Lasciate che le pile di laminazione di Sino diano forza al vostro progetto!
Per velocizzare il progetto, è possibile etichettare le pile di laminazione con dettagli quali tolleranza, materiale, finitura superficiale, se è necessario o meno un isolamento ossidato, quantitàe altro ancora.
Misurazione della planarità della pila di laminazione: Impatto sull'assemblaggio, metodi di ispezione e soluzioni
Punti di forza
La planarità della pila di laminazione influisce sull'alloggiamento, sul carico della pinza, sulla forza di inserimento, sulla ripetibilità dell'altezza della pila, sul gioco dell'avvolgimento, sull'alloggiamento e sull'allineamento finale.
La planarità deve essere misurata nella condizione più importante per l'assemblaggio: allo stato libero, in posizione leggera, sotto carico definito o dopo la giunzione.
L'altezza della pila non sostituisce la planarità. Una pila può soddisfare i requisiti di altezza e tuttavia oscillare, inclinarsi, coronarsi o creare vuoti locali.
La maggior parte dei problemi di planarità deriva dall'accumulo di bave, dalle tensioni residue, dalla variazione del rivestimento, da un cattivo allineamento dell'impilaggio, dall'usura delle attrezzature, dai detriti o dalla distorsione delle giunzioni.
Il miglior percorso di miglioramento consiste nel mappare la superficie, individuare la prima fase del processo in cui compare la distorsione e collegare il limite di planarità al comportamento reale dell'assemblaggio.
Indice dei contenuti
Cosa significa la planarità della pila di laminazione
La planarità della pila di laminazione descrive quanto la faccia finale o la superficie funzionale di un gruppo di laminazione impilato si discosta da un piano reale.
Nella pratica GD&T, la planarità è controllata da una zona di tolleranza costituita da due piani paralleli. La superficie deve rientrare tra questi piani. Abbastanza semplice sulla carta.
Una pila di laminazione rende tutto meno semplice.
Un foglio timbrato può presentare una leggera onda. Un altro può presentare una piccola bava. Un'altra può presentare un insieme di bobine dal nastro. Aggiungete la variazione del rivestimento, la pressione di giunzione, l'usura dei dispositivi e i segni di manipolazione, quindi comprimete il tutto in uno statore di motore, un nucleo di rotore, un nucleo di trasformatore o una pila di acciaio elettrico. Il pezzo finale può superare il controllo dell'altezza e tuttavia fallire durante l'assemblaggio.
Per questo motivo la planarità non deve essere considerata una decorazione del disegno. È una condizione pratica di assemblaggio.
La vera domanda non è solo:
La pila è piatta?
La domanda migliore è:
La pila si posiziona, si blocca, si posiziona e rimane stabile nelle stesse condizioni che si verificheranno in produzione?
Perché la planarità è importante per l'assemblaggio della pila di laminazione
La planarità controlla il contatto. Il contatto controlla il carico. Il carico controlla il comportamento della pila quando un altro pezzo la tocca.
Una pila di laminazione può dover essere appoggiata a una piastra terminale, entrare in un alloggiamento, supportare un processo di avvolgimento, posizionarsi intorno a un albero, mantenere un traferro magnetico o rimanere stabile durante l'incollaggio, la saldatura, la rivettatura o l'incastro. Una scarsa planarità può disturbare tutto questo.
I rischi comuni di assemblaggio includono:
posti a sedere instabili negli infissi
altezza inconsistente della pila in compressione
oscillazione durante il carico o la movimentazione
pressione della pinza non uniforme
elevata forza di inserimento negli alloggiamenti
spazi tra le facce dopo l'assemblaggio
disallineamento del foro o della scanalatura
concentrazione locale delle sollecitazioni in prossimità dei punti alti
distorsione dopo la saldatura, l'incollaggio o la polimerizzazione
rumore, vibrazioni o deriva delle prestazioni in gruppi rotanti
scarti tardivi dopo che la pila contiene già un valore eccessivo di manodopera e materiale
I problemi di planarità spesso si presentano sotto un altro nome. Qualcuno potrebbe dire che lo statore è difficile da inserire. Altri dicono che l'altezza della pila del rotore si sta spostando. Un tecnico può riferire che il nucleo di un trasformatore non si inserisce bene. La qualità potrebbe vedere solo una “variazione”.”
La fonte potrebbe essere ancora la piattezza.
Non sempre. Ma abbastanza spesso da dover controllare in anticipo.
Piattezza vs. Altezza della pila vs. Parallelismo
Questi tre termini vengono confusi insieme. Non dovrebbero.
Caratteristica
Cosa controlla
Perché è importante nelle pile di laminazione
Altezza della pila
Distanza tra due facce terminali
Influenza le dimensioni della confezione, la compressione, l'alloggiamento e l'altezza della costruzione.
Piattezza
Forma di una superficie
Influenza l'alloggiamento, il contatto locale, il carico del morsetto e il dondolamento
Parallelismo
Orientamento di una superficie rispetto a un dato
Influenza l'allineamento, l'ortogonalità, il posizionamento del rotore/statore e l'accoppiamento del gruppo.
Deviazione totale indicata
Variazione combinata durante la rotazione attorno a un asse di riferimento
Utile per i pezzi rotanti in cui la variazione della faccia o del diametro esterno influisce sull'equilibrio o sul gioco.
Perpendicolarità
L'ortogonalità di una superficie o di un asse rispetto a un dato
Importante quando la faccia della pila deve essere allineata a un dato dell'albero, del foro o dell'alloggiamento.
Una pila può avere un'altezza corretta ma una scarsa planarità. Può essere piatta ma non parallela alla faccia opposta. Può essere parallela ma presentare bave locali che danneggiano l'alloggiamento. Può sembrare accettabile prima della giunzione e spostarsi dopo la saldatura o l'indurimento.
