Gir og lagerseter: Varmebehandlingsforvrengning er presisjonens virkelige fiende

Bransjeinnsikt · 15. juni 2009
BransjeinnsiktGir og lagreVarmebehandling

Artikkel

15. juni 2009

Toleransene på en girtegning er ferdige toleranser: profil, bly, sylindrisitet for boring, flateløp. Det som avgjør om de kan oppfylles er hvor mye materiale som er igjen å male etter varmebehandling - og forvrengning er usynlig før ovnen.

Girnøyaktighet er nøyaktighet etter varmebehandling

Toleranser på gir og lagerseter er spesifisert i ferdig tilstand: profiltoleranse, blytoleranse, boringsylindrisitet, flateløp. Det som faktisk avgjør om de kan holdes er hvor mye kvote som overlever varmebehandling for sliping. Under karburering og bråkjøling gjennomgår en del strukturell transformasjon og termisk stress på samme tid: tynne vegger vokser, tykke seksjoner krymper, asymmetriske deler bøyer seg. Ingenting av det er synlig foran ovnen.

En boring med høy toleranse produseres ikke av en bedre kvern; den er produsert av en prosess som visste hvor langt boringen ville bevege seg før den ble slipt. Prosessdesign for gir er derfor forvrengningsprediksjon pluss kvotetildeling. Erfarne butikker bygger en forvrengningsdatabase etter materiale, veggtykkelsesforhold og lastemønster, og kompenserer deretter forvarmebehandlingsdimensjonene i motsatt rekkefølge. Butikker uten disse dataene kan bare legge igjen mer kvote og ta ekstra slipepass. Kostnadene øker, og for mye kvote sliper gjennom det forkullede huset og reduserer hardheten.

Tre kilder til forvrengning: Materiale, Geometri, Lasting

Den første er materiell. To oppvarminger av samme 20CrMnTi-grad kan variere i herdbarhetsbåndbredde nok til å endre forvrengning med tretti prosent. God praksis er å kreve en herdbarhetsbåndrapport fra fabrikken og velge nedre midten av båndet.

Den andre er geometri: ujevn veggtykkelse, et forskjøvet kilespor, asymmetriske hull i banen gir ujevn kjøling under bråkjøling. Disse bør heves på tegningsstadiet - design for produksjonsgjennomgang kan ofte konvertere en asymmetrisk funksjon til en symmetrisk eller legge til en prosessribbe. Den tredje er lasting: armaturet bestemmer kjølestrømningsfeltet, kjølehastigheten er forskjellig mellom kurvens senter og kant, og deler i samme belastning kan forvrenges i motsatte retninger.

Slipegodtgjørelse er beregnet, ikke gjettet

For lite kvote og forvrengning kan ikke ryddes opp, og etterlater svart hud etter sliping. For mye og slipetiden og kostnadene stiger mens den forkullede kassen risikerer å bli skåret gjennom. Riktig tilskudd tilsvarer forventet forvrengning pluss lagerfjerning pluss en sikkerhetsfaktor, og den forventede forvrengningen må komme fra måling, ikke fra en håndbok.

Den praktiske ruten er en prosessvalideringskjøring: last inn ti deler i en syklus, mål størrelsesfordelingen før og etter, utled gjennomsnittlig forskyvning og standardavvik, og still inn kvoten. I produksjon, ta prøver for parti og plott fordelingen på et kontrolldiagram; et skifte i gjennomsnittet betyr at ovnen eller materialet har endret seg. Ingenting av dette er nytt, men få butikker gjør det ordentlig - som er akkurat den delen av en tilpasset maskineringstjeneste som er vanskeligst å erstatte.

Batchkonsistens: En god del beviser ingenting

Den karakteristiske feilen på gir er ikke en enkelt del utenfor toleranse, men batchdispersjon. En del måler ved middels toleranse, men over en batch driver den ene enden ut - vanligvis summen av termisk vekst, verktøyslitasje og festeslitasje. Etter fire timer med kontinuerlig bearbeiding, kan spindelens termiske vekst nå titalls mikron, nok til å konsumere hele toleransebåndet.

Kontroll har tre lag: bekreftelse av første artikkel, prøvetaking under prosess, bekreftelse av siste artikkel; pluss termisk oppvarming før produksjon og styring av verktøyets levetid ved kuttelengde i stedet for brudd. For lagerseter som holdes til IT6, må selve måleusikkerheten telles: en forskjell på to grader mellom måler og arbeidsstykke er nok til å lese en feil på én mikron på en boring på femti millimeter.

