Lorsqu'une pièce est fabriquée à partir d'une ébauche, nous savons qu'elle doit passer par une série de processus, tels que le tournage, le fraisage, la rectification de l'ébauche et, bien sûr, le traitement thermique. Dans ces procédés, le premier est appelé travail à froid et le second est appelé travail à chaud. L'objet de contrôle du processus de travail à froid est la quantité physique d'une seule pièce, telle que la dimension géométrique, la précision, etc. Ceux-ci sont faciles à mesurer et même à surveiller en ligne. Avec le développement de la technologie numérique moderne, le degré d'automatisation a été considérablement amélioré, et maintenant l'efficacité de la production et la stabilité de la qualité du traitement à froid ont été pleinement exploitées, avec des caractéristiques modernes distinctives.
Le traitement thermique et le traitement thermique, quant à eux, tirent parti des modifications de la structure et de la forme des matériaux à une certaine température pour améliorer leurs propriétés, telles que la résistance et la ténacité. Ces objectifs ne peuvent généralement pas être surveillés en ligne, et l'organisation générale change et la composition des matériaux, la température de réaction, le temps et d'autres processus liés, par conséquent, le traitement thermique et le traitement d'une variété de modèles de processus de four de chauffage sont adoptés pour tels que la trempe globale, la carburation et trempe, nitruration, etc., c'est pour un lot de pièces sur usinage, et la différence en travail à froid.
Mais il existe également des procédés de traitement thermique pour les pièces individuelles, comme le traitement thermique par induction. Il s'agit d'une méthode de traitement écologique rapide, efficace, économe en énergie et moins polluante, ainsi que d'une ligne de traitement simple et froide. Par conséquent, le traitement thermique par induction moderne doit avoir certaines caractéristiques modernes similaires au traitement à froid.
1. Organisation de la production
L'objectif de la gestion de la production d'entreprise moderne est l'efficacité et les avantages. La production moderne de traitement thermique par induction est également basée sur un certain lot de pièces, selon le système d'automatisation, par le biais de l'organisation scientifique, afin d'atteindre l'efficacité et les avantages.
Tout d'abord, les exigences du programme de production, c'est-à-dire l'objectif du traitement par lots et les heures de traitement autorisées. Par exemple, pour un produit, le programme de production annuel est de 1 million de pièces, le temps de travail annuel est de 250 jours, 1 quart de travail par jour, chaque quart de travail est de 8 heures, puis la valeur de battement de production théorique admissible de chaque produit est (250 × 1 ×8×3600) /1000000 = 7.2s/pièce. En effet, en production, on réserve généralement les consommations de temps non productif telles que l'entretien des équipements, la préparation de la production, le roulement des opérateurs, les pannes machines et les déchets, ce qui se traduit par le taux de fonctionnement des équipements, tel que 95%, et le taux admissible battre la demande de chaque produit est de 6.84 s / pièce.
Selon le programme de production ci-dessus, effectuer la configuration des équipements et l'organisation de la production. Si le rythme de l'équipement configuré est inférieur à 6.84 s/pièce, un équipement peut répondre aux exigences de production en une seule équipe. Si l'équipement configuré bat plus de 6.84 s/pièce, vous pouvez envisager des heures de travail prolongées telles que 2 ou 3 équipes par jour ; Soit augmenter le nombre d'équipements ou le nombre de postes de travail, passer d'un à deux équipements de traitement ou de deux postes de travail traitant simultanément.
En raison de la grande efficacité du traitement thermique par induction, en particulier de certains équipements de traitement thermique par induction et de la chaîne de production de traitement à froid, le système logistique de l'atelier a également proposé des exigences correspondantes pour les équipements de trempe par induction. Les unités logistiques modernes telles que les machines d'alimentation automatique, les manipulateurs et les robots apparaissent également dans le système de traitement thermique par induction et sont verrouillées avec le système de contrôle de la machine via l'interface de données standard. La figure 1 représente le chantier de trempe par induction d'un atelier, comprenant un manipulateur à portique de transfert, par l'intermédiaire d'un manipulateur colinéaire de transfert de pièce.
