Práce, kterou provádí lokalizační kolík uvnitř formy nebo přípravku
Polohovací kolík – také nazývaný kolík nebo vyrovnávací kolík – existuje, aby se zajistilo, že se dvě protilehlé součásti vrátí do přesně stejné polohy pokaždé, když jsou spojeny. Ve vstřikovací formě to znamená, že se poloviny jádra a dutiny uzavírají v dokonalém soutiskovém cyklu po cyklu; v razidle to znamená, že děrovací deska a deska raznice zůstávají zarovnány výstřel po výstřelu; ve svařovacím přípravku nebo montážním přípravku to znamená, že každý obrobek spadlý na nástroj dopadne ve stejné orientaci jako poslední. Samotný kolík obvykle vypadá nevýrazně: krátký válec z tvrzené oceli, někdy se stupněm nebo malou přírubou na jednom konci, obvykle o průměru 4 až 25 mm a zřídka delší než 150 mm. Důležité je, že nese polohovou přesnost celého nástroje samo o sobě. Pokud se průměr, přímost nebo povrchová úprava kolíku odchýlí byť jen o několik mikronů od specifikace, tato chyba nezůstane omezena – projeví se jako záblesk na lisovaném dílu, rozměrový posun na lisovaném držáku nebo přípravek, který se pomalu přestává opakovat od jednoho posunu k druhému. To je důvod, proč se polohovacímu kolíku dostává takové individuální, praktické pozornosti – posuvné měřítko v jedné ruce, mikrometr ve druhé – jakou mnohem větší a dražší součást nástroje často nemá.
Výběr materiálu a tepelné zpracování Nastavte výkonnostní strop
Ocel, ze které je vodicí kolík vyříznut, a způsob jeho následného tepelného zpracování rozhoduje o tom, jak dlouho vydrží ve výrobě, než bude potřeba vyměnit. Pro vysokocyklové práce – formy se stovkami tisíc výstřelů – obchody obvykle sáhnou po ložiskové oceli, jako je 52100 (GCr15), kalené zhruba na HRC 60–62, takže celý průřez odolává opotřebení spíše než jen tenký plášť. Tam, kde čep přenáší i boční zatížení, nejen přímou vkládací sílu, je běžnou náhradou chromová nástrojová ocel jako SKD11 nebo Cr12MoV, protože lépe drží při bočním namáhání, i když obvykle stojí více za kilogram než ložisková ocel. U aplikací s nižším cyklem nebo u aplikací, které jsou citlivé na náklady, zastane cementovaná středně uhlíková ocel, jako je 1045 (S45C): povrch je kalený do hloubky zhruba 0,5–0,8 mm, zatímco jádro zůstává dostatečně tuhé, aby odolalo prasknutí při rázovém zatížení, kompromisní ložisková ocel nenabízí tak čistě. Nic z toho se neděje bez vlivu na rozměr – kalení obvykle zkroutí čep o 0,01–0,03 mm, což je přesně důvod, proč se broušení musí provádět po tepelném zpracování, nikoli dříve. Vrstva povrchových úprav na povrchu základní tvrdosti: tvrdé chromování o tloušťce přibližně 5–8 mikronů tam, kde záleží na odolnosti proti korozi, černý oxid pro levnější kosmetickou a lehkou antikorozní vrstvu nebo nitridace, když je potřeba extra tvrdost povrchu, aniž by došlo k dalšímu narušení jádra.
Od tyče k hotovému kolíku: Sekvence obrábění
Hrubování na soustruhu
Výroba začíná tyčovým materiálem soustruženým na soustruhu na průměr a délku, která je záměrně ponechána 1–2 mm nadměrku, takže po kalení zbývá dostatek materiálu na vyčištění. Jakékoli křížově vyvrtané díry, mazací drážky nebo plošky jsou v této fázi také vyříznuty, zatímco ocel je stále měkká – opracování těchto prvků po vytvrzení by znamenalo jejich následné zabroušení, což je pomalejší a znatelně dražší na kus.
Kalení, broušení a leštění
Po tepelném zpracování přivede ocel na cílovou tvrdost, čep přejde na bezhroté nebo válcové broušení, které odstraní 0,1–0,2 mm materiálu, který zbyl pro tento účel, a uvede průměr do těsného tolerančního pásma – typicky IT5 až IT6, nebo zhruba ±0,003 až ±0,005 mm na čepu o průměru 10 mm. Odtud lapování nebo leštění snižuje povrchovou úpravu na Ra 0,2–0,4 mikrometrů, čímž se dosáhne řezného tření, takže kolík tisíckrát nezadrhne otvor, do kterého klouže. Poslední operací je malé náběhové zkosení nebo poloměr na zaváděcím konci – často kolem 0,5 mm při 15 stupních – takže kolík se při zasouvání samo vystředí, než aby se na první pokus zachytil o hranu a vyřezal díru.