Questa è la parte più scomoda. Ma è anche il punto di partenza per un'ispezione migliore.
Dove la planarità è più importante
La planarità non è ugualmente critica in ogni pila di laminazione. La priorità dipende da ciò che la pila tocca e da come viene caricata.
Area di applicazione
Perché la planarità è importante
Principali obiettivi dell'ispezione
Pila di laminazione dello statore del motore
Inserimento dell'involucro, gioco dell'avvolgimento, sede della faccia terminale, stabilità del traferro magnetico
Planarità delle facce, condizioni del diametro esterno, altezza della pila sotto carico
Pila di laminazione del rotore
Adattamento dell'albero, bilanciamento, ortogonalità della faccia terminale, consistenza della tasca del magnete
Planarità delle facce, allineamento del foro, parallelismo, fuga
Gruppo nucleo motore EV
Imballaggio stretto, prestazioni ad alta velocità, sensibilità al calore e alle vibrazioni
Planarità dopo la giunzione, rapporto foro/OD, altezza della pila caricata
Laminazioni del nucleo del trasformatore
Altezza di costruzione del nucleo, distanza tra i giunti, pressione di serraggio, controllo del rumore
Stratificazione, condizione della faccia del nucleo, contatto della regione di giunzione
Pila di laminazione incollata
Controllo dello spessore dell'adesivo, distorsione della polimerizzazione, stabilità della faccia finale
Confronto della planarità pre e post polimerizzazione
Pila di laminazione saldata
Distorsione termica locale e trazione in prossimità delle zone di saldatura
Mappa della superficie pre-saldatura e post-saldatura
Pila di laminazione interbloccata
Deformazione locale intorno ai punti di chiusura
Planarità in prossimità delle zone di interblocco e della sede a tutto campo
L'errore consiste nell'utilizzare una regola di planarità per ogni pila. Un nucleo di trasformatore di grandi dimensioni e una pila di rotore di precisione non hanno lo stesso profilo di rischio. Anche due pile di motori possono richiedere controlli diversi a seconda del diametro, dell'altezza della pila, dello spessore della laminazione, del metodo di giunzione e del carico finale dell'assemblaggio.
Perché una pila può superare l'ispezione dell'altezza ma non l'assemblaggio
L'altezza della pila è facile da misurare. Per questo motivo viene misurata spesso.
Ma l'altezza non racconta tutta la storia.
Immaginate una pila di laminazione che misura entro la tolleranza di altezza in tre punti. Potrebbe ancora avere:
un centro coronato
bordi sollevati
torsione da seduta irregolare
una cresta di bava su un lato
una faccia terminale inclinata
distorsione locale in prossimità delle aree saldate
detriti intrappolati tra gli strati
accumulo di rivestimento in una regione
L'altezza della pila va bene perché la distanza media è accettabile. La parte di accoppiamento non si preoccupa della media. Tocca prima i punti più alti.
Poi il carico della pinza segue i punti alti. L'alloggiamento vede un inserimento più difficile. L'attrezzatura legge il pezzo come inclinato. Il processo di avvolgimento perde il gioco in una zona. Il team di assemblaggio regola la pressione e il problema diventa meno visibile, ma non sparisce.
È così che la planarità si nasconde all'interno di un problema di altezza.
Piattezza allo stato libero vs. piattezza sotto carico
Una laminazione sottile o un nucleo impilato possono comportarsi in modo diverso a seconda di come vengono supportati.
Per questo motivo è necessario definire la condizione di misura.
Piattezza allo stato libero
La pila viene misurata senza pressione esterna intenzionale.
Utilizzarlo quando:
la pila deve essere posizionata in modo naturale in un dispositivo di fissaggio prima di essere bloccata
gestione delle questioni di stabilità
il pezzo non deve oscillare durante il caricamento
il processo di assemblaggio ha una scarsa capacità di correggere la forma con la pressione
La misurazione allo stato libero mostra la forma naturale dello stack. Può anche esagerare i problemi che scompaiono sotto il carico reale dell'assemblaggio. Questo non è né buono né cattivo. È solo una condizione diversa.
Piattezza della seduta leggera
La pila poggia su una superficie di riferimento, di solito sotto il suo stesso peso o in una condizione di seduta leggera.
Utilizzarlo quando:
la pila viene messa in un nido prima dell'operazione successiva
il processo di assemblaggio prevede un leggero contatto prima del serraggio completo
gli operatori hanno bisogno di un controllo ripetibile in officina
Questo metodo è spesso più realistico della misurazione allo stato libero per pile sottili, ma il metodo di seduta deve comunque essere scritto.
Planarità caricata
La pila viene misurata sotto un carico o una condizione di serraggio definiti.
Utilizzarlo quando:
le funzioni dello stack sotto compressione
il componente successivo blocca la pila durante il funzionamento
la pressione finale di assemblaggio modifica la forma
la ripetibilità dell'altezza della pila dipende dalla pressione di appoggio
La planarità sotto carico è utile, ma solo se il carico è controllato. “Premere a mano” non è un metodo di misura. È un'abitudine.
Planarità post-processo
La pila viene misurata dopo l'incollaggio, la saldatura, la rivettatura, l'incastro, l'indurimento, l'esposizione al calore o la compressione finale.
Utilizzarlo quando:
il processo di giunzione può distorcere la pila
la condizione di faccia finale è più importante della condizione di pila sciolta
la pila viene spedita o assemblata dopo la fase di giunzione
Per molti problemi di produzione, questa è la misura mancante. La pila è passata prima della giunzione. Poi il processo l'ha modificata.
Un metodo pratico per misurare la planarità della pila di laminazione
Il metodo esatto dipende dalla tolleranza, dalle dimensioni del pezzo, dal volume di produzione e dal rischio. Tuttavia, una routine di ispezione utile dovrebbe essere simile a questa.
Passo 1: Definire la superficie che conta
Non iniziare con l'intero pezzo. Iniziare con l'interfaccia di montaggio.
