变频调速与伺服控制在高速冲压机上的应用
近年来,我国锻压机在工业自动化进程中已不再是通过产品结构、精度等容易量化的技术指标来评价压力机性能,而是更加注重压力机的自动化、智能化、柔性化等更高技术层面.数控技术(NC)的应用,打破了传统单一机电结构、单一机电传动、单一机电控制的落后技术.而发展高速、精密、大型加工技术装备已成为势不可挡的新趋势.数控压力机(CNC)已由原来的二轴控制、单机联动,向五轴联动和复合加工压力机(加工中心)、柔性生产线快速发展.
近年来,我国锻压机在工业自动化进程中已不再是通过产品结构、精度等容易量化的技术指标来评价压力机性能,而是更加注重压力机的自动化、智能化、柔性化等更高技术层面.数控技术(NC)的应用,打破了传统单一机电结构、单一机电传动、单一机电控制的落后技术.而发展高速、精密、大型加工技术装备已成为势不可挡的新趋势.数控压力机(CNC)已由原来的二轴控制、单机联动,向五轴联动和复合加工压力机(加工中心)、柔性生产线快速发展.
装备制造业是事关国家经济安全及综合国力的基础性产业.冲压机作为工业基础装备的重要组成部分之一.21世纪以来,中国冲压机行业经过技术引进、合作生产及合资等多种方式运作,快速提升了我国冲压设备的整体水平.但国内产品与国外名牌产品的差距并无明显缩短.因此,我国冲压设备行业和企业需以战略思路分析技术上的差距并制定有效的措施应对当前的机遇和挑战.
高速、精密冲压技术是顺应制造业对产品产量剧增与日益精密而面世的.现今机械制造业中高精技术与低端技术、自动化生产和传统生产、大批量制造与单件、小批量制造诸态并存,因此冲压企业之间技术层次各有不同.
高速精密冲压技术是现代冲压生产的先进制造技术,其综合了高速精密压力机技术、高速精密冲压模具技术、高速精密冲压生产线技术、智能控制技术为一体化的高新技术.应用高速精密冲压技术批量生产制品,具有高生产效率、高质量、高一致性,以及节能降耗、节省人力、降低成本及确保安全生产等特点.
冲压工艺的稳定性,批量化的生产模式,使得自动化在冲压生产作业过程中扮演了极为重要的角色.高效、快速的冲压加工过程中,人工配合冲床进行手工作业显然力不从心,这使得冲压自动化、无人化的生产开发成为高速冲压工艺应用的重要内容.冲压自动化的生产应用,充分发挥了高速冲压制程的高效、快速的优势.
冲压工艺是机械、汽车、家电、航空、通信等现代工业中广泛采用的一种生产加工方式.从20世纪初期的机械式冲压机面世以来,冲压加工已经经历了一个快速发展的过程.作为一种传统加工技术,普通冲压加工在精度、速度、质量及可靠性等方面已越来越不能适应现代大规模、大批量、高精度、自动化生产的需要,因此发展高速精密冲压技术也就成为新的社会需求.
440C是一种高碳、高铬的马氏体不锈钢,其碳含量(质量分数)达到1%左右,为提高耐蚀性,在Cr13型不锈钢的基础上,将铬含量增加到17%,经过热处理强化可获得很高的强度和硬度,在各类不锈钢中是最高的.由于其高碳、高铬的特性,热处理后碳化物数量多,耐磨性好,同时耐蚀性也较好.440C主要用于一些有高硬度、耐磨和耐蚀性要求的零件,如轴承、轴瓦、喷嘴和阀座等.该钢含碳量高,生产时可能会遇到脱碳、淬裂和残留奥氏体等问题,是较难进行热处理的钢种.本文主要介绍440C的热处理工艺及其原理…
立车产品减速器出力轴根部发生断裂,该减速器为外购件,厂家提供出力轴材质为S45C中碳钢(相当于国内牌号45Mn);出力轴热处理硬度要求为45 ~ 50HRC.出力轴断裂情况如图1所示. 1.理化检验 (1)断口分析断口塑性变形不大,有放射状条纹,强光下转动可见发光特征,呈脆性断口形貌.于断口处取样SEM下观察,呈现明显解理或准解理断裂特征(见图2).
1.激光热处理在汽车模具生产的应用现状汽车覆盖件模具表面的热处理是汽车模具制造中的关键工序和重要技术,直接关系到模具的工作质量和使用寿命,同时也很大程度上制约了模具制造成本和周期的改善.目前,国内汽车模具表面热处理仍以火焰淬火、感应淬火或整体淬火为主,存在淬火后模具表面变形量大、表面质量差、工艺质量不稳定等问题,加大了淬火后工件处理难度,需要大量的数控加工和钳工修磨,从而大大提高了加工成本,降低了模具质量.
