15 июня 2009 г.
Допусками на чертеже зубчатого колеса являются допуски в готовом состоянии: профиль, ход, цилиндричность отверстия, торцевое биение. Решающим фактором является то, сколько материала осталось измельчить после термообработки, а деформация незаметна перед печью.
Допуски на шестерни и гнезда подшипников указывают в готовом состоянии: допуск профиля, допуск шага, цилиндричность отверстия, торцовое биение. Что на самом деле решает, можно ли их сохранить, так это то, какой припуск выдержит термообработку для измельчения. В процессе цементации и закалки деталь одновременно подвергается структурным преобразованиям и термическим напряжениям: тонкие стенки растут, толстые участки сжимаются, асимметричные детали изгибаются. Перед печью ничего этого не видно.
Отверстие с высоким допуском невозможно получить с помощью более качественной шлифовальной машины; он создается в результате процесса, в котором было известно, насколько далеко переместится отверстие до того, как оно будет заточено. Таким образом, технологическое проектирование зубчатых колес представляет собой прогнозирование искажений плюс распределение допусков. Опытные цеха создают базу данных искажений по материалу, соотношению толщины стенок и схеме нагрузки, а затем компенсируют размеры до термообработки в обратном порядке. Мастерские, не имеющие этих данных, могут только оставить больший припуск и выполнить дополнительные проходы шлифовки. Стоимость возрастает, а слишком большой припуск протирает науглероженный корпус и снижает твердость.
Первое – материальное. Две плавки одной и той же марки 20CrMnTi могут различаться по ширине полосы прокаливаемости, достаточной для изменения деформации на тридцать процентов. Разумной практикой является требование от завода отчета о полосе прокаливаемости и выбор в сторону нижней середины полосы.
Во-вторых, это геометрия: неравномерная толщина стенок, смещенная шпоночная канавка, асимметричные отверстия в перегородке — все это приводит к неравномерному охлаждению во время закалки. Их следует задать на этапе чертежа — при проектировании для проверки производства часто можно преобразовать асимметричный элемент в симметричный или добавить технологическое ребро. Третий — это нагрузка: приспособление определяет поле потока закалки, скорость охлаждения различается в зависимости от центра и края корзины, а детали под одной и той же нагрузкой могут деформироваться в противоположных направлениях.
Слишком маленький припуск и искажения невозможно убрать, оставляя после шлифовки черную кожуру. Слишком большая нагрузка приведет к увеличению времени шлифовки и стоимости, в то время как науглероженный корпус рискует быть прорезанным. Правильный допуск равен ожидаемому искажению плюс съем припуска плюс коэффициент запаса прочности, а ожидаемое искажение должно быть получено на основе измерений, а не из справочника.
Практический путь — это проверка процесса: загрузить десять деталей за один цикл, измерить распределение размеров до и после, определить средний сдвиг и стандартное отклонение, затем установить допуск. При производстве отбирайте образцы партиями и наносите распределение на контрольную карту; сдвиг среднего значения означает, что печь или материал изменились. Ничто из этого не ново, но лишь немногие магазины делают это должным образом, а именно эту часть услуги по индивидуальной механической обработке труднее всего заменить.
Характерный отказ на шестернях – это не единичная недопустимая деталь, а разброс партии. Деталь измеряется со средним допуском, но в партии один конец вылетает - обычно это сумма термического роста, износа инструмента и приспособления. После четырех часов непрерывной обработки термический рост шпинделя может достигать десятков микрон, чего достаточно, чтобы преодолеть весь диапазон допуска.
Контроль имеет три уровня: подтверждение первого товара, отбор проб в процессе, проверка последнего товара; плюс термический прогрев перед производством и управление сроком службы инструмента за счет длины резания, а не за счет поломки. Для посадочных мест подшипников, соответствующих IT6, необходимо учитывать саму погрешность измерения: разницы в два градуса между манометром и заготовкой достаточно, чтобы определить погрешность в один микрон на диаметре пятидесятимиллиметрового отверстия.
