Wenn ein Teil aus einem Rohling hergestellt wird, wissen wir, dass es eine Reihe von Prozessen durchlaufen muss, wie z. B. Drehen, Fräsen, Schleifen des Rohlings und natürlich eine Wärmebehandlung. Bei diesen Verfahren wird ersteres als Kaltumformung und letzteres als Warmumformung bezeichnet. Das Kontrollobjekt des Kaltbearbeitungsprozesses ist die physikalische Größe eines einzelnen Stücks, wie beispielsweise geometrische Abmessung, Präzision und so weiter. Diese sind einfach zu messen und sogar online zu überwachen. Mit der Entwicklung moderner Digitaltechnik wurde der Automatisierungsgrad stark verbessert, und jetzt wurden die Produktionseffizienz und Qualitätsstabilität der Kaltverarbeitung mit unverwechselbaren modernen Merkmalen voll zum Tragen gebracht.
Wärmebehandlung und thermische Bearbeitung hingegen nutzen die Änderungen in der Struktur und Form von Materialien bei einer bestimmten Temperatur, um ihre Eigenschaften wie Festigkeit und Zähigkeit zu verbessern. Diese Ziele können im Allgemeinen nicht online überwacht werden, und die allgemeine Organisationsänderung und Materialzusammensetzung, Reaktionstemperatur, Zeit und andere prozessbezogene, daher wird Wärmebehandlung und Verarbeitung einer Vielzahl von Prozessmodellen des Heizofens übernommen, z. B. Gesamtabschreckung, Anlassen, Aufkohlen und Abschrecken, Nitrid usw., es ist für eine Charge von Teilen bei der Bearbeitung und der Unterschied in der Kaltumformung.
Es gibt aber auch Wärmebehandlungsverfahren für Einzelteile, wie zum Beispiel die induktive Wärmebehandlung. Es ist eine schnelle, effiziente, energiesparende, umweltfreundliche Verarbeitungsmethode mit geringerer Umweltverschmutzung und eine einfache und kalte Verarbeitungslinie. Daher muss die moderne Induktionswärmebehandlung einige moderne Eigenschaften aufweisen, die der Kaltverarbeitung ähneln.
1. Produktionsorganisation
Effizienz und Nutzen sind das Ziel moderner betrieblicher Produktionssteuerung. Die moderne Induktionswärmebehandlungsproduktion basiert gemäß dem Automatisierungssystem auch auf einer bestimmten Charge von Teilen durch die wissenschaftliche Organisation, um Effizienz und Nutzen zu erzielen.
Zuallererst die Anforderungen des Produktionsprogramms, dh das Ziel der Chargenverarbeitung und die zulässigen Verarbeitungsstunden. Beispiel: Für ein Produkt beträgt das jährliche Produktionsprogramm 1 Million Stück, die jährliche Arbeitszeit 250 Tage, 1 Schicht pro Tag, jede Schicht 8 Stunden, dann beträgt der zulässige theoretische Produktionsschlagwert für jedes Produkt (250 × 1 ×8×3600) /1000000 = 7.2s/Stk. Tatsächlich wird in der Produktion nicht produktiver Zeitverbrauch wie Gerätewartung, Produktionsvorbereitung, Personalwechsel, Maschinenausfall und Abfall im Allgemeinen reserviert, was in die Betriebsrate der Geräte, wie 95 %, und den zulässigen Wert übersetzt wird Die Beat-Nachfrage für jedes Produkt beträgt 6.84 s / Stück.
Führen Sie gemäß dem obigen Produktionsprogramm die Gerätekonfiguration und die Produktionsorganisation durch. Wenn das Tempo der konfigurierten Ausrüstung weniger als 6.84 s/Stück beträgt, kann eine Ausrüstung die Anforderungen der Produktion in einer Schicht erfüllen. Wenn die konfigurierte Ausrüstung mehr als 6.84 s/Stück schlägt, können Sie längere Arbeitszeiten wie 2 oder 3 Schichten pro Tag in Betracht ziehen; Oder erhöhen Sie die Anzahl der Geräte oder die Anzahl der Arbeitsstationen, von einer auf zwei Geräte, die oder zwei Arbeitsstationen gleichzeitig verarbeiten.
