Contrôle de la qualité dans le processus d'usinage des fûts de vérins hydrauliques forgés

Contrôle de la qualité dans le processus d'usinage des fûts de vérins hydrauliques forgés

Introduction de plusieurs types de systèmes hydrauliques cylindre forgé Les processus d'usinage des fûts, ainsi que les principaux facteurs affectant la qualité de chaque processus d'usinage ont été analysés et proposés pour améliorer la qualité du traitement de mesures spécifiques. Dans le même temps, l'alésage de cylindre forgé de plusieurs processus d'usinage couramment utilisés pour la comparaison a mis en évidence les avantages et les inconvénients de chacun d'entre eux et le champ d'application.

0. Introduction

Le cylindre hydraulique forgé est l'une des pièces importantes couramment utilisées dans les machines d'ingénierie modernes et d'autres équipements, le processus de production du cylindre forgé est un élément important du processus de fabrication. cylindre forgé du taux élevé de rebut ; les principales raisons sont les suivantes :

• 1) Le porte-outil est long et mince, avec une faible rigidité, ce qui peut facilement entraîner une déviation de l'outil et des vibrations.
• 2) La rigidité de l'ébauche de cylindre forgé elle-même est médiocre, ce qui peut facilement entraîner des problèmes de rectitude et d'arrondi.
• 3) Le refroidissement et l'évacuation des copeaux sont difficiles, et les copeaux de fer rayent facilement la surface d'usinage.
• 4) Difficulté à guider le porte-outil, ce qui entraîne l'usure de la bande de guidage et détruit l'effet de guidage.

Il est donc nécessaire de prendre des mesures appropriées pour garantir la fiabilité du guidage, de la coupe, de l'évacuation des copeaux, de la lubrification et du refroidissement afin de réduire efficacement le taux de rebut des cylindres forgés.

1. Développement du programme de technologie de traitement des cylindres forgés

La plupart des vérins hydrauliques forgés sont barre ronde comme matières premières, les cylindres forgés avec Acier 20# et Acier 25#sans traitement thermique. Cylindre forgé moyenne et haute pression ou cylindres forgés importants de plus de Acier 35#, 45# acier27SiMn, 25CrMo et autres matériaux, traitement de trempe. Le processus d'usinage des fûts de cylindres forgés est similaire pour les ébauches de différents matériaux. Cependant, en fonction des matières premières et de l'état du traitement thermique, les paramètres du processus diffèrent lors de l'élaboration des programmes et des paramètres technologiques.
La structure du cylindre forgé hydraulique est illustrée à la figure 1. La structure du cylindre forgé peut être développée pour les types suivants d'itinéraires technologiques de traitement.

• Programme 1 : matériau métallique → → → traitement thermique → → redressement → → aléseuse de voiture avec butée de positionnement → → alésage grossier → → alésage semi-fini → → alésage fin (alésage flottant) → → roulage.
• Option 2:Déchargement → → Traitement thermique → → Redressage → → Butée de positionnement pour machine à tourner et à honer → → Alésage grossier → → Alésage semi-fin → → Honage.
• Option 3:Déchargement→→Traitement thermique→→Dressage→→Arrêt de positionnement pour machine de tournage et d'alésage→→Alésage combiné.
• Option 4 : Déchargement de tubes d'acier sans soudure de précision étirés à froid → → machine à honer les voitures avec butée de positionnement → → honage.

2. Problèmes à noter dans le traitement des fûts de cylindres forgés

2.1 Matérialisation

Lorsque le matériau doit être pris en compte lors de la taille du mandrin de traitement, une taille trop petite peut rendre les deux extrémités du traitement de la longueur de la butée de positionnement trop courte, ce qui entraîne un positionnement imprécis de l'alésage de la pièce dans la machine à aléser, ce qui entraîne un traitement de l'épaisseur de la paroi du cylindre forgé fini qui n'est pas uniforme.

Figure.1 Schéma de la structure du cylindre forgé

2.2 Traitement thermique

La taille du cylindre forgé et l'uniformité de la dureté après le traitement thermique n'affectent pas seulement la qualité du cylindre forgé, mais influencent aussi grandement les procédures de traitement ultérieures. La dureté inégale du cylindre forgé, lors de l'alésage suivant, augmente l'usure de l'outil et peut même "frapper le couteau", ce qui entraîne la mise au rebut de la pièce. La qualité de l'alésage fini diminuera également, en particulier lors de l'utilisation d'un outil de finition d'alésage flottant. Pour ce type de tube brut, il est préférable d'utiliser le rodage dans le processus d'alésage.
Les ébauches de cylindres utilisent le plus souvent le traitement thermique dans un four à caisson ou un four à fosse, le chauffage, la trempe verticale ; cette méthode est susceptible d'entraîner une dureté locale non uniforme du cylindre forgé. Le traitement de trempe des tubes en acier sans soudure dans la ligne de trempe à moyenne fréquence, en raison du contact uniforme entre le milieu de refroidissement et la pièce à usiner, la dureté de l'ébauche de cylindre forgé est uniforme, et l'uniformité de la dureté de la pièce à usiner est également bonne pour le processus ultérieur est très favorable. Toutefois, en raison des limites de taille de la bobine de chauffage par induction, cette méthode de trempe est plus difficile à appliquer dans la production de cylindres forgés en une seule pièce, en petits lots et spéciaux.

