Бренд US Telecom × HONSCN: Шестигранные стойки из нержавеющей стали SUS303, изготовленные на станке с ЧПУ

Собранный на заказ многоярусный шестиугольный комплект крепежных элементов из нержавеющей стали SUS303 с никелированным покрытием.

Обзор клиента и проекта

Когда американский производитель телекоммуникационного оборудования столкнулся с проблемой перекоса при сборке и заклинивания резьбы на многоярусных стойках для печатных плат, сборочная линия остановилась. Именно тогда они заключили партнерское соглашение с компанией Precision из Шэньчжэня, Китай, для изготовления на заказ шестигранных стоек из нержавеющей стали SUS303 с синхронизированной резьбой и предварительно установленными шайбами.

Заказчик производит трансиверы 5G и корпуса для оптических сетей. Внутри их новейшего радиочастотного шасси для монтажа в стойку необходимо было вертикально разместить множество печатных плат высокой плотности с точным расстоянием между ними.

Поскольку стандартные крепежные стойки из каталога не обладали необходимой жесткостью, точной высотой плеч и виброустойчивостью, клиент разработал изготовленный на заказ модульный комплект крепежных элементов из четырех частей :
1. Шестигранные стойки с резьбой "папа-мама"
2. Двусторонние резьбовые шпильки с интегрированными шестигранными гайками.
3. Ступенчатые шестигранные распорки с внутренней резьбой
4. Предварительно установленные пружинные стопорные шайбы и прецизионные плоские шайбы.

Они выбрали нержавеющую сталь SUS303 (AISI 303) за ее коррозионную стойкость, механическую прочность и немагнитные свойства.

Однако их предыдущий поставщик поставлял детали с резьбой, смещенной относительно оси. При укладке в три или четыре яруса, накопленный угловой наклон смещал верхние печатные платы . Хуже того, неравномерное никелирование приводило к заеданию и заклиниванию резьбы при работе с автоматизированными электроинструментами.

Им нужен был партнер, который мог бы изготавливать детали с высокой точностью и поставлять их в предварительно собранном виде для немедленной заводской сборки.

Обзор продукта

Почему этот компонент важен для продукта заказчика:
В телекоммуникационных серверных стойках механическая ориентация напрямую влияет на электрические характеристики. Если вертикальная стойка наклоняется, многоконтактные высокоскоростные разъемы между расположенными друг над другом печатными платами испытывают напряжение, что увеличивает риск растрескивания паяных соединений из-за теплового расширения.
Нержавеющая сталь SUS303 обеспечивает необходимую прочность на кручение, позволяя выдерживать крутящий момент автоматической шуруповертки без поломки крепежных элементов. Кроме того, блестящее никелированное покрытие обеспечивает низкое электрическое контактное сопротивление, что позволяет использовать стойки в качестве низкоимпедансных заземляющих проводников между экранирующими плоскостями печатной платы .

Ключевые производственные проблемы

Честно говоря, большинство мастерских считают стойки простыми крепежными элементами из каталога. Но когда вы соединяете четыре детали с резьбой, изготовленные на заказ, и требуете, чтобы вся конструкция оставалась идеально ровной на нескольких уровнях , возникает ряд практических проблем, характерных для цеха:

Задание 1: Кумулятивное угловое вылетание при многоярусном размещении.

Модульная конструкция основана на соединении нескольких мужских и женских компонентов винтами встык. Если резьба наклонена даже на долю градуса, эта погрешность увеличивается с каждым последующим ярусом. После третьего яруса верхний штифт заметно шатается , препятствуя аккуратному установке печатных плат на направляющие штифты шасси.
Мы перенесли обработку на высокоточные швейцарские автоматические токарные станки с ЧПУ, оснащенные направляющими втулками и вспомогательными шпинделями . Как наружная резьба, так и внутренние резьбовые отверстия обрабатывались в одном и том же цикле токарной обработки. Благодаря синхронизации основного и вспомогательного шпинделей во время передачи, мы поддерживали практически нулевое биение соосности резьбы и шестигранника [например, обеспечивали жесткий контроль концентричности] , гарантируя, что собранный шатун будет идеально прямым.