Kontrolní nástroje, které zachytí špatný kolík, než dosáhne montáže
Polohovací kolíky se měří mnohem častěji, než by naznačovala jejich velikost, protože jeden příliš velký nebo poddimenzovaný kolík může zaseknout přípravek nebo prasknout desku formy. Kontrolní sekvence obvykle vrství několik nástrojů, z nichž každý zachycuje jiný druh chyby:
- Nonie nebo číselníkové posuvné měřítko s přesností asi ±0,02 mm pro rychlé kontroly během procesu, když je čep stále na soustruhu.
- Vnější mikrometr, s přesností asi ±0,001 mm, pro potvrzení konečného průměru po broušení – krok, který se zobrazí, když operátor zkontroluje hotový kolík proti tisku předtím, než opustí pracovní stůl.
- Číselník nebo elektronický komparátor umístěný na žulové povrchové desce, používaný ke kontrole přímosti a zúžení po celé délce kolíku, nikoli pouze průměru v jednom bodě.
- Vzduchoměr nebo měrka vrtání, která se používá na spojovacím otvoru spíše než na kolíku samotném, aby se potvrdilo, že dvě části skutečně vytvoří lícování, které výkres vyžaduje.
- Souřadnicový měřicí stroj (CMM), vyhrazený pro velkoobjemové programy, které vyžadují úplnou zprávu o rozměrech spíše než několik namátkových kontrol.
Vzhledem k tomu, že jediný špatný kolík může nástroj vyřadit z provozu, většina obchodů provádí 100% kontrolu lokalizačních kolíků místo odběru vzorků šarže – náklady na měření každého kusu jsou malé ve srovnání s náklady na zaseknutou formu nebo sešrotovanou výrobu.
Proč uložení kolíku na pouzdro rozhoduje o tom, jak dlouho nástroje vydrží
Vodicí kolík není nikdy tolerován izolovaně – jeho průměr je vždy specifikován vůči toleranci otvoru nebo pouzdra, se kterým se spojuje, a kombinace těchto dvou určuje, zda sestava skončí jako uložení s vůlí, přechodové uložení nebo lisované uložení. Chybné spárování v obou směrech a nástroj trpí: příliš volný a poloviny formy se mohou každý cyklus kývat o několik mikronů; příliš těsné a zasunutí kolíku poškodí vývrt a zanechá uvnitř nástroje kovové úlomky. Níže uvedená tabulka ukazuje, jak stejný jmenovitý průměr, vybroušený do různých tolerančních stupňů, po spárování se standardním otvorem může sloužit velmi různým úlohám.
Co se pokazí, když jsou tyto kontroly přeskočeny
Přeskočení kteréhokoli z výše uvedených kroků má tendenci způsobit předvídatelné selhání a většina z nich se objeví až poté, co je kolík již nainstalován:
- Zalisovaný kolík broušený mírně nadměrně poškozuje otvor při vkládání a zanechává kovové hobliny, které kontaminují chladicí kanály nebo kluzné povrchy v blízkosti.
- Čep s vůlí broušený mírně poddimenzuje umožňuje, aby se poloviny formy posunuly o několik mikronů v každém cyklu, což se projevilo jako záblesk nebo změna tloušťky stěny lisovaného dílu.
- Čep s chybou přímosti, který nebyl zachycen na komparátoru, se částečně zaváže do otvoru; Operátoři často reagují zatloukáním kladiva do konce, což deformuje otvor a zkracuje životnost nástroje.
- Povrchová úprava nad zhruba Ra 0,8 mikrometru zvyšuje tření při každém cyklu a generuje lokalizované teplo, takže kolík určený pro 500 000 cyklů při správném dokončení může selhat blíže k 100 000, když byl krok leštění uspěchaný.
- Přeskočení antikorozního povlaku na kolíku určeném pro vlhkou podlahu závodu umožní povrchové důlkové prohlubně začít během několika týdnů a důlkový kolík si při každém opětovném zasunutí vyhodnotí svůj spojovací otvor.
Otázky, které stojí za to položit, než si objednáte vlastní vodicí kolíky
Několik otázek položených před zadáním objednávky odděluje kolík, který funguje po celou dobu své jmenovité životnosti, od kolíku, který je třeba vyměnit během první výrobní série:
- Jaký stupeň tolerance může obchod skutečně udržet na průměru – IT5, IT6 nebo volnější – spíše než jen to, co inzeruje stránka katalogu?
- Z jaké tvrdosti a materiálu byla šarže vyrobena, podložená spíše certifikátem mlýna než slovním tvrzením?
- Měří se každý kolík jednotlivě, nebo je kontrolní zpráva založena na vzorku vytaženém z šarže?
- Jaká povrchová úprava v Ra je zaručena na kontaktním průměru, protože to ovlivňuje životnost opotřebení stejně jako tvrdost?
- Jak se kontroluje přímost na čepech delších než 100 mm, kde je luk nejčastější vadou a nejsnáze ji lze minout samotným třmenem?
- Zahrnuje uvedený dodací čas tepelné zpracování jako samostatný krok, protože spěchání nebo přeskakování je to, jak měkké, zdeformované kolíky skončí na výrobní podlaze?
Získání jasných odpovědí na tyto otázky před vyříznutím prvního kusu je mnohem levnější než objevování mezer poté, co byla forma již uvedena do výroby.
