Máquina de Endurecimento por Indução de Árvores de Cames

Ⅰ. Por que as árvores de cames precisam de endurecimento seletivo

Duas árvores de cames podem parecer semelhantes, embora exijam diferentes condições de endurecimento por indução. Diferenças em geometria do lóbulo da câmera, posição do diário, o material e a área endurecida necessária podem alterar a forma como a peça se acopla ao campo de indução. Isso afeta o projeto do indutor, bem como a frequência necessária, potência de saída e tempo de aquecimento. Por esta razão, a própria árvore de cames continua a ser o ponto de partida para o desenvolvimento do processo de aquecimento.

Ⅱ. Máquina CNC vertical KCJC-500H

A configuração recomendada da máquina é baseada no Máquina de endurecimento CNC vertical KCJC-500H. É uma vertical, eixo único, máquina de estação única adequada para endurecimento por indução de componentes do tipo eixo, incluindo aplicações de eixo de comando. O arranjo vertical proporciona fixação e rotação controladas da peça durante o ciclo de endurecimento.

O KCJC-500H está equipado com um Sistema CNC GSK96. A rotação da peça é acionada por um motor assíncrono através de um redutor, com velocidade do fuso ajustada por conversão de frequência. Para peças de diferentes comprimentos, a posição do contraponto pode ser ajustada de acordo com o requisito de fixação.

A máquina pode realizar diferentes operações de têmpera, incluindo:

• Têmpera por imersão contínua

• Têmpera por pulverização

Sua base de máquina soldada é recozida com alívio de tensão para melhorar a estabilidade dimensional a longo prazo.

A rotação é uma parte importante do processo de endurecimento. Durante a operação, a máquina segura e gira a árvore de cames enquanto o processo de aquecimento e têmpera é realizado de acordo com a sequência programada. O movimento necessário depende de qual superfície está sendo tratada. Um munhão cilíndrico e um lóbulo de came não apresentam a mesma geometria para a bobina de indução, então a relação entre o movimento da peça, posição do indutor, a potência e o tempo de aquecimento precisam ser estabelecidos para a árvore de cames real.

O sistema CNC fornece o controle do lado da máquina necessário para movimentos e operações repetíveis. Isto é particularmente útil quando a mesma árvore de cames é processada repetidamente na produção em lote.

Ⅲ. Indutor personalizado para geometria da árvore de cames

A bobina de indução determina onde a energia eletromagnética está concentrada na peça de trabalho. Para endurecimento da árvore de cames, o indutor deve ser desenvolvido em torno do formato da árvore de cames e da área endurecida necessária.

Uma bobina de perfil personalizada pode ser usada para combinar melhor com o lóbulo do came ou outra superfície selecionada do que uma bobina redonda de uso geral. O objetivo não é simplesmente colocar mais calor na peça. A geometria da bobina, frequência, a potência e o tempo de aquecimento influenciam onde e como a superfície é aquecida.

Diferentes projetos de eixo de comando podem, portanto, exigir diferentes indutores, mesmo quando processados ​​no mesmo tipo de máquina.

Ⅳ. Fonte de alimentação de indução DSP IGBT

O sistema de aquecimento pode ser combinado com o Fonte de alimentação de indução de frequência ultrassônica série XZG. Essas fontes de alimentação usam Controle DSP totalmente digital com conversão de potência do transistor IGBT e um circuito ressonante paralelo.

Os modos de controle disponíveis incluem:

• Corrente constante

• Potência constante

• Temperatura constante

O modo apropriado depende da configuração do equipamento selecionado e do processo de aquecimento. Regulamentação digital permite que a fonte de alimentação de indução mantenha a saída elétrica controlada durante o ciclo de endurecimento, em vez de depender apenas de um tempo de aquecimento fixo. Para produção de árvores de cames, isso se torna particularmente útil quando diferentes áreas de trabalho ou diferentes programas de peças exigem configurações de processo separadas.

As seguintes fontes de alimentação XZG estão disponíveis como configurações para este tipo de sistema de endurecimento por indução.

O fator de potência especificado é ≥0,96.

Esses modelos estão disponíveis em configurações para eixo de comando e outras aplicações de endurecimento do tipo eixo. A tabela não deve ser interpretada como significando que cada árvore de cames requer a mesma potência ou frequência. A configuração real do aquecimento depende da peça de trabalho e do processo de endurecimento.

