Nockenwellen-Induktionshärtemaschine

Ⅰ. Warum Nockenwellen eine selektive Härtung benötigen

Zwei Nockenwellen können ähnlich aussehen, erfordern jedoch unterschiedliche Induktionshärtungsbedingungen. Unterschiede in Nockengeometrie, Zeitschriftenposition, Material und erforderliche gehärtete Fläche können die Art und Weise verändern, wie das Teil mit dem Induktionsfeld koppelt. Dies wirkt sich sowohl auf das Induktordesign als auch auf die erforderliche Frequenz aus, Ausgangsleistung und Heizzeit. Aus diesem Grund, Ausgangspunkt für die Entwicklung des Erwärmungsprozesses bleibt die Nockenwelle selbst.

Ⅱ. KCJC-500H Vertikale CNC-Maschine

Die empfohlene Maschinenkonfiguration basiert auf der Vertikale CNC-Härtemaschine KCJC-500H. Es ist eine Vertikale, einachsig, Einstationenmaschine zum Induktionshärten wellenförmiger Bauteile, einschließlich Nockenwellenanwendungen. Die vertikale Anordnung sorgt für eine kontrollierte Spannung und Drehung des Werkstücks während des Härtezyklus.

Der KCJC-500H ist mit einem ausgestattet GSK96 CNC-System. Die Drehung des Werkstücks wird von einem Asynchronmotor über ein Untersetzungsgetriebe angetrieben, mit durch Frequenzumsetzung angepasster Spindeldrehzahl. Für unterschiedlich lange Werkstücke, Die Reitstockposition kann je nach Spannanforderung angepasst werden.

Die Maschine kann verschiedene Abschreckvorgänge durchführen, einschließlich:

• Kontinuierliches Tauchabschrecken

• Sprühabschreckung

Sein geschweißtes Maschinenbett ist spannungsarmgeglüht, um die langfristige Maßhaltigkeit zu verbessern.

Rotation ist ein wichtiger Teil des Härteprozesses. Während des Betriebs, Die Maschine hält und dreht die Nockenwelle, während der Erwärmungs- und Abschreckvorgang gemäß der programmierten Reihenfolge durchgeführt wird. Die erforderliche Bewegung hängt davon ab, welche Oberfläche behandelt wird. Ein zylindrischer Zapfen und eine Nockennase weisen für die Induktionsspule nicht die gleiche Geometrie auf, also die Beziehung zwischen Werkstückbewegung, Position des Induktors, Leistung und Aufheizzeit müssen für die tatsächliche Nockenwelle ermittelt werden.

Das CNC-System bietet die maschinenseitige Steuerung, die für wiederholbare Bewegungen und Operationen erforderlich ist. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn die gleiche Nockenwelle in der Serienfertigung mehrfach bearbeitet wird.

Ⅲ. Maßgeschneiderter Induktor für die Nockenwellengeometrie

Die Induktionsspule bestimmt, wo elektromagnetische Energie auf dem Werkstück konzentriert wird. Zum Härten von Nockenwellen, Der Induktor sollte um die Form der Nockenwelle und den erforderlichen gehärteten Bereich herum entwickelt werden.

Eine kundenspezifische Profilspule kann verwendet werden, um besser an die Nockennase oder eine andere ausgewählte Oberfläche anzupassen als eine allgemeine Rundspule. Der Zweck besteht nicht einfach darin, dem Teil mehr Wärme zuzuführen. Spulengeometrie, Frequenz, Leistung und Heizzeit beeinflussen alle, wo und wie die Oberfläche erhitzt wird.

Unterschiedliche Nockenwellenkonstruktionen erfordern daher möglicherweise unterschiedliche Induktoren, selbst wenn sie auf demselben Maschinentyp verarbeitet werden.

Ⅳ. DSP-IGBT-Induktionsnetzteil

Das Heizsystem kann mit dem abgestimmt werden Ultraschall-Induktionsnetzteil der XZG-Serie. Diese Netzteile verwenden Volldigitale DSP-Steuerung mit IGBT-Transistor-Leistungswandlung und Parallelresonanzkreis.

Zu den verfügbaren Steuermodi gehören::

• Konstantstrom

• Konstante Leistung

• Konstante Temperatur

Der geeignete Modus hängt von der gewählten Gerätekonfiguration und dem Heizprozess ab. Digitale Regulierung ermöglicht es der Induktionsstromversorgung, während des Härtungszyklus eine kontrollierte elektrische Leistung aufrechtzuerhalten, anstatt sich nur auf eine feste Heizzeit zu verlassen. Für die Nockenwellenfertigung, Dies ist insbesondere dann nützlich, wenn unterschiedliche Arbeitsbereiche oder unterschiedliche Teileprogramme unterschiedliche Prozesseinstellungen erfordern.

Die folgenden XZG-Netzteile sind als Konfigurationen für diese Art von Induktionshärteanlage erhältlich.

Der angegebene Leistungsfaktor beträgt ≥0,96.

Diese Modelle sind in Konfigurationen für Nockenwellen- und andere Wellenhärteanwendungen erhältlich. Die Tabelle ist nicht so zu verstehen, dass jede Nockenwelle die gleiche Leistung oder Frequenz benötigt. Der tatsächliche Heizaufbau hängt vom Werkstück und Härteprozess ab.

