Le traitement thermique par induction est devenu l'un des principaux moyens de traitement thermique moderne en raison de son efficacité écologique élevée, de son économie d'énergie et de la composition facile de la chaîne de production. L'auteur a discuté des caractéristiques du traitement thermique par induction moderne dans des articles précédents, dont beaucoup sont conformes aux caractéristiques du traitement à froid moderne, qui est actuellement le seul processus de traitement thermique efficace similaire à la structure de production du traitement à froid. Bien que la Chine soit devenue une puissance manufacturière mondiale, la technologie CNC / CAM est largement utilisée dans la fabrication mécanique, en particulier le traitement à froid, et l'organisation de la production et le contrôle de la qualité ont une technologie et un mode assez matures, mais par rapport au traitement mécanique, le traitement thermique par induction a un grand écart dans l'organisation de la production et la technologie de contrôle de la qualité.
Dans cet article, les similitudes entre la technologie de traitement thermique par induction et la technologie de traitement à froid telles que la découpe de pièces sont comparées, et les méthodes d'organisation de la production et de gestion de la qualité sont proposées pour améliorer le niveau d'application du traitement thermique par induction.
1. Traitement d'une seule pièce
Il existe deux types de modes de traitement thermique : le traitement unique et le traitement par lots. Le traitement thermique par induction est un mode de traitement en une seule pièce, tandis que les autres traitements thermiques utilisant un four de chauffage sont un mode de traitement par lots. Pour le traitement thermique par induction, quelle que soit la capacité de production de l'entreprise, le traitement thermique par induction de chaque pièce est effectué un par un. Et la seule façon d'augmenter la productivité est d'augmenter le nombre d'unités de traitement, par exemple, des machines-outils simplex pour augmenter le nombre de machines-outils; Les machines-outils multipostes augmentent le nombre de postes.
L'avantage du traitement par lots est d'augmenter la capacité de production, mais il présente également l'inconvénient du contrôle de la qualité. Par exemple, vous ne pouvez contrôler le statut d'aucun des produits, vous ne pouvez donc contrôler la qualité d'aucun des produits. Afin de garantir que le même lot de résultats de traitement de pièces est cohérent, améliorez uniquement l'uniformité de l'état du four, telle que l'uniformité de la température, l'uniformité de l'atmosphère, etc. ; Il est également nécessaire d'augmenter le nombre d'échantillons contrôlés. Mais le four parce qu'il a la structure sur le sexe inégal, il a l'entrée et la sortie, coin à attendre, vouloir réaliser complètement même est impossible.
Le traitement individuel présente des avantages uniques en matière de contrôle de la qualité, qui peut surveiller chaque pièce et réaliser la traçabilité de la qualité du produit. Après l'achèvement du traitement peut également être inspecté pièce par pièce.
L'usinage à froid des pièces adopte complètement le mode d'usinage monobloc. Et le contrôle de la qualité des pièces d'usinage à froid a été un système très complet et des mesures de mise en œuvre, en particulier l'application de la technologie CNC et CAM afin que la précision de la qualité d'usinage en ligne des pièces ait été grandement améliorée, la cohérence de traitement des pièces est également très bien. De même, la trempe par induction utilise de plus en plus les technologies CNC et CAM. Par conséquent, tant que nous adoptons le mode d'organisation de la production mature du traitement à froid, la cohérence de la qualité du produit du traitement thermique par induction peut également être grandement améliorée.
Un autre avantage du traitement thermique par induction est que l'organisation de la production est configurée en fonction du rythme, l'heure de travail est approuvée et le coût est contrôlé avec précision.
2. Limite d'écart d'usinage (tolérance)
Afin de contrôler la cohérence des résultats d'usinage individuels, la tolérance est utilisée dans l'usinage à froid. Cela s'applique également au traitement par traitement thermique par induction, comme en témoignent les marques de dessin technique des produits de pièces.
