Calentamiento por inducción desde 2000

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¿Cuáles son las características del procesamiento moderno de tratamiento térmico por inducción?

Cuando una pieza se fabrica a partir de una pieza en bruto, sabemos que tiene que pasar por una serie de procesos, como torneado, fresado, rectificado de la pieza en bruto y, por supuesto, tratamiento térmico. En estos procesos, el primero se denomina trabajo en frío y el segundo trabajo en caliente. El objeto de control del proceso de trabajo en frío es la cantidad física de una sola pieza, como la dimensión geométrica, la precisión, etc. Estos son fáciles de medir e incluso monitorear en línea. Con el desarrollo de la tecnología digital moderna, el grado de automatización ha mejorado considerablemente, y ahora la eficiencia de producción y la estabilidad de la calidad del procesamiento en frío se han puesto en pleno juego, con características modernas distintivas.

El tratamiento térmico y el procesamiento térmico, por otro lado, aprovechan los cambios en la estructura y la forma de los materiales a una temperatura determinada para mejorar sus propiedades, como la resistencia y la tenacidad. Estos objetivos generalmente no pueden monitorearse en línea, y la organización general cambia y la composición del material, la temperatura de reacción, el tiempo y otros procesos relacionados, por lo tanto, el tratamiento térmico y el procesamiento se adoptan una variedad de modelos de proceso del horno de calentamiento, como el templado general, la cementación. y temple, nitruro, etc., es para un lote de piezas en el mecanizado, y la diferencia en el trabajo en frío.

Pero también existen procesos de tratamiento térmico para piezas individuales, como el tratamiento térmico por inducción. Es un método de procesamiento verde rápido, eficiente, que ahorra energía, menos contaminación y una línea de procesamiento fácil y en frío. Por lo tanto, el tratamiento térmico por inducción moderno debe tener algunas características modernas similares al procesamiento en frío.

1. Organización de la producción

El objetivo de la gestión de producción empresarial moderna es la eficiencia y el beneficio. La producción moderna de tratamiento térmico por inducción también se basa en un determinado lote de piezas, de acuerdo con el sistema de automatización, a través de la organización científica, para lograr eficiencia y beneficio.

En primer lugar, los requisitos del programa de producción, es decir, el objetivo del procesamiento por lotes y las horas de procesamiento permitidas. Por ejemplo, para un producto, el programa de producción anual es de 1 millón de piezas, el tiempo de trabajo anual es de 250 días, 1 turno por día, cada turno es de 8 horas, entonces el valor de producción teórico permitido de cada producto es (250 × 1 ×8×3600) /1000000 = 7.2 s/pieza. De hecho, en la producción, el consumo de tiempo no productivo, como el mantenimiento del equipo, la preparación de la producción, la rotación del operador, la falla de la máquina y el desperdicio, generalmente se reserva, lo que se traduce en la tasa de operación del equipo, como el 95%, y el permisible. vencer la demanda de cada producto es de 6.84 s/pieza.

De acuerdo con el programa de producción anterior, lleve a cabo la configuración del equipo y la organización de la producción. Si el ritmo del equipo configurado es inferior a 6.84 s/pieza, entonces un equipo puede cumplir con los requisitos de producción en un turno. Si el equipo configurado late a más de 6.84 s/pieza, puede considerar extender la jornada laboral, como 2 o 3 turnos por día; O aumentar el número de equipos o el número de estaciones de trabajo, de uno a dos equipos de procesamiento o dos estaciones de trabajo de procesamiento simultáneo.

Debido a la alta eficiencia del tratamiento térmico por inducción, especialmente algunos equipos de tratamiento térmico por inducción y la línea de producción de procesamiento en frío, por lo tanto, el sistema de logística del taller también presentó los requisitos correspondientes para el equipo de enfriamiento por inducción. Las unidades logísticas modernas, como máquinas de alimentación automática, manipuladores y robots, también aparecen en el sistema de tratamiento térmico por inducción y están interconectadas con el sistema de control de la máquina a través de la interfaz de datos estándar. La figura 1 es el sitio de endurecimiento por inducción de un taller, incluido un manipulador de pórtico de transferencia, a través de una pieza de trabajo de transferencia de manipulador colineal.