Aufgrund der hohen Effizienz der Induktionswärmebehandlung, insbesondere einiger Induktionswärmebehandlungsgeräte und der Produktionslinie für die Kaltverarbeitung, stellt das Werkstattlogistiksystem daher auch entsprechende Anforderungen an Induktionsabschreckgeräte. Auch moderne Logistikeinheiten wie Beschickungsautomaten, Manipulatoren und Roboter tauchen in der Induktionswärmebehandlungsanlage auf und sind über die serienmäßige Datenschnittstelle mit der Steuerung der Maschine verzahnt. Abbildung 1 ist der Induktionshärtungsort einer Werkstatt, einschließlich eines Transferportal-Manipulators, durch einen kollinearen Manipulator-Transferwerkstück.
2. Automatische Induktionslöschmaschine, flexibles Bearbeitungszentrum
Die Induktionswärmebehandlung wird durch die Induktionserwärmung des Induktors und der Oberfläche des Werkstücks mit entsprechender Kühlung erreicht. Der Bearbeitungsprozess erfordert, dass der Sensor relativ zum Werkstück positioniert, gescannt und bewegt wird, wobei das Werkstück auch rotieren, indexieren und andere entsprechende Aktionen ausführen muss. Mit der Anwendung der NUMERISCHEN Steuerungstechnologie kann die Induktionswärmebehandlungsmaschine die Prozessautomatisierung als kalte Werkzeugmaschine realisieren.
Wie ein kaltflexibles Bearbeitungszentrum kann eine Induktionswärmebehandlungsmaschine nicht nur eine Einzelprozessbearbeitung durchführen, sondern auch eine kombinierte Multiprozessbearbeitung. Zum Beispiel, einige Induktionswärmebehandlungssysteme, eine Karte, um das Abschrecken, Härten der Compound-Verarbeitung abzuschließen; Es gibt auch einige Induktionswärmebehandlungssysteme, die das Abschrecken und Anlassen mehrerer Teile vervollständigen können; Sogar während des Verarbeitungsprozesses werden die Teile umgedreht und mit KARTEN beladen und zum Abschrecken usw. umgedreht. Abbildung 2 zeigt die Teile der automatischen Ausgleichswelle und ihre Induktionswärmebehandlungsausrüstung. Dieses Teil muss mehrere Stufenwellendurchmesser abschrecken und anlassen. Aufgrund der großen Querschnittsänderung verwendet dieses System einen Duplex-Induktor zum Abschrecken seiner verschiedenen koaxialen Hälse, einen Induktor zum Abschrecken der Zahnradoberfläche und einen Induktor zum Tempern des gesamten Teils. Anders als bei der Kaltbearbeitung werden die kombinierten unterschiedlichen Bearbeitungsvorgänge nicht durch einen automatischen Messerwechsel, sondern durch die Übergabe an verschiedene Stationen zur Bearbeitung abgeschlossen. Das gesamte System besteht aus 3 Hochfrequenzstromquellen, die von einer SPS gesteuert werden.
Um automatische Abschreckwerkzeugmaschinen für die Verarbeitung zu verwenden, müssen diese Folgendes aufweisen: Werkzeugmaschinen haben eine hohe Zuverlässigkeit; Die Werkzeugmaschine hat eine hohe Positionsgenauigkeit und Bewegungsgenauigkeit; Hohe Präzision und gute Austauschbarkeit der Schneidwerkzeuge (Prozesswerkzeuge); Die Verarbeitungstechnologie wird im Voraus festgelegt.
