matrize geöffnet hat, geht die Baugruppe weiter zu den Stationen zur Formung, Maßkalibrierung und Inspektion und dann zum endgültigen Stanzen. Das fertige Bauteil verlässt die Matrize bereits vernietet und geprüft.

Kernmodule eines Stanznietsystems

Bei einer zuverlässigen Nietmatrize handelt es sich tatsächlich um vier Systeme, die zusammenarbeiten. Schwächen in jedem von ihnen werden schnell im Abfalleimer sichtbar.

Besondere Aufmerksamkeit verdient die Nieteinheit. Über die Stabilität der Verbindung vom ersten bis zum millionsten Hub entscheiden Stempel, Wendeplatte, Niederhalter und Führungen. Eine starre Matrizenstruktur und ein hochpräzises Führungssystem sorgen dafür, dass die Nietgenauigkeit und die Verriegelungsfestigkeit innerhalb der Toleranz bleiben, da bei diesem Prozess nichts von der Geschicklichkeit des Bedieners abhängt.

Warum eine Positionierungsreferenz die Genauigkeit verbessert

Bei der Offline-Montage führt jeder Handhabungsschritt zu einem neuen Spannfehler. Das Teil wird aufgenommen, in eine Vorrichtung eingelegt, wieder lokalisiert und zusammengefügt. Bei jedem dieser Schritte summieren sich kleine Versätze.

Beim Nieten im Gesenk wird dies vermieden, da der Trägerstreifen von der ersten bis zur letzten Station als einzige Positionierungsreferenz fungiert. Der Niet wird immer relativ zu Merkmalen platziert, die wenige Augenblicke zuvor mit derselben Matrize und demselben Streifen gestochen wurden. Aus diesem Grund liefert das Verfahren auch bei sehr langen Produktionsläufen eine so konstante Nietposition, Kopfhöhe und Zugfestigkeit.

Die gleiche Integration unterstützt eine hohe Leistung. Durch die automatisierte Zuführung, Verbindung und Inspektion innerhalb der Form sinkt der Arbeitsaufwand, der Umschlag halbfertiger Teile entfällt und eine kontinuierliche Produktion in Millionenstückzahlen wird praktikabel.

Schutz leitfähiger Beschichtungen

Bei elektrischen Teilen ist die Verbindungsmethode ebenso wichtig wie die Verbindung. Schweißhitze kann eine beschichtete Oberfläche abbrennen oder oxidieren, und eine beschädigte Beschichtung bedeutet einen höheren Kontaktwiderstand genau dort, wo das Teil leiten muss.

Kaltnieten vermeidet dieses Problem. Der Prozess verbraucht also keine Wärme Nickel-, Silber- und Vergoldungen bleiben erhalten ohne Oxidation oder Verbrennungsverlust, und das Blech wird nicht abgetragen. Dies ist einer der Hauptgründe dafür, dass sich das Verfahren für elektrische Präzisionskomponenten und neue energieleitende Teile eignet, bei denen eine stabile Leitfähigkeit eher eine Designanforderung als eine Präferenz ist.

Wahl zwischen Halbrohr- und Vollnieten

Beide Niettypen können der Matrize automatisch zugeführt und durch Kaltumformung gestaucht werden, sodass die Wahl auf die Belastung ankommt, die die Verbindung tragen muss.

• Halbhohlnieten sind die Mainstream-Wahl. Ihr Hohlschaft benötigt weniger Umformkraft, was für die meisten Präzisions-Hardwareverbindungen aus dünnen Blechen geeignet ist.
• Solide Nieten werden dort eingesetzt, wo die Verbindung schweren Belastungen oder hohen Zugbelastungen ausgesetzt ist und ein vollerer, stärkerer Schaft die zusätzliche Umformkraft wert ist.

Die Materialkompatibilität ist breit gefächert. Auf diese Weise können gängige Stanzmaterialien wie kaltgewalzter Stahl, Edelstahl, Kupfer, Messing und Aluminiumlegierungen verbunden werden. Da sich diese Metalle in der Rückfederung und Härte unterscheiden, werden Nietstempel und Matrizeneinsatz normalerweise auf den jeweiligen Materialstapel abgestimmt.

Typische Anwendungen

Das Nieten im Gesenk kommt am häufigsten vor, wenn Maßgenauigkeit, Leitfähigkeit und Wiederholbarkeit gleichzeitig von Bedeutung sind. Die Hauptindustrien sind Automobilelektronik, neue elektrische Energiesysteme, Präzisionshaushaltsgeräte und industrielle Steuerschalter.

Typische Teile sind:

• Relais-Silberkontaktbaugruppen
• Batterieanschlusssplitter
• Sammelschienen
• Steckverbinderklemmenbaugruppen
• Leitfähige Hardware schalten
• Präzise Abschirmkomponenten

Allen Teilen gemeinsam ist eine kleine, dünne Geometrie, die in sehr großen Stückzahlen hergestellt wird, mit einer Verbindung, die elektrisch und mechanisch zuverlässig sein muss. Das ist das Profil, bei dem sich ein vollautomatisches Einzelhub-Nietwerkzeug am schnellsten amortisiert.

Designpunkte, die darüber entscheiden, ob die Matrize funktioniert

Das Nieten im Gesenk sieht im laufenden Betrieb einfach aus, aber die Details werden lange vor dem ersten Versuch festgelegt. Einige wenige Entscheidungen haben das meiste Gewicht.