Chiedete:
Quale faccia si trova contro il componente successivo?
Quale lato è a contatto con l'apparecchio?
Quale superficie riceve il carico della pinza?
Quale dato controlla la posizione di alloggiamento, albero, foro o avvolgimento?
Il problema si verifica prima o dopo l'adesione?
Misurare la superficie che influisce sulla modalità di guasto. Misurare con estrema precisione la faccia sbagliata non serve a nulla.
Fase 2: pulizia della pila e della superficie di riferimento
Sembra troppo elementare. Non lo è.
Una piccola scheggia tra gli strati o sotto la pila può sembrare un errore di geometria. Film d'olio, scaglie di rivestimento, schegge, residui di bava e polvere possono alterare il contatto.
Prima della misurazione:
pulire la piastra di riferimento o l'attrezzatura
rimuovere i detriti sciolti dal fronte del camino
ispezionare la presenza di ammaccature visibili o di elementi piegati
registrare se la pila è di tipo burr-up, burr-down o mista
mantenere costante la pressione di manipolazione
Molti falsi problemi di planarità sono in realtà problemi di pulizia. Molti problemi di planarità reali sono aggravati da problemi di pulizia.
Entrambi sono importanti.
Fase 3: misurare prima il comportamento allo stato libero
Posizionare la pila di laminazione sul supporto definito.
Registrare se si muove in modo brusco. Registrare il punto in cui entra in contatto per primo. Registrare se una leggera pressione delle dita modifica la lettura.
Questo primo controllo fornisce indizi utili. Una pila che dondola su tre punti può avere una torsione o un punto alto di bava. Una pila che si inclina verso l'alto può presentare tensioni residue, variazione del rivestimento o distorsione della giunzione. Una pila che cambia forma facilmente può richiedere un'ispezione con carico, non solo un'ispezione allo stato libero.
Fase 4: Applicare un carico di appoggio definito, se il montaggio lo richiede.
Se la pila viene utilizzata in compressione, ripetere la misurazione con un carico definito.
Il carico deve essere scelto in base alle condizioni di montaggio, non indovinato. Nelle prime fasi di sviluppo del processo, i team spesso confrontano diversi livelli di carico per vedere come si comprime la pila e se la planarità si stabilizza.
Record:
valore di carico
area di contatto del carico
posizione del carico
tempo di sosta prima della misurazione
se il carico è uniforme o locale
dispositivo o piastra utilizzata per applicare la pressione
Se la planarità migliora notevolmente sotto un carico leggero, la pila potrebbe essere ondulata ma conforme. Se la planarità rimane scarsa sotto un carico realistico, è più probabile che il problema sia insito nella pila: bave, giunzioni non uniformi, spostamento dello strato, variazione del rivestimento o distorsione indotta dall'attrezzatura.
Fase 5: mappare il volto, non solo un numero
Un singolo valore di planarità indica quanto è brutta la superficie. Non ci dice perché.
Utilizzare una mappa a punti.
Per le pile di statori o rotori di motori rotondi, includere:
centro o regione hub, se applicabile
regione del diametro interno
regione del diametro esterno
regioni a fessura o a dente
aree in prossimità di saldature, rivetti, linguette o interblocchi
zone ad alto rischio viste in assemblea
Per le pile di nuclei rettangolari o di trasformatori, includere:
quattro angoli
regione centrale
aree comuni
zone di serraggio
bordi lunghi
superfici di contatto note
Una semplice mappa a 9 o 13 punti è spesso sufficiente per la risoluzione iniziale dei problemi. Potrebbe essere necessario un numero maggiore di punti per lavori con tolleranze ristrette o per una geometria complessa della pila.
Fase 6: Confronto tra prima e dopo l'unione
Misurare almeno due stati:
prima di aderire
dopo l'adesione
Per le pile incollate, misurare anche dopo l'indurimento. Per le pile saldate, misurare dopo il raffreddamento. Per le pile interbloccate o rivettate, misurare dopo l'operazione di bloccaggio. Per gli assemblaggi a pressione, misurare prima e dopo l'inserimento, se possibile.
La differenza tra questi stati è spesso più utile del numero assoluto.
Se la pila è piatta prima della saldatura e distorta dopo la saldatura, è necessario prestare attenzione alla sequenza di giunzione. Se il risultato è scarso prima della saldatura, non è ancora il caso di incolpare la saldatura.
Fase 7: collegare la planarità ai risultati dell'assemblaggio
L'ispezione non deve concludersi con un “passa” o un “non passa”.”
Collegare i dati di planarità a:
forza di inserimento
spazio tra i posti a sedere
ritenzione del carico della pinza
altezza della pila sotto carico
gioco dell'avvolgimento
allineamento del foro
deflessione della faccia
rumore o vibrazioni
risultati del test finale
posizione degli scarti e delle rilavorazioni
È così che una tolleranza diventa reale. Altrimenti, è solo un numero.
Metodi di misurazione comuni
Metodi diversi rispondono a domande diverse. Utilizzate il metodo che corrisponde al rischio.
Metodo
Utilizzo ottimale
La forza
Attenzione
Piastra e indicatore in granito
Controlli in officina, approvazione delle impostazioni, risoluzione rapida dei problemi
Semplice, a basso costo, facile da ripetere se controllato
Le condizioni del supporto e la pressione dell'operatore possono modificare i risultati
Mappa dei punti di misurazione dell'altezza
Mappatura pratica delle superfici
Presenta corone, torsioni, sollevamenti dei bordi o punti alti locali.
Richiede un numero sufficiente di punti per evitare di perdere difetti locali
Misura delle coordinate
Tolleranze strette, relazioni di origine complesse
È in grado di collegare la planarità con la posizione, il parallelismo e la geometria del foro/OD.
La strategia dei punti e il fissaggio devono corrispondere al comportamento del pezzo.
