Soluções para Espessura Instável da Cabeça de Parafusos Panela com Arruela

Para resolver a instabilidade na espessura da cabeça dos parafusos de cabeça abaulada com arruelas e o problema do diâmetro da cabeça exceder as tolerâncias devido à estreita tolerância do diâmetro externo da arruela de apenas 0,2 mm, é necessária uma otimização sistemática em quatro dimensões: projeto do molde, parâmetros do processo, controle do material e inspeção de qualidade. As soluções específicas são as seguintes:

I. Otimização do Projeto e Fabricação do Molde

1. Controle Preciso da Folga Punção-Matriz: A folga entre o punção e a matriz deve ser estritamente controlada dentro da faixa de 0,05-0,1 mm para evitar rebarbas ou espessura insuficiente da cabeça causada por folga excessiva. Se a folga atual estiver fora da tolerância, a matriz deve ser retificada novamente ou o punção substituído.

2. Otimização do Ângulo R do Molde e Superfície de Formação: O ângulo R da matriz de estampagem deve corresponder ao perfil da cabeça do parafuso. Um ângulo R superdimensionado pode dificultar o fluxo do material, causando duplicação ou rachaduras na cabeça. Um ângulo R recomendado é de 0,3-0,5 mm. A superfície de formação do punção da primeira estação deve ser polida para Ra0,8µm ou melhor para reduzir o atrito e evitar espessura desigual da cabeça.

3. Melhoria do Posicionamento da Matriz de Formação da Arruela: Dada a tolerância apertada do diâmetro externo da arruela (±0,1 mm), pinos de posicionamento ou blocos guia devem ser adicionados ao molde para garantir que a concentricidade entre a arruela e a cabeça seja ≤0,05 mm. O erro de concentricidade excessivo leva facilmente ao diâmetro da cabeça excedendo o limite superior.

II. Ajuste dos Parâmetros do Processo

1. Otimização da Força e Velocidade de Formação da Primeira Estação: A força de formação da primeira estação deve ser ajustada com base na dureza do material (por exemplo, 20%-30% maior para aço inoxidável do que para aço carbono). Força insuficiente resulta em uma cabeça fora de redondo; força excessiva causa rachaduras nos cantos. A velocidade de estampagem deve ser controlada em 50-80 golpes/minuto; velocidade excessiva aumenta a recuperação elástica do material, causando flutuação na espessura da cabeça.

2. Correção dos Parâmetros de Configuração da Segunda Estação: A profundidade de prensagem da segunda estação deve ser precisa ao nível de 0,01 mm. A profundidade de prensagem excessiva pode fazer com que o diâmetro da cabeça exceda a tolerância. Recomenda-se o uso de um dispositivo de ajuste com display digital para monitoramento em tempo real.

3. Melhoria da Lubrificação e Resfriamento: Use lubrificantes solúveis em água em vez de lubrificantes à base de óleo para reduzir a adesão do material ao molde e minimizar a variação da espessura da cabeça. A concentração do lubrificante deve ser controlada entre 5%-8%. A temperatura do molde deve ser estabilizada entre 80-100°C; temperaturas excessivamente altas amolecem o material, levando à espessura insuficiente da cabeça.

III. Controle do Material e Material de Entrada

1. Inspeção Rigorosa da Qualidade da Barra de Arame: Inspecione a dureza da barra de arame (HV), composição química (por exemplo, teor de C, Mn) e defeitos de superfície. Dureza desigual do arame (por exemplo, variação de HV > 20) causa facilmente flutuação na espessura da cabeça.

2. Aperto das Tolerâncias Dimensionais do Material de Entrada: A tolerância do diâmetro da barra de arame deve ser controlada dentro de ±0,02 mm. Tolerância excessiva (por exemplo, ±0,05 mm) leva facilmente à espessura da cabeça excedendo a tolerância após a estampagem.

IV. Inspeção e Feedback de Qualidade

1. Introdução de Sistemas de Inspeção Online: Use sensores a laser ou sistemas de inspeção por visão para monitorar a espessura da cabeça e o diâmetro externo da arruela em tempo real, com dados enviados de volta para a máquina de estampagem para ajuste automático de parâmetros.

2. Inspeção por Amostragem do Primeiro Artigo e em Processo: A primeira peça de cada lote deve ser inspecionada quanto à espessura da cabeça, diâmetro externo da arruela e diâmetro da cabeça antes que a produção contínua possa começar. Amostre 5-10 peças a cada hora durante a produção para garantir a estabilidade.

V. Medidas de Contingência

Se a espessura da cabeça permanecer instável, as seguintes medidas temporárias podem ser tomadas:

1. Ajustar a Espessura da Arruela: Ajuste fino da espessura da arruela dentro da faixa de tolerância (por exemplo, de 1,2 mm para 1,18 mm) para compensar a espessura insuficiente da cabeça.

2. Uso Segregado: Use parafusos com espessura de cabeça ligeiramente menor em aplicações onde os requisitos de diâmetro da cabeça são menos críticos para evitar mistura e exceder os limites de tolerância.

Resumo

Ao combinar o controle da folga do molde, a otimização dos parâmetros do processo, a inspeção do material e a detecção online, a estabilidade da espessura da cabeça dos parafusos de cabeça abaulada com arruelas pode ser significativamente melhorada. Recomenda-se priorizar o ajuste da folga do molde e da profundidade de prensagem da segunda estação, ao mesmo tempo em que se introduz um sistema de inspeção online para obter controle de circuito fechado.