高周波熱処理は、環境に優しく、効率が高く、省エネで、生産ラインの構成が簡単なため、現代の熱処理の主要な手段のXNUMXつになっています。 著者は、以前の記事で最新の高周波熱処理の特徴について説明しましたが、その多くは、冷間加工の生産構造に類似した現在唯一の効率的な熱処理プロセスである現代の冷間加工の特徴と一致しています。 中国は世界的な製造大国になりましたが、CNC / CAM技術は機械製造、特に冷間加工で広く使用されており、生産組織と品質管理はかなり成熟した技術とモードですが、機械加工と比較すると、誘導熱処理には大きなギャップがあります生産組織と品質管理技術。
本論文では,誘導熱処理技術と部品切断などの冷間加工技術との類似点を比較し,生産組織と品質管理の方法を提案して,誘導熱処理の適用レベルを改善した。
1. 単体加工
熱処理モードには、シングル処理とバッチ処理の XNUMX 種類があります。 高周波熱処理は単体処理モードであり、その他の加熱炉を用いた熱処理処理はバッチ処理モードです。 高周波熱処理の場合、企業の生産能力がどれほど大きくても、各部品の高周波熱処理はXNUMXつずつ行われます。 また、生産性を向上させる唯一の方法は、処理ユニットの数を増やすことです。たとえば、シンプレックス工作機械で工作機械の数を増やすことです。 マルチステーション工作機械は、ステーションの数を増やします。
バッチ処理のメリットは生産能力の向上ですが、品質管理のデメリットもあります。 たとえば、どの製品のステータスも管理できないため、どの製品の品質も管理できません。 部品処理結果の同じバッチが一貫していることを保証するために、温度の均一性、雰囲気の均一性などの炉の状態の均一性のみを改善します。 また、管理サンプル数を増やす必要もあります。 でも炉は凸凹性の上に構造を持っているので、出入り口があり、待ち合わせのコーナーがあり、完全に実現したくても無理です。
個々の処理には、品質管理において独自の利点があり、各ピースを監視し、製品品質のトレーサビリティを実現できます。 加工完了後も一枚一枚検品可能です。
部品の冷間加工は、単一部品加工モードを完全に採用しています。 また、冷間加工部品の品質管理は非常に完全なシステムと実装手段であり、特にCNCおよびCAMテクノロジーの適用により、部品のオンライン加工品質精度が大幅に向上し、部品の加工の一貫性も非常に向上しています。良い。 同様に、高周波焼入れも CNC および CAM 技術をますます使用しています。 したがって、冷間加工の成熟した生産組織モードを採用する限り、誘導熱処理の製品品質の一貫性も大幅に改善できます。
高周波熱処理のもう一つの利点は、生産組織がビートに合わせて構成され、工数が承認され、コストが正確に管理されることです。
2. 加工偏差の限界（公差）
XNUMX 回の加工結果の一貫性を制御するために、冷間加工では公差が使用されます。 これは、部品製品の製図マークからもわかるように、高周波熱処理加工にも当てはまります。
図。 1 特定のタイプのフランジの外観は、機械加工された図面で軸方向と半径方向の両方の寸法の詳細な公差でマークされていることが知られています。 高周波焼入れの加工パターンは高周波焼入れと同様です（図2参照）。 図では、硬化層の等高線だけでなく、対応する偏差も示されています。 「偏差」という用語は、ここでは「公差」を区別するために使用されます。これは、冷間加工と熱間加工の違いだけでなく、その大きさの大きな違いのためでもあります。 たとえば、硬化層の有効深さ (SHD) は 2.6+0.8mm です。 このうち2.6mmが基本必要焼入れ硬化層深さ（公称値、下限差）、+0.8mmが許容上限差です。 同様に、硬化層の有効深さ (SHD) は 1.1+1.8mm です。 このうち1.1mmが必要な硬化層の公称深さ（下の差）で、+1.8mmが許容される上差です。 硬化層は、軸方向の開始点で1.71 + 3mmです。 硬化層は、半径方向の始点で 26+5mm です。
図 1. フランジの例
図。 2 焼入れ硬化層の分布とフランジの偏りの例
部品の寸法公差により、アセンブリのアセンブリの一貫性が保証されます。 高周波焼入れ層の機械加工偏差により、支持力の一貫性と変形の一貫性さえも保証されます。 硬化層の深さが応力浸透深さよりも大きい場合、部品の支持力に問題はなく、サービス プロセスが安全であることがわかっています。 そのため、中国における以前の大規模な高周波焼入れプロセスのパターン要件では、硬化層の最小値のみが規定されていました。 ただし、硬化層の深さが増すと、内部応力と変形が増加し、特殊な場合には亀裂が生じることさえあります。 したがって、最新の高周波熱処理の微細加工の要件は、下限誤差を規定するだけでなく、許容上限誤差も規定しています。 偏差の大きさ（mm）は冷間加工の偏差（m）よりもはるかに大きいですが。
