El tratamiento térmico por inducción se ha convertido en uno de los principales medios de tratamiento térmico moderno debido a su verde, alta eficiencia, ahorro de energía y fácil composición de la línea de producción. El autor ha discutido las características del tratamiento térmico por inducción moderno en artículos anteriores, muchas de las cuales están en línea con las características del procesamiento en frío moderno, que actualmente es el único proceso de tratamiento térmico eficiente similar a la estructura de producción del procesamiento en frío. Aunque China se ha convertido en una potencia de fabricación mundial, la tecnología CNC/CAM se usa ampliamente en la fabricación mecánica, especialmente en el procesamiento en frío, y la organización de la producción y el control de calidad tienen una tecnología y un modo bastante maduros, pero en comparación con el procesamiento mecánico, el tratamiento térmico por inducción tiene una gran brecha. en organización de la producción y tecnología de control de calidad.
En este documento, se comparan las similitudes entre la tecnología de tratamiento térmico inductivo y la tecnología de procesamiento en frío, como el corte de piezas, y se presentan los métodos de organización de la producción y gestión de calidad para mejorar el nivel de aplicación del tratamiento térmico por inducción.
1. Procesamiento de una sola pieza
Hay dos tipos de modos de tratamiento térmico: procesamiento único y procesamiento por lotes. El tratamiento térmico por inducción es un modo de procesamiento de una sola pieza, mientras que otros tratamientos térmicos que utilizan un horno de calentamiento son un modo de procesamiento por lotes. Para el tratamiento térmico por inducción, sin importar cuán grande sea la capacidad de producción de la empresa, el tratamiento térmico por inducción de cada pieza se realiza una por una. Y la única forma de aumentar la productividad es aumentar la cantidad de unidades de procesamiento, por ejemplo, máquinas herramienta simples para aumentar la cantidad de máquinas herramienta; Las máquinas herramienta multiestación aumentan el número de estaciones.
La ventaja del procesamiento por lotes es aumentar la capacidad de producción, pero también trae la desventaja del control de calidad. Por ejemplo, no puede controlar el estado de ninguno de los productos, por lo que no puede controlar la calidad de ninguno de los productos. Para garantizar que el mismo lote de resultados de procesamiento de piezas sea consistente, solo mejore la uniformidad del estado del horno, como la uniformidad de la temperatura, la uniformidad de la atmósfera, etc.; También existe la necesidad de aumentar el número de muestras controladas. Pero el horno porque tiene la estructura en el sexo desigual, tiene la entrada y la salida, la esquina para esperar, quiere lograr completamente incluso es imposible.
El procesamiento individual tiene ventajas únicas en el control de calidad, que puede monitorear cada pieza y realizar la trazabilidad de la calidad del producto. Después de la finalización del procesamiento también se puede inspeccionar pieza por pieza.
El mecanizado en frío de las piezas adopta completamente el modo de mecanizado de pieza única. Y el control de calidad de las piezas de mecanizado en frío ha sido un sistema muy completo y las medidas de implementación, especialmente la aplicación de la tecnología CNC y CAM, de modo que la precisión de la calidad del mecanizado en línea de las piezas ha mejorado mucho, la consistencia del procesamiento de las piezas también es muy bien. Del mismo modo, el endurecimiento por inducción también utiliza cada vez más las tecnologías CNC y CAM. Por lo tanto, siempre que adoptemos el modo de organización de producción maduro de procesamiento en frío, la consistencia de la calidad del producto del tratamiento térmico por inducción también se puede mejorar en gran medida.
Otra ventaja del tratamiento térmico por inducción es que la organización de la producción se configura de acuerdo con el ritmo, se aprueba la hora-hombre y se controla con precisión el costo.
2. Límite de desviación de mecanizado (tolerancia)
Para controlar la consistencia de los resultados de un solo mecanizado, se utiliza la tolerancia en el mecanizado en frío. Esto también es aplicable al procesamiento de tratamiento térmico por inducción, que se puede ver en las marcas de dibujo técnico de los productos de las piezas.