Misura ottica
Parti sottili, superfici delicate, alta densità di dati
Senza contatto, utile per il comportamento delle superfici sottili
È necessario controllare la riflettività, il rivestimento, i filtri e i picchi di bava.
Scansione laser dello spostamento
Profilazione automatizzata o semi-automatizzata delle superfici
Mappatura rapida e monitoraggio delle tendenze
Necessita di un fissaggio stabile e di regole chiare per la gestione degli outlier.
Controllo del carico basato su dispositivi
Verifica rilevante per l'assemblaggio
Misura la pila in una condizione più vicina all'uso
L'usura dei dispositivi e la distribuzione del carico devono essere monitorati.
Sensori di altezza e di seduta in-process
Controllo dell'impilamento ad alto volume
Individua i problemi prima dell'ispezione finale
Non sostituisce la mappatura completa della planarità durante lo sviluppo
Nessun metodo è automaticamente superiore. Un controllo di base dell'indicatore con un carico controllato può essere più utile di una scansione di alto livello eseguita in condizioni di supporto errate.
Registro di ispezione suggerito per la planarità della pila di laminazione
Un numero di planarità senza contesto può creare discussioni. Aggiungere il contesto.
Piastra completa, supporto a tre punti, nido di fissaggio, strumento di ispezione
Condizione di carico
Stato libero, seduto, carico definito, pinza di processo, carico di assemblaggio finale
Valore di carico e area di contatto
Necessario per controlli ripetibili della planarità del carico
Metodo di misurazione
Indicatore, mappa di altezza, CMM, ottica, laser, calibro di fissaggio
Mappa dei punti o percorso di scansione
Mostra il modello di forma, non solo il valore peggiore.
Stato di pulizia
Impedisce che i detriti vengano scambiati per un errore di planarità
ID apparecchio
Aiuta a rilevare l'usura dell'apparecchio o i danni al nido
Risultato dell'assemblaggio
Forza di inserimento, oscillazione, comportamento del morsetto, fessura, scostamento, risultato del test finale
Questo sembra un lavoro extra fino a quando non compare un problema di planarità. A quel punto diventa la via più breve per arrivare alla causa.
Quali sono le cause della scarsa planarità delle pile di laminazione?
I problemi di planarità di solito derivano da una catena di piccoli errori. Un problema lo fa nascere. Un altro lo rende visibile.
1. Formazione di bave
Le bave sono piccole, ma le pile le moltiplicano.
Se le bave si allineano nella stessa direzione attraverso molti strati, possono creare un'altezza artificiale della pila, un'inclinazione locale, creste di pressione e un contatto non uniforme tra gli strati.
I problemi di bava non riguardano solo l'altezza della bava. La posizione e la direzione sono importanti.
Controllo:
usura di punzoni e stampi
spazio tra gli stampi
direzione della fresa
Distribuzione delle bave intorno a ID, OD, fessure e denti
scaglie sciolte
se le bave si allineano attraverso l'intera pila
se la pila è sempre assemblata con una sbavatura verso l'alto o verso il basso
Una bava che sembra innocua su una laminazione può diventare un distanziatore all'interno dell'anima finita.
2. Sollecitazioni residue da nastro e stampaggio
I nastri di acciaio elettrico possono trattenere le sollecitazioni dovute a laminazione, taglio, livellamento e manipolazione. Lo stampaggio rilascia o ridistribuisce parte di queste sollecitazioni.
Gli elementi sottili si muovono più facilmente. I ponti a fessura, i denti, le reti strette e le piccole linguette potrebbero non rilassarsi allo stesso modo del corpo principale.
Il risultato può essere:
onda
fiocco
torsione
ascensore locale
sedute irregolari
distorsione dopo il calore o la giunzione
Questo è il motivo per cui i singoli controlli di laminazione non sempre predicono perfettamente il comportamento della pila.
3. Variazione dello spessore del rivestimento
Il rivestimento isolante è necessario, ma aggiunge spessore. Se il rivestimento non è uniforme, la pila può sviluppare regioni alte locali. In fase di compressione, queste regioni sopportano un carico maggiore.
Osservare gli effetti del rivestimento quando:
La variazione dell'altezza della pila appare senza evidenti variazioni dello spessore del metallo
variazioni di planarità dopo l'esposizione al calore
le pile incollate mostrano una spremitura dell'adesivo non uniforme
Dopo il serraggio compaiono segni di pressione locali
Il rivestimento fa parte della geometria, anche quando il disegno si concentra sul metallo.
4. Cattivo allineamento dell'impilamento
Una pila viene costruita strato per strato. Si accumulano piccoli spostamenti.
I problemi di allineamento possono derivare da:
perni di impilamento usurati
fori di posizionamento allentati
nidi sporchi
errore di rotazione del pezzo
variazione dell'inclinazione
movimentazione manuale
forza d'appoggio incoerente
danni ai dispositivi
Se la faccia della pila non è piatta e anche i fori o le scanalature si spostano, il problema potrebbe essere l'allineamento e non solo la forma della superficie.
5. Distorsione di giunzione
Saldatura, incollaggio, rivettatura, incastro e polimerizzazione possono spostare la pila.
I modelli tipici includono:
trazione locale in prossimità delle saldature
sollevamento dei bordi dopo il riscaldamento
variazione dello spessore dell'adesivo
distorsione intorno a rivetti o linguette
inclinazione della faccia dopo un serraggio non uniforme
arco post-cura
Misurare prima e dopo l'unione. Elimina le congetture.
6. Usura del dispositivo ed errore di serraggio
Le attrezzature dovrebbero rivelare la variazione dei pezzi. A volte la creano.
Controllo:
planarità del nido
usura del perno
parallelismo della piastra di serraggio
distribuzione della pressione
ammaccature locali
chip intrappolati
crescita termica
ripetibilità tra le stazioni di fissaggio
Un apparecchio danneggiato può far sembrare brutte le pile buone. Può anche costringere le cataste cattive a una forma temporanea che in seguito si rilassa.