2.3 Réglage de la machine à aléser et serrage de la pièce

Tout au long du processus d'alésage, veillez à ce que la broche de l'aléseuse, le dispositif de fixation, la pièce à usiner, l'outil d'alésage, la barre d'alésage, le réservoir d'huile et l'axe du siège de la barre d'alésage soient cohérents afin de garantir la qualité du trou intérieur des procédures de traitement. Lors du réglage de la machine à aléser, vous pouvez utiliser le siège de table magnétique fixé à la broche de la machine à aléser, vérifier la barre de l'outil d'alésage et le réservoir d'huile, ainsi que la concentricité de la broche. Le manchon d'amortissement des vibrations de la queue du réservoir d'huile de la machine d'alésage doit être vérifié et ajusté, et les pièces d'usure doivent être remplacées rapidement.
Lors de l'ébauche, la pièce peut utiliser un mandrin en forme de poulet afin d'augmenter la quantité de coupe et d'améliorer la productivité. Mais le mandrin en forme de poulet peut entraîner une trop faible circularité de la sortie du cylindre forgé lors de la finition. La finition peut utiliser le positionnement conique et le serrage par friction. Pour garantir un serrage fiable, vous devez augmenter la force de serrage du réservoir d'huile ; si la force de frottement est insuffisante, vous pouvez changer la presse et le cône de positionnement de la pièce à usiner pour qu'il soit plus petit.

2.4 Alésage grossier

2.4.1 Affûtage des outils d'alésage bruts

En raison des difficultés d'enlèvement des copeaux dans les trous profonds, l'affûtage de l'outil sur le porte-outil au niveau de la rainure de rupture des copeaux s'ouvre plus profondément, plus étroitement, afin d'augmenter l'effet de rupture des copeaux et de faciliter l'enlèvement des copeaux. L'angle d'inclinaison de l'arête de coupe doit tenir compte de la forme d'élimination des copeaux en utilisant la compatibilité avec l'alésage.

2.4.2 Réglage d'une tête d'alésage grossier

La structure de la tête d'alésage grossier est illustrée à la figure 2 ; le bloc de guidage avant est en carbure et le bloc de guidage arrière est une bande de bois en plastique ; le principe de réglage de la tête d'alésage grossier est le suivant : veiller à ce que la pointe de la fraise et la position du bloc de guidage avant en carbure soient compatibles ; la taille du bloc de guidage avant en carbure et la bande de guidage arrière en bois en plastique sont cohérentes ; les dimensions radiales de la bande de guidage en bois en plastique sont cohérentes les unes avec les autres.

Figure.2 Schéma de la structure de la tête d'alésage d'ébauche
1-Outil d'alésage ; 2-Vis de compression ; 3-Bloc de guidage en carbure ; 4-Vis de réglage ; 5-Barre de guidage en bois collé ; 6-Tête d'alésage ; 7-Jauge de lamage.
La pointe de l'outil doit être supérieure au bloc de guidage en carbure avant la pointe de l'outil avant le montant de la surépaisseur d'usinage et de l'avance, généralement entre 1 mm et 2 mm. Parallèlement, la pointe de l'outil dans la dimension radiale doit être légèrement supérieure au bloc de guidage en carbure, d'environ 0,02 mm. Afin de garantir que les dimensions ci-dessus sont respectées, il faut utiliser un gabarit d'outil spécial pour le couteau, le diamètre intérieur du gabarit d'outil, selon les exigences de taille de chaque processus, a été produit. Si l'écart entre le bloc de guidage en carbure avant et la jauge de réglage de l'outil est important, après avoir remplacé le nouveau bloc de guidage en carbure, il est nécessaire de réaffûter la tête d'alésage grossier ; si la pointe de la fraise n'est pas adaptée à la quantité d'excès, il est nécessaire de réaffûter l'outil d'alésage grossier. Après l'ajustement de la taille du bloc de guidage de la barre de bois, pour s'assurer que la taille du bloc de guidage en carbure avant est identique, il est préférable d'ajuster chaque fois le diamètre extérieur de la barre de bois après le réusinage, afin de s'assurer que les dimensions radiales de chaque barre de guidage sont identiques.