FIGUE. 1 L'aspect d'un certain type de bride est connu pour être marqué avec des tolérances détaillées pour les dimensions axiales et radiales dans les dessins usinés. Le schéma de traitement de la trempe par induction est similaire à celui de la trempe par induction (voir Figure 2). Sur la figure, non seulement la ligne de contour de la couche de durcissement est représentée, mais également l'écart correspondant. Le terme « écart » est utilisé ici pour distinguer les « tolérances », non seulement en raison des différences d'usinage à froid et à chaud, mais aussi en raison de la grande différence de leur amplitude. Par exemple, la profondeur effective (SHD) de la couche durcie est de 2.6 + 0.8 mm ; Parmi eux, 2.6 mm est la profondeur de base requise de la couche de trempe et de durcissement (valeur nominale, différence inférieure), tandis que +0.8 mm est la différence supérieure autorisée. De même, la profondeur effective (SHD) de la couche de durcissement est de 1.1 + 1.8 mm ; Parmi eux, 1.1 mm est la profondeur nominale (différence inférieure) de la couche de durcissement requise, tandis que +1.8 mm est la différence supérieure autorisée. La couche de durcissement est de 1.71 + 3 mm au point de départ dans la direction axiale ; La couche de durcissement est de 26+5 mm au point de départ radial.
Figure 1. Exemple de bride
FIGUE. 2 Exemple de répartition de la couche de trempe-durcissement et déviation des brides
La tolérance dimensionnelle des pièces assure la cohérence d'assemblage sur l'assemblage ; La déviation d'usinage de la couche de trempe par induction assure l'homogénéité de la capacité portante et même l'homogénéité de la déformation. Nous savons que lorsque la profondeur de la couche durcie est supérieure à la profondeur de pénétration des contraintes, la capacité portante des pièces ne pose aucun problème et le processus de service est sûr. Par conséquent, seule la valeur minimale de la couche durcie est stipulée dans les exigences de modèle de processus de trempe par induction étendues précédentes en Chine. Cependant, avec l'augmentation de la profondeur de la couche durcie, la contrainte interne et la déformation augmentent, voire se fissurent dans des cas particuliers. Par conséquent, les exigences du traitement fin de traitement thermique par induction moderne stipulent non seulement l'erreur inférieure, mais également l'erreur supérieure admissible. Bien que l'amplitude de l'écart (mm) soit beaucoup plus grande que celle du travail à froid (m).
3. Bobines d'induction et couteaux
L'inducteur est « l'outil » du traitement thermique par induction, par rapport à l'outil de coupe de la pièce. Afin d'assurer la cohérence du processus de coupe, le technologue a une très grande compréhension du couteau. Et nous n'en savons pas assez sur la hauteur des capteurs. En plus de certaines entreprises internationales, de nombreuses entreprises chinoises ne commandent même pas les capteurs à des entreprises professionnelles, et restent néanmoins dans le mode «autosuffisant» fait à la main du maître avec des apprentis. Cependant, même dans les entreprises professionnelles, les normes de conception et de production des capteurs varient et il n'y a pas d'interchangeabilité. Parce que nous n'avons pas de norme industrielle pour la conception et la fabrication de capteurs.
Nous pensons que les capteurs peuvent également, comme les couteaux, avoir un certain nombre de caractéristiques communes, notamment :
(1) Généralement fabriqués avec des matériaux spéciaux, une conception spéciale pour le traitement des pièces et une technologie de traitement. Tout comme les outils de coupe sont fabriqués dans des matériaux spéciaux, les capteurs doivent être fabriqués dans des matériaux spéciaux. La fonction principale de l'inducteur de traitement thermique par induction est de générer une certaine forme du champ électromagnétique, couplée à la partie de la pièce à chauffer pour générer une certaine forme de la distribution des courants de Foucault, et enfin réaliser la trempe. Par conséquent, l'inducteur doit fonctionner avec la bonne conductivité de la bobine. Dans le même temps, la force électromagnétique dans le processus de traitement thermique par induction nécessite que l'inducteur ait une certaine rigidité. Dans le même temps, compte tenu de la nature économique des matériaux, combinés, le cuivre pur est devenu l'industrie reconnue comme le premier choix. Le numéro de bronze pur couramment utilisé est T2. Dans certaines applications spéciales, le cuivre sans oxygène est choisi car il peut grandement améliorer la conductivité.
(2) Haute précision de fabrication et précision du processus. Avec le développement de l'industrie manufacturière, la fabrication manuelle d'outils de coupe a été remplacée par une production mécanisée spécialisée par lots. Cependant, la majeure partie de la fabrication de capteurs dans l'industrie chinoise du traitement thermique par induction en est encore au stade de la fabrication manuelle, qui dépend fortement du producteur et est évidemment incapable de répondre aux exigences du traitement moderne. Ces dernières années, de plus en plus de capteurs de mécanisme sont devenus le premier choix des entreprises de production de masse.