FIGUE. 1 Disposition parallèle de la machine de trempe par induction et de la machine de travail à froid
2. Machine-outil de trempe par induction automatique, centre de traitement flexible
Le traitement thermique par induction est réalisé par le chauffage par induction de l'inducteur et de la surface de la pièce avec un refroidissement approprié. Le processus de traitement nécessite le capteur par rapport au positionnement, au balayage et au déplacement de la pièce, dans lequel la pièce doit également tourner, indexer et autres actions correspondantes. Avec l'application de la technologie de contrôle NUMÉRIQUE, la machine-outil de traitement thermique par induction peut réaliser l'automatisation du processus en tant que machine-outil à froid.
Comme un centre d'usinage flexible à froid, une machine de traitement thermique par induction peut non seulement effectuer un traitement à processus unique, mais peut également effectuer un traitement combiné multi-processus. Par exemple, certains systèmes de traitement thermique par induction, une carte pour compléter la trempe, le traitement des composés de revenu ; Il existe également des systèmes de traitement thermique par induction qui peuvent compléter la trempe et le revenu de plusieurs pièces ; Même dans le processus de traitement, les pièces sont retournées et chargées de CARDS et retournées pour la trempe, etc. La figure 2 montre les pièces de l'arbre d'équilibrage automatique et leur équipement de traitement thermique par induction. Cette pièce nécessite la trempe et le revenu de plusieurs diamètres d'arbres étagés. En raison du grand changement de section, ce système adopte un inducteur duplex pour tremper ses différents cols coaxiaux, un inducteur pour tremper la surface de l'engrenage et un inducteur pour tremper l'ensemble de la pièce. Contrairement à l'usinage à froid, les différentes procédures de traitement combinées ne sont pas complétées par un changement automatique de couteau, mais par un transfert vers différentes stations de traitement. L'ensemble du système se compose de 3 sources d'alimentation à haute fréquence, qui sont contrôlées par PLC.
(une)
(B)
FIGUE. 2 Centre d'usinage de trempe par induction à arbre d'équilibrage
Pour utiliser des machines-outils à trempe automatique pour le traitement, il faut que : les machines-outils aient une grande fiabilité ; La machine-outil a une précision de position et une précision de mouvement élevées; Haute précision et bonne interchangeabilité des outils de coupe (outils de process) ; La technologie de traitement est déterminée à l'avance.
En raison des différentes conditions de travail et modes de traitement, le système d'automatisation du traitement thermique par induction a plus d'exigences que :
(1) La trempe nécessitant un chauffage et un refroidissement, la zone de travail est polluée par l'eau, le liquide de trempe, la vapeur, les polluants électromagnétiques et autres. Ces facteurs doivent être pris en compte dans la conception de la fiabilité des machines-outils, et la structure et les matériaux des composants utilisés doivent éviter ou ne pas être endommagés par cette pollution.
(2) L'« outil » utilisé dans le traitement comprend non seulement des capteurs, mais également des armes à feu de trempe. Dans les pays étrangers, on parle généralement d'outils de processus. Comme pour les outils de travail à froid, cela est généralement personnalisé par un fabricant professionnel. Les outils de traitement doivent avoir une précision d'assemblage reproductible pour répondre aux exigences d'un montage rapide des cartes.
(3) La prédétermination de la technologie de traitement signifie que le processus de développement du processus doit fixer à l'avance les matériaux des pièces, la précision dimensionnelle, la dimension et la précision géométriques du capteur, les paramètres d'alimentation, les paramètres de refroidissement et les résultats corrects du traitement thermique.
(4) Par conséquent, la fiabilité de la machine-outil n'est pas seulement la fiabilité et la précision de la structure et du mouvement, mais également la contrôlabilité et la fiabilité de l'alimentation électrique et du système de pulvérisation de charge, de refroidissement et de trempe.
Ce à quoi nous devons prêter attention ici, c'est que le principal écart entre nos produits nationaux et les équipements similaires avancés internationaux est que ces caractéristiques n'ont pas été résolues. Par exemple, dans les outils de process, on ne pense souvent qu'aux capteurs, mais sans évoquer la précision et la fiabilité de « l'outil » pour comprendre, le degré de spécialisation ne suffit pas. Le « compagnon de capteur » domestique fournit une assistance pour la spécialisation de haute précision et d'interchangeabilité des outils de traitement thermique par induction (voir Figure 3).
