Die Induktionswärmebehandlung ist aufgrund ihrer umweltfreundlichen, hohen Effizienz, Energieeinsparung und einfachen Zusammenstellung der Produktionslinie zu einem der wichtigsten Mittel der modernen Wärmebehandlung geworden. Der Autor hat die Eigenschaften der modernen Induktionswärmebehandlung in früheren Artikeln erörtert, von denen viele mit den Eigenschaften der modernen Kaltverarbeitung übereinstimmen, die derzeit der einzige effiziente Wärmebehandlungsprozess ist, der der Produktionsstruktur der Kaltverarbeitung ähnelt. Obwohl China zu einer weltweiten Fertigungsmacht geworden ist, ist die CNC/CAM-Technologie in der mechanischen Fertigung weit verbreitet, insbesondere in der Kaltbearbeitung, und die Produktionsorganisation und Qualitätskontrolle verfügen über eine recht ausgereifte Technologie und einen ausgereiften Modus, aber im Vergleich zur mechanischen Bearbeitung weist die Induktionswärmebehandlung eine große Lücke auf in der Produktionsorganisation und Qualitätsleittechnik.
In diesem Artikel werden die Ähnlichkeiten zwischen der induktiven Wärmebehandlungstechnologie und der Kaltbearbeitungstechnologie wie dem Schneiden von Teilen verglichen und die Methoden der Produktionsorganisation und des Qualitätsmanagements vorgestellt, um das Anwendungsniveau der induktiven Wärmebehandlung zu verbessern.
1. Einzelstückverarbeitung
Es gibt zwei Arten von Wärmebehandlungsmodi: Einzelverarbeitung und Stapelverarbeitung. Die Induktionswärmebehandlung ist ein Einzelstückverarbeitungsmodus, während andere Wärmebehandlungsverarbeitungen unter Verwendung eines Heizofens ein Chargenverarbeitungsmodus sind. Bei der Induktionswärmebehandlung wird die Induktionswärmebehandlung jedes Teils einzeln durchgeführt, unabhängig davon, wie groß die Produktionskapazität des Unternehmens ist. Und die einzige Möglichkeit, die Produktivität zu steigern, besteht darin, die Anzahl der Bearbeitungseinheiten zu erhöhen, z. B. Simplex-Werkzeugmaschinen, um die Anzahl der Werkzeugmaschinen zu erhöhen; Werkzeugmaschinen mit mehreren Stationen erhöhen die Anzahl der Stationen.
Der Vorteil der Stapelverarbeitung besteht in der Erhöhung der Produktionskapazität, bringt jedoch auch den Nachteil der Qualitätskontrolle mit sich. Beispielsweise können Sie den Status eines der Produkte nicht steuern, also können Sie die Qualität eines der Produkte nicht steuern. Um sicherzustellen, dass die Verarbeitungsergebnisse der gleichen Charge von Teilen konsistent sind, verbessern Sie nur die Gleichmäßigkeit des Ofenzustands, z. B. Temperaturgleichmäßigkeit, Gleichmäßigkeit der Atmosphäre usw.; Auch die Zahl der kontrollierten Proben muss erhöht werden. Aber der Ofen, weil er die Struktur auf dem ungleichen Geschlecht hat, hat er den Eingang und den Ausgang, Ecke, um zu warten, will vollständig sogar erreichen, ist unmöglich.
Die individuelle Verarbeitung hat einzigartige Vorteile in der Qualitätskontrolle, die jedes Stück überwachen und die Rückverfolgbarkeit der Produktqualität realisieren kann. Nach Abschluss der Bearbeitung kann auch Stück für Stück besichtigt werden.
Die Kaltbearbeitung der Teile übernimmt vollständig den Einzelstück-Bearbeitungsmodus. Und die Qualitätskontrolle von Kaltbearbeitungsteilen war ein sehr vollständiges System und Implementierungsmaßnahmen, insbesondere die Anwendung von CNC- und CAM-Technologie, so dass die Genauigkeit der Online-Bearbeitungsqualität von Teilen erheblich verbessert wurde und die Verarbeitungskonsistenz von Teilen ebenfalls sehr hoch ist gut. Auch beim Induktionshärten kommen zunehmend CNC- und CAM-Technologien zum Einsatz. Solange wir den ausgereiften Produktionsorganisationsmodus der Kaltverarbeitung übernehmen, kann daher auch die Produktqualitätskonsistenz der Induktionswärmebehandlung erheblich verbessert werden.
