Die Bedeutung der nahtlosen Nietung am Wellen--Bohrungs-Verbindungspunkt in Messing-Stanz-Schalteranschlusszubehör und ihre Auswirkungen auf die elektrische Lebensdauer
Apr 08, 2026
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Im Herstellungsprozess elektrischer Produkte wie Relais und Schalter wirkt sich die Nietqualität der genieteten elektrischen Kontakte direkt auf die Leitfähigkeit, die Temperaturanstiegseigenschaften und die Lebensdauer des Produkts aus. Die Vernietung zwischen den Kontakten und dem Reed erfolgt typischerweise mit einer Stanzmaschine im freien Stauchverfahren. Die Ungleichmäßigkeit der freien Stauchverformung kann jedoch zu örtlich begrenzten Lücken zwischen dem Kontaktstab und dem Reed-Loch führen, was die Kontaktfläche des Schaft-{2}}Lochs verringert, den Übergangswiderstand erhöht, abnormale Temperaturanstiege verursacht und die Lichtbogenerosion verschlimmert, was letztendlich zu einem vorzeitigen Ausfall des Messing-Stanz-Schaltanschlusszubehörs führt. Dieser Artikel analysiert systematisch den Einfluss der Nietqualität auf die elektrische Lebensdauer anhand der Verformungseigenschaften des freien Stauchens und vergleicht die Vor- und Nachteile verschiedener Nietmethoden.
Verformungseigenschaften des freien Stauchens
Beim Stauchen eines zylindrischen Knüppels mit einer Flachnietmatrize fließt das Metall mit abnehmender Höhe kontinuierlich nach außen. Aufgrund der Reibung an der Matrizenoberfläche bilden sich im Verformungsbereich zwei schwer zu verformende konische Zonen. Diese beiden konischen Zonen wirken wie in einen starren Körper getriebene Keile und zerlegen die äußere Kraft in axiale und radiale Komponenten: Die axiale Komponente verursacht eine Druckverformung, während die radiale Komponente eine Stauchverformung erzeugt. Nach dem Stauchen hat der Knüppel ein trommelartiges Aussehen, was auch zu einem ungleichmäßigen inneren Fluss bei Custom Brass Stamping mit Nieten und Silberkontakt führt.
Nehmen wir als Beispiel den Verformungsprozess des Stabdurchmessers beim freien Stauchen eines Kupferstabs: Wenn das ursprüngliche Verhältnis von Länge-zu-Durchmesser 1,33 beträgt, nimmt das Verhältnis des mittleren Stabdurchmessers zum Endstabdurchmesser nach dem Stauchen zu, während das Verhältnis von Höhe-zu-Durchmesser abnimmt und die Trommelform ausgeprägter wird. Wenn das Verhältnis von Höhe-zu -Durchmesser 1 beträgt, beträgt dieses Verhältnis 0,056; Wenn das Verhältnis von Höhe-zu-Durchmesser 0,5 beträgt, erhöht sich das Verhältnis auf 0,078. Dies weist darauf hin, dass die Ungleichmäßigkeit der Stauchverformung für kundenspezifische Messing-Stanzkontaktteile für Wandsteckdosen umso größer ist, je kleiner das Verhältnis von Höhe-zu-Durchmesser ist.
Der Einfluss des freien Stauchens auf die Nietqualität
Die Ungleichmäßigkeit der freien Stauchverformung wirkt sich insbesondere auf die Nietqualität aus, indem nach dem Nieten örtliche Lücken zwischen Schaft und Loch entstehen. Dadurch wird verhindert, dass die Außenfläche des verformten Metalls vollständig mit dem Federloch in Kontakt kommt, wodurch die Kontaktfläche zwischen Schaft und Loch verringert wird. Die Größe und Lage dieser Lücken hängt eng mit Faktoren wie der Länge des Kontaktstabdurchmessers, dem Lochpassungsspiel der Welle, der Form der oberen Nietmatrize und der Nietmethode zusammen.
Wenn der Durchmesser der Kontaktstange zu lang ist oder das Lochpassungsspiel der Welle zu groß ist, nimmt die Gleichmäßigkeit der Stauchverformung zu, wodurch Instabilität, Biegung und Rissbildung während des Nietvorgangs wahrscheinlicher werden und die Kontrolle der Nietqualität erschwert wird. Kundenspezifische Messingprägung, vernietet mit Silberkontakt. Nietverfahren werden je nach Ausrüstung grob in zwei Kategorien eingeteilt: Stanznieten und Drücknieten. Zu den Stanznietkopfformen gehören flache Nietköpfe, konkave Nietköpfe und V-förmige Nietköpfe. Flache oder konkave Nietköpfe erzeugen beim Stanznieten die größte Reibung, was sich stark negativ auf die Nietqualität auswirkt. Bei Verwendung eines V--förmigen Nietkopfs ist die Kontaktfläche zwischen dem Kontaktstab und der Matrize klein, was zu einer geringeren Behinderung des Metallflusses auf der Rohlingsstirnfläche führt, die schwierig zu verformende Zone verringert und die Gleichmäßigkeit der Stauchverformung verbessert. Allerdings ist dieses Verfahren aufgrund der großen Stoßkraft des Nietdrucks anfällig für Biegungen und andere unerwünschte Verformungen und eignet sich nur für einseitiges Kontaktnieten.