7. Danni da manipolazione e stoccaggio
I laminati sottili e le anime impilate possono essere piegati, ammaccati o danneggiati localmente prima che qualcuno se ne accorga.
Le aree di rischio comprendono:
angoli
denti
aperture delle fessure
Bordi ID
Bordi OD
zone saldate
facce incollate
ponti sottili
Il controllo della planarità inizia prima dell'ispezione. I vassoi di stoccaggio, le regole di manipolazione, la pulizia e il trasporto sono tutti elementi importanti.
Come migliorare la planarità della pila di laminazione
Non iniziare a stringere la tolleranza. Iniziate trovando ciò che crea la forma.
Iniziare con il fallimento dell'assemblaggio
La domanda di miglioramento migliore è:
Cosa non funziona esattamente durante l'assemblaggio?
Esempi:
La pila dondola nell'apparecchio.
Lo statore è difficile da premere nell'alloggiamento.
La faccia della pila del rotore presenta un'oscillazione.
Il nucleo del trasformatore non si chiude in modo pulito.
L'altezza della pila cambia dopo il serraggio.
Il gioco di avvolgimento è incoerente.
Dopo la polimerizzazione, la pila incollata si inchina.
La pila saldata si avvicina a un lato.
Ogni sintomo indica un diverso piano di controllo.
Mappare il modello di superficie
L'errore di planarità ha una forma. La forma fornisce indizi.
Modello di superficie
Probabili cause
Primi controlli
Corona centrale
Formazione del rivestimento, comportamento alla compressione, sollecitazione residua, pressione di giunzione
Piattezza sotto carico rispetto allo stato libero, spessore del rivestimento, schema di serraggio
Sollevamento dei bordi
Direzione della bava, distorsione termica, memoria della striscia, supporto del fissaggio
Mappa della bava, misurazione pre/post giunzione, metodo di supporto
Torsione
Impilamento non uniforme, usura dei dispositivi, danni da movimentazione, serraggio non uniforme
Schema di contatto, condizioni di fissaggio, allineamento degli strati
Punto di forza locale
Detriti, ammasso di bave, ammaccature, distorsione di rivetti/incastri
Pulizia, ispezione visiva, altezza della bava, controllo locale della sezione
Tiro lato saldatura
Apporto di calore, sequenza di saldatura, sbilanciamento delle pinze
Mappa pre-saldatura vs. post-saldatura, schema di localizzazione della saldatura
Arco post-cura
Restringimento dell'adesivo, pressione di polimerizzazione non uniforme, disallineamento termico
Controllo della planarità pre-cura, della distribuzione dell'adesivo, del fissaggio per la polimerizzazione
Variazione casuale
Lotto di materiale, movimentazione, sedute incoerenti, metodo dell'operatore
Registrazioni di processo, condizioni di carico, ripetibilità delle misure
Non trattare tutti i guasti di planarità allo stesso modo. Una corona e una torsione non sono lo stesso problema.
Controllo della direzione e dell'andamento della fresa
Il controllo della bava dovrebbe comprendere più di un'altezza massima della bava.
Migliorare il controllo verificando:
dove si formano le bave
se la direzione della fresa è coerente
se la struttura della pila consente l'orientamento alternato
se le bave si allineano in un unico percorso di pressione
se l'usura degli utensili sta modificando le dimensioni delle bave nel tempo
se la pulizia rimuove le particelle di bava sciolte prima dell'accatastamento
L'obiettivo non è solo “bave più piccole”. L'obiettivo è ridurre gli spazi vuoti e i punti di pressione causati dalle bave all'interno della pila.
Migliorare la seduta durante l'impilamento
La pila non deve attendere l'assemblaggio finale per essere posizionata.
I possibili controlli includono:
forza d'appoggio definita durante l'impilamento
controlli periodici della compressione
andamento dell'altezza della pila in-process
pulire i nidi degli apparecchi
ispezione del perno di allineamento
verifica del conteggio degli strati
regole di orientamento controllato
l'operatore controlla che non vi siano dondolamenti o fessure visibili
Se l'altezza della pila cambia improvvisamente durante l'impilamento, fermarsi e ispezionare. Qualcosa è cambiato: detriti, strato ribaltato, accumulo di bave, spostamento dell'allineamento o sede incompleta.
Separare la variazione di spessore del materiale dalla planarità
Non confondete queste due questioni.
La variazione dello spessore modifica l'altezza della pila. La variazione della planarità modifica la forma della superficie. Entrambi possono verificarsi insieme, ma non sono lo stesso difetto.
Un'utile indagine a confronto:
spessore di laminazione individuale
spessore del rivestimento
altezza della pila sciolta
altezza della pila compressa
planarità allo stato libero
planarità caricata
montaggio finale
In questo modo si evita un'azione correttiva sbagliata. La selezione del materiale può aiutare la variazione di altezza. Può fare poco per la torsione dovuta alle bave.
Controllare la sequenza di giunzione e il bilanciamento della pinza
Se la planarità peggiora dopo la giunzione, è necessario rivedere il processo di giunzione.
Per pile saldate:
confrontare la distorsione in prossimità di ogni saldatura
rivedere la sequenza di saldatura
controllare la pressione della pinza intorno alle zone di saldatura
misura dopo il raffreddamento
cercare una direzione di trazione ripetibile
Per le pile incollate:
controllare la distribuzione dell'adesivo
confrontare la planarità pre e post polimerizzazione
revisione dell'uniformità della pressione e della temperatura di polimerizzazione
ispezionare il modello di spremitura
verificare che la pila sia stata inserita prima della cura
Per pile rivettate o incastrate:
ispezionare la deformazione locale
confrontare la planarità in prossimità dei punti di giunzione
verificare se la pressione del blocco crea un'inclinazione del viso
revisione delle condizioni del punzone e del bilancio delle forze
La giunzione deve tenere insieme la pila. Non deve diventare la principale fonte di distorsione.