Aufgrund der unterschiedlichen Arbeitsbedingungen und Verarbeitungsmodi hat das Automatisierungssystem für die Induktionswärmebehandlung mehr Anforderungen als:
(1) Da das Abschrecken Erhitzen und Abkühlen erfordert, wird der Arbeitsbereich durch Wasser, Abschreckflüssigkeit, Dampf, elektromagnetische und andere Schadstoffe verunreinigt. Diese Faktoren sollten bei der Zuverlässigkeitsauslegung von Werkzeugmaschinen berücksichtigt werden, und die verwendeten Struktur- und Komponentenmaterialien sollten diese Verschmutzung vermeiden oder nicht durch diese beschädigt werden.
(2) Das bei der Verarbeitung verwendete „Werkzeug“ umfasst nicht nur Sensoren, sondern auch Löschwaffen. Im Ausland wird es allgemein als Prozesswerkzeuge bezeichnet. Wie bei Kaltarbeitswerkzeugen wird dies in der Regel von einem professionellen Hersteller angepasst. Prozesswerkzeuge sollten eine wiederholbare Montagepräzision aufweisen, um die Anforderungen einer schnellen Kartenmontage zu erfüllen.
(3) Die Vorbestimmung der Verarbeitungstechnologie bedeutet, dass der Prozessentwicklungsprozess im Voraus Teilematerialien, Maßgenauigkeit, geometrische Abmessungen und Genauigkeit des Sensors, Stromversorgungsparameter, Kühlparameter und korrekte Wärmebehandlungsergebnisse festlegen muss.
(4) Daher ist die Zuverlässigkeit der Werkzeugmaschine nicht nur die Zuverlässigkeit und Genauigkeit von Struktur und Bewegung, sondern auch die Steuerbarkeit und Zuverlässigkeit von Stromversorgung und Last, Kühlung und Abschrecksprühsystem.
Worauf wir hier achten müssen, ist, dass die Hauptlücke zwischen unseren einheimischen Produkten und den internationalen fortschrittlichen ähnlichen Geräten darin besteht, dass diese Eigenschaften nicht gelöst wurden. Zum Beispiel denken wir bei In-Prozess-Werkzeugen oft nur an Sensoren, erwähnen aber nicht die Genauigkeit und Zuverlässigkeit des „Werkzeugs“, um das „Werkzeug“ zu verstehen, der Spezialisierungsgrad reicht nicht aus. Der heimische „Sensorbegleiter“ leistet Hilfestellung für die hohe Präzision und Austauschbarkeit von Prozesswerkzeugen für die Induktionswärmebehandlung.
3. Digitales Qualitätskontrollsystem und Fernüberwachung
Die Effizienz und Chargenmenge der modernen Verarbeitung erfordern eine umfassendere Qualitätskontrolle, zeitnaher und näher am Verarbeitungsprozess, da jeder Qualitätsunfall, der nicht rechtzeitig gefunden und behandelt wird, zu Massenausschuss führt, der Verlust wird vergrößert. Die Erhöhung der Kontrollpunkte beeinträchtigt nicht die Effizienz, die von dem digitalen Qualitätskontrollsystem profitiert.
Ein modernes digitales Qualitätskontrollsystem für die Induktionswärmebehandlung wurde von Anfang an in die Logistik eingebaut. Einschließlich Werkstückidentifikation, Zählung, Ausrüstung und Bestätigung von „Prozesswerkzeugen“ und Produktion von Endprodukten, Identifizierung, Energieverbrauchsstatistik, Online-Überwachung und Aufzeichnung, die Online- oder Offline-Datenabruf ermöglichen.