Ein weiterer Vorteil der Induktionswärmebehandlung besteht darin, dass die Produktionsorganisation nach Takt konfiguriert ist, die Arbeitsstunden genehmigt und die Kosten genau kontrolliert werden.
2. Grenze der Bearbeitungsabweichung (Toleranz)
Um die Konsistenz einzelner Bearbeitungsergebnisse zu kontrollieren, wird bei der Kaltbearbeitung Toleranz verwendet. Dies gilt auch für die Induktionswärmebehandlung, was aus den technischen Zeichnungsmarkierungen der Teilprodukte ersichtlich ist.
FEIGE. 1 Das Aussehen eines bestimmten Flanschtyps ist bekanntermaßen mit detaillierten Toleranzen für sowohl axiale als auch radiale Abmessungen in bearbeiteten Zeichnungen gekennzeichnet. Das Bearbeitungsmuster des Induktionshärtens ähnelt dem des Induktionshärtens (siehe Abbildung 2). In der Abbildung ist nicht nur die Konturlinie der Härteschicht dargestellt, sondern auch die entsprechende Abweichung. Der Begriff „Abweichung“ wird hier verwendet, um „Toleranzen“ zu unterscheiden, nicht nur wegen Unterschieden in der Kalt- und Warmbearbeitung, sondern auch wegen der großen Unterschiede in ihrer Größe. Beispielsweise beträgt die effektive Tiefe (SHD) der gehärteten Schicht 2.6 + 0.8 mm; Darunter ist 2.6 mm die grundlegende erforderliche Tiefe der Abschreck- und Härtungsschicht (Nennwert, untere Differenz), während +0.8 mm die zulässige obere Differenz ist. In ähnlicher Weise beträgt die effektive Tiefe (SHD) der Härtungsschicht 1.1 + 1.8 mm; Darunter ist 1.1 mm die Nenntiefe (untere Differenz) der erforderlichen Härtungsschicht, während +1.8 mm die zulässige obere Differenz ist. Die Härteschicht beträgt am Anfangspunkt in axialer Richtung 1.71 + 3 mm; Die Härteschicht beträgt am radialen Anfangspunkt 26+5mm.
Abbildung 1. Beispielflansch
FEIGE. 2 Beispiel für die Verteilung der abgeschreckten Härteschicht und Abweichung der Flansche
Die Maßtoleranz der Teile stellt die Montagekonsistenz bei der Montage sicher; Die Bearbeitungsabweichung der Induktionshärtungsschicht gewährleistet die Konstanz der Tragfähigkeit und sogar die Konstanz der Verformung. Wir wissen, dass wenn die Härteschichttiefe größer als die Eindringtiefe ist, die Tragfähigkeit der Teile kein Problem und der Serviceprozess sicher ist. Daher wird in China in den bisherigen umfangreichen Musteranforderungen für Induktionsabschreckverfahren nur der Mindestwert der gehärteten Schicht festgelegt. Mit zunehmender Härteschichttiefe nehmen jedoch Eigenspannungen und Verformungen zu und in Sonderfällen sogar Risse. Daher schreiben die Anforderungen der modernen Induktionswärmebehandlungs-Feinbearbeitung nicht nur den unteren Fehler, sondern auch den zulässigen oberen Fehler vor. Obwohl die Größe der Abweichung (mm) viel größer ist als die der Kaltumformung (m).
3. Induktionsspulen und Messer
Der Induktor ist das „Werkzeug“ der Induktionswärmebehandlung, relativ zum Schneidwerkzeug des Teils. Um die Konsistenz des Schneidprozesses zu erreichen, hat der Technologe ein sehr hohes Verständnis für das Messer. Und wir wissen nicht genug über die Höhe der Sensoren. Neben einigen internationalen Unternehmen bestellen viele chinesische Unternehmen die Sensoren nicht einmal bei professionellen Unternehmen und bleiben dennoch im „autarken“ Handwerksmodus des Meisters mit Lehrlingen. Aber auch in professionellen Unternehmen variieren die Design- und Produktionsstandards von Sensoren, und es gibt keine Austauschbarkeit. Weil wir keinen Industriestandard für das Design und die Herstellung von Sensoren haben.