HIGO. 1 Se sabe que la apariencia de cierto tipo de brida está marcada con tolerancias detalladas tanto para las dimensiones axiales como radiales en los dibujos mecanizados. El patrón de procesamiento del endurecimiento por inducción es similar al del endurecimiento por inducción (consulte la Figura 2). En la figura no solo se muestra la línea de contorno de la capa de endurecimiento, sino también la desviación correspondiente. El término “desviación” se utiliza aquí para distinguir “tolerancias”, no solo por las diferencias en el mecanizado en frío y en caliente, sino también por la gran diferencia en su magnitud. Por ejemplo, la profundidad efectiva (SHD) de la capa endurecida es de 2.6+0.8 mm; Entre ellos, 2.6 mm es la profundidad básica requerida de la capa de temple y endurecimiento (valor nominal, diferencia inferior), mientras que +0.8 mm es la diferencia superior permitida. De manera similar, la profundidad efectiva (SHD) de la capa de endurecimiento es de 1.1+1.8 mm; Entre ellos, 1.1 mm es la profundidad nominal (diferencia inferior) de la capa de endurecimiento requerida, mientras que +1.8 mm es la diferencia superior permitida. La capa de endurecimiento es de 1.71+3 mm en el punto inicial en dirección axial; La capa de endurecimiento es de 26+5 mm en el punto de partida radial.
Figura 1. Brida de ejemplo
HIGO. 2 Ejemplo de distribución de la capa de templado-templado y desviación de las alas
La tolerancia dimensional de las piezas asegura la consistencia del montaje en el montaje; La desviación de mecanizado de la capa de endurecimiento por inducción asegura la consistencia de la capacidad de carga e incluso la consistencia de la deformación. Sabemos que cuando la profundidad de la capa endurecida es mayor que la profundidad de penetración de la tensión, la capacidad de carga de las piezas no es un problema y el proceso de servicio es seguro. Por lo tanto, solo el valor mínimo de la capa endurecida está estipulado en los extensos requisitos anteriores del patrón del proceso de enfriamiento por inducción en China. Sin embargo, con el aumento de la profundidad de la capa endurecida, la tensión interna y la deformación aumentan, e incluso se agrietan en casos especiales. Por lo tanto, los requisitos del procesamiento fino del tratamiento térmico por inducción moderno no solo estipulan el error inferior sino que también estipulan el error superior permisible. Aunque la magnitud de la desviación (mm) es mucho mayor que la del trabajo en frío (m).
3. Bobinas y cuchillas de inducción
El inductor es la “herramienta” del tratamiento térmico por inducción, en relación con la herramienta de corte de la pieza. Para lograr la consistencia del proceso de corte, el tecnólogo tiene un conocimiento muy alto del cuchillo. Y no sabemos lo suficiente sobre la altura de los sensores. Además de algunas empresas internacionales, muchas empresas chinas ni siquiera solicitan los sensores a empresas profesionales y, aun así, permanecen en el modo de maestro hecho a mano "autosuficiente" con aprendices. Sin embargo, incluso en empresas profesionales, los estándares de diseño y producción de sensores varían y no hay intercambiabilidad. Porque no tenemos un estándar industrial para el diseño y fabricación de sensores.
Creemos que los sensores también pueden, como los cuchillos, tener una serie de características comunes, que incluyen:
(1) Generalmente fabricado con materiales especiales, diseño especial para el procesamiento de piezas y tecnología de procesamiento. Así como las herramientas de corte están hechas de materiales especiales, los sensores deben estar hechos de materiales especiales. La función principal del inductor de tratamiento térmico por inducción es generar una cierta forma del campo electromagnético, junto con la parte de la pieza de trabajo que se calienta para generar una cierta forma de distribución de la corriente de Foucault y finalmente lograr el enfriamiento. Por lo tanto, se requiere que el inductor funcione con la buena conductividad de la bobina. Al mismo tiempo, la fuerza electromagnética en el proceso de tratamiento térmico por inducción requiere que el inductor tenga cierta rigidez. Al mismo tiempo, considerando la naturaleza económica de los materiales, el cobre puro combinado se ha convertido en la industria reconocida como la primera opción. El número de bronce puro de uso común es T2. En algunas aplicaciones especiales, se elige cobre libre de oxígeno porque puede mejorar en gran medida la conductividad.
(2) Alta precisión de fabricación y precisión del proceso. Con el desarrollo de la industria manufacturera, la fabricación manual de herramientas de corte ha sido reemplazada por la producción por lotes mecanizada especializada. Sin embargo, la mayor parte de la fabricación de sensores en la industria de tratamiento térmico por inducción de China todavía se encuentra en la etapa de fabricación manual, que depende en gran medida del productor y obviamente no puede cumplir con los requisitos del procesamiento moderno. En los últimos años, cada vez más sensores de mecanismo se han convertido en la primera opción de las empresas de producción en masa.