Drücknieten und Stanznieten unterscheiden sich deutlich in ihrer Kraftausbeute. Drehnietmaschinen nutzen sowohl den axialen Abwärtsdruck bei einem bestimmten Schwenkwinkel als auch die radiale Rotationskraft, während Stanznietmaschinen nur vertikalen, nach unten gerichteten Axialdruck ausüben. Das Spinnieten sorgt für einen gleichmäßigen Materialfluss und eliminiert praktisch -zu-verformende Zonen. Darüber hinaus hat das Drücknieten einen geringeren Schlagdruck; Um den gleichen Nieteffekt zu erzielen, beträgt die erforderliche Kraft nur ein -Zehntel der Kraft beim Stanznieten, wodurch Risse, Biegungen, Stauchungen und andere unerwünschte Verformungen wirksam verhindert werden. Die resultierende Kontaktfläche ist ästhetisch ansprechend. Besonders wichtig ist die Wahl des Drücknietverfahrens beim doppelseitigen Kontaktnieten mit langen Stabdurchmessern.
Vergleichstests verschiedener Nietverfahren
Im Vergleichstest verschiedener Nietmethoden für das 32F-Relais wurden Kontakte derselben Spezifikation verwendet und sowohl Stanznieten als auch Drehnieten durchgeführt. Die Testlast war ebenfalls eine 10-Ampere, 250-Volt AC-Widerstandslast mit einer elektrischen Nennlebensdauer von 100.000 Zyklen. Die Prüfung der Kontaktquerschnitte vor dem Test ergab, dass nach dem Stanznieten ein erheblicher Spalt beim Zusammenpassen der Löcher der beweglichen und stationären Kontaktwelle vorhanden war, während nach dem Rotationsnieten die Verbindung der Löcher der beweglichen und stationären Kontaktwelle gut war.
Testergebnisse: Das stanz{0}}genietete Produkt versagte aufgrund von Adhäsion nach mehr als 50.000 Zyklen, während das rotierend-genietete elektrische Messing-Metallstanzteil für Steckdosenschalter eine elektrische Lebensdauer von über 100.000 Zyklen ohne Ausfall erreichte. Ein Vergleich der Kontakt- und Federhärte vor und nach dem Test zeigte, dass die Härte der gestanzten -genieteten Kontakte und Federn deutlich abnahm: Die Kontakthärte sank von 100 Hv auf 50 Hv, was einer Reduzierungsrate von 50 % entspricht; Die Federhärte sank von 165 Hv auf 128 Hv, was einer Reduzierung um 22 % entspricht. Die Härte der rotierenden -genieteten Kontakte und Federn blieb im Wesentlichen unverändert, mit Härtereduktionsraten von nur 1 % bzw. 0 %.
Experimentelle Ergebnisse zeigen, dass eine schlechte Vernietung des gestanzten Kontakts die Hauptursache für eine Überhitzung des Kontakts, eine Verschlechterung der elastischen Eigenschaften der Feder und letztendlich für ein vorzeitiges Schmelzschweißversagen des mit Silberkontakt vernieteten elektrischen Anschlussblocks aus Messing ist. Hinsichtlich der Beständigkeit gegen Schmelzschweißen ist das Rotationsnieten dem Stanznieten deutlich überlegen.
Bei elektrischen Produkten wie Relais und Schaltern ist die nahtlose Passung zwischen Schaft und Loch nach dem Vernieten der Kontakte entscheidend für die Gewährleistung der elektrischen Lebensdauer. Die Ungleichmäßigkeit der freien Stauchverformung ist die Hauptursache für Lücken. Im Vergleich zum Stanzen gewährleistet das Drehnieten durch die kombinierte Wirkung von Abwärtsdruck im Oszillationswinkel und radialer Drehung einen gleichmäßigen Materialfluss und eliminiert praktisch verformungsgefährdete Bereiche. Dies garantiert effektiv einen festen Sitz zwischen Welle und Loch und verbessert die elektrische Lebensdauer und Zuverlässigkeit des Produkts erheblich. Bei Produkten wie Schalterteilen, die mit Silberkontakten genietet werden, ist die Wahl des Drehnietens der Schlüssel zur Erzielung einer qualitativ hochwertigen Nietung.
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