Задача 2: Заедание резьбы и увеличение толщины покрытия.

Нержавеющая сталь SUS303 в сочетании с блестящим никелевым покрытием легко подвержена заеданию из-за трения (холодной сварки) при использовании высокоскоростных монтажных инструментов. Никелевое покрытие увеличивает толщину металла [например, 3–5 мкм на поверхности] , которая удваивается по диаметру шага резьбы. Если резьба нарезается с соблюдением номинальных допусков до нанесения покрытия, резьба становится слишком большой и заклинивает во время линейной сборки.
Наша бригада обрабатывающих станков нарезала наружную резьбу и внутреннюю резьбу с учетом расчетных допусков до нанесения покрытия [например, допуски посадки класса 6g/6H, рассчитанные с учетом роста покрытия] . Мы также добавили прецизионные подрезы для уменьшения ширины шейки за каждым плечом, обеспечивая плотное прилегание деталей к шестигранной грани без помех со стороны корня резьбы.

Задание 3: Предварительно собранные моечные машины с фиксированным креплением

Заказчик хотел, чтобы плоские и разрезные пружинные стопорные шайбы были предварительно установлены под шестигранными выступами, чтобы исключить возможность работы с незакрепленными деталями на его производственной линии. Выемка в шейке шайбы должна была удерживать их во время транспортировки за границу, позволяя при этом им свободно вращаться при затяжке.
Мы разработали оптимизированный переходный выступ с едва заметным удерживающим ребром. После токарной обработки наша сборочная бригада использовала специальные пневматические зажимные приспособления для установки шайб на место, что позволило исключить тысячи этапов ручной сборки на заводе клиента в США.

Наше производственное решение

Вот как наша инженерная команда в Шэньчжэне решила проблему с комплектом оборудования:

1. Многозадачная стратегия станков с ЧПУ швейцарского типа.

• Опора направляющей втулки: при токарной обработке длинных, тонких резьбовых деталей с использованием синхронизированной направляющей втулки исключается деформация, вызванная давлением режущего инструмента.
• Одноточечная нарезка резьбы: микрозернистые твердосплавные одноточечные резьбонарезные пластины обеспечивают идеально острые гребни, гладкие радиусы основания и отсутствие заусенцев.
• Одновременная обработка на вспомогательном шпинделе: пока основной шпиндель вращает шестигранник и штифт, вспомогательный шпиндель захватывает задний конец для зенковки и нарезания внутренней резьбы в одном непрерывном цикле.

Высокоточный швейцарский автоматический токарный станок с ЧПУ для изготовления на заказ шестигранных стоек из нержавеющей стали SUS303 с распылением смазочно-охлаждающей жидкости.

2. Обработка поверхности и контроль гальванического покрытия

• Ультразвуковая обезжиривание: Детали тщательно промывали в автоматизированной многоступенчатой ​​ультразвуковой ванне для удаления смазочно-охлаждающей жидкости из глубоких внутренних резьбовых отверстий.
• Технология Wood's Nickel Strike: обеспечивает прочное сцепление блестящего никелевого покрытия с подложкой из нержавеющей стали, предотвращая отслаивание под воздействием крутящего момента.
• Снижение риска водородного охрупчивания: После нанесения покрытия крепежные элементы подвергались термической обработке в печи для устранения любых рисков водородного охрупчивания.

