Nadzor kakovosti v procesu strojne obdelave valja hidravličnega kovanega cilindra

Nadzor kakovosti v procesu strojne obdelave valja hidravličnega kovanega cilindra

Uvedel več vrst hidravličnih kovani cilinder obdelovalnih postopkov, analizirani pa so bili tudi glavni dejavniki, ki vplivajo na kakovost vsakega obdelovalnega postopka, in predlagani ukrepi za izboljšanje kakovosti obdelave. Hkrati je bilo pri kovani cilindrični odprtini več pogosto uporabljenih postopkov strojne obdelave za primerjavo izpostavljenih prednosti in slabosti vsakega od njih ter področje uporabe.

0. Uvod

Hidravlični kovani cilinder je eden od pomembnih delov, ki se pogosto uporabljajo v sodobnih inženirskih strojih in drugi opremi, obdelava proizvodnega procesa kovanega cilindra je pomemben sestavni del kovani valj valja zaradi visoke stopnje odpadkov; glavni razlogi so:

• 1) Orodna palica je dolga in tanka ter ima majhno togost, kar lahko zlahka povzroči deformacije in vibracije orodja.
• 2) togost kovanega cilindra je slaba, kar lahko zlahka povzroči ravnost in zaokroženost.
• 3) Hlajenje in odstranjevanje trsk je težavno, železne trske pa zlahka opraskajo obdelovalno površino.
• 4) Težave pri vodenju rezalne glave, kar povzroči obrabo vodilnega traku in uniči učinek vodenja.

Zato je treba sprejeti ustrezne ukrepe za zagotovitev zanesljivosti vodenja, rezanja, odstranjevanja drobcev, mazanja in hlajenja, da se učinkovito zmanjša stopnja izrabljenosti kovanih valjev.

1. Razvoj tehnološkega programa predelave kovanih valjev

Večina hidravličnih kovanih cilindrov je okrogla palica kot surovine, nizkotlačni kovani valji s spletno stranjo . 20# jeklo in . 25# jeklobrez toplotne obdelave. Srednje- in visokotlačni kovani valji ali pomembni kovani valji z več kot Jeklo 35#, Jeklo 45#, 27SiMn, 25CrMo in drugi materiali, kaljenje. Postopek obdelave kovanih cilindričnih sodov iz različnih materialov je podoben. Kljub temu se glede na stanje surovin in toplotne obdelave polproizvodov procesni parametri razlikujejo pri razvoju njihovih tehnoloških programov in parametrov.
Struktura hidravličnega kovanega valja, prikazana na sliki 1, se lahko razvije za naslednje vrste tehnoloških poti obdelave.

• Program 1: kovinski material → → → toplotna obdelava → → ravnanje → → → → vrtalni stroj za avtomobile s pozicijskim omejevalnikom → → → grobo vrtanje → → → polfinalno vrtanje → → → fino vrtanje (plavajoče vrtanje) → → → valjanje.
• Možnost 2:Razkladanje → → → Toplotna obdelava → → Ravnanje → → → Postavitev postanka za struženje in honiranje → → Grobo dolbljenje → → Polfino dolbljenje → → Honiranje.
• Možnost 3:Razkladanje→→→ Toplotna obdelava→→→ Ravnanje→→→ Postavitveni postanek za stroj za struženje in vrtanje→→→Kombinirano vrtanje.
• Možnost 4: Hladno vlečene precizne brezšivne jeklene cevi za raztovarjanje → → → → stroj za honiranje avtomobilov s pozicijskim omejevalnikom → → → → honiranje.

2. Težave, ki jih je treba upoštevati pri obdelavi kovanih valjev

2.1 Materializiranje

Pri materialu je treba upoštevati velikost procesnega držala, saj je velikost premajhna, zato sta lahko oba konca predelave dolžine pozicionirnega postanka prekratka, zaradi česar je vrtanje obdelovanca v vrtalnem stroju nenatančno, kar povzroči, da obdelava končne debeline stene valja ni enakomerna.