2.5 Perçage fin

Actuellement, l'outil d'alésage fin le plus utilisé est l'outil flottant, comme le montre la figure 3. L'outil d'alésage fin peut glisser dans le trou rectangulaire de la tête d'alésage fin, ajustant automatiquement le volume de coupe des deux arêtes de coupe pour réduire l'erreur causée par la flexion de la tige et le serrage imprécis.

Figure.3 Structure schématique de la tête de forage fin
1-Tête d'alésage de finition ; 2-outil d'alésage de finition ; 3-barre de guidage ; 4-plaque de bord ; 5-écrou de réglage ; 6-écrou de blocage ; 7-connecteur

2.5.1 Affûtage des outils d'alésage fin

Le processus de coupe par alésage flottant est similaire à l'alésage ; la surépaisseur d'usinage n'est pas facile à être trop grande, la figure 1 montre la structure du traitement du cylindre forgé, la surépaisseur d'alésage fin de 0,08 mm-0,15 mm, la rectification du porte-outil une arête calibrée plus longue, pour jouer un rôle dans l'extrusion, l'angle de déflexion primaire et secondaire est pris 1,5 °-2,5 °, l'affûtage du porte-outil, la rugosité de la surface doit être dans la plage de R_a3,2 ou moins, et en même temps vérifier la qualité de l'arête de coupe, il ne doit pas y avoir de phénomène de dentelure, les deux côtés de l'arête de coupe doivent être coupés, et l'arête de coupe doit être coupée, et l'arête de coupe doit être coupée, et l'arête de coupe doit être coupée, et l'arête de coupe doit être coupée. Les deux côtés de l'arête de coupe doivent être symétriques ; deux arêtes de coupe et de calibrage doivent être dans le même plan.

2.5.2 Réglage de la tête d'alésage fin

Le principe du réglage de la tête d'alésage fin est que la taille des caractères de la barre de guidage ϕ2 correspond au diamètre du trou inférieur avant l'alésage fin, que la face arrière de la barre de guidage ϕ1 correspond au diamètre du trou après l'alésage fin et que les dimensions radiales de chaque barre de guidage sont cohérentes entre elles. L'élimination des copeaux est un problème qui nécessite une attention particulière lors de l'alésage fin ; le débit du liquide de refroidissement doit être augmenté de manière appropriée lors de l'alésage fin. Sinon, les copeaux de fer risquent de rayer la surface de l'alésage traité.

2.6 Roulage

Le laminage peut améliorer la qualité de surface de l'alésage du cylindre forgé, mais ne peut pas améliorer la précision géométrique de l'alésage et la tolérance de position ; la pièce dans le laminage avant la précision et la rugosité est plus élevée, plus la qualité de surface après le laminage est élevée. La rugosité de surface du trou inférieur avant le laminage est généralement contrôlée à R_a1,6 environ.

2.6.1 Réglage de la tête de laminage

Différentes têtes de laminage sont utilisées dans l'usinage de trous profonds, mais le principe de réglage est le même. Les rouleaux de la tête de laminage doivent être groupés de manière à ce que la même tête de laminage avec une rangée de diamètres de rouleaux soit cohérente entre eux, avec une différence maximale de 0,002 mm. Dans le cas d'une double rangée de rouleaux, l'avant et l'arrière des deux rangées de rouleaux du diamètre extérieur peuvent être incohérents. Les bords des rouleaux doivent être arrondis à 1 ou 2 mm, et la surface doit être polie avec une rugosité de surface de R_a0,2-0,4μm. Les coins arrondis des rouleaux d'une même rangée doivent être cohérents. Pour les doubles rangées de rouleaux de la tête de laminage après la rangée de rouleaux, le diamètre extérieur doit être supérieur à la première rangée du diamètre extérieur de 0,01 mm-0,02 mm.

2.6.2 Sélection des paramètres de laminage

Le dosage du laminage doit être choisi en fonction de la dureté du matériau, de l'épaisseur de la paroi et d'autres conditions de l'essai. Plus la quantité de laminage est faible, plus la qualité de la surface du couteau est bonne. La tolérance de laminage est trop faible, l'effet de laminage n'est pas bon ; il ne peut pas améliorer efficacement la qualité de surface du trou inférieur, la quantité d'interférence est trop importante, le cylindre forgé roulera en cheveux, ce qui entraînera un "pelage" et même la tête de laminage sera coincée au milieu du cylindre forgé, ce qui endommagera la tête de laminage et le cylindre forgé sera mis à la ferraille. La surcharge de laminage du cylindre forgé à paroi mince détruira également la rectitude du cylindre forgé. Le traitement par laminage doit être aussi poussé que possible pour compléter un couteau. Dans le cylindre forgé illustré à la figure 1, le traitement du cylindre forgé est de 0,25-0,35 mm/r. Le laminage de la quantité d'interférence pour prendre 0,08 mm-0,12 mm, la taille réelle du cylindre forgé après le laminage a augmenté d'environ 0,02 mm.