Как мы обрабатывали детали шаг за шагом

Конвейер рабочих процессов:
Шестигранный пруток из нержавеющей стали SUS303 холодной прокатки ➔ Токарная обработка и нарезание резьбы на главном шпинделе швейцарского станка с ЧПУ ➔ Захват и обратное нарезание резьбы на вспомогательном шпинделе ➔ Ультразвуковая обезжирка ➔ Предварительная проверка на пригодность/непригодность ➔ Полированное никелирование ➔ Сборка узла с шайбой ➔ 100% оптическая сортировка

1. Подготовка материала: Подача сертифицированного холоднотянутого шестигранного прутка из нержавеющей стали SUS303 в автоматизированные податчики прутков.
2. Обработка главного шпинделя: токарная обработка наружных диаметров плеча, нарезание наружной резьбы в одной точке, токарная обработка шейки шайбы для снятия фаски и снятие фаски с шестигранных углов.
3. Захват и нарезание резьбы вспомогательным шпинделем: Захватывающий шпиндель зажимал обработанный диаметр, чисто раздвигал деталь и нарезал внутреннюю резьбу с обратной стороны.
4. Обезжиривание и ультразвуковая очистка: удаление микрочастиц и масел из глухих резьбовых отверстий.
5. Покрытие и термообработка: Нанесение равномерного блестящего никелевого покрытия с гарантированным контролем толщины, за которым следует сушка для снижения хрупкости.
6. Сборка узлов и комплектация: Установка пружин и плоских шайб на специализированных пневматических сборочных станциях и размещение деталей в коробках в организованных лотках отсеков.

Контроль и проверка качества

В нашей лаборатории контроля качества в Шэньчжэне инспекторы проверили каждую производственную партию:

Оптический компаратор, измеряющий шаг резьбы, угол боковой поверхности и концентричность винта-стойки из нержавеющей стали SUS303 на гранитной пластине.

• 100% контроль качества резьбы: каждая партия проверялась до и после нанесения покрытия с помощью калиброванных резьбовых пробок и кольцевых калибров [например, стандартная проверка посадки резьбы 6g/6H] .
• Проверка профиля с помощью оптического компаратора: проверены радиусы гребня резьбы, угол шага и геометрия подреза на оптическом профилепроекторе при 20-кратном увеличении.
• Полное тестирование биения при сборке: специалисты скрутили четыре случайных стойки вместе на прецизионной гранитной плите и вращали собранную конструкцию под цифровым индикатором, чтобы убедиться, что суммарное биение остается в пределах жестких допусков при сборке .
• Испытание толщины покрытия и адгезии: Толщина никелевого покрытия проверялась методом рентгеновской флуоресценции (XRF), а адгезия — методом термического шока.
• Испытание на крутящий момент при сборке: Образцы подвергались затяжке с крутящим моментом, превышающим номинальные пределы сборки, чтобы подтвердить, что резьбовые шейки не будут скручиваться или ломаться.

Применение в радиочастотных корпусах телекоммуникационного оборудования.

Изготовленные на заказ многоуровневые никелированные шестигранные стойки, устанавливаемые внутри экранирующих корпусов для радиочастот телекоммуникационного оборудования и поддерживающие многослойные печатные платы.

В готовом оборудовании заказчика эти изготовленные на заказ стойки обеспечивают четкое вертикальное разделение между платами распределения питания и чувствительными модулями радиочастотных приемопередатчиков. Предварительно установленные шайбы поддерживают постоянное натяжение фиксации даже при сильных термических колебаниях и вибрации во время транспортировки , а блестящее никелированное покрытие обеспечивает низкое электрическое сопротивление между плоскостями заземления шасси.

Результаты проекта и отзывы клиентов

• Отсутствие заеданий при сборке: Более 20 000 сборок с использованием стоек были выполнены на автоматизированной производственной линии клиента без единого случая заедания резьбы или заклинивания .
• Сокращение времени сборки на 30%: Благодаря предварительной установке шайб и поставке деталей в специально разработанной упаковке, клиент сократил время механической сборки шасси на своем заводе примерно на 30% .
• Идеальная многоярусная укладка: полностью исключено накопление перекосов; многослойные печатные платы теперь без труда устанавливаются на направляющие штифты корпуса.
• Долгосрочный производственный контракт: Клиент заключил HONSCN долгосрочных контрактов на поставку всего нестандартного крепежного оборудования для шасси для всей линейки продукции своего предприятия.