2. Máquina herramienta de enfriamiento automático por inducción, centro de procesamiento flexible

El tratamiento térmico por inducción se logra mediante el calentamiento por inducción del inductor y la superficie de la pieza de trabajo con el enfriamiento adecuado. El proceso de procesamiento requiere el sensor relativo al posicionamiento, escaneo y movimiento de la pieza de trabajo, en el que la pieza de trabajo también necesita rotar, indexar y otras acciones correspondientes. Con la aplicación de la tecnología de control NUMÉRICO, la máquina herramienta de tratamiento térmico por inducción puede realizar la automatización del proceso como una máquina herramienta en frío.

Al igual que un centro de mecanizado flexible en frío, una máquina de tratamiento térmico por inducción no solo puede realizar un procesamiento de un solo proceso, sino que también puede realizar un procesamiento combinado de múltiples procesos. Por ejemplo, algunos sistemas de tratamiento térmico por inducción, una tarjeta para completar el procesamiento de compuestos de temple y templado; También existen algunos sistemas de tratamiento térmico por inducción que pueden completar el templado y revenido de múltiples partes; Incluso en el proceso de procesamiento, las piezas se giran y se cargan con TARJETAS y se giran para su enfriamiento, etc. La figura 2 muestra las piezas del eje de autoequilibrado y su equipo de tratamiento térmico por inducción. Esta pieza necesita templar y revenir varios diámetros de eje escalonado. Debido al gran cambio de sección, este sistema adopta un inductor dúplex para templar sus diferentes cuellos coaxiales, un inductor para templar la superficie del engranaje y un inductor para templar toda la pieza. A diferencia del mecanizado en frío, los diferentes procedimientos de procesamiento combinados no se completan con el cambio automático de cuchillas, sino con la transferencia a diferentes estaciones para el procesamiento. Todo el sistema consta de 3 fuentes de alimentación de alta frecuencia, que son controladas por PLC.

Para utilizar máquinas herramienta de enfriamiento automático para el procesamiento, debe tener: las máquinas herramienta tienen una alta confiabilidad; La máquina herramienta tiene una alta precisión de posición y precisión de movimiento; Alta precisión y buena intercambiabilidad de herramientas de corte (herramientas de proceso); La tecnología de procesamiento se determina de antemano.

Debido a las diferentes condiciones de trabajo y modos de procesamiento, el sistema de automatización de tratamiento térmico por inducción tiene más requisitos que:

(1) Como el enfriamiento requiere calentamiento y enfriamiento, el área de trabajo está contaminada por agua, líquido de enfriamiento, vapor, electromagnético y otros contaminantes. Estos factores deben tenerse en cuenta en el diseño de confiabilidad de las máquinas herramienta, y la estructura y los materiales de los componentes deben evitar o no ser dañados por esta contaminación.

(2) La “herramienta” utilizada en el procesamiento incluye no solo sensores, sino también armas de fuego inactivas. En países extranjeros, generalmente se le llama herramientas de proceso. Al igual que con las herramientas de trabajo en frío, esto generalmente lo personaliza un fabricante profesional. Las herramientas de proceso deben tener una precisión de ensamblaje repetible para cumplir con los requisitos del montaje rápido de tarjetas.

(3) La predeterminación de la tecnología de procesamiento significa que el proceso de desarrollo del proceso por adelantado debe fijar los materiales de las piezas, la precisión dimensional, la dimensión y precisión geométrica del sensor, los parámetros de suministro de energía, los parámetros de enfriamiento y los resultados correctos del tratamiento térmico.

(4) Por lo tanto, la confiabilidad de la máquina herramienta no es solo la confiabilidad y precisión de la estructura y el movimiento, sino también la capacidad de control y confiabilidad del suministro de energía y el sistema de rociado de carga, enfriamiento y enfriamiento.

A lo que debemos prestar atención aquí es que la principal brecha entre nuestros productos nacionales y los equipos similares avanzados internacionales es que estas características no se han resuelto. Por ejemplo, las herramientas en proceso, a menudo solo pensamos en sensores, pero no mencionamos la precisión y confiabilidad de la "herramienta" para entender, el grado de especialización no es suficiente. El "compañero del sensor" doméstico brinda ayuda para la alta precisión y la intercambiabilidad de las herramientas del proceso de tratamiento térmico por inducción.