一热处理工艺因素的影响及防止措施在热处理的过程中,由于热处理工艺控制不当,使工件产生某些缺陷,如氧化、脱碳、过热、过烧、硬度不足、变形与开裂等.对热处理质量影响很大,甚至造成工件报废.其中氧化与脱碳、变形与开裂是最常见的热处理缺陷.
铸造铝合金由于密度小,易于铸造成形的优点,被广泛应用于各个行业.现在的乘用车发动机缸盖全部是用铝合金铸造的. 目前有多种铝合金用于乘用车发动机缸盖的铸造,材料牌号不尽一致,GB、ISO、EN等应用都比较普遍,但是还有一些整车工厂使用其内部牌号.目前量产应用最广泛的是AlSi7Cu3Mg,这种铝合金不需要热处理(只需要自然时效即可),成本低.
1.热处理冷却曲线热处理工艺一般包括加热、保温、冷却三个过程,其中加热是为了让珠光体向奥氏体转变,保温是完全奥氏体化,冷却方法因工艺不同而不同,主要是控制冷却速度,因冷却速度不同而分别转变为珠光体、贝氏体、马氏体或混合组织.通常淬火时希望得到马氏体,回火时根据回火温度的不同分别得到回火马氏体(低温)、托氏体(中温)、索氏体(高温).共析钢奥氏体等温转变图如图1所示,基本反映了共析钢在不同温度下转变需要的孕育时间和转变完成时间及其转变产物.
水是最古老的淬火冷却介质,"清水淬其锋"流传至今.由于水源丰富、价格低廉、节能环保,所以在诸多淬火冷却介质中,水仍有很强的竞争力.在某些特殊领域,淬火冷却介质非水莫属.在很长一段时期,误认为水是淬裂元凶则有失公允.淬裂与否不是水之过,而是人之错,淬裂是冷却不均匀造成的.同样的45钢圆棒常规水淬易淬,而感应加热喷水就不会裂.以下简介笔者及同仁从事水淬及水冷的经验体会,有点局限性,仅供参考.
我公司采用的中碳合金钢材料种类主要有42CrMo、40Mn2、45Mn2等,其中45Mn2钢约占20%,传统热处理工艺采用油进行淬火,但是采用油淬时存在以下不足:一是淬火时产生大量的油烟,不仅污染环境,而且危害操作工人的身体健康;二是油的成本远大干水的成本,且油容易老化,换新油成本太高,不换则产品质量不好保证,经常出现工件调质后硬度不能满足技术要求的情况,容易造成返工;三是淬火时如操作不当,容易发生火灾.
5.设备主要的结构和选材要求热处理设备的设计结构(特别是加热和冷却室的内部结构设计)和制造选材对于设备的性能指标影响显著,有时甚至是决定性的.一般来说,这些方面应由设备厂家按照行业标准或企业标准进行选材和制造设计,用户不必关心.但是,由于制造商重点考虑经济效益因素,特别是国内热处理炉的设计和制造并不规范,因此,出于制造成本的考虑和追求效益最大化目的,有时制造商对设备的结构、配置设计和制造选材、部件选择并不是最合适的或最佳性能的.
感应淬火的冷却速度和冷却均匀性是十分重要的参数,如果淬火冷却介质的冷却性能不良或冷却方式不佳,也能造成淬火裂纹或其他缺陷.感应淬火一般是零件的表面层淬火,淬火冷却速度应该很快,否则达不到表面淬火的目的.
感应热处理主要应用在表面淬火、模压淬火、保护气氛淬火、退火、回火中. 感应模压淬火-回火工艺随着汽拖制造技术越来越成熟,对零部件的加工要求越来越高,对淬硬层的分布和变形要求更加严格,批量要求变大.零件一般加热到900~950℃时进行淬火,淬火时存在很多的问题:加热膨胀导致变形,淬硬层分布不均匀导致变形,加热时相变引起的体积增加导致变形,工件结构不对称引起的变形,还有就是上述结果的累积导致变形.
Fluxtrol Inc.成立于1981年,从事软性导磁复合材料应用在感应热处理中的研究,技术处于世界的领先地位.通过与波音、通用电气等世界著名的公司合作,在计算机模拟、仿真、设计领域积累了很多经验,感应线圈也是通过计算机仿真设计,用户分布在世界各地,Fluxtrol很愿意为客户提供满意的产品.
EFD公司是1996年由欧洲多家历史悠久的感应设备、感应电源公司合并成立.EFD拥有60多年的感应热处理设备和工艺经验,在全球销售的热处理设备超过了2万台,是欧洲最大的感应热处理设备制造商,可以提供很多的热处理经验与客户分享.EFD总部在挪威希恩市,感应淬火机床技术中心在德国弗莱堡市.
基于当前中国工业企业结构调整和转型升级、劳动力成本的提高和技术工人的紧缺、对加工质量的要求越来越高和加工节拍越来越快等三重因素的综合作用,使自动化、数字化与智能化成为当前国内感应热处理设备的发展趋势.