Soğuk Dövülmüş ve Talaşlı İşlenmiş Sert Pimlerin Karşılaştırması | BAĞLANTI ELEMANLARI DERGİSİ
Güncellendi
preloader
saved
İşlem Başarılı !

Bizi tercih Ettiğiniz için Teşekkürler

loader

Soğuk Dövülmüş ve Talaşlı İşlenmiş Sert Pimlerin Karşılaştırması

Jeff Greenwood, Ürün Satış Müdürü, SPIROL International Corporation, U.S.A.
 
Sert Pimler, birden fazla komponentlerin hizalanması, birleştirilmesi ve montajı için yaygın olarak kullanılan bağlantı elemanlarıdır. Sert Pimin en fazla yararlanıldığı durum somunun kelepçe yükünün gerekeli olmadığı durumdur. Ayrıca yerleştirme komponentleri, menteşeler, kurcalamaya dayanıklı tasarımları, vb. gibi belirli işlevler için de kullanılırlar.
 
Sert Pimleri üretmek için kullanılan iki yaygın üretim yöntemi, soğuk dövme ve talaşlı işlemedir. Soğuk dövme ve talaşlı işleme hem yüksek kaliteli hem de stabil parçalar üretir. İlginçtir, birçok dış çap (OD) zemin dübelleri aslında işlenmez. OD zemin dübellerini üretmek için soğuk dövme taslakların ikinci bir öğütme işleminden geçirilmesi yaygındır.
 
Üretim yöntemi Sert Pimde uygulanacak tasarım özelliklerini (tolerans, geometri ve malzeme) doğrudan etkilediğinden, bir montaj için Sert Pim tasarlarken soğuk dövme ve talaşlı işleme arasındaki farkları anlamak önemlidir. Bu makalenin amacı, tasarımcıları soğuk dövme ve talaşlı işleme arasındaki farklılıklar hakkında eğitmek ve böylece montajda performansı optimize edecek ve toplam üretim maliyetini azaltacak bir Sert Pimin nasıl tasarlanacağını anlamalarını sağlamaktır.
 
Talaşlı İşlemeye Genel Bakış
 
Talaşlı işleme, kesme aletlerini kullanarak ham malzemenin (çubuk) istenen bir geometride kesilmesi işlemidir. Bu işlem tipik olarak bir tornada gerçekleştirilir. Talaşlı imalat, yonga şeklinde atık üretir.
 
Soğuk Dövmeye Genel Bakış
 
Soğuk dövme, malzemenin (tel) bir ya da daha fazla kalıba sokularak ham malzemenin istenen bir geometride şekillendirilmesi işlemidir. Soğuk dövme bağlantı elemanlarında en sık kullanılan yöntem, bir kalıp ve iki darbedir; çünkü bu, yivler ve başlıklar oluşturmak için yeterlidir. Kalıplar, istenen geometriyi oluşturmak için kullanılan girintileri sağlarken, bir darbe makine vuruşuyla malzemenin dövülmesi fiziksel işlemini belirler. Geometrinin karmaşıklığı oranında ilave kalıp ve darbe gerekebilir. Her darbe için yer değiştirebilecek malzeme miktarında sınırlamalar vardır. 
 
Soğuk dövme bazen, malzemeyi sertleştirmek üzere hem verimi hem de gerilme mukavemetini arttıran bir tel çekme işlemi içerir. Aynı temel malzeme ile üretilen işlenmiş pimler, malzeme tane yapısı kesintiye uğradığından daha düşük verim ve çekme değerlerine sahip olacaktır. 
 
Solid Pim Tasarım Şartnameleri ve İmalat Özellikleri
 
Bir birleşimin tasarlanmasındaki ilk adım, hem ana komponent hem de bağlantı elemanlarının işlevlerine ilişkin gereklilikleri belirlemektir. Performans gereklilikleri, tasarımın bütünüyle tanımlaması yapılmadan gerçekleştirilmelidir. İdeal bir birleşim, performans ve kalite gerekliliklerini mümkün olan en düşük maliyetle karşılar. Aşağıdaki bilgiler, tasarımcıların, Sert Pimler ve ana komponent deliklerinin tasarım şartnameleri ile ilgili olarak soğuk dövme ve talaşlı işleme arasındaki özellik farklılıklarını anlamalarına yardımcı olacaktır. 

 
Pres Geçme Pime Genel Bakış
 
Pres geçme dübeller ve düz pimler tipik olarak, pim çapından daha küçük deliklere bastırılarak montajda tutturulur. Çoğu uygulamada, müdahale, geçme kuvvetlerini pratik sınırlar içinde tutmak için sınırlandırılmalıdır. Çoğu metal (çelik, pirinç ve alüminyum) için kabul edilebilir pres geçme malzeme yer değişimi 0.0125mm ile 0.025mm (.0005” – .001”) arasındadır. Bu tolerans eşiği, hem pim hem de delik çapının toleranslarının toplamını içerdiğinden, pimler hassas işlenmiş olmalı ve delikler raybalanmış ve/veya bilenmiş olmalıdır. Bu döngü zamanını ve delik hazırlığına ilişkin maliyetleri arttırır.
 
Serbest oturan menteşelerin, pres geçme delikler ve ± 0,025 mm’den (± 0,001 ”) daha sıkı pim çapı toleransları gerektirmediğini bilmek de önemlidir.

