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.

CaratteristicaCosa controllaPerché è importante nelle pile di laminazione
Altezza della pilaDistanza tra due facce terminaliInfluenza le dimensioni della confezione, la compressione, l'alloggiamento e l'altezza della costruzione.
PiattezzaForma di una superficieInfluenza l'alloggiamento, il contatto locale, il carico del morsetto e il dondolamento
ParallelismoOrientamento di una superficie rispetto a un datoInfluenza l'allineamento, l'ortogonalità, il posizionamento del rotore/statore e l'accoppiamento del gruppo.
Deviazione totale indicataVariazione combinata durante la rotazione attorno a un asse di riferimentoUtile per i pezzi rotanti in cui la variazione della faccia o del diametro esterno influisce sull'equilibrio o sul gioco.
PerpendicolaritàL'ortogonalità di una superficie o di un asse rispetto a un datoImportante 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 applicazionePerché la planarità è importantePrincipali obiettivi dell'ispezione
Pila di laminazione dello statore del motoreInserimento dell'involucro, gioco dell'avvolgimento, sede della faccia terminale, stabilità del traferro magneticoPlanarità delle facce, condizioni del diametro esterno, altezza della pila sotto carico
Pila di laminazione del rotoreAdattamento dell'albero, bilanciamento, ortogonalità della faccia terminale, consistenza della tasca del magnetePlanarità delle facce, allineamento del foro, parallelismo, fuga
Gruppo nucleo motore EVImballaggio stretto, prestazioni ad alta velocità, sensibilità al calore e alle vibrazioniPlanarità dopo la giunzione, rapporto foro/OD, altezza della pila caricata
Laminazioni del nucleo del trasformatoreAltezza di costruzione del nucleo, distanza tra i giunti, pressione di serraggio, controllo del rumoreStratificazione, condizione della faccia del nucleo, contatto della regione di giunzione
Pila di laminazione incollataControllo dello spessore dell'adesivo, distorsione della polimerizzazione, stabilità della faccia finaleConfronto della planarità pre e post polimerizzazione
Pila di laminazione saldataDistorsione termica locale e trazione in prossimità delle zone di saldaturaMappa della superficie pre-saldatura e post-saldatura
Pila di laminazione interbloccataDeformazione locale intorno ai punti di chiusuraPlanarità 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.

Scansione laser della faccia finale di una pila di laminazione per la mappatura della superficie piana

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:

  1. prima di aderire
  2. 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.

MetodoUtilizzo ottimaleLa forzaAttenzione
Piastra e indicatore in granitoControlli in officina, approvazione delle impostazioni, risoluzione rapida dei problemiSemplice, a basso costo, facile da ripetere se controllatoLe condizioni del supporto e la pressione dell'operatore possono modificare i risultati
Mappa dei punti di misurazione dell'altezzaMappatura pratica delle superficiPresenta corone, torsioni, sollevamenti dei bordi o punti alti locali.Richiede un numero sufficiente di punti per evitare di perdere difetti locali
Misura delle coordinateTolleranze strette, relazioni di origine complesseÈ 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 otticaParti sottili, superfici delicate, alta densità di datiSenza contatto, utile per il comportamento delle superfici sottiliÈ necessario controllare la riflettività, il rivestimento, i filtri e i picchi di bava.
Scansione laser dello spostamentoProfilazione automatizzata o semi-automatizzata delle superficiMappatura rapida e monitoraggio delle tendenzeNecessita di un fissaggio stabile e di regole chiare per la gestione degli outlier.
Controllo del carico basato su dispositiviVerifica rilevante per l'assemblaggioMisura la pila in una condizione più vicina all'usoL'usura dei dispositivi e la distribuzione del carico devono essere monitorati.
Sensori di altezza e di seduta in-processControllo dell'impilamento ad alto volumeIndividua i problemi prima dell'ispezione finaleNon 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.