2.7 Alésage combiné

Dans la production de masse, pour améliorer la productivité, vous pouvez utiliser une combinaison d'alésage, c'est-à-dire un traitement composite d'alésage et de laminage, l'outil d'alésage brut, l'outil d'alésage flottant et le rouleau monté sur un corps d'outil, dans un outil dans l'achèvement de l'alésage brut, de l'alésage fin et du laminage. La combinaison de l'alésage du principe du couteau avec le processus mentionné précédemment est séparée du principe du couteau ; la différence est que la combinaison du corps de l'outil d'alésage est plus difficile à guider et que certaines des exigences de la précision du couteau sont plus élevées.

2.8 Honing et Power Honing

Le honage est également un moyen couramment utilisé pour traiter l'alésage et peut améliorer la précision géométrique de l'alésage du cylindre forgé et la rugosité de la surface ; l'adaptabilité du honage est meilleure que celle du laminage des trous profonds, la rondeur du cylindre forgé par honage est généralement meilleure qu'après le laminage, mais l'efficacité du honage est beaucoup plus faible que celle du laminage. Le honage puissant est un cylindre forgé avec un autre processus ; il est plus important que le honage ordinaire, avec une grande efficacité de broyage.
En fonction du matériau du cylindre forgé, choisissez l'abrasif de la pierre à huile et la taille des particules. Plus la granulométrie de la pierre à huile est grossière, plus l'efficacité de coupe est élevée, mais plus la rugosité de la surface est mauvaise ; plus la granulométrie de la pierre à huile est fine, plus l'efficacité de coupe est faible, mais plus la rugosité de la surface est bonne. En partant du principe que la rugosité de la pièce doit être respectée, essayez de choisir une granulométrie grossière pour améliorer la productivité. La dureté de la pierre à huile et le diamètre du cylindre forgé, la dureté de la pièce à usiner, la forme de la machine de rodage, la tête de rodage de la forme de tension, la tête de rodage de la force de tension ont une relation et doivent être basés sur les circonstances spécifiques du choix global, les paramètres de rectification de rodage et de power honing dans les manuels de coupe généraux peuvent être trouvés dans la nécessité de déterminer les paramètres de processus optimaux par le biais d'un traitement d'essai.

3. Comparaison des processus

L'utilisation de tubes d'acier sans soudure étirés à froid directement pour le rodage ou l'achat direct d'un tube de rodage à froid de haute précision, l'usine de cylindres forgés n'a besoin que de traiter les extrémités des cylindres forgés, le taux de rebut est presque nul, le taux d'utilisation des matériaux est également très élevé, il s'agit d'un processus relativement avancé. Cependant, les spécifications actuelles des tubes étirés à froid de haute précision, l'offre de variétés est moins riche que celle des tubes étirés à froid de haute précision. cylindre forgéLes contraintes internes sont plus importantes dans certains cylindres forgés importants et dans les cylindres forgés à ultra-haute pression lorsque l'on applique certaines restrictions. Avec le développement de l'industrie des tubes d'acier sans soudure étirés à froid, ce procédé sera de plus en plus utilisé dans l'industrie de fabrication des bouteilles forgées.
L'efficacité de production du processus de laminage est beaucoup plus élevée que celle du honage et du power honing, et la stabilité de la qualité dans la production de masse présente des avantages évidents. Toutefois, pour la qualité technique des travailleurs, des machines-outils et des outils, les exigences en matière de rodage dans la production de masse présentent des avantages évidents.
La flexibilité et l'adaptabilité du honage et du power honing sont meilleures dans la production d'une seule pièce. La production de cylindres forgés spéciaux présente plus d'avantages, et le rodage peut réparer une partie de la défaillance de laminage de la pièce. Le laminage et le rodage peuvent être utilisés conjointement pour éviter les défauts et réduire le taux de rebut de l'usinage des cylindres forgés.

4. Conclusion

Barillet de cylindre processus d'usinage Le développement doit prendre en compte les exigences des dessins, les lots, les machines-outils, les outils de coupe, la qualité des pièces brutes et la qualité technique des travailleurs, etc. et le développement des paramètres du processus doit être modifié dans la production réelle. Pour fabriquer des pièces de haute qualité, il faut non seulement que le processus et les paramètres soient raisonnables, mais aussi qu'un ensemble de systèmes pratiques de gestion des processus soit mis en place.
Auteur : Yang Zhensheng