เบาะนั่งเกียร์และแบริ่ง: ความบิดเบี้ยวจากการรักษาความร้อนคือศัตรูตัวฉกาจของความแม่นยำ

บทความ

15 มิถุนายน 2552

ความคลาดเคลื่อนของการวาดเฟืองคือความคลาดเคลื่อนในสถานะสำเร็จรูป: โปรไฟล์ ลีด ทรงกระบอกของรู การเบี่ยงเบนหนีศูนย์ที่หน้า สิ่งที่ตัดสินใจว่าจะสามารถทำได้หรือไม่ก็คือปริมาณวัสดุที่เหลือในการบดหลังการบำบัดความร้อน และความบิดเบี้ยวจะมองไม่เห็นก่อนเตาเผา

ความแม่นยำของเกียร์คือความแม่นยำหลังจากการอบชุบด้วยความร้อน

ความคลาดเคลื่อนของเฟืองและเบาะนั่งแบริ่งระบุไว้ในสถานะที่เสร็จแล้ว: พิกัดความเผื่อของโปรไฟล์ พิกัดความเผื่อตะกั่ว ทรงกระบอกของรู การเบี่ยงเบนหนีศูนย์ที่หน้า สิ่งที่ตัดสินได้จริง ๆ ว่าสิ่งเหล่านี้สามารถเก็บไว้ได้หรือไม่คือค่าเผื่อการคงอยู่ของการอบชุบสำหรับการเจียร ในระหว่างการเติมคาร์บูไรซิ่งและการชุบแข็ง ชิ้นส่วนจะผ่านการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างและความเครียดจากความร้อนในเวลาเดียวกัน ผนังบางจะขยายใหญ่ขึ้น ส่วนหนาจะหดตัว ชิ้นส่วนที่ไม่สมมาตรจะโค้งงอ ไม่มีสิ่งใดปรากฏให้เห็นต่อหน้าเตาเผา

การเจาะที่มีพิกัดความเผื่อสูงไม่ได้ผลิตโดยเครื่องบดที่ดีกว่า ผลิตโดยกระบวนการที่รู้ว่าการเจาะจะเคลื่อนที่ไปไกลแค่ไหนก่อนที่จะถูกกราวด์ การออกแบบกระบวนการสำหรับเกียร์จึงเป็นการทำนายความบิดเบี้ยวบวกกับการจัดสรรเผื่อ ร้านค้าที่มีประสบการณ์จะสร้างฐานข้อมูลการบิดเบือนตามวัสดุ อัตราส่วนความหนาของผนัง และรูปแบบการโหลด จากนั้นชดเชยขนาดการอบชุบเบื้องต้นในแบบย้อนกลับ ร้านค้าที่ไม่มีข้อมูลดังกล่าวสามารถปล่อยให้มีเบี้ยเลี้ยงเพิ่มขึ้นและรับบัตรการเจียรเพิ่มเติมได้ ต้นทุนเพิ่มขึ้น และค่าเผื่อที่มากเกินไปจะบดผ่านกล่องคาร์บูไรซ์ และทำให้ความแข็งลดลง

แหล่งที่มาของการบิดเบือนสามแหล่ง: วัสดุ เรขาคณิต การโหลด

ประการแรกคือวัสดุ ความร้อนสองครั้งของเกรด 20CrMnTi เดียวกันอาจแตกต่างกันในความกว้างของแถบความสามารถในการชุบแข็งซึ่งเพียงพอที่จะเปลี่ยนความผิดเพี้ยนได้สามสิบเปอร์เซ็นต์ แนวทางปฏิบัติที่ดีคือต้องมีรายงานแถบความสามารถในการชุบแข็งจากโรงงาน และเลือกไปทางตรงกลางด้านล่างของแถบ

ประการที่สองคือรูปทรง: ความหนาของผนังไม่เท่ากัน รูสลักออฟเซ็ต รูที่ไม่สมมาตรในราง ล้วนทำให้เกิดการระบายความร้อนที่ไม่สม่ำเสมอระหว่างการชุบแข็ง สิ่งเหล่านี้ควรได้รับการยกขึ้นในขั้นตอนการร่างแบบ — การออกแบบเพื่อการทบทวนการผลิตมักจะสามารถแปลงคุณสมบัติที่ไม่สมมาตรให้เป็นคุณสมบัติสมมาตรหรือเพิ่มซี่โครงของกระบวนการได้ ประการที่สามกำลังโหลด: ฟิกซ์เจอร์จะกำหนดสนามการไหลดับ อัตราการทำความเย็นจะแตกต่างกันระหว่างจุดศูนย์กลางตะกร้าและขอบ และชิ้นส่วนที่โหลดเดียวกันสามารถบิดเบี้ยวไปในทิศทางตรงกันข้ามได้