3. Sistema de control de calidad digital y monitoreo remoto

La eficiencia y la cantidad de lotes del procesamiento moderno requieren un control de calidad más completo, más oportuno, más cercano al proceso de procesamiento porque cualquier accidente de calidad que no se encuentre y se resuelva a tiempo causará el desperdicio masivo, la pérdida se magnifica. El aumento de puntos de control no afecta la eficiencia, que se beneficia del sistema de control de calidad digital.

Se ha incorporado un moderno sistema de control de calidad digital para el tratamiento térmico por inducción desde el comienzo de la logística. Incluye identificación de piezas de trabajo, conteo, equipo y confirmación de "herramientas de proceso" y producción de productos terminados, identificación, estadísticas de consumo de energía, monitoreo en línea y registro, lo que permite la llamada de datos en línea o fuera de línea.

Además de las funciones básicas de las máquinas herramienta NC en frío, el control de calidad en línea del sistema de máquina herramienta también incluye el monitoreo y registro de los parámetros del proceso de calentamiento y enfriamiento por tratamiento térmico por inducción. Esto requiere que la fuente de alimentación tenga una interfaz de control digital, temperatura, flujo y otros datos de medios utilizando instrumentos digitales. El proceso de prefabricación del tratamiento térmico por inducción consiste en establecer estas señales de control de calidad y el intervalo de fluctuación permitido en el sistema a través del programa, formar un paquete de control de calidad y se registran los parámetros de operación y los parámetros del proceso.

Con la adopción generalizada de la red, los datos en tiempo real de estos paquetes de control de calidad se pueden recuperar y registrar de forma remota, lo que no solo facilita el seguimiento de la calidad del sistema superior de gestión de datos, sino que también permite a los expertos remotos diagnosticar y recuperar los datos cuando la máquina se descompone, lo que reduce en gran medida el tiempo de inactividad y mejora la tasa de utilización del equipo.

4. Buena confiabilidad del proceso, reemplazando (cementación, nitruración, etc.) una variedad de procesos de tratamiento térmico convencionales

La mayoría de los procesos de tratamiento térmico utilizan un horno de calentamiento, el modo de proceso de tratamiento térmico es generalmente largo, a menudo utiliza procesamiento fuera de línea, por lo que es muy diferente del modo de producción de procesamiento en frío moderno. Tradicionalmente, el tratamiento térmico por inducción debido al procesamiento local de las partes individuales puede ser y, por lo tanto, se considera como el medio complementario del tratamiento térmico convencional solo para partes menos importantes o partes de lotes pequeños mediante el uso de esta técnica, y la confiabilidad del proceso debido a varias razones, pobre repetibilidad, lo que puede conducir a un rango estrecho, la eficiencia es pobre.

El tratamiento térmico por inducción moderno debido a la mejora de la confiabilidad del proceso, los diseñadores confirman la capacidad de carga, por lo que en más y más ocasiones, en lugar de cementar, apagar, nitrurar y otros procesos principales, ha logrado eficiencia, el beneficio de la doble cosecha. No solo en la condición de cargas pequeñas y medianas como los automóviles, sino también en algunas cargas pesadas como la eólica y las locomotoras. Por ejemplo, los productos de engranajes de gran diámetro para energía eólica producidos por una empresa china, con módulos de 10 ~ 26 y diámetros de 2000 ~ 3500 mm, fueron originalmente todos procesos de cementación, enfriamiento y nitruración, y luego se cambiaron a tratamiento térmico por inducción, la eficiencia se mejoró significativamente, el costo del material y el costo de procesamiento se redujeron significativamente, y los beneficios fueron muy buenos.

5. Conclusión

Las ventajas de un tratamiento térmico por inducción rápido, eficiente, ahorrador de energía y menos contaminante se han puesto en pleno juego bajo las condiciones de la tecnología moderna. En China, muchas empresas con fondos extranjeros y algunas empresas nacionales de alta calidad han adoptado directamente equipos de tratamiento térmico por inducción modernos extranjeros y, por lo tanto, han obtenido beneficios en eficiencia y eficacia. Los equipos domésticos de tratamiento térmico por inducción también han progresado mucho en el grado de automatización en los últimos años, pero aún existen algunas lagunas en la confiabilidad y la estabilidad del proceso a nivel internacional. Solo llenando estos vacíos, se cree que la tecnología de tratamiento térmico por inducción será ampliamente utilizada.

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