Dişliler ve Rulman Yatakları: Isıl İşlem Distorsiyonu Hassasiyetin Gerçek Düşmanıdır

Madde

15 Haziran 2009

Dişli çizimindeki toleranslar bitmiş durum toleranslarıdır: profil, kurşun, delik silindirikliği, yüzey salgısı. Bunların karşılanıp karşılanamayacağına karar veren şey, ısıl işlemden sonra öğütülecek ne kadar malzeme kaldığıdır ve bozulma fırının önünde görünmez.

Dişli Doğruluğu Isıl İşlem Sonrası Doğruluktur

Dişlilerdeki ve yatak yuvalarındaki toleranslar bitmiş durumda belirtilir: profil toleransı, kurşun toleransı, delik silindirliği, yüzey salgısı. Bunların tutulup tutulamayacağına aslında karar veren şey, öğütme için ısıl işlemden sonra ne kadar ödeneğin kaldığıdır. Karbonlama ve su verme sırasında bir parça aynı anda hem yapısal dönüşüme hem de termal gerilime maruz kalır: ince duvarlar büyür, kalın bölümler büzülür, asimetrik parçalar bükülür. Hiçbiri fırının önünde görünmüyor.

Daha iyi bir öğütücü ile yüksek toleranslı bir delik üretilmez; deliğin topraklanmadan önce ne kadar uzağa hareket edeceğini bilen bir süreç tarafından üretilir. Bu nedenle dişliler için proses tasarımı, distorsiyon tahmini artı ödenek tahsisinden oluşur. Deneyimli atölyeler malzemeye, duvar kalınlığı oranına ve yükleme düzenine göre bir distorsiyon veritabanı oluşturur ve ardından ön ısıl işlem boyutlarını tersten telafi eder. Bu verilere sahip olmayan mağazalar yalnızca daha fazla harçlık bırakabilir ve ekstra taşlama geçişleri alabilir. Maliyet artar ve çok fazla ödenek karbürlenmiş kasayı aşındırır ve sertliği düşürür.

Distorsiyonun Üç Kaynağı: Malzeme, Geometri, Yükleme

Birincisi maddidir. Aynı 20CrMnTi dereceli iki ısı, sertleşebilirlik bant genişliğinde distorsiyonu yüzde otuz oranında değiştirmeye yetecek kadar farklılık gösterebilir. Sağlam uygulama, değirmenden sertleşebilirlik bandı raporu talep edilmesi ve bandın alt orta kısmına doğru seçim yapılmasıdır.

İkincisi geometridir: eşit olmayan duvar kalınlığı, ofset kama yuvası, ağdaki asimetrik deliklerin tümü söndürme sırasında eşit olmayan bir soğutma üretir. Bunlar çizim aşamasında gündeme getirilmelidir; üretim incelemesi için tasarım sıklıkla asimetrik bir özelliği simetrik bir özelliğe dönüştürebilir veya bir proses kaburgası ekleyebilir. Üçüncüsü yüklemedir: fikstür söndürme akış alanını belirler, soğutma hızı sepetin merkezi ve kenarı arasında farklılık gösterir ve aynı yükteki parçalar zıt yönlerde deforme olabilir.

Öğütme Payı Tahmin Edilmez, Hesaplanır

Çok az harçlık ve çarpıklık temizlenemez, taşlama sonrasında siyah deri kalır. Çok fazla taşlama süresi ve maliyet artarken karbürlenmiş kasa kesilme riskiyle karşı karşıya kalır. Doğru tolerans, beklenen distorsiyon artı talaş kaldırma artı bir güvenlik faktörüne eşittir ve beklenen distorsiyonun bir el kitabından değil, ölçümden gelmesi gerekir.

Pratik yol bir süreç doğrulama çalışmasıdır: bir döngüde on parça yükleyin, önceki ve sonraki boyut dağılımını ölçün, ortalama kaymayı ve standart sapmayı türetin, ardından toleransı ayarlayın. Üretimde, parti bazında numune alın ve dağılımı bir kontrol grafiği üzerinde çizin; ortalamadaki bir kayma fırının veya malzemenin değiştiği anlamına gelir. Bunların hiçbiri yeni değil, ancak çok az mağaza bunu gerektiği gibi yapıyor; bu da özel işleme hizmetinin değiştirilmesi en zor olan kısmı.

Seri Tutarlılığı: İyi Bir Parça Hiçbir Şeyi Kanıtlamaz

Dişlilerdeki karakteristik arıza, tek bir tolerans dışı parça değil, parti dağılımıdır. Bir parça orta toleransta ölçülür, ancak parti genelinde bir uç dışarı doğru sürüklenir; bu genellikle termal büyüme, takım aşınması ve fikstür aşınmasının toplamıdır. Dört saatlik sürekli işlemenin ardından iş milinin termal büyümesi, tüm tolerans bandını tüketmeye yetecek kadar onlarca mikrona ulaşabilir.