1. Streifenlayout. Die Nietstation benötigt genügend Platz für den Stanz-, Einlege- und Zuführweg, und das Band muss während der davor liegenden Biege- und Stapelstationen stabil bleiben.
2. Lochausrichtung. Die gestanzten Löcher in jeder Schicht müssen innerhalb des Hohlraums der Niete ausgerichtet sein, daher muss das Pilot- und Führungsdesign zusammen mit der Streifenteilung berücksichtigt werden.
3. Fütterungssicherheit. Nietausrichtung, -trennung und -zuführung müssen bei voller Pressengeschwindigkeit wiederholbar sein. Zuführstörungen sind die häufigste Ursache für Ausfälle.
4. Sensorabdeckung. Die Erkennung sollte das Vorhandensein von Nieten vor dem Hub bestätigen und lose oder verklemmte Nieten danach auffangen, sodass sich Fehler nie stromabwärts ausbreiten.
5. Wartungszugang. Nietstempel und Einsätze verschleißen. Eine auf schnelles Wechseln ausgelegte Matrize sorgt für eine hohe Betriebszeit über eine lange Produktionslebensdauer.

Teams, die die Nietstation nur im Nachhinein betrachten, neigen dazu, diese Grenzen beim Ausprobieren zu entdecken. Teams, die den gesamten Fortschritt gemeinsam planen, neigen dazu, sie zu meiden.

Wo In-Die-Matrizen-Nieten in ein Stanzprogramm passt

Das Nieten im Gesenk ist ein Mitglied einer größeren Familie integrierter Vorgänge. Es teilt seine Philosophie mit dem In-Die-Gewindeschneiden und anderen Verbindungsschritten, die die Montagearbeit in die Presse verlagern, ein Thema, das in dieser Erklärung ausführlicher behandelt wird wie Stanzen und Fügen in einer Presse verschmelzen .

Ob es die richtige Wahl ist, hängt vom Teil ab. Es belohnt hohe Stückzahlen und stabile Konstruktionen, da sich die Werkzeuginvestition auf viele Teile verteilt. Für sehr geringe Volumina oder für Baugruppen, deren Geometrie sich häufig ändert, ist es weniger attraktiv. Bei Programmen im richtigen Bereich kann der Wegfall eines sekundären Montageschritts jedoch die Durchlaufzeit verkürzen und gleichzeitig Handhabungsschäden reduzieren.

Herstellung von Nietformen und Teilen mit Suzhou Shuangqisi

Eine Nietmatrize leistet nur so viel wie das Werkzeug dahinter. Suzhou Shuangqisi entwirft und baut Präzisions-Folgeverbundwerkzeuge und die des Unternehmens Elektronische Stanzwerkzeuge für kleine, hochpräzise Bauteile sind ein natürlicher Ausgangspunkt für Klemmen-, Kontakt- und Sammelschienenprogramme, die eine integrierte Nietung erfordern.

Wenn es sich bei dem Teil um einen Steckverbinder oder eine Klemme handelt, ist dies der Fall Hochgeschwindigkeits-Stanzwerkzeug für Steckverbinder- und Anschlussteile zeigt die Art der Mehrstationen-Werkzeugausstattung, auf der diese Arbeit aufbaut. Für komplexere Anlagen mit vielen Stationen ist die Mehrstufiger progressiver Prägestempel mit Hartmetalleinsätzen zielt auf lange Werkzeugstandzeiten bei anspruchsvoller Massenproduktion ab.

Nietzuführung, Abtastung und Pressenschutz sind ebenso Automatisierungsprobleme wie Werkzeugprobleme und können durch unterstützt werden Stanzautomatisierungsausrüstung für Zuführung und Handhabung . Käufer, die lieber fertige Komponenten als Werkzeuge beschaffen möchten, können hier stöbern Elektronische Stanzteile nach Kundenzeichnungen , oder überprüfen Sie die komplettes Sortiment an Stanzteilen .

Die gleichen Verbindungsprinzipien gelten auch für neue Energiehardware. Zu sehen sind beispielsweise Programme, die leitende Verbindungen mit geformten Gehäusen koppeln Stanzteile für Batterieabdeckungen für Elektrofahrzeuge als Referenz für großformatige Ebenheit und Umformkontrolle.

Ein spannendes Projekt starten

Der schnellste Weg, die Machbarkeit zu beurteilen, ist die Zusendung von Zeichnungen, der Nietspezifikation, dem Blechmaterial und der Blechdicke sowie der Jahresmenge. Anhand dieser vier Eingaben kann ein Ingenieurteam Ratschläge zur Streifenanordnung, zur Zuführmethode und zur Frage geben, ob ein Halbhohl- oder Vollniet für die Last geeignet ist.

Wenn Sie eine genietete Baugruppe haben, die gerade offline verbunden wird, oder eine neue leitfähige Komponente, die sich noch in der Konzeptphase befindet, Kontaktieren Sie das Ingenieurteam von Suzhou Shuangqisi, um Ihre Anforderungen an die Nietmatrize zu besprechen . Ein frühzeitiges Gespräch über die Verbindung spart in der Regel mehr Zeit als jede spätere Änderung der Matrize.