มีการคำนวณค่าเผื่อการบด ไม่คาดเดา

ค่าเผื่อและการบิดเบือนที่น้อยเกินไปไม่สามารถทำความสะอาดได้ ทิ้งผิวดำไว้หลังจากการเจียร มากเกินไปและเวลาบดและต้นทุนเพิ่มขึ้นในขณะที่กล่องใส่คาร์บูไรซ์เสี่ยงต่อการถูกตัดผ่าน ค่าเผื่อที่ถูกต้องเท่ากับความบิดเบี้ยวที่คาดไว้บวกกับการลบสต็อกออกบวกกับปัจจัยด้านความปลอดภัย และการบิดเบือนที่คาดหวังจะต้องมาจากการวัด ไม่ใช่จากคู่มือ

เส้นทางการปฏิบัติคือการดำเนินการตรวจสอบความถูกต้องของกระบวนการ โดยโหลด 10 ส่วนในหนึ่งรอบ วัดการกระจายขนาดก่อนและหลัง หาค่าเฉลี่ยกะและส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน จากนั้นตั้งค่าเผื่อ ในการผลิต ให้สุ่มตัวอย่างตามแบทช์และวางแผนการกระจายบนแผนภูมิควบคุม การเปลี่ยนแปลงค่าเฉลี่ยหมายถึงเตาเผาหรือวัสดุมีการเปลี่ยนแปลง สิ่งนี้ไม่ใช่เรื่องใหม่ แต่มีร้านค้าเพียงไม่กี่แห่งที่ทำอย่างถูกต้อง ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของบริการตัดเฉือนแบบกำหนดเองที่เปลี่ยนได้ยากที่สุด

ความสม่ำเสมอของแบทช์: ส่วนที่ดีส่วนหนึ่งไม่ได้พิสูจน์อะไรเลย

ความล้มเหลวของลักษณะเฉพาะของเกียร์ไม่ใช่ชิ้นส่วนที่ไม่ยอมรับได้เพียงชิ้นเดียว แต่เป็นการกระจายตัวเป็นชุด ชิ้นงานวัดที่พิกัดความคลาดเคลื่อนปานกลาง แต่ปลายด้านหนึ่งหลุดออกจากกลุ่ม โดยทั่วไปเป็นผลรวมของการเติบโตทางความร้อน การสึกหรอของเครื่องมือ และการสึกหรอของฟิกซ์เจอร์ หลังจากการตัดเฉือนต่อเนื่องเป็นเวลาสี่ชั่วโมง การเติบโตทางความร้อนของสปินเดิลอาจสูงถึงหลายสิบไมครอน ซึ่งเพียงพอที่จะใช้แถบพิกัดความเผื่อทั้งหมด

การควบคุมมีสามชั้น: การยืนยันบทความแรก การสุ่มตัวอย่างระหว่างดำเนินการ การตรวจสอบบทความสุดท้าย บวกกับการอุ่นเครื่องด้วยความร้อนก่อนการผลิตและการจัดการอายุการใช้งานเครื่องมือโดยการตัดตามความยาวแทนที่จะแตกหัก สำหรับที่นั่งตลับลูกปืนที่ถือไว้ที่ IT6 จะต้องนับความไม่แน่นอนในการวัดด้วยตัวมันเอง: ความแตกต่างสององศาระหว่างเกจและชิ้นงานก็เพียงพอแล้วที่จะอ่านค่าความผิดพลาดหนึ่งไมครอนบนรูขนาดห้าสิบมิลลิเมตร

ความพอดีของเกียร์และลูกปืน: สองส่วน ปัญหาเดียว

ความพอดีระหว่างเพลาเกียร์และลูกปืนจะต้องตัดสินใจร่วมกัน ได้แก่ พิกัดความเผื่อของเพลา พิกัดความเผื่อวงแหวนด้านในของตลับลูกปืน และความกลมของทั้งสอง ข้อผิดพลาดทั่วไปคือการดูเฉพาะขนาดเพลาและไม่สนใจความกลมและความขรุขระของพื้นผิว ในการรบกวนเดียวกัน เพลาที่มีความกลมต่ำจะทำให้วงแหวนด้านในเปลี่ยนรูปเป็นวงรี ระยะห่างของตลับลูกปืนจะเปลี่ยนไป และเสียงและอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นจะตามมา

ชิ้นส่วนลักษณะนี้จึงได้รับการประมวลผลที่ดีกว่าโดยซัพพลายเออร์รายเดียว หรืออย่างน้อยก็ภายในระบบ Datum เดียว การแยกระหว่างร้านค้าสองแห่ง เป็นเรื่องปกติมากที่แต่ละแห่งจะผ่านการตรวจสอบและการประกอบล้มเหลว คำถามโดยตรงที่ใช้ได้ผลดีในการประเมินซัพพลายเออร์: เฟืองและเบาะนั่งแบริ่งได้รับการกลึงโดยใช้ระบบจับยึดเดียวกันบนเครื่องเดียวกันหรือไม่