Tenere sotto controllo gli impianti
I controlli delle attrezzature dovrebbero essere parte integrante del controllo della planarità.
Stabilite un calendario per le ispezioni:
condizione della superficie di riferimento
usura del nido
usura del perno
planarità della piastra di serraggio
ripetibilità della forza di serraggio
trappole per detriti
variazione da stazione a stazione
Se una stazione produce più errori di planarità di altre, sospettate della stazione prima di incolpare l'intero processo.
Come impostare una pratica tolleranza di planarità
Non esiste una tolleranza di planarità universale per tutte le pile di laminazione. Una tolleranza copiata da un altro progetto può essere troppo allentata, troppo stretta o semplicemente irrilevante.
Utilizzare la funzione di assemblaggio per impostare il limite.
Un migliore processo di definizione delle tolleranze
Costruire un piccolo campione di variazione del processo previsto.
Misurare la planarità allo stato libero.
Misurare la planarità del carico nelle condizioni di montaggio previste.
Registrare l'altezza della pila nelle stesse condizioni.
Assemblare le parti.
Misurare l'output reale: forza di inserimento, distanza tra le sedi, runout, gioco dell'avvolgimento, ritenzione del carico della pinza o prestazioni del test.
Identificare il livello di planarità in cui inizia il rischio di assemblaggio.
Impostare la tolleranza con il margine.
Confermare che il metodo è ripetibile tra operatori, attrezzature e turni.
La tolleranza deve rispondere a una domanda di produzione:
A quale condizione di planarità la pila smette di assemblarsi correttamente?
Non:
Quale numero appare severo nel disegno?
Guida pratica alle tolleranze in base alle condizioni di montaggio
Condizioni di montaggio
Priorità del controllo della planarità
Cosa convalidare prima di impostare il limite
Pila statorica a pressione
Sede delle estremità e allineamento del diametro esterno
Forza di inserimento, contatto della custodia, inclinazione della pila, gioco dell'avvolgimento
Pila di rotori sull'albero
Squadratura delle facce, allineamento del foro, comportamento dell'equilibrio
Adattamento dell'albero, scostamento della faccia, rapporto tra i fori, stabilità rotazionale
Gruppo nucleo del trasformatore
Seduta dello strato e contatto con il giunto
Altezza di costruzione, distanza tra i giunti, pressione di serraggio, comportamento acustico
Pila incollata
Stabilità pre-cura e post-cura
Controllo dello strato adesivo, distorsione della polimerizzazione, condizioni finali della superficie
Pila saldata
Distorsione in prossimità delle zone di saldatura
Mappe pre e post-saldatura, trazione locale, sequenza di serraggio
Pila interbloccata
Deformazione locale nei punti di chiusura
Altezza dell'area di bloccaggio, seduta full-face, ripetibilità dell'altezza della pila
Sottile pila di precisione in acciaio elettrico
Conformità sotto carico leggero
Planarità allo stato libero vs. planarità sotto carico, sensibilità alla manipolazione, metodo di fissaggio
Una stretta tolleranza di planarità è utile solo quando protegge l'assemblaggio. In caso contrario, può aumentare i costi senza ridurre i guasti.
Piano di controllo della planarità consigliato
Per il lancio della produzione o per problemi di assemblaggio ricorrenti, utilizzare un piano di controllo a più livelli.
Fase del processo
Cosa controllare
Perché è importante
Lotto di nastro o di laminazione in arrivo
Spessore, condizione del rivestimento, onda visibile, condizione del bordo
Trova precocemente variazioni legate ai materiali
Dopo la timbratura
Altezza della bava, direzione della bava, distorsione, condizione critica della caratteristica
Impedisce l'ingresso di strati scadenti nella pila
Durante l'impilamento
Numero di strati, orientamento, posti a sedere, andamento dell'altezza
Cattura i detriti, gli strati rovesciati e le sedute incomplete.
Pila completa sciolta
Planarità allo stato libero, modello di contatto, oscillazione
Mostra un comportamento naturale della pila
Pila compressa
Planarità caricata, altezza compressa
Simula la pressione di assemblaggio
Dopo aver aderito
Mappa di planarità, distorsione locale, variazione di altezza
Identifica gli effetti di saldatura, incollaggio, rivettatura o incastro.
Prima dell'assemblaggio finale
Planarità della superficie di montaggio, relazione con l'origine
Conferma che la pila si posiziona correttamente
Dopo l'assemblaggio finale
Adattamento, runout, forza di inserimento, gap, prestazioni in uscita
Convalida l'effettivo funzionamento della tolleranza
Non tutte le fasi necessitano di un'ispezione completa per sempre. Durante lo sviluppo del processo, questo piano aiuta a individuare la causa. Nella produzione stabile, alcuni controlli possono diventare verifiche periodiche.
Segnali di avvertimento che la piattezza sta influenzando l'assemblaggio
Fate attenzione a questi segnali:
Gli operatori hanno bisogno di una forza maggiore per posizionare la pila.
L'altezza della pila cambia dopo il serraggio.
Un pezzo supera l'ispezione, ma non funziona nel dispositivo.
La pila dondola su una piastra di riferimento.
Dopo il serraggio compaiono spazi vuoti tra le facce.
La forza di inserimento varia a seconda del lotto.
Le pile saldate tirano nella stessa direzione.
Le pile incollate si piegano dopo la polimerizzazione.
Le pile di rotori mostrano una sensibilità della faccia o dell'equilibrio.
Le pile dello statore presentano un contatto incoerente con l'alloggiamento.
I nuclei dei trasformatori necessitano di una regolazione supplementare per chiudere gli spazi vuoti.