(3) La "base d'outils" de la machine-outil est une autre caractéristique du traitement efficace des machines-outils modernes. Pour réaliser une production efficace et fiable, la bibliothèque de capteurs de la machine-outil peut être utilisée comme référence. Bien que le capteur ne soit pas remplacé aussi souvent que le centre d'usinage, il est parfaitement correct de gérer la bibliothèque de capteurs en fonction des exigences de gestion de la bibliothèque d'outils. Cela nécessite une forme du capteur, une cohérence dimensionnelle, une standardisation de la conception et de la fabrication, une bonne interchangeabilité. Un capteur personnalisé ou un capteur de mécanisme d'une entreprise professionnelle est facile à répondre aux exigences.
(4) Connexion de haute précision et fonction d'échange rapide. L'une des caractéristiques typiques de la standardisation des outils est la standardisation des poignées d'outils (voir Figure 3). Cela a formé plusieurs séries standard au niveau international. C'est le cœur du remplacement rapide de l'outil, de la connexion fiable et du positionnement de haute précision. La connectivité des capteurs n'a pas été normalisée à ce point et il n'existe pas de norme uniforme. À l'heure actuelle, certaines entreprises professionnelles internationales de traitement thermique par induction travaillent sur cet aspect, et il existe également des produits standardisés lancés en Chine. Par exemple, notre produit breveté « Sensor Companion » (voir Figure 4) est un choix efficace pour un remplacement rapide des capteurs et une production standardisée.
(5) La durée de vie est liée à la quantité de traitement. Lorsqu'un certain nombre d'outils ont été usinés, « l'outil » a atteint sa durée de vie. C'est la même chose pour les outils de coupe et les capteurs. Bien qu'il n'y ait aucun contact entre l'inducteur et la pièce pendant le traitement, des répétitions marche-arrêt et arrêt-arrêt ainsi que la fatigue à froid et à chaud provoquent également sa défaillance, qui doit être remplacée par une nouvelle. Cela nécessite à nouveau que la précision de fabrication du capteur soit aussi bonne que la substituabilité de l'outil.
Figure 3. Exemple de poignée standard
Figure 4. Exemple de gaine de capteur standard
4. La machine-outil
Qu'il s'agisse du traitement de traitement thermique par induction ou du traitement de découpe (à froid), la mise en œuvre du traitement se fait par la machine. Les machines-outils de trempe par induction et les machines-outils d'usinage à froid ont beaucoup de points communs, ont également des particularités respectives. En comparant les caractéristiques typiques des deux types de machines-outils, les deux types de machines-outils en plus du capteur et de la pièce ne sont pas en contact, aucune force de coupe, de sorte que le tonnage de la machine-outil de trempe par induction est relativement léger, les autres caractéristiques de l'hôte de la machine est très similaire. La haute et nouvelle technologie appliquée dans le domaine des machines-outils pour travail à froid a été de plus en plus appliquée aux machines-outils de trempe par induction. Par exemple, technologie de commande numérique, gestion de réseau, centre d'usinage flexible, etc. L'unité de mouvement linéaire, l'unité rotative d'indexation standard, la lubrification centralisée, etc. sont davantage utilisées dans la structure des machines-outils. De plus, la zone de traitement de trempe par induction est également corrodée par la pulvérisation du liquide de trempe, de sorte que la zone sur laquelle le liquide de trempe peut pulvériser est généralement constituée de matériaux inoxydables.
Quant à la machine auxiliaire de la machine-outil, la différence est plus grande mais n'affecte pas le mode de fonctionnement. La machine auxiliaire de la machine de découpe joue un rôle pour assurer le fonctionnement efficace de la machine principale, qui doit être entretenue selon les règles et ne participe généralement pas à la gestion de la qualité des produits. Les machines-outils auxiliaires pour le traitement thermique par induction, y compris l'alimentation électrique du chauffage par induction et le système de refroidissement par circulation du fluide de trempe, sont directement liées à la gestion de la qualité des produits, qui nécessite une surveillance et un contrôle. La précision du contrôle affecte la qualité de traitement du traitement thermique par induction. Par conséquent, le budget d'investissement et le budget des coûts d'exploitation de la production doivent être garantis séparément.
5. Capacité de procédure de travail de la machine-outil Cpk
Dans le processus de production, la fluctuation de l'indice de transformation des produits est inévitable. À l'heure actuelle, davantage de machines-outils à commande numérique sont utilisées dans l'usinage à froid et le traitement thermique par induction, et l'indice permettant d'évaluer la capacité de traitement des machines-outils à commande numérique est également introduit dans l'évaluation des machines-outils de trempe par induction.