3. 誘導コイルとナイフ
インダクタは、部品の切削工具と比較して、高周波熱処理の「工具」です。 切断プロセスの一貫性を実現するために、技術者はナイフを非常によく理解しています。 また、センサーの高さについても十分にわかっていません。 一部の国際企業に加えて、多くの中国企業は専門の企業にセンサーを注文することさえせず、見習いを使ってマスターの「自給自足」の手作りモードにとどまっています。 しかし、プロの会社でもセンサーの設計や製造基準はさまざまで、互換性がありません。 センサーの設計と製造に関する業界標準がないからです。
センサーも、ナイフと同様に、次のような多くの共通の特性を持つことができると考えています。
(1) 通常、特殊な材料、加工部品の特殊な設計、および加工技術で製造されます。 切削工具が特殊な素材でできているように、センサーも特殊な素材でなければなりません。 誘導熱処理のインダクタの主な機能は、特定の形状の電磁場を生成し、加熱されるワークピースの一部と結合して特定の形状の渦電流分布を生成し、最終的にクエンチングを達成することです。 したがって、インダクタはコイルの良好な導電率で動作する必要があります。 同時に、誘導熱処理プロセスにおける電磁力により、インダクタには一定の剛性が必要です。 同時に、材料の経済的性質を考慮すると、純銅が最初の選択肢として認識される業界になりました。 一般的に使用される純粋なブロンズ番号は T2 です。 一部の特別な用途では、導電率を大幅に改善できる無酸素銅が選択されます。
(2) 高い製造精度と加工精度。 製造業の発展に伴い、切削工具の手作業による製造は、特殊な機械化されたバッチ生産に取って代わられました。 しかし、中国の高周波熱処理産業におけるセンサー製造の大部分は、依然として手動製造の段階にあり、生産者に大きく依存しており、明らかに現代の処理の要件を満たすことができません。 近年、ますます多くのメカニズムセンサーが大量生産企業の最初の選択肢になりました。
(3) 工作機械の「ツール ベース」は、最新の工作機械の効率的な処理のもう XNUMX つの特徴です。 効率的で確実な生産を実現するために、工作機械のセンサー ライブラリを参照できます。 センサーはマシニング センターほど頻繁に交換されませんが、ツール ライブラリを管理する要件に従ってセンサー ライブラリを管理することは完全に正しいです。 これには、センサーの形状、サイズの一貫性、設計と製造の標準化、優れた互換性が必要です。 専門会社のカスタムセンサーまたはメカニズムセンサーは、要件を満たすのは簡単です。
(4) 高精度接続とクイック交換機能。 ツールの標準化の典型的な機能の 3 つは、ツールの柄の標準化です (図 4 を参照)。 これにより、国際的にいくつかの標準シリーズが形成されました。 これは、迅速な工具交換、信頼性の高い接続、および高精度の位置決めの中核です。 センサーの接続性は、この程度まで標準化されておらず、統一された標準もありません。 現在、この側面に取り組んでいるいくつかの国際的な高周波熱処理の専門会社があり、中国で発売された標準化された製品もあります。 たとえば、当社の特許製品「Sensor Companion」(図 XNUMX を参照) は、迅速なセンサー交換と標準化された生産に効果的な選択肢です。
(5) 寿命は処理量に関係します。 一定数の工具を加工した時点で「工具」は寿命を迎えます。 これは切削工具もセンサーも同じです。 加工中はインダクタとワークが接触することはありませんが、ON-OFF、OFFの繰り返しや冷・温疲労なども故障の原因となり、新しいものと交換する必要があります。 この場合も、センサーの製造精度がツールの代替可能性と同じくらい優れている必要があります。
図 3. 標準ハンドルの例
図 4. 標準センサー ブートの例
4.工作機械