Slika.1 Shematski prikaz strukture valja kovanega valja

2.2 Toplotna obdelava

Velikost in enakomernost trdote kovanega valja po toplotni obdelavi ne vplivata le na kakovost kovanega valja, temveč močno vplivata tudi na nadaljnje postopke obdelave. Zaradi neenakomerne trdote kovanega valja se bo pri kasnejšem vrtanju povečala obraba orodja, ki lahko celo "udari v nož", zaradi česar bo obdelovanec izpadel. Zlasti pri uporabi plavajočega orodja za dodelavo izvrtine se bo poslabšala tudi kakovost dokončane izvrtine. Za tovrstne prazne cevi je najbolje, da se pri izstruževanju uporabi honiranje.
Pri pripravi cilindričnih sodov se najpogosteje uporablja toplotna obdelava v škatlasti peči ali peči z jamskim ogrevanjem, navpično kaljenje; ta način lahko povzroči, da lokalna trdota kovanega cilindričnega soda ni enakomerna. Obdelava brezšivnih jeklenih cevi s kaljenjem v liniji za srednjefrekvenčno kaljenje je zaradi enakomernega stika med hladilnim medijem in obdelovancem trdota kovanega valjastega praška enakomerna, konsistentnost trdote obdelovanca pa je zelo ugodna tudi za nadaljnji postopek. Vendar je zaradi omejitev velikosti tuljave indukcijskega gretja to metodo kaljenja težje uporabiti pri proizvodnji posameznih kosov, majhnih serij in posebnih kovanih valjev.

2.3 Nastavitev vrtalnega stroja in vpenjanje obdelovanca

V celotnem postopku vrtanja zagotovite, da so vreteno vrtalnega stroja, nastavek, obdelovanec, orodje za vrtanje, vrtalna palica, sprejemnik olja in središčna linija sedeža vrtalne palice skladni, da zagotovite kakovost notranje luknje postopkov obdelave. Pri nastavitvi vrtalnega stroja lahko uporabite magnetni sedež mize, pritrjen na vreteno vrtalnega stroja, preverite palico vrtalnega orodja in sprejemnik olja ter koncentričnost vretena. Preveriti in nastaviti je treba repni tulec za blaženje vibracij sprejemnika olja vrtalnega stroja ter ga takoj zamenjati zaradi obrabe.
Pri grobem brušenju lahko obdelovanec uporablja vpenjalnik v obliki piščanca, da se poveča količina rezanja in izboljša produktivnost. Vendar lahko vpenjalec v obliki piščanca povzroči, da je pri dodelavi zaobljenost izhoda kovanega valja premajhna. Pri dodelavi se lahko uporabita konusno pozicioniranje in torno vpenjanje. Da zagotovite zanesljivo vpenjanje, morate povečati vpenjalno silo oljnega sprejemnika; če je sila trenja nezadostna, lahko spremenite stiskalnico in konusno pozicioniranje obdelovanca v manjše.

2.4 Grobo vrtanje

2.4.1 Brušenje grobih vrtalnih orodij

Zaradi težav pri odstranjevanju čipov pri vrtanju globokih lukenj se ostrenje orodja za rezalno glavo pri utoru za lomljenje čipov odpre globlje in ožje, da se poveča učinek lomljenja čipov in priročno odstranjevanje čipov. Kot nagiba rezalnega roba mora biti pozoren na obliko odstranjevanja iveri z uporabo združljivosti vrtanja.

2.4.2 Nastavitev glave za grobo vrtanje

Struktura glave za grobo vrtanje je prikazana na sliki 2; sprednji vodilni blok je iz karbida, zadnji vodilni blok pa iz plastičnega lesa; načelo nastavitve glave za grobo vrtanje je: zagotoviti, da sta konica rezalnika in položaj sprednjega vodilnega bloka iz karbida združljiva; velikost sprednjega vodilnega bloka iz karbida in zadnjega vodilnega traku iz plastičnega lesa sta skladna; radialne dimenzije vodilnega traku iz plastičnega lesa so medsebojno usklajene.

Slika.2 Shematski prikaz strukture glave za grobo vrtanje
1-Orodje za vrtanje; 2-Kompresijski vijak; 3-Karbidni vodilni blok; 4-Nastavitveni vijak; 5-Lepljena lesena vodilna palica; 6-Glava za vrtanje; 7-Merilo za nasprotno vrtanje.
Konica orodja mora biti večja od sprednjega karbidnega vodilnega bloka pred konico orodja pred količino dodatka za strojno obdelavo in podajanjem, ki je povezano z njim, običajno med 1 mm in 2 mm. Hkrati mora biti konica orodja v radialni dimenziji nekoliko višja od karbidnega vodilnega bloka, približno 0,02 mm. Da bi zagotovili, da je treba za zgoraj navedene dimenzije uporabiti posebno merilo orodja za nož, je bil izdelan notranji premer merila orodja, glede na zahteve po velikosti posameznega postopka. Če je vrzel med sprednjim karbidnim vodilnim blokom in merilom za nastavitev orodja velika, je treba po zamenjavi novega karbidnega vodilnega bloka ponovno zbrusiti glavo za grobo vrtanje; če konica noža ni primerna za količino presežka, je treba ponovno nabrusiti orodje za grobo vrtanje. Po prilagoditvi velikosti vodilnega bloka lesene palice, da bi zagotovili velikost sprednjega karbidnega vodilnega bloka z enako velikostjo, je najbolje, da vsakič po ponovni obdelavi zunanjega premera lesene palice prilagodite radialne dimenzije vsake vodilne palice, da bi zagotovili enake radialne dimenzije vsake vodilne palice.

