Presse di assemblaggio: Perni e Spine

Nel classico gioco Pin the Tail on the Donkey, i giocatori usano una puntina per attaccare la coda all'asino. Su un asino giocattolo di metallo o di plastica, tuttavia, una puntina non sarebbe in grado di tenere la coda in posizione, soprattutto se ha bisogno di muoversi in qualche modo. Una scelta migliore per questa applicazione è una spina di riferimento in metallo solido.

"I perni di riferimento sono ampiamente utilizzati per l'allineamento, ma possono anche funzionare egregiamente come superficie di appoggio per la rotazione", spiega Mike Apsey, direttore dell'ingegneria e dello sviluppo del prodotto presso Driv-Lok Inc. "Un altro vantaggio è che possono essere rimossi e sostituiti dal utente finale senza distorsioni."

Driv-Lok produce spine di riferimento dall'inizio degli anni '60 e spine con scanalatura dal 1941. Quest'ultimo tipo di spina presenta tre scanalature equidistanti attorno alla circonferenza.

Alcuni anni fa, un fornitore automobilistico di primo livello di attuatori aveva bisogno di un dispositivo di fissaggio per fissare una piccola copertura in plastica all'alloggiamento protettivo in alluminio di un attuatore. Il dispositivo di fissaggio doveva inoltre garantire la connettività in tutte le condizioni atmosferiche e impedire la rotazione dell'attuatore.

Il team Enginomics di Driv-Lok ha sviluppato un perno scanalato di tipo U in miniatura che viene premuto nell'alloggiamento attraverso la copertura in tre punti. I perni impediscono qualsiasi movimento della copertura e dell'attuatore, garantendo al tempo stesso la connettività. Inoltre, secondo Apsey, i perni vengono automaticamente inseriti nella vasca della pressa per ridurre i costi di installazione.

Le scanalature e le spine di centraggio sono solo due delle tante che i produttori utilizzano per assemblare parti diverse come motori di veicoli, pistoni di compressori e portacipria per cosmetici. Altrettanto importanti per i produttori sono i tasselli metallici, che garantiscono il corretto allineamento dei componenti di accoppiamento con una preparazione minima del foro.

Sia i perni che i tasselli sono convenienti, si installano facilmente e hanno una storia di successo decennale. Non c'è da stupirsi che siano sempre più popolari tra i produttori di un'ampia gamma di settori, in particolare quello automobilistico, dei dispositivi medici e del tempo libero.

Per l'assemblaggio vengono utilizzati molti tipi di perni e sono classificati come pieni o cavi, con forma simmetrica o asimmetrica. I perni simmetrici solidi includono tassello, scanalato, zigrinato, spinato e ferrolo. Le versioni a testa piatta e rotonda di questi perni, noti anche come borchie, sono considerate asimmetriche.

I perni cavi simmetrici sono scanalati e hanno una molla a spirale. Tutti i tasselli sono cavi simmetrici con corpo diviso o senza giunzioni.

Perni e tasselli misurano da 0,03125 a 1,5 pollici di diametro e fino a 6 pollici di lunghezza. Sono comunemente realizzati in acciaio a basso tenore di carbonio o inossidabile, varie leghe, alluminio, ottone o titanio. Le finiture includono passivato, non passivato e ossido nero.

La spina di centraggio è un cilindro liscio di metallo, sebbene possa essere smussato su ciascuna estremità per facilitare l'inserimento. Questo perno è generalmente temprato e prodotto con diametri e lunghezze frazionarie precise e utilizzato come cerniera, albero o perno per posizionare o tenere insieme le parti.

Il perno di centraggio resiste alla forza di taglio maggiore di qualsiasi perno di fissaggio. È preferibile per assemblaggi ad alta produzione perché non richiede hardware di fissaggio aggiuntivo per l'inserimento o operazioni secondarie.

Secondo Apsey, le scanalature di un perno scanalato sono formate da un'operazione di ricalcatura in cui tre utensili penetrano nel diametro nominale del metallo del perno a intervalli di 120 gradi. Questa penetrazione sposta una quantità controllata di metallo su ciascun lato dell'utensile per scanalatura, formando una porzione rialzata lungo il lato di ciascuna scanalatura.

"Questo tipo di perno è ottimo per giunti permanenti o per quelli che richiedono rotazione o rotazione, nonché per il posizionamento di parti", afferma Apsey. "Molti produttori preferiscono utilizzare perni scanalati rispetto alle viti in assemblaggi regolarmente esposti a vibrazioni elevate."

I perni zigrinati sono disponibili con zigrinature diritte, elicoidali o a forma di diamante. A differenza di una spina di centraggio diritta, dove la ritenzione è garantita dall'interferenza uniforme tra la spina e il foro, le spine zigrinate sono progettate per tagliare i componenti ospitanti, osserva Christie Jones, direttore marketing e vicepresidente di SPIROL International Corp. Tuttavia, nessuna delle due spine zigrinate né i perni scanalati richiedono le tolleranze strette necessarie per le spine di centratura massicce di precisione.