La capabilité du processus est le rapport entre la plage de variation maximale autorisée de la performance du processus d'un processus et l'écart normal du processus. L'étude de capabilité du procédé consiste à confirmer le degré de conformité de ces caractéristiques au cahier des charges, de manière à s'assurer que le taux défectueux de produits finis non conformes au cahier des charges est supérieur au niveau requis, comme base d'amélioration continue de la transformation.
Système de gestion de la qualité moderne, en particulier pour les entreprises afin de réaliser ISO9000, QS9000 et d'autres exigences de certification de gestion de la qualité, Cpk pour effectuer une évaluation de la capacité du processus de production. Cpk est l'abréviation de Complex Process Capability Index, indiquant la capacité du processus à garantir la précision de la cible. Le tableau ci-joint est un exemple des exigences de valeur Cpk d'une entreprise sur la capacité de traitement des machines-outils de trempe par induction avant leur mise en production. Cpk est la neutralisation de l'exactitude et de la précision, plus elle est grande, mieux c'est.
Actuellement, le Cpk est utilisé pour mesurer la capacité d'usinage des machines-outils de traitement thermique par induction sur les lignes de production en continu. Surtout pour le traitement thermique des pièces de l'industrie automobile des équipements de traitement de trempe par induction. Étant donné que la détection des indicateurs de traitement thermique (indépendamment de la dureté et de la profondeur de la couche trempée) de la pièce est beaucoup plus compliquée que la détection des dimensions géométriques, la plupart du temps, la découpe de l'échantillon et la préparation métallographique sont nécessaires avant la détection. Par conséquent, le calcul de la valeur Cpk pour une taille nominale nécessite beaucoup plus de travail et de coût d'essai que le travail à froid pour le même nombre d'échantillons, ce qui nécessite une attention particulière.
6. Apprenez du mode de traitement à froid pour améliorer le niveau d'application du traitement thermique par induction
Pendant longtemps, les entreprises chinoises de fabrication de machines à la recherche d'une grande et complète variété de produits. Les limites du traitement à froid et à chaud dans les entreprises sont claires et le traitement thermique s'exécute souvent séparément hors ligne. Cela est principalement dû au fait que la plupart des processus de traitement thermique doivent être effectués hors ligne. Tels que four à résistance, four à atmosphère, four à vide, tel que traitement de traitement thermique. Par conséquent, nous avons été habitués à un traitement intensif par traitement thermique et, pour le traitement à froid, les opportunités de compréhension de la technologie de gestion de la production ne sont pas nombreuses.
Les entreprises étrangères ont un degré élevé de spécialisation et un degré élevé de raffinement des produits. Certaines entreprises organisent la production autour d'une classe de pièces, de sorte que le degré d'automatisation de la ligne de production est élevé, le niveau d'application du traitement thermique par induction est élevé. Le traitement thermique par induction a permis de réaliser un usinage fin. Par exemple, la société TRW Langfang est spécialisée dans la production de vannes ; Société Holbege Changzhou spécialisée dans la production d'une bague de synchronisation ; Nebo gear Tianjin société spécialisée dans la production de couronne dentée de roulement d'orientation. Le traitement de traitement thermique par induction dans ces entreprises a été le même que les autres organisations et gestion de la chaîne de traitement à froid, selon le programme de production, le rythme du processus, les heures fixes de production efficace et de haute qualité.
Le traitement thermique par induction présente des caractéristiques d'organisation de production similaires à celles du traitement à froid, ce qui nous permet de nous débarrasser du mode de gestion extensif du traitement thermique conventionnel et d'utiliser le concept d'organisation de production similaire du traitement à froid pour plus de référence, afin d'atteindre l'objectif d'amende traitement thermique par induction.
A cet effet, nous proposons le traitement thermique par induction, organisateur de la production :
(1) système de gestion de la qualité du traitement à froid par auto-apprentissage.
(2) essayez d'utiliser des machines-outils de trempe par induction CNC.
(3) Personnalisation professionnelle du capteur, essayez d'utiliser la connexion standard et le changement rapide, pour assurer l'interchangeabilité et la précision de l'installation.
(4) Mettre en œuvre consciemment ISO9000 dans l'évaluation de la capacité du processus, continuer à améliorer la capacité de traitement du traitement thermique par induction.