Посадка между валом шестерни и его подшипником определяется совместно: допуск вала, допуск внутреннего кольца подшипника и круглость того и другого. Распространенной ошибкой является наблюдение только за размером вала и игнорирование круглости и шероховатости поверхности. При этом натяг вал с плохой округлостью деформирует внутреннее кольцо в эллипс, изменяется зазор подшипника, а также повышается шум и температура.
Поэтому такие детали лучше обрабатывать у одного поставщика или, по крайней мере, в рамках одной системы отсчета. Распределенный между двумя цехами, каждый из них часто проходит проверку, а сборка выходит из строя. При оценке поставщика хорошо работает прямой вопрос: изготовлены ли шестерня и гнездо подшипника в одном и том же зажиме на одном и том же станке?
Точность зубчатой передачи не может быть достигнута только с помощью КИМ. КИМ измеряет размер отверстия, торцовое биение и положение шпоночной канавки, но допуски профиля и шага требуют непрерывного измерения вдоль эвольвенты, что требует наличия центра измерения зубчатых колес или специального тестера эвольвенты. Многие предложения обещают полную проверку КИМ, хотя форма зуба фактически никогда не проверялась.
Это знакомый источник споров о приемке: деталь передает данные ШМ и все равно ноет, когда попадает в корпус. Причиной может быть выпуклость профиля, отклонение угла спирали или накопленная ошибка шага, и ни одна из этих причин не встречается в стандартной процедуре КИМ.
Работоспособный план приемки состоит из нескольких слоев. В первой статье представлен полный отчет из центра измерения зубчатых колес, включающий профиль, шаг, шаг и радиальное биение. В производственных процессах используется двухсторонний контроль композитных материалов в качестве быстрого скрининга с периодическим отбором проб обратно в измерительный центр. Двухбоковые машины дешевы и достаточно быстры для стопроцентной проверки, но они показывают только сложную ошибку и не могут сказать, какой элемент вышел из строя, поэтому оба метода должны работать вместе.
Одно предостережение относительно самого измерения: центр измерения зубчатых колес более чувствителен к калибровке и температуре, чем КИМ, а базовая линия составляет двадцать градусов плюс-минус один. Просмотр журнала температуры в метрологическом помещении во время проверки расскажет вам больше, чем паспортная табличка машины.
Во-первых, цементация и закалка выполняются собственными силами или на стороне, и если на аутсорсинге, соответствует ли установка для термообработки CQI-9? Во-вторых, можно ли предоставить измеренные данные об искажениях со средним и стандартным отклонением, сгруппированным по материалу и толщине стенки? В-третьих, как устанавливается припуск на помол и проводилась ли проверка? В-четвертых, как обеспечивается согласованность партий — существует ли система SPC и управление сроком службы инструмента?
Лишь немногие поставщики четко отвечают на все четыре вопроса, но те, кто это делает, обычно указывают реалистично, потому что знают, что не потеряют деньги на металлоломе. При включении в шорт-лист китайского завода прецизионной обработки или китайского производителя деталей с ЧПУ используйте возможность термообработки в качестве первого фильтра; он расскажет вам гораздо больше, чем просто список оборудования. Посмотреть подробную информацию о продукте производителя
Сообщите нам сценарий применения и требования к производительности, и мы подберём подходящее решение и вышлем смету в течение 24 часов.
Получите бесплатную сметуФрезерование и токарная обработка с ЧПУ, гибка и штамповка листового металла, шлифовка и полировка, завод имеет собственные возможности проектирования и производства пресс-форм, а также комплексное выполнение работ от единичного прототипирования до массового производства. Шэньчжэнь и Хуэйчжоу связаны друг с другом, поддерживая настройку на основе чертежей и образцов. Торговые условия не являются обязательными EXW / FOB / CIF / DDP, и он имеет сертификацию системы качества PPAP и ISO9001.
Узнайте о решениях по индивидуальной настройке прецизионных деталей →