I problemi compaiono dopo un cambio di utensile, un cambio di lotto di materiale o una manutenzione degli impianti.
La piattezza non è sempre la causa principale. Ma questi sintomi giustificano un controllo.
Flusso di lavoro per la risoluzione di problemi di assemblaggio legati alla planarità
Utilizzare questa sequenza quando la linea vede già problemi di adattamento o di posti a sedere.
1. Confronto tra stack buoni e cattivi
Prendete diverse pile buone e diverse pile cattive. Misuratele con lo stesso metodo.
Confronta:
planarità allo stato libero
planarità caricata
altezza della pila sotto carico
direzione della fresa
altezza della fresa
modello di contatto
forza di montaggio
stazione di fissaggio
fase del processo
Non affidatevi a una sola parte fallita. Un solo pezzo può trarre in inganno.
2. Identificare la prima fase in cui si manifesta il problema
Controllare la pila in più fasi:
laminazione individuale
pila parziale
pila piena e sciolta
pila compressa
pila unita
assemblaggio finale
Il primo stadio in cui appare il modello di planarità è di solito vicino alla sorgente.
3. Cercare una forma ripetibile
Una forma ripetibile è un indizio.
Stesso lato alto ogni volta? Controllare l'attrezzatura, la sequenza di saldatura, l'orientamento delle bave, la direzione di avanzamento del materiale. Punti alti casuali? Controllare i detriti, la manipolazione, l'incoerenza della sede. Distorsione dopo la polimerizzazione? Controllare l'adesivo e il dispositivo di polimerizzazione. Distorsione dopo la pressatura? Controllare il percorso del carico e il parallelismo.
4. Modificare una variabile alla volta
Non regolate tutto in una volta.
Le prove utili a variabile singola includono:
pulire l'apparecchio più frequentemente
cambiare l'orientamento della fresa
sostituire o ispezionare i perni usurati
Regolazione della forza di seduta
cambiare la sequenza delle pinze
misurare prima e dopo l'unione
isolare un lotto di materiale
confrontare due stazioni di fissaggio
mappa dello spessore del rivestimento
Un test pulito batte cinque ipotesi.
5. Convalida rispetto al comportamento del gruppo
Dopo aver modificato il processo, non festeggiare solo perché la planarità è migliorata. Confermate che anche il problema dell'assemblaggio è migliorato.
Controllo:
forza di inserimento inferiore
posti a sedere migliori
dondolio ridotto
altezza compressa stabile
miglioramento del runout
meno lacune
meno regolazioni da parte dell'operatore
riduzione degli scarti o delle rilavorazioni
Il miglioramento della planarità ha valore solo se migliora il risultato dell'assemblaggio.
Note di progettazione e disegno per un migliore controllo della planarità
Un disegno che dice solo “planarità” potrebbe non essere sufficiente.
Una migliore specificazione dovrebbe chiarire:
quale superficie è controllata
quando si misura la superficie
se lo stack è in stato libero o caricato
quale carico viene utilizzato
quale condizione di supporto viene utilizzata
se il valore si applica prima o dopo l'adesione
se la direzione della fresa è controllata
se l'altezza della pila viene misurata nelle stesse condizioni
se è richiesto anche il parallelismo o il runout
quale dato conta effettivamente per l'assemblaggio
In questo modo si evita un'argomentazione comune:
La qualità dice che la pila passa. L'assemblaggio dice che fallisce. Entrambi possono avere ragione se utilizzano condizioni diverse.
Scrivere la condizione. Salvare l'argomento.
Errori comuni da evitare
Errore 1: utilizzare l'altezza della pila come unico controllo
L'altezza è importante, ma non descrive la forma della faccia terminale.
Aggiungere controlli di planarità o di sede caricata quando il contatto di assemblaggio è importante.
Errore 2: misurare in una condizione e assemblare in un'altra
I dati allo stato libero possono non prevedere il comportamento sotto carico. I dati caricati possono nascondere problemi di gestione.
Misurare la condizione che corrisponde al guasto.
Errore 3: ignorare la direzione della fresa
L'altezza della fresa da sola non è sufficiente. La direzione e lo schema di impilamento possono creare creste di pressione.
Errore 4: controllare solo dopo il montaggio finale
A quel punto, il difetto potrebbe essere bloccato.
Misurare prima durante lo sviluppo del processo.
Errore 5: tolleranza eccessiva senza prove di processo
Un numero più stretto può aumentare i costi e i tempi di ispezione senza risolvere la causa reale.
Legare la tolleranza alle prestazioni dell'assemblaggio.
Errore 6: fidarsi per sempre dell'apparecchio
Gli infissi si usurano. Raccolgono detriti. Si piegano. Creano falsi schemi.
Controllare il metodo di ispezione.
FAQ: Planarità della pila di laminazione
Che cos'è la planarità della pila di laminazione?
La planarità della pila di laminazione è la quantità di variazione della superficie su una faccia di laminazione impilata rispetto a un piano ideale. In termini pratici di assemblaggio, indica se la pila è in grado di posizionarsi in modo uniforme, di bloccarsi in modo coerente e di mantenere la geometria corretta durante l'operazione successiva.
Perché la planarità è importante nelle pile di statori dei motori?
In una pila di statori del motore, una scarsa planarità può influire sull'inserimento dell'alloggiamento, sull'alloggiamento della faccia terminale, sul gioco dell'avvolgimento, sulla ripetibilità dell'altezza della pila e sulla stabilità del traferro magnetico. Uno statore può superare un controllo di base dell'altezza ma creare problemi di forza di assemblaggio o di allineamento se la faccia terminale è coronata, inclinata o localmente alta.
Perché la planarità è importante nelle pile di laminazione dei rotori?