2.5 Natančno vrtanje

Trenutno se najpogosteje uporablja fino vrtanje v obliki plavajočega vrtalnega orodja, kot je prikazano na sliki 3. Orodje za fino vrtanje lahko zdrsne v pravokotno luknjo glave za fino vrtanje in samodejno prilagodi rezalno prostornino obeh rezalnih robov, da se zmanjša napaka zaradi upogibanja stebla in nenatančnega vpenjanja.

Slika.3 Shematska zgradba glave za fino vrtanje
1-glava za vrtanje; 2-orodje za vrtanje; 3-vodilna palica; 4-okvirna plošča; 5-nastavitvena matica; 6-zaporna matica; 7-povezovalnik

2.5.1 Brušenje finih vrtalnih orodij

Postopek rezanja s plavajočim vrtanjem je podoben rezanju z izrezovanjem; dodatek za obdelavo ni enostavno prevelik, na sliki 1 je prikazana struktura obdelave kovanega valja cilindra, dodatek za fino vrtanje 0,08-0,15 mm, brušenje rezalne glave daljši kalibrirani rob, ki igra vlogo pri iztiskanju, primarni in sekundarni kot odklona je vzet 1,5 °-2,5 °, ostrenje rezalne glave, hrapavost površine mora biti v R_a3,2 ali manj, hkrati pa preverite kakovost rezalnega roba, ne sme biti pojava nazobčanja, obe strani rezalnega roba morata biti odrezani, rezalni rob mora biti odrezan, rezalni rob mora biti odrezan, rezalni rob mora biti odrezan, rezalni rob mora biti odrezan, rezalni rob mora biti odrezan. Obe strani rezalnega roba morata biti simetrični; dva rezalna in kalibracijska roba morata biti v isti ravnini.

2.5.2 Nastavitev glave za fino vrtanje

Načelo nastavitve glave za fino vrtanje je, da je velikost pisave vodila ϕ2 skladna s premerom spodnje luknje pred finim vrtanjem, zadnja stran vodila ϕ1 je skladna s premerom luknje po finem vrtanju, radialne mere vsakega vodila pa so med seboj skladne. Odstranjevanje ostružkov je težava, ki zahteva posebno pozornost pri finem vrtanju; pri finem vrtanju je treba ustrezno povečati pretok hladilne tekočine. V nasprotnem primeru bodo železne trske verjetno opraskale površino obdelane izvrtine.

2.6 Valjanje

Valjanje lahko izboljša kakovost površine kovanega valja, vendar ne more izboljšati geometrijske natančnosti odprtine in položajne tolerance; obdelovanec v valjanju pred natančnostjo in hrapavostjo je višji, večja je kakovost površine po valjanju. Hrapavost površine dna izvrtine pred valjanjem se na splošno nadzoruje pri R_apribližno 1,6.

2.6.1 Nastavitev valjčne glave

Pri obdelavi globokih lukenj se uporabljajo različne valjčne glave, vendar je načelo nastavitve enako. Valjčke valjčne glave je treba razvrstiti v skupine, da se zagotovi skladnost premerov valjčkov iste valjčne glave z vrsto valjčkov, pri čemer razlika ne sme biti večja od 0,002 mm. Če je dvojna vrsta valjev valjčne glave, sta lahko sprednja in zadnja stran obeh vrst valjev zunanjega premera neskladni. Robovi valjev morajo biti zaokroženi na 1 mm ali 2 mm, površina pa mora biti polirana s hrapavostjo R_a0,2-0,4 μm. Zaobljeni vogali valjev v isti vrsti morajo biti enaki. Pri dvojnih vrstah valjev valjčne glave za vrsto valjev mora biti zunanji premer večji od zunanjega premera prednje vrste za 0,01-0,02 mm.

2.6.2 Izbira parametrov valjanja

Doziranje valjanja je treba izbrati glede na trdoto materiala, debelino stene in druge pogoje iz preskusa. Količina valjanja je tem manjša, čim boljša je kakovost površine noža za hojo. Premajhen valjarniški dodatek ni dober; ne more učinkovito izboljšati kakovosti površine spodnje luknje, količina motenj je prevelika, kovani valjarniški sod bo valjal lase, kar bo povzročilo "luščenje" in celo valjarsko glavo, ki bo obtičala na sredini kovanega valjarskega soda, kar bo povzročilo poškodbe valjarske glave in kovanega valja. Preobremenitev valjanja tankostenskega kovanega valja bo uničila tudi ravnost kovanega valja. Obdelava z valjanjem je čim bolj enostavna za dokončanje noža. Pri kovanem valju, prikazanem na sliki 1, je obdelava kovanega valja 0,25-0,35 mm/r. Pri valjanju se količina motenj poveča za 0,08-0,12 mm, dejanska velikost kovanega valja pa se po valjanju poveča za približno 0,02 mm.