Ⅴ. Controle de aquecimento & Têmpera

A energia de indução é apenas uma parte do processo. Para uma árvore de cames, a área endurecida resultante é influenciada pela combinação de:

Esta relação torna-se mais importante quando vários lóbulos de cames ou munhões precisam ser processados ​​em um componente. Não se pode presumir automaticamente que um processo desenvolvido para uma geometria de eixo de comando produza o mesmo resultado em outra peça. O sistema de aquecimento e a máquina precisam, portanto, funcionar como um processo em vez de dois equipamentos independentes.

O aquecimento deve ser seguido de resfriamento controlado para completar o processo de endurecimento. O KCJC-500H suporta ambos têmpera por pulverização e têmpera por imersão contínua. O arranjo de têmpera adequado depende da peça e do processo.

De acordo com o material e exigência de endurecimento, Fluido de têmpera PAG ou um meio de têmpera adequado à base de água pode ser usado. As condições de têmpera influenciam o resultado final do endurecimento, assim como as condições de aquecimento., é por isso que estágio de resfriamento deve ser considerado em conjunto com o processo de indução.

Ⅵ. Monitorização de Processo & Rastreabilidade

Para produção em série, verificar apenas se a máquina completou o ciclo fornece informações limitadas sobre o que aconteceu durante o aquecimento. Um opcional endurecendo o sistema de análise e monitoramento de qualidade pode registrar e exibir dados do processo durante todo o ciclo de endurecimento por indução.

Os parâmetros monitorados podem incluir:

Isto dá ao operador mais informações sobre o processo real, em vez de apenas sobre o status final da máquina..

O sistema de monitoramento pode comparar a curva real do processo com uma curva de referência estabelecida. Os limites superior e inferior do processo também podem ser definidos. Se o processo monitorado sair dos limites especificados, o sistema pode gerar alarmes de subaquecimento ou superaquecimento.

As funções disponíveis incluem:

• Comparação de curva padrão e real

• Monitoramento de limite de potência superior e inferior

• Alarme de subaquecimento

• Alarme de superaquecimento

• Armazenamento histórico de dados de processo

• Gerenciamento de parâmetros da peça

• Rastreabilidade dos dados de produção

• Identificação automática de resultados de processamento qualificados e não qualificados

• Pausa e alarme automáticos para um resultado não conforme identificado

O banco de dados de peças pode armazenar parâmetros de processamento para um grande número de peças, tornando possível recuperar dados de produção previamente estabelecidos quando necessário. Para produção recorrente de árvores de cames, isso fornece uma maneira prática de revisar se os ciclos de aquecimento individuais permaneceram dentro das condições de processo definidas.

O sistema de monitoramento fornece a seguinte precisão de exibição para os parâmetros de processo listados:

Esses valores descrevem a precisão da exibição do sistema de monitoramento e não devem ser interpretados como a precisão da usinagem ou a precisão do endurecimento da máquina completa..

Ⅶ. Configuração principal do sistema

Um sistema de endurecimento por indução da árvore de cames pode ser construído em torno de quatro seções principais. Esses componentes trabalham juntos no processo de endurecimento da árvore de cames em vez de serem selecionados como unidades autônomas não relacionadas.

Ⅷ. Aplicação Típica

As árvores de cames são amplamente utilizadas como componentes chave em motores automotivos e são uma aplicação típica para endurecimento superficial por indução. O processo é usado onde superfícies de trabalho selecionadas requerem melhor:

• Resistência ao desgaste

• Dureza superficial

• Resistência ao carregamento cíclico

Ao mesmo tempo, o núcleo do componente mantém a resistência necessária para serviço mecânico. A mesma plataforma de equipamento de endurecimento por indução também pode ser aplicada a outros componentes do tipo eixo adequados, dependendo de sua geometria e requisitos de tratamento térmico.

IX.. Perguntas frequentes

Ⅹ. Sistema de endurecimento por indução da árvore de cames

Um sistema de endurecimento de eixo de comando é mais do que uma máquina vertical com uma bobina de indução acoplada a ela. A máquina controla a peça de trabalho. A fonte de alimentação de indução controla a energia de aquecimento. O indutor personalizado determina como essa energia é acoplada à superfície selecionada, enquanto o sistema de têmpera completa o ciclo de endurecimento. Onde o monitoramento do processo é necessário, parâmetros elétricos e de resfriamento também podem ser registrados e comparados durante a produção.

Para lóbulos de came, munhões e outras superfícies selecionadas da árvore de cames, essas partes do sistema precisam ser consideradas em conjunto. A mesma plataforma CNC vertical também pode ser configurada para outros componentes do tipo eixo, como o máquina automática de endurecimento por indução de engrenagem.