Kontrolün üç katmanı vardır: ilk ürün onayı, süreç içi numune alma, son ürün doğrulaması; artı üretim öncesi termal ısınma ve kırılma yerine kesme uzunluğu yoluyla takım ömrü yönetimi. IT6'ya tutulan rulman yuvaları için ölçüm belirsizliğinin kendisi de hesaba katılmalıdır: mastar ile iş parçası arasındaki iki derecelik fark, elli milimetrelik bir delikte bir mikronluk hatayı okumak için yeterlidir.

Dişli ve Rulman Yerleştirmesi: İki Parça, Tek Sorun

Dişli mili ile yatağı arasındaki uyum ortaklaşa belirlenir: mil toleransı, rulman iç bileziği toleransı ve her ikisinin yuvarlaklığı. Yaygın hata, yalnızca şaft boyutuna dikkat edilerek yuvarlaklık ve yüzey pürüzlülüğünün göz ardı edilmesidir. Aynı girişimde, yuvarlaklığı zayıf olan bir şaft, iç bileziği elips şeklinde deforme eder, yatak boşluğu değişir ve bunu gürültü ve sıcaklık artışı izler.

Dolayısıyla bunun gibi parçalar tek bir tedarikçi tarafından veya en azından bir veri sistemi dahilinde daha iyi işlenir. İki atölye arasında bölünmüş durumda, her birinin muayeneyi geçmesi ve montajın başarısız olması çok yaygındır. Tedarikçi değerlendirmesinde doğrudan bir soru işe yarar: dişli ve yatak yuvası aynı makinede aynı bağlama yöntemiyle mi işleniyor?

Muayene: Bir CMM Diş Formunu Ölçemez

Dişli doğruluğu tek başına CMM tarafından gerçekleştirilemez. Bir CMM, delik boyutunu, yüzey salgısını ve kama yuvası konumunu ölçer, ancak profil ve kurşun toleransları, sarmal boyunca sürekli problama gerektirir; bu, bir dişli ölçüm merkezi veya özel bir sarmal test cihazı anlamına gelir. Çok sayıda teklif, diş formu gerçekte hiçbir zaman doğrulanmadığında tam CMM denetimi vaat ediyor.

Bu, kabul anlaşmazlıklarının bilinen bir kaynağıdır: Parça, CMM verilerini aktarıyor ve muhafazaya girdiğinde hâlâ sızlanıyor. Bunun nedeni profil taçlandırması, helis açısı sapması veya birikmiş hatve hatası olabilir ve bunların hiçbiri standart bir CMM rutininde yer almaz.

Uygulanabilir bir kabul planı katmanlıdır. İlk makale, dişli ölçüm merkezinden profil, kurşun, hatve ve radyal salgıyı kapsayan tam bir rapor alır. Üretim süreçlerinde hızlı bir ekran olarak çift taraflı kompozit muayene kullanılır ve ölçüm merkezinde periyodik numune alınır. Çift taraflı makineler yüzde yüz inceleme için yeterince ucuz ve hızlıdır, ancak yalnızca bileşik bir hata gösterirler ve hangi elemanın devre dışı olduğunu söyleyemezler, bu nedenle iki yöntemin birlikte çalışması gerekir.

Ölçümün kendisiyle ilgili bir uyarı: Dişli ölçüm merkezi kalibrasyona ve sıcaklığa CMM'den daha duyarlıdır ve yirmi derece artı veya eksi bir temel çizgidir. Denetim sırasında metroloji odasının sıcaklık kaydına bakmak size makinenin isim plakasından daha fazlasını anlatır.

Bir Alıcıya Dört Soru

Birincisi, karbürleme ve söndürme şirket içinde mi yapılıyor, yoksa dışarıdan mı alınıyor ve eğer dışarıdan temin ediliyorsa, ısıl işlemci CQI-9'a sahip mi? İkincisi, malzeme ve duvar kalınlığına göre gruplandırılmış ortalama ve standart sapma ile ölçülen distorsiyon verileri sağlanabilir mi? Üçüncüsü, öğütme payı nasıl ayarlanır ve doğrulama çalışması yapıldı mı? Dördüncüsü, parti tutarlılığı nasıl sağlanır; SPC ve takım ömrü yönetimi var mı?

Çok az tedarikçi dördüne de net bir şekilde yanıt verir, ancak genellikle gerçekçi teklif verenler, çünkü hurdadan para kaybetmeyeceklerini bilirler. Bir Çin hassas işleme fabrikasını veya Çinli bir CNC parça üreticisini kısa listeye alırken, ilk filtre olarak ısıl işlem yeteneğini kullanın; size bir ekipman listesinden çok daha fazlasını anlatır.