2.7 Kombinirano vrtanje

V množični proizvodnji lahko za izboljšanje produktivnosti uporabite kombinacijo vrtanja, to je vrtanje in valjanje sestavljene obdelave, orodje za grobo vrtanje, plavajoče orodje za vrtanje in valjček, nameščen na ohišje orodja, v orodju pri dokončanju grobega vrtanja, finega vrtanja in valjanja. Kombinacija vrtanja načela noža s prej omenjenim postopkom je ločena od načela noža je enaka; razlika je v tem, da je pri kombinaciji vrtanja telo orodja težje voditi nekatere zahteve natančnosti noža so večje.

2.8 Honiranje in strojno honiranje

Honiranje je tudi pogosto uporabljeno sredstvo za obdelavo odprtine in lahko izboljša geometrijsko natančnost in hrapavost površine kovanega valja; prilagodljivost honiranja kot dobro valjanje globoke luknje, okroglost kovanega valja po honiranju je na splošno boljša kot po valjanju, vendar je učinkovitost honiranja veliko nižja od valjanja. Power honing je kovani valj z drugim postopkom; je večji od običajnega honinga, z visoko učinkovitostjo brušenja.
Pri honiranju in močnem honiranju glede na material kovanega valja izberite abrazivni kamen za olje in velikost delcev. Čim bolj groba so zrna oljnega kamna, tem večja je učinkovitost rezanja, vendar slabša je hrapavost površine; čim drobnejša so zrna oljnega kamna, tem manjša je učinkovitost rezanja, vendar boljša je hrapavost površine. Ob predpostavki izpolnjevanja zahtev glede hrapavosti obdelovanca poskusite izbrati grobo velikost delcev, da izboljšate produktivnost. Trdota oljnega kamna in premer kovanega valja, trdota obdelovanca, oblika stroja za honiranje, honirna glava oblike napenjanja, honirna glava sile napenjanja so povezani in morajo temeljiti na posebnih okoliščinah celovite izbire, honiranje in moč honiranja brusilnih parametrov v splošnih priročnikih za rezanje je mogoče najti v potrebi po določitvi optimalnih procesnih parametrov s poskusno obdelavo.

3. Primerjava procesov

Uporaba natančne hladno vlečene brezšivne jeklene cevi neposredno za honing ali neposreden nakup visoko natančne hladne honing cevi, kovani obrat valja mora obdelati le kovani konec valja, postopek stopnje odpadkov je skoraj nič, stopnja izkoriščenosti materiala je tudi zelo visoka, je razmeroma napreden postopek. Vendar pa je pri sedanjih specifikacijah visoko preciznih hladno vlečenih honiranih cevi ponudba sort manj bogata kot pri sedanjih specifikacijah hladno vlečenih honiranih cevi. kovani cilinder, notranje napetosti pa so pri nekaterih pomembnih kovanih jeklenkah in ultravisokonapetostnih kovanih jeklenkah ob uporabi določenih omejitev večje. Z razvojem industrije hladno vlečenih brezšivnih jeklenih cevi se bo ta postopek vse bolj uporabljal v industriji izdelave kovanih jeklenk.
Učinkovitost proizvodnje valjanja je veliko večja kot pri honiranju in močnem honiranju, stabilna kakovost v množični proizvodnji pa ima očitne prednosti. Vendar imajo zahteve za tehnično kakovost delavcev, obdelovalnih strojev in orodij za honiranje v množični proizvodnji očitne prednosti.
Prilagodljivost in prilagodljivost pri honiranju in električnem honiranju sta boljši pri enodelni proizvodnji. Posebna proizvodnja kovanih valjev ima več prednosti, s honiranjem pa je mogoče popraviti del okvare valjanja obdelovanca. Valjanje in honiranje se lahko uporabljata skupaj, da se izognemo pomanjkljivostim in zmanjšamo stopnjo izmeta pri obdelavi valja kovanega valja.

4. Zaključek

Valj valja postopek strojne obdelave pri razvoju je treba celovito upoštevati zahteve za risanje, serijo, strojna orodja, rezalna orodja, kakovost polizdelkov in tehnično kakovost delavcev itd. ter razvoj procesnih parametrov, ki jih je treba spremeniti v dejanski proizvodnji. Za obdelavo visokokakovostnih obdelovancev je poleg procesa in parametrov, ki morajo biti razumni, potreben tudi niz praktičnih sistemov za upravljanje procesa.
Avtor: Yang Zhensheng