La planarità della pila di laminazione del rotore può influire sull'accoppiamento dell'albero, sulla deviazione della faccia, sul comportamento di bilanciamento, sulla consistenza della tasca del magnete e sull'ortogonalità della faccia terminale. Piccoli errori sulle facce possono diventare più importanti nei gruppi motore ad alta velocità o confezionati in modo stretto.
L'altezza della pila è uguale alla planarità?
No. L'altezza della pila misura la distanza tra le facce. La planarità misura la forma di una superficie. Una pila può soddisfare i requisiti di altezza e tuttavia non riuscire a essere assemblata perché la parte di accoppiamento entra in contatto con un punto alto, una sbavatura, una corona, una torsione o una faccia inclinata.
La planarità della laminazione deve essere misurata allo stato libero o sotto carico?
Dipende dalle condizioni di montaggio. Usare la misura allo stato libero quando la sede naturale e la manipolazione sono importanti. Utilizzare la planarità caricata quando la pila funziona sotto la forza del morsetto o la pressione dell'assemblaggio. Per la risoluzione dei problemi, misurare entrambi e confrontare la differenza.
Che cos'è la planarità caricata?
La planarità caricata è la planarità misurata mentre la pila è sottoposta a una forza definita o a una condizione di serraggio. È utile quando l'assemblaggio reale comprime la pila. È necessario registrare il valore del carico, l'area di contatto, il metodo di supporto e il tempo di permanenza.
Quali sono le cause di una scarsa planarità della pila di laminazione?
Le cause più comuni sono l'accumulo di bave, le tensioni residue, la variazione dello spessore del rivestimento, il cattivo allineamento dell'impilaggio, i detriti, l'usura delle attrezzature, la distorsione della giunzione, il serraggio non uniforme e i danni da movimentazione.
In che modo le bave influiscono sulla planarità della pila di laminazione?
Le bave possono agire come piccoli distanziatori tra gli strati. Se ripetute su molte laminazioni, possono creare punti alti locali, inclinazione, altezza non uniforme della pila, vuoti tra gli strati e scarsa tenuta. La direzione e la posizione delle bave sono importanti quanto l'altezza delle stesse.
Qual è il modo migliore per misurare la planarità della pila di laminazione?
Per i controlli di base, utilizzare una piastra di riferimento e un indicatore con una condizione di supporto definita. Per una migliore risoluzione dei problemi, utilizzare uno schema di punti mappati. Per i pezzi più stretti o complessi, utilizzare la misurazione a coordinate, la misurazione ottica, la scansione laser o l'ispezione caricata basata su attrezzature.
Quanti punti devono essere misurati per la planarità?
Utilizzare un numero di punti sufficiente a rivelare l'andamento della superficie. Per la ricerca guasti iniziale, una mappa a 9 o 13 punti è spesso più utile di tre letture isolate. Per le pile rotonde, includere ID, OD, regioni centrali o del mozzo e aree vicino a saldature, rivetti, interblocchi, scanalature o denti.
Come si può migliorare la planarità?
Migliorare la planarità controllando le bave, pulendo gli strati e i dispositivi, migliorando l'allineamento dell'impilaggio, definendo la forza di posizionamento, monitorando l'altezza dell'impilaggio sotto carico, controllando l'usura dei dispositivi e confrontando la planarità prima e dopo la giunzione. La correzione deve essere mirata allo stadio in cui si manifesta la distorsione.
Come deve essere selezionata la tolleranza di planarità?
Selezionare la tolleranza di planarità in base al comportamento dell'assemblaggio. Costruire pile campione, misurare la planarità in condizioni realistiche, assemblarle e correlare i risultati con la forza di inserimento, la distanza tra le sedi, il runout, il gioco dell'avvolgimento, il carico della pinza o i dati sulle prestazioni. Evitare di copiare una tolleranza da uno stack non correlato.
Perché una pila di laminazione supera l'ispezione ma non l'assemblaggio?
L'ispezione potrebbe non corrispondere alle condizioni di montaggio. La pila può essere stata misurata allo stato libero ma utilizzata sotto carico, oppure ispezionata prima della giunzione ma distorta dopo la saldatura, l'incollaggio, la rivettatura o l'indurimento. Potrebbe anche superare l'altezza ma non soddisfare i requisiti di planarità, parallelismo o sede locale.
Quando si deve controllare la planarità?
Durante lo sviluppo, controllare la planarità dopo lo stampaggio, durante l'impilamento, come pila piena sciolta, sotto carico, dopo la giunzione e prima dell'assemblaggio finale. Nella produzione stabile, la frequenza può essere ridotta, ma è necessario monitorare l'andamento delle bave, le condizioni dei dispositivi e il feedback dell'assemblaggio.
Conclusione
La planarità della pila di laminazione non è solo un dettaglio di qualità superficiale. Determina il modo in cui la pila tocca il pezzo successivo.
Se la pila tocca l'area sbagliata, il carico dell'assemblaggio va nell'area sbagliata. In questo caso, l'altezza, l'accoppiamento, il runout, il gioco dell'avvolgimento, l'inserimento dell'alloggiamento e le prestazioni finali possono diventare instabili.
Un buon controllo della planarità non consiste nell'inseguire il numero più stretto possibile. Si tratta di misurare la superficie giusta, nelle condizioni giuste, nella fase di processo giusta.
Pulire la pila. Definire il carico. Mappare la faccia. Tracciare la direzione della bava. Confronto tra prima e dopo la giunzione. Collegare il risultato al comportamento dell'assemblaggio.
In questo modo la planarità della pila di laminazione diventa un controllo di produzione e non una sorpresa dell'ultima fase.
Cheney è un ingegnere applicativo senior di Sino, con una forte passione per la produzione di precisione. Ha una formazione in ingegneria meccanica e possiede una vasta esperienza pratica nella produzione. Alla Sino, Cheney si concentra sull'ottimizzazione dei processi di produzione delle pile di laminazione e sull'applicazione di tecniche innovative per ottenere prodotti di alta qualità.
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