 
Tolerans
 
Normalde, dış çap (OD) en kritik önemdeki Sert Pim boyutudır. Hem soğuk dövme hem de talaşlı işleme, Sert Pim uygulamalarının çoğunda gerekli olan tolerans şartnamelerini elde edebilir. Aslında, soğuk dövme, 0,05 mm (0,002 ”) OD’lik toplam toleranslı (insan saçından ince) Sert Pimler üretir. Talaşlı işleme, soğuk dövmedekinden daha sıkı OD toleransları elde edebilir ancak bu genellikle özel dış çaplı zemin çubuğu gerektirir. Zemin OD çubuğu standart çubuğun maliyetinin üç katından daha fazla olabileceğinden bundan kaçınılmalıdır (mümkünse). 
Sert Pim uzunluğu toleransları için, talaşlı işleme ve soğuk dövme, yaklaşık olarak ± 0,25mm’lik (± .010 ”) aynı tolerans seviyelerine ulaşabilir. Bu, pim uzunluğuna göre değişir. 
 
Bir yivin amacı, montajda kolaylık sağlamaktır. 25° – 40° arası bir yiv açısı, Sert Pim uygulamalarının büyük çoğunluğu için uygun olup maksimum pim geçmesine olanak tanır. İmalat açısından, optimal kesme açısı (talaşlı işleme) 45°, optimal şekillendirme açısı (soğuk dövme) 30° ya da altındadır.

 
Malzeme
 
En yaygın Sert Pim malzemeleri karbon ve paslanmaz çeliktir. Hammadde, pimlerin talaşlı işleme (çubuk) ya da soğuk dövme (tel) uygulanmasına bağlı olarak farklı biçimlerde mevcuttur. Çubuk ve tel için ticari olarak varolan malzeme kaliteleri farklılık gösterir. Çubuk talaşlı işleme için en uygun malzeme kalitelerinde mevcutken, tel malzeme kaliteleri soğuk dövme için uygundur.
 
Malzeme kaliteleri farklılık gösterse de, önemli olan, soğuk dövme ve talaşlı işlenmiş Sert Pimler için eşdeğer malzemelerin mevcut olmasıdır. Bu nedenle, en iyi mühendislik uygulamaları, çizimlerdeki malzeme şartnamelerinin mümkünse nispeten genel olmasını gerektirmektedir (örn; sertlik derecesi RC 27-33 olan karbon çeliği). 
 
Tablo 3 soğuk dövme ve talaşlı işleme için referans olarak bazı yaygın malzeme örneklerini gösteriyor. 

 
Soğuk Dövme ve Talaşlı İşleme Maliyet Karşılaştırması 
 
Talaşlı işlenmiş Sert Pimler normalde soğuk dövme Sert Pimlerin maliyetinin yaklaşık on katıdır. Neden soğuk dövme Sert Pimler çok daha uygun maliyetli?
Soğuk dövme, dakikada yaklaşık 300 parça (ppm) oranında Sert Pimler üretirken, talaşlı işlemede bu yaklaşık 4 ppm’dir.
 
Talaşlı işleme hurda yaratır. Bu da aynı parça için soğuk dövmeden daha fazla hammadde gerektirir. Soğuk dövmede ortaya çıkan tek atık kurulum esnasında ortaya çıkandır.
 
Zemin OD çubuk maliyeti, talaşlı işleme için kullanılan standart çubuğa göre üç kat daha fazla olabilir. 
Talaşlı işleme, soğuk dövmeye göre daha maliyetli olsa da, kurulum maliyetleri, işleme için önemli ölçüde düşüktür. Sert Pim boyutlarında standartlaşan şirketler kurulum maliyetlerini azaltabilir, böylece müşteriler üzerindeki maliyet etkisi önemsizdir. 
 
Ancak, kurulum maliyetleri müşteri için özellikle düşük hacimlerde önemli olabilir. 
Tablo 4, soğuk dövme ile talaşlı işleme arasındaki genel farkları göstermektedir


 
Vaka İncelemesi
 
Aşağıdaki vaka incelemesi, 3mm OD X 30mm uzunluktaki dövme Sert Pim (taslak dübel) soğuk dövme ile talaşlı işleme arasındaki farkları ortaya koymaktadır. Aşağıdaki tabloda da altı çizildiği gibi, hammadde sayısı ve üretim hızı (ppm) soğuk dövme ve talaşlı işleme arasındaki büyük maliyet farkının ana etmenleridir. 
Kullanım Alanları:
Talaşlı İşlenmiş Sert Pim
•Düşük hacimde özel parçalarda
•Kritik önemde hizalama uygulamaları
•İşlev şartnameleri karmaşık geometri gerektiren pimler
 
Soğuk Dövme Sert Pim
 
• Uygulamaların çoğunluğu (çoğu işlenmiş tolerans gerektirmez)
• Pimlerin kendiliğinden yerleştiği serbest geçmeli eksenler / menteşe pimleri 
 
Sonuç
 
Tasarımcılar, soğuk dövme ile talaşlı işlenmiş Sert Pim arasındaki farkı gözeterek birleşimin performansını ve toplam imalat maliyetini optimize edebilirler. Her iki üretim yöntemi de yüksek kaliteli ve stabil parçalar üretir. Ancak, soğuk dövme ile talaşlı işleme arasında önemli maliyet ve verim farkları vardır. 
 
Bu makale bir referans aracı olarak Sert Pim tasarım şartnamelerinde tasarımcılara yardımcı olabilir. Fakat İmalatçıların, birleşim ve montajda en düşük maliyetli çözümü belirlemek üzere endüstri uzmanlarıyla işbirliği yapmaları önerilir.