(3) La "base de herramientas" de la máquina herramienta es otra característica del procesamiento eficiente de las máquinas herramienta modernas. Para realizar una producción eficiente y confiable, la biblioteca de sensores de la máquina herramienta se puede utilizar como referencia. Aunque el sensor no se reemplaza con tanta frecuencia como el centro de mecanizado, es perfectamente correcto gestionar la biblioteca de sensores de acuerdo con los requisitos de gestión de la biblioteca de herramientas. Esto requiere que el sensor tenga forma, consistencia de tamaño, estandarización de diseño y fabricación, buena intercambiabilidad. Un sensor personalizado o un sensor de mecanismo de una empresa profesional es fácil de cumplir con los requisitos.
(4) Conexión de alta precisión y función de intercambio rápido. Una de las características típicas de la estandarización de herramientas es la estandarización de las empuñaduras de herramientas (ver Figura 3). Esto ha formado varias series estándar a nivel internacional. Es el núcleo del reemplazo rápido de herramientas, la conexión confiable y el posicionamiento de alta precisión. La conectividad de los sensores no se ha estandarizado hasta este punto y no existe un estándar uniforme. En la actualidad, ha habido algunas empresas profesionales internacionales de tratamiento térmico por inducción que trabajan en este aspecto, y también hay productos estandarizados lanzados en China. Por ejemplo, nuestro producto patentado "Sensor Companion" (consulte la Figura 4) es una opción eficaz para el reemplazo rápido de sensores y la producción estandarizada.
(5) La vida está relacionada con la cantidad de procesamiento. Cuando se ha mecanizado un cierto número de herramientas, la “herramienta” ha llegado a su vida útil. Esto es lo mismo para las herramientas de corte y los sensores. Aunque no hay contacto entre el inductor y la pieza de trabajo durante el procesamiento, los encendidos y apagados repetidos, así como la fatiga por frío y calor también provocan su falla, que debe reemplazarse por una nueva. Esto nuevamente requiere que la precisión de fabricación del sensor sea tan buena como la capacidad de sustitución de la herramienta.
Figura 3. Ejemplo de mango estándar
Figura 4. Ejemplo de funda de sensor estándar
4. La máquina herramienta
Ya sea el procesamiento de tratamiento térmico por inducción o el procesamiento de corte (en frío), la implementación del procesamiento se realiza a través de la máquina. Las máquinas herramienta de enfriamiento por inducción y las máquinas herramienta de mecanizado en frío tienen muchas similitudes, también tienen sus respectivas particularidades. Comparando las características típicas de los dos tipos de máquinas herramienta, los dos tipos de máquinas herramienta además del sensor y la pieza de trabajo no entran en contacto, no hay fuerza de corte, por lo que el tonelaje de la máquina herramienta de enfriamiento por inducción es relativamente ligero, las otras características de el anfitrión de la máquina es muy similar. La alta y nueva tecnología aplicada en el campo de las máquinas herramienta de trabajo en frío se ha aplicado cada vez más a las máquinas herramienta de templado por inducción. Por ejemplo, tecnología de control numérico, gestión de redes, centro de mecanizado flexible, etc. La unidad de movimiento lineal, la unidad rotativa de indexación estándar, la lubricación centralizada, etc., se utilizan más en la estructura de las máquinas herramienta. Además, el área de procesamiento de enfriamiento por inducción también se corroe por la pulverización del líquido de enfriamiento, por lo que el área en la que el líquido de enfriamiento puede pulverizarse generalmente está hecha de materiales inoxidables.
En cuanto a la máquina auxiliar de máquina herramienta, la diferencia es mayor pero no afecta el modo de operación. La máquina auxiliar de la máquina de corte juega un papel importante para garantizar el funcionamiento efectivo de la máquina principal, que debe mantenerse de acuerdo con las reglas y, por lo general, no participa en la gestión de calidad de los productos. Las máquinas herramienta auxiliares para el tratamiento térmico por inducción, incluida la fuente de alimentación de calentamiento por inducción y el sistema de enfriamiento por circulación de fluido de enfriamiento, están directamente relacionadas con la gestión de calidad del producto, que requiere monitoreo y control. La precisión del control afecta la calidad de procesamiento del tratamiento térmico por inducción. Por lo tanto, el presupuesto de inversión y el presupuesto de costos de operación de producción deben garantizarse por separado.
5. Capacidad Cpk del procedimiento de trabajo de la máquina herramienta
En el proceso de producción, la fluctuación del índice de procesamiento del producto es inevitable. En la actualidad, se utilizan más máquinas herramienta CNC en el mecanizado en frío y el tratamiento térmico por inducción, y el índice para evaluar la capacidad de procesamiento de las máquinas herramienta CNC también se introduce en la evaluación de las máquinas herramienta de enfriamiento por inducción.