高周波熱処理加工でも切削（冷間）加工でも、加工は機械で行います。 高周波焼入れ工作機械と冷間加工工作機械は共通点が多く、それぞれに特徴があります。 XNUMX 種類の工作機械の典型的な特性を比較すると、XNUMX 種類の工作機械に加えて、センサーとワークピースが接触せず、切削力がないため、高周波焼入れ工作機械のトン数は比較的軽く、その他の特徴は次のとおりです。マシン ホストは非常に似ています。 冷間工作機械の分野で適用された高度で新しい技術は、ますます高周波焼入れ工作機械に適用されています。 たとえば、数値制御技術、ネットワーク管理、フレキシブル マシニング センターなどです。 工作機械の構造上、直動ユニット、標準割出回転ユニット、集中給油などの使用が増えています。 また、高周波焼入れ処理部も焼入れ液の飛散により腐食するため、焼入れ液が飛散する箇所はステンレス材が一般的です。
工作機械補機に関しては、差は大きいが動作モードには影響しない。 裁断機の補機は、ルールに従って維持する必要があり、通常は製品の品質管理には関与しない主機の効果的な動作を確保する役割を果たします。 誘導加熱電源や焼入れ液循環冷却装置など、誘導加熱処理の付帯工作機械は製品の品質管理に直結し、監視・制御が必要です。 制御精度は高周波熱処理の加工品質を左右します。 したがって、投資予算と生産運営費予算は別々に保証する必要があります。
5. 工作機械作業工程能力 Cpk
生産過程において、製品加工指数の変動は避けられません。 現在、CNC 工作機械は冷間加工や高周波熱処理に使用されることが多く、CNC 工作機械の加工能力を評価する指標は、高周波焼入れ工作機械の評価にも導入されています。
工程能力とは、工程の工程性能の許容最大変動範囲と工程の標準偏差の比率です。 工程能力調査は、これらの特性が仕様にどの程度適合しているかを確認し、仕様に適合しない最終製品の不良率が要求レベルを超えていることを確認し、工程の継続的な改善の基礎とします。
特に企業がISO9000、QS9000、およびその他の品質管理認証要件を実行するための最新の品質管理システム、Cpkは生産プロセス能力評価を実行します。 Cpk は Complex Process Capability Index の略で、目標精度を保証するプロセスの能力を示します。 添付の表は、生産に入る前の高周波焼入れ工作機械の処理能力に関する企業の Cpk 値要件の例です。 Cpk は精度と精度の中和であり、大きいほど良いです。
現在、Cpk は、連続生産ラインの高周波熱処理工作機械の加工能力を測定するために使用されています。 特に自動車産業部品の高周波焼入れ加工設備の熱処理に。 ワークピースの熱処理指標の検出 (硬度と焼入れ層の深さに関係なく) は、幾何学的寸法の検出よりもはるかに複雑であるため、ほとんどの場合、検出前にサンプルの切断と金属組織学的準備が必要です。 したがって、公称サイズの Cpk 値の計算には、同じサンプル数の冷間加工よりもはるかに多くの作業とテスト コストが必要であり、特別な注意が必要です。
6. 冷間加工モードから学び、高周波熱処理の適用レベルを向上
長い間、中国の機械製造企業は、大規模で完全な製品の多様性を追求してきました。 企業におけるコールド処理とホット処理の境界は明確であり、熱処理処理はオフラインで別々に実行されることがよくあります。 これは主に、ほとんどの熱処理プロセスをオフラインで実行する必要があるためです。 抵抗炉、雰囲気炉、真空炉など、熱処理加工など。 そのため、熱処理は大掛かりな加工に慣れており、冷間加工は生産管理技術を理解する機会があまりありません。
外資系企業は専門性が高く、製品の洗練度が高い。 一部の企業は、部品のクラスを中心に生産を組織しているため、生産ラインの自動化の程度が高く、高周波熱処理の適用レベルが高いです。 高周波熱処理により微細加工を実現。 たとえば、TRW Langfang 社はバルブの製造を専門としています。 シンクロナイザーリングの製造を専門とするHolbege常州会社。 回転ベアリング ギア リングの生産を専門とするネボ ギア天津会社。 これらの企業の高周波熱処理加工は、他の冷間加工ラインの組織と管理と同じであり、生産プログラム、プロセスビート、固定時間の効率的で高品質の生産に従っています。
高周波熱処理は、冷間加工と同様の生産組織の特徴を持っています。これにより、従来の熱処理の広範な管理モードを取り除き、冷間加工と同様の生産組織の概念をより多くの参考に使用して、細かい目標を達成することができます。誘導熱処理。
この目的のために、誘導熱処理、生産オーガナイザーをお勧めします。
(1) 自己学習冷間加工品質管理システム。
(2) CNC 高周波焼入れ工作機械を使用してみてください。
(3) センサーの専門的なカスタマイズ、標準接続と迅速な変更を使用して、互換性と取り付け精度を確保してください。
(4) 工程能力評価においてISO9000を意識的に実施し、高周波熱処理の工程能力の向上を継続する。