Ⅴ. Heizungssteuerung & Abschrecken

Die Induktionsenergie ist nur ein Teil des Prozesses. Für eine Nockenwelle, Der resultierende gehärtete Bereich wird durch die Kombination von beeinflusst:

Dieser Zusammenhang gewinnt an Bedeutung, wenn mehrere Nocken bzw. Zapfen an einem Bauteil bearbeitet werden müssen. Es kann nicht automatisch davon ausgegangen werden, dass ein Prozess, der für eine Nockenwellengeometrie entwickelt wurde, bei einem anderen Teil das gleiche Ergebnis liefert. Daher müssen Heizung und Maschine einwandfrei funktionieren ein Prozess und nicht als zwei unabhängige Geräte.

Dem Erhitzen muss eine kontrollierte Abkühlung folgen, um den Aushärtungsprozess abzuschließen. Der KCJC-500H unterstützt beides Sprühabschreckung und kontinuierliches Tauchabschrecken. Die geeignete Abschreckanordnung hängt vom Werkstück und Prozess ab.

Je nach Material und Härteanforderung, Es kann PAG-Abschreckflüssigkeit oder ein geeignetes Abschreckmedium auf Wasserbasis verwendet werden. Die Abschreckbedingungen beeinflussen das endgültige Härtungsergebnis ebenso wie die Erwärmungsbedingungen, weshalb die Kühlstufe sollten zusammen mit dem Einführungsprozess berücksichtigt werden.

Ⅵ. Prozessüberwachung & Rückverfolgbarkeit

Für wiederholte Produktion, Die Überprüfung, ob die Maschine den Zyklus abgeschlossen hat, liefert nur begrenzte Informationen darüber, was während des Erhitzens passiert ist. Eine optionale System zur Analyse und Überwachung der Härtequalität kann Prozessdaten während des gesamten Induktionshärtezyklus aufzeichnen und anzeigen.

Zu den überwachten Parametern können gehören::

Dadurch erhält der Bediener mehr Informationen über den tatsächlichen Prozess als nur über den endgültigen Maschinenstatus.

Das Überwachungssystem kann die tatsächliche Prozesskurve mit einer ermittelten Referenzkurve vergleichen. Es können auch obere und untere Prozessgrenzen definiert werden. Wenn sich der überwachte Prozess außerhalb der angegebenen Grenzen bewegt, Das System kann Unter- oder Überhitzungsalarme auslösen.

Zu den verfügbaren Funktionen gehören::

• Standard- und Ist-Kurvenvergleich

• Überwachung der oberen und unteren Leistungsgrenze

• Unterhitzungsalarm

• Überhitzungsalarm

• Historische Prozessdatenspeicherung

• Werkstückparameterverwaltung

• Rückverfolgbarkeit der Produktionsdaten

• Automatische Identifizierung qualifizierter und unqualifizierter Bearbeitungsergebnisse

• Automatische Pause und Alarm bei einem erkannten nicht konformen Ergebnis

In der Werkstückdatenbank können Bearbeitungsparameter für eine Vielzahl von Teilen gespeichert werden, Dadurch ist es möglich, bei Bedarf zuvor ermittelte Produktionsdaten abzurufen. Für wiederkehrende Nockenwellenfertigung, Dies bietet eine praktische Möglichkeit zu überprüfen, ob einzelne Heizzyklen innerhalb der definierten Prozessbedingungen geblieben sind.

Das Überwachungssystem bietet folgende Anzeigegenauigkeit für die aufgeführten Prozessparameter:

Diese Werte beschreiben die Anzeigegenauigkeit des Überwachungssystems und sollten nicht als Bearbeitungsgenauigkeit oder Härtegenauigkeit der gesamten Maschine interpretiert werden.

Ⅶ. Hauptsystemkonfiguration

Ein Nockenwellen-Induktionshärtungssystem kann um vier Hauptabschnitte herum aufgebaut werden. Diese Komponenten arbeiten rund um den Nockenwellen-Härteprozess zusammen und werden nicht als voneinander unabhängige Einheiten ausgewählt.

VIII.. Typische Anwendung

Nockenwellen werden häufig als Schlüsselkomponenten verwendet Automobilmotoren und sind eine typische Anwendung für die induktive Oberflächenhärtung. Das Verfahren kommt dort zum Einsatz, wo ausgewählte Arbeitsflächen einer Verbesserung bedürfen:

• Verschleißfestigkeit

• Oberflächenhärte

• Widerstandsfähigkeit gegen zyklische Belastung

Gleichzeitig, Der Kern des Bauteils behält die für den mechanischen Einsatz erforderliche Zähigkeit. Die gleiche Induktionshärtungsgeräteplattform kann auch auf andere geeignete wellenartige Komponenten angewendet werden, je nach Geometrie und Wärmebehandlungsanforderungen.

IX.. Häufig gestellte Fragen

X.. Nockenwellen-Induktionshärtungssystem

Eine Nockenwellenhärteanlage ist mehr als eine Vertikalmaschine mit daran befestigter Induktionsspule. Die Maschine kontrolliert das Werkstück. Das Induktionsnetzteil steuert die Heizenergie. Der maßgeschneiderte Induktor bestimmt, wie diese Energie in die ausgewählte Oberfläche eingekoppelt wird, während das Abschrecksystem den Härtezyklus abschließt. Wo Prozessüberwachung erforderlich ist, Auch elektrische und Kühlparameter können während der Produktion erfasst und verglichen werden.

Für Nockennocken, Lagerzapfen und andere ausgewählte Nockenwellenoberflächen, Diese Teile des Systems müssen zusammen betrachtet werden. Die gleiche vertikale CNC-Plattform kann auch für andere Wellenkomponenten konfiguriert werden, wie die Automatische Zahnrad-Induktionshärtemaschine.