Wir sind der Meinung, dass Sensoren ebenso wie Messer eine Reihe gemeinsamer Merkmale aufweisen können, darunter:
(1) Im Allgemeinen mit speziellen Materialien, speziellem Design für die Verarbeitung von Teilen und Verarbeitungstechnologie hergestellt. So wie Schneidwerkzeuge aus speziellen Materialien bestehen, müssen Sensoren aus speziellen Materialien hergestellt werden. Die Hauptfunktion des Induktors der Induktionswärmebehandlung besteht darin, eine bestimmte Form des elektromagnetischen Felds zu erzeugen, das mit dem Teil des zu erwärmenden Werkstücks gekoppelt ist, um eine bestimmte Form der Verteilung des Wirbelstroms zu erzeugen und schließlich das Abschrecken zu erreichen. Daher muss der Induktor mit der guten Leitfähigkeit der Spule arbeiten. Gleichzeitig erfordert die elektromagnetische Kraft beim induktiven Wärmebehandlungsprozess eine gewisse Steifigkeit des Induktors. Gleichzeitig ist kombiniertes, reines Kupfer in Anbetracht der wirtschaftlichen Natur der Materialien in der Industrie als erste Wahl anerkannt. Die häufig verwendete reine Bronzezahl ist T2. In einigen Spezialanwendungen wird sauerstofffreies Kupfer gewählt, da es die Leitfähigkeit stark verbessern kann.
(2) Hohe Fertigungsgenauigkeit und Prozessgenauigkeit. Mit der Entwicklung der Fertigungsindustrie wurde die manuelle Herstellung von Schneidwerkzeugen durch eine spezialisierte mechanisierte Serienfertigung ersetzt. Allerdings befindet sich der größte Teil der Sensorfertigung in Chinas induktiver Wärmebehandlungsindustrie noch im Stadium der manuellen Fertigung, die stark vom Hersteller abhängig ist und offensichtlich nicht in der Lage ist, die Anforderungen einer modernen Verarbeitung zu erfüllen. In den letzten Jahren sind immer mehr Mechaniksensoren zur ersten Wahl von Massenproduktionsunternehmen geworden.
(3) Die „Werkzeugbasis“ der Werkzeugmaschine ist ein weiteres Merkmal der effizienten Bearbeitung moderner Werkzeugmaschinen. Um eine effiziente und zuverlässige Produktion zu realisieren, kann auf die Sensorbibliothek der Werkzeugmaschine zurückgegriffen werden. Obwohl der Sensor nicht so oft ausgetauscht wird wie das Bearbeitungszentrum, ist es vollkommen richtig, die Sensorbibliothek gemäß den Anforderungen an die Verwaltung der Werkzeugbibliothek zu verwalten. Dies erfordert, dass der Sensor Form, Größenkonsistenz, Design- und Fertigungsstandardisierung sowie gute Austauschbarkeit aufweist. Ein kundenspezifischer Sensor oder Mechanismussensor eines professionellen Unternehmens ist einfach, die Anforderungen zu erfüllen.
(4) Hochpräzise Verbindung und schnelle Austauschfunktion. Eines der typischen Merkmale der Werkzeugstandardisierung ist die Standardisierung von Werkzeuggriffen (siehe Abbildung 3). Dies hat international mehrere Standardserien gebildet. Es ist das Herzstück für schnellen Werkzeugwechsel, zuverlässige Verbindung und hochpräzise Positionierung. Sensorkonnektivität ist nicht in diesem Umfang standardisiert, und es gibt keinen einheitlichen Standard. Derzeit arbeiten einige internationale Unternehmen für Induktionswärmebehandlung an diesem Aspekt, und es gibt auch standardisierte Produkte, die in China eingeführt werden. Beispielsweise ist unser patentiertes Produkt „Sensor Companion“ (siehe Abbildung 4) eine effektive Wahl für einen schnellen Sensoraustausch und eine standardisierte Produktion.
(5) Die Lebensdauer bezieht sich auf die Verarbeitungsmenge. Wenn eine bestimmte Anzahl von Werkzeugen bearbeitet wurde, hat das „Werkzeug“ seine Lebensdauer erreicht. Dies gilt sowohl für Schneidwerkzeuge als auch für Sensoren. Während der Bearbeitung besteht zwar kein Kontakt zwischen Induktor und Werkstück, aber auch wiederholtes An-Aus und Aus-Aus sowie Kälte- und Hitzeermüdung führen zu dessen Ausfall, der durch einen neuen ersetzt werden muss. Dies erfordert wiederum, dass die Fertigungsgenauigkeit des Sensors so gut ist wie die Austauschbarkeit des Werkzeugs.