Отзывы клиентов:
Заказчик подтвердил, что многоярусные опорные узлы, собранные с исключительной концентричностью, устранили все предыдущие проблемы с заеданием резьбы на его автоматизированной сборочной линии и значительно ускорили интеграцию шасси.

Почему клиент выбрал HONSCN

1. Швейцарская точность токарной обработки: двухшпиндельная непрерывная обработка обеспечила концентричность резьбы как внутренней, так и внешней по отношению к шестиграннику, исключив перекос при многослойной укладке.
2. Экспертиза в расчете припусков на гальваническое покрытие: Мы заранее учли толщину гальванического покрытия, чтобы избежать заедания резьбы после нанесения покрытия.
3. Сборка и комплектация "под ключ": Мы не просто отгружали отдельные винты — мы предварительно собирали шайбы, проводили 100% проверку резьбы и упаковывали крепежные элементы, готовые к немедленному использованию на производственной линии.
4. Гибкость цепочки поставок в Шэньчжэне: в рамках передового производственного коридора Шэньчжэня бесперебойно координировались процессы производства шестигранных прутков из нержавеющей стали SUS303, высокоточной токарной обработки на станках с ЧПУ, автоматизированной ультразвуковой очистки и высококачественного гальванического покрытия.

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

В1: Почему для изготовления резьбовых стоек на заказ используется нержавеющая сталь SUS303?
Сталь SUS303 содержит добавки серы, благодаря чему является легкообрабатываемой аустенитной нержавеющей сталью. Она обеспечивает превосходную чистоту поверхности, чистое нарезание резьбы на швейцарских токарных станках и высокую коррозионную стойкость, оставаясь при этом практически немагнитной, что делает ее подходящей для использования в радиочастотной электронике.

В2: Как HONSCN предотвращает заедание резьбы после никелирования?
Никелевое гальваническое покрытие увеличивает толщину боковых поверхностей резьбы. Мы нарезаем наружную резьбу меньшего диаметра и внутреннюю резьбу большего диаметра, рассчитывая точное количество нанесенного слоя покрытия [например, допуски на диаметр шага до нанесения покрытия] . После нанесения покрытия резьба имеет ровный диаметр, соответствующий стандартным допускам класса 6g/6H.

В3: Может ли HONSCN предоставить предварительно собранные несъемные шайбы для нестандартного оборудования?
Да. Мы разрабатываем индивидуальные вырезы для плеча и шейки крепежа и используем автоматизированные станочные инструменты для надежной фиксации плоских шайб, шайб Бельвиля или разрезных пружинных стопорных шайб под головками крепежных элементов перед упаковкой.

В4: Каково типичное время выполнения производственного цикла из HONSCN в Шэньчжэне?
Первые опытные образцы изготавливаются на токарном станке, покрываются гальваническим покрытием и проверяются в течение 7-10 рабочих дней . Серийное производство (от 10 000 до 100 000 и более штук) осуществляется в течение 2-3 недель с экспресс-доставкой авиакурьером непосредственно на производственные предприятия в США и Европе.

Нужны прецизионные стойки для станков с ЧПУ или крепежные элементы на заказ?

Если вы занимаетесь проектированием корпусов для электроники высокой плотности, резьбовых прокладок на заказ или прецизионных токарных компонентов швейцарского производства, наша инженерная команда в Шэньчжэне готова вам помочь. Отправьте нам чертежи ваших компонентов (PDF) и 3D CAD-модели (STEP, IGES), и мы предоставим вам исчерпывающую информацию. Анализ проектных решений и предоставление конкурентного предложения в течение 24 часов .

• Услуги по обработке на станках с ЧПУ (Основная тема: Услуги по обработке на станках с ЧПУ)
• Обработка на станках с ЧПУ швейцарского типа (Основа: токарная обработка на станках с ЧПУ швейцарского типа)
• Высокоточная обработка нержавеющей стали (основа: обработка нержавеющей стали SUS303 на станках с ЧПУ)
• Крепежные элементы и сборочные комплекты на заказ (Anchor: изготовленные на станке с ЧПУ шестигранные стойки)