La capacidad del proceso es la relación entre el rango de variación máximo permitido del rendimiento del proceso de un proceso y la desviación normal del proceso. El estudio de capacidad del proceso es para confirmar el grado de conformidad de estas características con la especificación, a fin de garantizar que la tasa de productos defectuosos terminados que no se ajusten a la especificación esté por encima del nivel requerido, como base para la mejora continua del procesamiento.
Sistema de gestión de calidad moderno, especialmente para que las empresas lleven a cabo ISO9000, QS9000 y otros requisitos de certificación de gestión de calidad, Cpk para llevar a cabo una evaluación de la capacidad del proceso de producción. Cpk es la abreviatura de Complex Process Capability Index, que indica la capacidad del proceso para garantizar la precisión del objetivo. La tabla adjunta es un ejemplo de los requisitos de valor Cpk de una empresa sobre la capacidad de procesamiento de las máquinas herramienta de enfriamiento por inducción antes de que se pongan en producción. Cpk es la neutralización de la exactitud y la precisión, cuanto más grande, mejor.
En la actualidad, Cpk se utiliza para medir la capacidad de mecanizado de las máquinas herramienta de tratamiento térmico por inducción en líneas de producción continua. Especialmente para el tratamiento térmico de piezas de la industria del automóvil del equipo de procesamiento de enfriamiento por inducción. Dado que la detección de indicadores de tratamiento térmico (independientemente de la dureza y la profundidad de la capa templada) de la pieza de trabajo es mucho más complicada que la detección de dimensiones geométricas, la mayoría de las veces, se requiere el corte de muestras y la preparación metalográfica antes de la detección. Por lo tanto, el cálculo del valor Cpk para un tamaño nominal requiere mucho más trabajo y costo de prueba que el trabajo en frío para el mismo número de muestras, lo que requiere una atención especial.
6. Aprenda del modo de procesamiento en frío para mejorar el nivel de aplicación del tratamiento térmico por inducción
Durante mucho tiempo, las empresas de fabricación de maquinaria de China en busca de una amplia y completa variedad de productos. Los límites del procesamiento en frío y en caliente en las empresas son claros, y el procesamiento de tratamiento térmico a menudo se ejecuta por separado fuera de línea. Esto se debe principalmente a que la mayoría de los procesos de tratamiento térmico deben realizarse fuera de línea. Como horno de resistencia, horno de atmósfera, horno de vacío, como procesamiento de tratamiento térmico. Por lo tanto, hemos estado acostumbrados al procesamiento extensivo del tratamiento térmico, y para el procesamiento en frío, las oportunidades de comprensión de la tecnología de gestión de producción no son muchas.
Las empresas extranjeras tienen un alto grado de especialización y un alto grado de refinamiento del producto. Algunas empresas organizan la producción en torno a una clase de piezas, por lo que el grado de automatización de la línea de producción es alto, el nivel de aplicación del tratamiento térmico por inducción es alto. El tratamiento térmico por inducción ha sido capaz de lograr un mecanizado fino. Por ejemplo, la empresa TRW Langfang se especializa en la producción de válvulas; empresa Holbege Changzhou especializada en la producción de un anillo sincronizador; Nebo gear Tianjin empresa especializada en la producción de coronas dentadas de cojinetes de giro. El procesamiento del tratamiento térmico por inducción en estas empresas ha sido el mismo que el de la organización y administración de otras líneas de procesamiento en frío, de acuerdo con el programa de producción, el ritmo del proceso, las horas fijas de producción eficiente y de alta calidad.
El tratamiento térmico por inducción tiene características de organización de la producción similares a las del procesamiento en frío, lo que nos permite deshacernos del modo de gestión extensivo del tratamiento térmico convencional y utilizar el concepto de organización de producción similar del procesamiento en frío para obtener más referencia, a fin de lograr el objetivo de multa tratamiento térmico por inducción.
Para ello, sugerimos el tratamiento térmico por inducción, organizador de la producción:
(1) sistema de gestión de calidad de procesamiento en frío de autoaprendizaje.
(2) intente utilizar máquinas herramienta de enfriamiento por inducción CNC.
(3) Personalización profesional del sensor, intente utilizar la conexión estándar y el cambio rápido para garantizar la intercambiabilidad y la precisión de la instalación.
(4) Implementar conscientemente ISO9000 en la evaluación de la capacidad del proceso, continuar mejorando la capacidad de procesamiento del tratamiento térmico por inducción.