Abbildung 3. Beispiel eines Standardgriffs
Abbildung 4. Beispiel eines standardmäßigen Sensorschuhs
4. Die Werkzeugmaschine
Ob Induktionswärmebehandlung oder schneidende (kalte) Verarbeitung, die Durchführung der Verarbeitung erfolgt durch die Maschine. Werkzeugmaschinen mit Induktionsabschreckung und Werkzeugmaschinen zur Kaltbearbeitung haben viele Gemeinsamkeiten, haben aber auch entsprechende Besonderheiten. Vergleicht man die typischen Eigenschaften der beiden Arten von Werkzeugmaschinen, berühren sich die beiden Arten von Werkzeugmaschinen neben dem Sensor und dem Werkstück nicht, keine Schneidkraft, so dass die Tonnage der Induktionsabschreckmaschine relativ leicht ist, die anderen Merkmale von der Maschinenhost ist sehr ähnlich. Die auf dem Gebiet der Kaltbearbeitungs-Werkzeugmaschinen angewandte Hoch- und Neutechnologie wurde mehr und mehr auf Induktionshärtungs-Werkzeugmaschinen angewendet. Zum Beispiel numerische Steuerungstechnologie, Netzwerkmanagement, flexibles Bearbeitungszentrum und so weiter. Linearbewegungseinheit, Standard-Indexier-Dreheinheit, Zentralschmierung usw. werden häufiger in der Struktur von Werkzeugmaschinen verwendet. Außerdem wird der Induktionsabschreckverarbeitungsbereich auch durch das Spritzen der Abschreckflüssigkeit korrodiert, so dass der Bereich, auf den die Abschreckflüssigkeit spritzen kann, im Allgemeinen aus rostfreien Materialien hergestellt ist.
Bei der Werkzeugmaschinen-Hilfsmaschine ist der Unterschied größer, wirkt sich aber nicht auf den Betriebsmodus aus. Die Hilfsmaschine der Schneidemaschine spielt eine Rolle bei der Sicherstellung des effektiven Betriebs der Hauptmaschine, die vorschriftsmäßig gewartet werden muss und im Allgemeinen nicht am Qualitätsmanagement von Produkten teilnimmt. Die Hilfswerkzeugmaschinen für die Induktionswärmebehandlung, einschließlich Induktionsheizstromversorgung und Abschreckflüssigkeits-Umlaufkühlsystem, stehen in direktem Zusammenhang mit dem Produktqualitätsmanagement, das überwacht und kontrolliert werden muss. Die Regelgenauigkeit beeinflusst die Verarbeitungsqualität der Induktionswärmebehandlung. Daher sollten das Investitionsbudget und das Kostenbudget des Produktionsbetriebs separat garantiert werden.
5. Arbeitsverfahrenskapazität der Werkzeugmaschine Cpk
Im Produktionsprozess ist die Schwankung des Produktverarbeitungsindex unvermeidlich. Gegenwärtig werden mehr CNC-Werkzeugmaschinen in der Kaltbearbeitung und Induktionswärmebehandlung eingesetzt, und der Index zur Bewertung der Verarbeitungskapazität von CNC-Werkzeugmaschinen wird auch in die Bewertung von Induktionsabschreckungs-Werkzeugmaschinen eingeführt.
Die Prozessfähigkeit ist das Verhältnis der zulässigen maximalen Schwankungsbreite der Prozessleistung eines Prozesses zur Normalabweichung des Prozesses. Die Prozessfähigkeitsuntersuchung soll den Grad der Konformität dieser Merkmale mit der Spezifikation bestätigen, um sicherzustellen, dass die Fehlerrate nicht spezifikationskonformer Fertigprodukte über dem geforderten Niveau liegt, als Grundlage für eine kontinuierliche Verbesserung der Verarbeitung.