Gir og lagertilpasning: To deler, ett problem

Passformen mellom en giraksel og dens lager bestemmes i fellesskap: akseltoleranse, lagerets indre ringtoleranse og rundheten til begge. Den vanlige feilen er å se kun akseldimensjonen og ignorere rundhet og overflateruhet. Ved samme interferens deformerer en aksel med dårlig rundhet den indre ringen til en ellipse, lagerklaring endres, og støy og temperaturøkning følger.

Deler som disse er derfor bedre bearbeidet av én leverandør, eller i det minste innenfor ett datumsystem. Delt mellom to butikker er det svært vanlig at hver av dem passerer inspeksjon og at monteringen mislykkes. Et direkte spørsmål fungerer godt i leverandørevaluering: er giret og lagersetet maskinert i samme innspenning på samme maskin?

Inspeksjon: En CMM kan ikke måle tannform

Girnøyaktighet kan ikke bæres av en CMM alene. En CMM måler borestørrelse, flateløp og kilesporposisjon, men profil- og ledningstoleranser krever kontinuerlig sondering langs evolventet, noe som betyr et girmålesenter eller en dedikert evolventetester. Mange sitater lover full CMM-inspeksjon når tannformen faktisk aldri har blitt verifisert.

Det er en kjent kilde til aksepttvister: delen videreformidler CMM-data og sutrer fortsatt når den går inn i huset. Årsaken kan være profilkroning, et helixvinkelavvik eller akkumulert pitchfeil, og ingen av disse sitter i en standard CMM-rutine.

En gjennomførbar akseptplan er lagdelt. Den første artikkelen får en fullstendig rapport fra girets målesenter som dekker profil, bly, stigning og radiell utløp. Produksjonskjøringer bruker dobbeltflanke komposittinspeksjon som en rask skjerm, med periodisk prøvetaking tilbake på målesenteret. Dobbeltflankemaskiner er billige og raske nok for hundre prosent inspeksjon, men de viser kun en sammensatt feil og kan ikke si hvilket element som er ute, så de to metodene må fungere sammen.

En advarsel om selve målingen: et utstyrsmålesenter er mer følsomt for kalibrering og temperatur enn en CMM, og tjue grader pluss eller minus én er grunnlinjen. Å se på målerommets temperaturlogg under en revisjon forteller deg mer enn maskinens navneskilt.

Fire spørsmål til en kjøper

For det første, gjøres karburering og bråkjøling internt eller outsourcet, og hvis den er outsourcet holder varmebehandleren CQI-9? For det andre, kan målte forvrengningsdata leveres, med gjennomsnitt og standardavvik gruppert etter materiale og veggtykkelse? For det tredje, hvordan settes slipegodtgjørelsen, og har en valideringskjøring blitt utført? For det fjerde, hvordan sikres batchkonsistens – finnes det SPC og verktøylivsstyring?

Få leverandører svarer rent på alle fire, men de som gjør det siterer vanligvis realistisk, fordi de vet at de ikke vil tape pengene på skrot. Når du velger en Kina-presisjonsmaskinfabrikk eller en kinesisk CNC-delerprodusent, bruk varmebehandlingsevne som det første filteret; den forteller deg mye mer enn en utstyrsliste.

Trenger du en tilpasset løsning?

Fortell oss ditt prosjektscenario og krav, så matcher vi den riktige løsningen og gir et tilbud innen 24 timer.

Få et gratis tilbud

Se leverandørdetaljer for presisjonsdeler

CNC fresing og dreiing, bøying og stempling av metallplater, sliping og polering, fabrikken har sin egen formdesign og produksjonsevne, og komplettering fra ett stykke prototyping til masseproduksjon. Shenzhen og Huizhou er knyttet sammen, og støtter tilpasning basert på tegninger og prøver. Handelsbetingelser er valgfrie EXW / FOB / CIF / DDP, og den har PPAP og ISO9001 kvalitetssystemsertifisering.

Lær om løsninger for tilpasning av presisjonsdeler →
Forrige artikkelMaskinering av hydrauliske ventilkropper: tetningsflater, krysshull og trykktestingNeste artikkelPresisjonskomponenter for halvleder- og elektronikkutstyr: vakuum, renslighet og utgassing