Die Online-Qualitätskontrolle des Werkzeugmaschinensystems umfasst neben den Grundfunktionen kalter NC-Werkzeugmaschinen auch die Überwachung und Aufzeichnung der Prozessparameter des Aufheizens und Abkühlens durch induktive Wärmebehandlung. Dazu muss das Netzteil über eine digitale Steuerschnittstelle, Temperatur, Durchfluss und andere Mediendaten mit digitalen Instrumenten verfügen. Die Prozessvorfertigung der Induktionswärmebehandlung besteht darin, diese Qualitätskontrollsignale und das zulässige Schwankungsintervall im System durch das Programm einzustellen, ein Qualitätskontrollpaket zu bilden und die Betriebsparameter und Prozessparameter aufzuzeichnen.
Mit der weit verbreiteten Einführung des Netzwerks können die Echtzeitdaten dieser Qualitätskontrollpakete aus der Ferne abgerufen und aufgezeichnet werden, was nicht nur die Qualitätsverfolgung des übergeordneten Datenverwaltungssystems erleichtert, sondern es auch Experten aus der Ferne ermöglicht, die Daten zu diagnostizieren und wiederherzustellen Die Maschine fällt aus, wodurch die Ausfallzeit erheblich reduziert und die Auslastung der Ausrüstung verbessert wird.
4. Gute Prozesssicherheit, ersetzt (Aufkohlen, Nitrieren etc.) eine Vielzahl herkömmlicher Wärmebehandlungsverfahren
Die meisten Wärmebehandlungsprozesse verwenden einen Heizofen, der Wärmebehandlungsprozessmodus ist im Allgemeinen lang und verwendet häufig eine Offline-Verarbeitung, sodass er sich stark vom modernen Produktionsmodus der Kaltverarbeitung unterscheidet. Herkömmlicherweise kann und wird die induktive Wärmebehandlung aufgrund der lokalen Bearbeitung der Einzelteile nur für weniger wichtige Teile oder Kleinserienteile unter Verwendung dieser Technik als ergänzendes Mittel zur konventionellen Wärmebehandlung angesehen, und die Prozesssicherheit ist aus verschiedenen Gründen schlecht Wiederholbarkeit, die zu einem schmalen Bereich führen kann, ist die Effizienz schlecht.
Moderne Induktionswärmebehandlung aufgrund der Verbesserung der Prozesszuverlässigkeit, Tragfähigkeit wird von Designern bestätigt, so dass in immer mehr Fällen anstelle von Aufkohlen, Abschrecken, Nitrieren und anderen Mainstream-Prozessen die Effizienz erreicht wird, der Vorteil der doppelten Ernte. Nicht nur bei kleinen und mittleren Lasten wie Autos, sondern auch bei einigen schweren Lasten wie Windkraft und Lokomotiven. Beispielsweise wurden die von einem chinesischen Unternehmen hergestellten Windkraftgetriebe mit großem Durchmesser mit Modulen von 10 bis 26 und Durchmessern von 2000 bis 3500 mm ursprünglich alle aufgekohlt, abgeschreckt und nitriert und dann auf Induktionswärmebehandlung umgestellt, die Effizienz wurde erheblich verbessert, die Materialkosten und Verarbeitungskosten wurden erheblich reduziert und die Vorteile waren sehr gut.
5. Fazit
Die Vorteile der schnellen, effizienten, energiesparenden und geringeren Umweltverschmutzung der Induktionswärmebehandlung wurden unter der Bedingung moderner Technologie voll zum Tragen gebracht. In China haben viele ausländisch finanzierte Unternehmen und einige hochwertige inländische Unternehmen direkt ausländische moderne Induktionswärmebehandlungsanlagen übernommen und dadurch Vorteile in Bezug auf Effizienz und Effizienz erzielt. Auch inländische Induktionswärmebehandlungsanlagen haben in den letzten Jahren große Fortschritte im Automatisierungsgrad gemacht, aber es gibt noch einige Lücken in der Zuverlässigkeit und Prozessstabilität und auf internationalem Niveau. Es wird davon ausgegangen, dass die Induktionswärmebehandlungstechnologie nur durch das Auffüllen dieser Lücken weit verbreitet sein wird.