การตรวจสอบ: CMM ไม่สามารถวัดรูปแบบฟันได้

ความแม่นยำของเกียร์ไม่สามารถบรรทุกได้ด้วย CMM เพียงอย่างเดียว CMM วัดขนาดรู การเบี่ยงเบนหนีศูนย์ที่หน้า และตำแหน่งรูสลัก แต่ความคลาดเคลื่อนของโปรไฟล์และลีดจำเป็นต้องมีการตรวจสอบอย่างต่อเนื่องตลอดแนวม้วน ซึ่งหมายถึงศูนย์วัดเฟืองหรือเครื่องทดสอบแบบม้วนโดยเฉพาะ ใบเสนอราคาจำนวนมากรับประกันว่าจะมีการตรวจสอบ CMM เต็มรูปแบบเมื่อรูปแบบฟันไม่เคยได้รับการตรวจสอบจริง

นั่นคือที่มาของข้อโต้แย้งในการยอมรับที่คุ้นเคย: ชิ้นส่วนจะส่งผ่านข้อมูล CMM และยังคงส่งเสียงครวญครางเมื่อเข้าไปในตัวเครื่อง สาเหตุอาจเกิดจากการขึ้นยอดของโปรไฟล์ การเบี่ยงเบนของมุมเกลียว หรือข้อผิดพลาดของระยะพิตช์สะสม และไม่มีสาเหตุใดที่อยู่ในรูทีน CMM มาตรฐาน

มีแผนการยอมรับที่ใช้การได้เป็นชั้นๆ บทความแรกได้รับรายงานฉบับเต็มจากศูนย์ตรวจวัดเฟือง ซึ่งครอบคลุมโปรไฟล์ ลีด ระยะพิทช์ และรันเอาท์ในแนวรัศมี การดำเนินการผลิตใช้การตรวจสอบคอมโพสิตสองด้านเป็นการคัดกรองที่รวดเร็ว โดยจะมีการสุ่มตัวอย่างเป็นระยะที่ศูนย์การวัด เครื่องจักรสองด้านมีราคาถูกและรวดเร็วเพียงพอสำหรับการตรวจสอบร้อยเปอร์เซ็นต์ แต่จะแสดงเฉพาะข้อผิดพลาดแบบผสมและไม่สามารถบอกได้ว่าองค์ประกอบใดขาดหายไป ดังนั้นทั้งสองวิธีจึงต้องทำงานร่วมกัน

ข้อควรระวังประการหนึ่งเกี่ยวกับการวัด: ศูนย์วัดเกียร์ไวต่อการสอบเทียบและอุณหภูมิมากกว่า CMM และมีบวกหรือลบ 2 องศาเป็นค่าพื้นฐาน การดูบันทึกอุณหภูมิของห้องมาตรวิทยาระหว่างการตรวจสอบจะบอกคุณได้มากกว่าป้ายชื่อของเครื่องจักร

คำถามสี่ข้อสำหรับผู้ซื้อ

ประการแรก การเติมคาร์บอนและการชุบแข็งจะดำเนินการภายในบริษัทหรือดำเนินการโดยบุคคลภายนอก และหากผู้บำบัดความร้อนมี CQI-9 จากภายนอกหรือไม่ ประการที่สอง สามารถให้ข้อมูลความบิดเบี้ยวที่วัดได้โดยค่าเฉลี่ยและค่าเบี่ยงเบนมาตรฐานที่จัดกลุ่มตามวัสดุและความหนาของผนังหรือไม่ ประการที่สาม ตั้งค่าเผื่อการเจียรอย่างไร และดำเนินการตรวจสอบความถูกต้องแล้วหรือยัง? ประการที่สี่ มั่นใจได้อย่างไรถึงความสม่ำเสมอของแบทช์ — มี SPC และการจัดการอายุการใช้งานเครื่องมือหรือไม่

ซัพพลายเออร์เพียงไม่กี่รายตอบทั้งสี่อย่างชัดเจน แต่ซัพพลายเออร์ที่มักจะเสนอราคาตามความเป็นจริง เพราะพวกเขารู้ว่าพวกเขาจะไม่เสียเงินกับเศษเหล็ก เมื่อคัดเลือกโรงงานเครื่องจักรความแม่นยำของจีนหรือผู้ผลิตชิ้นส่วน CNC ของจีน ให้ใช้ความสามารถในการบำบัดความร้อนเป็นตัวกรองตัวแรก มันบอกคุณได้มากกว่ารายการอุปกรณ์