Figure 3 Compagnon capteur avec positionnement automatique et fonctions de changement rapide
3. Système de contrôle de qualité numérique et surveillance à distance
L'efficacité et la quantité de lots du traitement moderne nécessitent un contrôle qualité plus complet, plus rapide, plus proche du processus de traitement, car tout accident de qualité non détecté et traité à temps entraînera un rebut massif, la perte est amplifiée. L'augmentation des points de contrôle n'affecte pas l'efficacité, qui bénéficie du système de contrôle qualité numérique.
Un système de contrôle de qualité numérique moderne pour le traitement thermique par induction a été intégré dès le début de la logistique. Y compris l'identification des pièces, le comptage, la confirmation des équipements et des «outils de processus» et la production de produits finis, l'identification, les statistiques de consommation d'énergie, la surveillance en ligne et l'enregistrement, permettant l'appel de données en ligne ou hors ligne.
Outre les fonctions de base des machines-outils à commande numérique à froid, le contrôle qualité en ligne du système de la machine-outil comprend également la surveillance et l'enregistrement des paramètres de processus de chauffage et de refroidissement par traitement thermique par induction. Cela nécessite que l'alimentation électrique ait une interface de contrôle numérique, la température, le débit et d'autres données multimédias à l'aide d'instruments numériques. La préfabrication du processus de traitement thermique par induction consiste à définir ces signaux de contrôle de la qualité et l'intervalle de fluctuation admissible dans le système via le programme pour former un ensemble de contrôle de la qualité, comme illustré à la figure 4. Les paramètres de fonctionnement et les paramètres de processus sont enregistrés.
FIGUE. 4 Informations d'interface de la machine-outil de trempe par induction
Avec l'adoption généralisée du réseau, les données en temps réel de ces packages de contrôle qualité peuvent être récupérées et enregistrées à distance, ce qui non seulement facilite le suivi de la qualité du système supérieur de gestion des données, mais permet également aux experts distants de diagnostiquer et de récupérer les données lorsque la machine tombe en panne, réduisant considérablement les temps d'arrêt et améliorant le taux d'utilisation des équipements.
4. Bonne fiabilité du processus, remplaçant (cémentation, nitruration, etc.) une variété de processus de traitement thermique conventionnels
La plupart des processus de traitement thermique utilisent un four de chauffage, le mode de traitement thermique est généralement long, utilise souvent un traitement hors ligne, il est donc très différent du mode de production de traitement à froid moderne. Traditionnellement, le traitement thermique par induction en raison du traitement local des pièces individuelles peut être et est donc considéré comme le moyen supplémentaire du traitement thermique conventionnel uniquement pour les pièces moins importantes ou les pièces en petits lots en utilisant cette technique, et la fiabilité du processus pour diverses raisons, faible répétabilité, qui peut conduire à une plage étroite, l'efficacité est médiocre.
Le traitement thermique par induction moderne en raison de l'amélioration de la fiabilité du processus, la capacité portante est confirmée par les concepteurs, donc dans de plus en plus d'occasions au lieu de la carburation, de la trempe, de la nitruration et d'autres processus courants, a atteint l'efficacité, l'avantage de la double récolte. Non seulement sous l'état de petites et moyennes charges telles que les automobiles, mais aussi dans certaines charges lourdes telles que l'énergie éolienne et les locomotives. Par exemple, les produits d'engrenages de grand diamètre pour l'énergie éolienne fabriqués par une entreprise chinoise, avec des modules de 10 ~ 26 et des diamètres de 2000 ~ 3500 mm, étaient à l'origine tous des procédés de cémentation, de trempe et de nitruration, puis ont été remplacés par un traitement thermique par induction, l'efficacité a été considérablement amélioré, le coût des matériaux et le coût de traitement ont été considérablement réduits et les avantages ont été très bons.
5. Conclusion
Les avantages d'un traitement thermique par induction rapide, efficace, économe en énergie et moins polluant ont été pleinement exploités dans les conditions de la technologie moderne. En Chine, de nombreuses entreprises à capitaux étrangers et quelques entreprises nationales de haute qualité ont directement adopté des équipements de traitement thermique par induction modernes étrangers et ont ainsi obtenu des avantages en termes d'efficacité et d'efficacité. L'équipement domestique de traitement thermique par induction a également fait de grands progrès dans le degré d'automatisation ces dernières années, mais il existe encore des lacunes en matière de fiabilité et de stabilité des processus et au niveau international. Ce n'est qu'en comblant ces lacunes que l'on pense que la technologie de traitement thermique par induction sera largement utilisée.