Voce di registroPerché è importante
Tipo di pilaStatore, rotore, nucleo del trasformatore, pila incollata, pila saldata, pila interbloccata
Condizioni del materialeSpessore del nastro di acciaio elettrico, tipo di rivestimento, lotto e condizioni di manipolazione
Fase del processoPila sciolta, pila compressa, post-saldatura, post-polimerizzazione, post-inserimento
Superficie misurataFaccia superiore, faccia inferiore, faccia di montaggio, faccia di riferimento, terreno locale
OrientamentoSbavatura, sbavatura, capovolta, ruotata, indicizzata, obliqua
Metodo di supportoPiastra completa, supporto a tre punti, nido di fissaggio, strumento di ispezione
Condizione di caricoStato libero, seduto, carico definito, pinza di processo, carico di assemblaggio finale
Valore di carico e area di contattoNecessario per controlli ripetibili della planarità del carico
Metodo di misurazioneIndicatore, mappa di altezza, CMM, ottica, laser, calibro di fissaggio
Mappa dei punti o percorso di scansioneMostra il modello di forma, non solo il valore peggiore.
Stato di puliziaImpedisce che i detriti vengano scambiati per un errore di planarità
ID apparecchioAiuta a rilevare l'usura dell'apparecchio o i danni al nido
Risultato dell'assemblaggioForza 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 superficieProbabili causePrimi controlli
Corona centraleFormazione del rivestimento, comportamento alla compressione, sollecitazione residua, pressione di giunzionePiattezza sotto carico rispetto allo stato libero, spessore del rivestimento, schema di serraggio
Sollevamento dei bordiDirezione della bava, distorsione termica, memoria della striscia, supporto del fissaggioMappa della bava, misurazione pre/post giunzione, metodo di supporto
TorsioneImpilamento non uniforme, usura dei dispositivi, danni da movimentazione, serraggio non uniformeSchema di contatto, condizioni di fissaggio, allineamento degli strati
Punto di forza localeDetriti, ammasso di bave, ammaccature, distorsione di rivetti/incastriPulizia, ispezione visiva, altezza della bava, controllo locale della sezione
Tiro lato saldaturaApporto di calore, sequenza di saldatura, sbilanciamento delle pinzeMappa pre-saldatura vs. post-saldatura, schema di localizzazione della saldatura
Arco post-curaRestringimento dell'adesivo, pressione di polimerizzazione non uniforme, disallineamento termicoControllo della planarità pre-cura, della distribuzione dell'adesivo, del fissaggio per la polimerizzazione
Variazione casualeLotto di materiale, movimentazione, sedute incoerenti, metodo dell'operatoreRegistrazioni 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

  1. Costruire un piccolo campione di variazione del processo previsto.
  2. Misurare la planarità allo stato libero.
  3. Misurare la planarità del carico nelle condizioni di montaggio previste.
  4. Registrare l'altezza della pila nelle stesse condizioni.
  5. Assemblare le parti.
  6. Misurare l'output reale: forza di inserimento, distanza tra le sedi, runout, gioco dell'avvolgimento, ritenzione del carico della pinza o prestazioni del test.
  7. Identificare il livello di planarità in cui inizia il rischio di assemblaggio.
  8. Impostare la tolleranza con il margine.
  9. 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 montaggioPriorità del controllo della planaritàCosa convalidare prima di impostare il limite
Pila statorica a pressioneSede delle estremità e allineamento del diametro esternoForza di inserimento, contatto della custodia, inclinazione della pila, gioco dell'avvolgimento
Pila di rotori sull'alberoSquadratura delle facce, allineamento del foro, comportamento dell'equilibrioAdattamento dell'albero, scostamento della faccia, rapporto tra i fori, stabilità rotazionale
Gruppo nucleo del trasformatoreSeduta dello strato e contatto con il giuntoAltezza di costruzione, distanza tra i giunti, pressione di serraggio, comportamento acustico
Pila incollataStabilità pre-cura e post-curaControllo dello strato adesivo, distorsione della polimerizzazione, condizioni finali della superficie
Pila saldataDistorsione in prossimità delle zone di saldaturaMappe pre e post-saldatura, trazione locale, sequenza di serraggio
Pila interbloccataDeformazione locale nei punti di chiusuraAltezza dell'area di bloccaggio, seduta full-face, ripetibilità dell'altezza della pila
Sottile pila di precisione in acciaio elettricoConformità sotto carico leggeroPlanarità 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.


Allineamento della pila di laminazione dello statore del motore che mostra come la planarità influisce sull'assemblaggio

Per il lancio della produzione o per problemi di assemblaggio ricorrenti, utilizzare un piano di controllo a più livelli.

Fase del processoCosa controllarePerché è importante
Lotto di nastro o di laminazione in arrivoSpessore, condizione del rivestimento, onda visibile, condizione del bordoTrova precocemente variazioni legate ai materiali
Dopo la timbraturaAltezza della bava, direzione della bava, distorsione, condizione critica della caratteristicaImpedisce l'ingresso di strati scadenti nella pila
Durante l'impilamentoNumero di strati, orientamento, posti a sedere, andamento dell'altezzaCattura i detriti, gli strati rovesciati e le sedute incomplete.
Pila completa scioltaPlanarità allo stato libero, modello di contatto, oscillazioneMostra un comportamento naturale della pila
Pila compressaPlanarità caricata, altezza compressaSimula la pressione di assemblaggio
Dopo aver aderitoMappa di planarità, distorsione locale, variazione di altezzaIdentifica gli effetti di saldatura, incollaggio, rivettatura o incastro.
Prima dell'assemblaggio finalePlanarità della superficie di montaggio, relazione con l'origineConferma che la pila si posiziona correttamente
Dopo l'assemblaggio finaleAdattamento, runout, forza di inserimento, gap, prestazioni in uscitaConvalida 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.


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.

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Charlie
Charlie

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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