Modernes Qualitätsmanagementsystem, insbesondere für Unternehmen zur Durchführung von ISO9000, QS9000 und anderen Qualitätsmanagement-Zertifizierungsanforderungen, Cpk zur Durchführung einer Bewertung der Produktionskapazität. Cpk ist die Abkürzung für den Complex Process Capability Index, der die Fähigkeit des Prozesses angibt, die Zielgenauigkeit zu gewährleisten. Die beigefügte Tabelle ist ein Beispiel für die Cpk-Wert-Anforderungen eines Unternehmens an die Verarbeitungskapazität von Werkzeugmaschinen mit Induktionsabschreckung, bevor sie in die Produktion gehen. Cpk ist die Neutralisierung von Genauigkeit und Präzision, je größer desto besser.
Gegenwärtig wird Cpk verwendet, um die Bearbeitungskapazität von Werkzeugmaschinen zur Induktionswärmebehandlung in kontinuierlichen Produktionslinien zu messen. Speziell für die Wärmebehandlung von Teilen in der Automobilindustrie von Geräten zur Induktionsabschreckung. Da die Erkennung von Wärmebehandlungsindikatoren (unabhängig von Härte und Tiefe der abgeschreckten Schicht) des Werkstücks viel komplizierter ist als die Erkennung geometrischer Abmessungen, sind vor der Erkennung meistens ein Probenschneiden und eine metallografische Präparation erforderlich. Daher erfordert die Berechnung des Cpk-Wertes für eine Nenngröße viel mehr Arbeits- und Prüfaufwand als die Kaltverformung für die gleiche Anzahl von Proben, die besondere Aufmerksamkeit erfordert.
6. Lernen Sie aus dem Kaltverarbeitungsmodus, um das Anwendungsniveau der Induktionswärmebehandlung zu verbessern
Seit langem strebt Chinas Maschinenbauunternehmen nach einer großen und vollständigen Produktvielfalt. Die Grenzen der Kalt- und Warmverarbeitung in Unternehmen sind klar, und die Wärmebehandlungsverarbeitung läuft oft separat offline. Dies liegt vor allem daran, dass die meisten Wärmebehandlungsprozesse offline durchgeführt werden müssen. Wie Widerstandsofen, Atmosphärenofen, Vakuumofen, wie Wärmebehandlungsverarbeitung. Daher haben wir uns an die Wärmebehandlung umfangreicher Verarbeitung gewöhnt, und für die Kaltverarbeitung der Produktionsmanagementtechnologie sind die Möglichkeiten zum Verständnis nicht viel.
Ausländische Unternehmen haben einen hohen Spezialisierungsgrad und einen hohen Grad an Produktveredelung. Einige Unternehmen organisieren die Produktion um eine Klasse von Teilen herum, sodass der Automatisierungsgrad der Produktionslinie hoch ist und das Anwendungsniveau der Induktionswärmebehandlung hoch ist. Die Induktionswärmebehandlung konnte eine Feinbearbeitung erreichen. Beispielsweise ist das Unternehmen TRW Langfang auf die Herstellung von Ventilen spezialisiert; Holbege Changzhou Unternehmen spezialisiert auf die Herstellung von Synchronringen; Nebo Getriebe Tianjin Unternehmen, spezialisiert auf die Herstellung von Großwälzlager Zahnkranz. Die Induktionswärmebehandlungsverarbeitung in diesen Unternehmen war die gleiche wie die Organisation und Verwaltung anderer Kaltverarbeitungslinien, je nach Produktionsprogramm, Prozesstakt, festgelegten Stunden effizienter und qualitativ hochwertiger Produktion.
Die Induktionswärmebehandlung hat ähnliche Merkmale der Produktionsorganisation wie die Kaltverarbeitung, was es uns ermöglicht, den umfangreichen Verwaltungsmodus der konventionellen Wärmebehandlung loszuwerden und das ähnliche Konzept der Produktionsorganisation der Kaltverarbeitung als weitere Referenz zu verwenden, um das Ziel der Feinbearbeitung zu erreichen Induktionswärmebehandlung.
Zu diesem Zweck empfehlen wir die Induktionswärmebehandlung, Produktionsorganisator:
(1) selbstlernendes Qualitätsmanagementsystem für die Kaltverarbeitung.
(2) Versuchen Sie, CNC-Induktionslöschmaschinen zu verwenden.
(3) Professionelle Anpassung des Sensors, versuchen Sie, die Standardverbindung und den schnellen Wechsel zu verwenden, um die Austauschbarkeit und Installationsgenauigkeit sicherzustellen.
(4) ISO9000 bewusst bei der Bewertung der Prozesskapazität implementieren und die Verarbeitungskapazität der Induktionswärmebehandlung weiter verbessern.
