tiedustella

Induktiokarkaisuprosessi halkaisijaltaan pienille sisäisille rihloille

Testikohteet ja tekniset vaatimukset

  Sisäkiilan rakenne on esitetty kuvassa 1, sisäkiilan moduuli on m=3mm, jäähdytetyn sisäkiilan lämpöretentiokoko on 69.38 mm ja materiaali 42CrMo.

Sisäisen ura-akselin rakenne

KUVA. 1 Sisäisen ura-akselin rakenne

Tekniset vaatimukset: kiilakovuus 40 ~ 45HRC, karkaistun kerroksen syvyys > 1.2 mm.

Induktiokelan suunnittelu

(1) Induktiokupariputken valinta

Neliömäisen kupariputken lämmitysteho on korkeampi kuin pyöreän kupariputken, joten valitaan nelikulmainen kupariputki. Koska laitteen taajuus on noin 10 kHz, vastaava kupariputken paksuus on 1.5 mm. Kun otetaan huomioon sisäkiilan pieni halkaisija, nelikulmaisen kupariputken koko on 10 mm × 12 mm × 1.5 mm. Induktorin lämmitystehokkuuden parantamiseksi induktorin neliömäisen kupariputken pyöreä suunta sisäiselle kiilalle oli upotettu magneettisella ohjausrungolla. Paksuudeksi valittiin 0.2 mm valitun taajuuden mukaan.

(2) Vesisuihkureikien suunnittelu

Yleisessä pintasammutuksessa ruiskutustiheys on 0.01 ~ 0.015 l /cm2•s, skannaussammutuksen ruiskutusnestereiän halkaisija on 2.5 mm, reikien etäisyys on 3 mm poikkijakauma ja keskilinjan välinen kulma ja ruiskutusnestereiän uusi akseli on 45°.

(3) Induktorin ulkohalkaisijan suunnittelu

Kun sisäreikä kuumennetaan, tehollisen renkaan ja työkappaleen välinen rako on yleensä 2.0 mm ~ 2.5 mm. Ottaen huomioon sisäkiilan pienen halkaisijan, rako on suunniteltu 3 mm:n mukaan ja sisemmän uran tehollinen rengashalkaisija on valittu 68 mm:ksi. Sisäisen spline-anturin rakenne on esitetty kuvassa 2.

Sisäinen spline-anturin rakenne

Kuva 2 Sisäinen spline-anturin rakenne

Prosessiparametrien valinta

(1) Taajuuden valinta

Ensisijainen periaate virtataajuuden valinnassa on läpäisevä lämmitys. Toisin sanoen virran d tunkeutumissyvyys on suurempi kuin kovetetun kerroksen Ds syvyys, ja tunkeutumiskuumennusmenetelmä otetaan käyttöön. Työkappaleen pinnalla oleva lämpöenergia syntyy pääasiassa pyörreinduktiosta. Verrattuna lämmönjohtavaan lämmitysmenetelmään tämä lämmitysmenetelmä on energiaa säästävä, korkea lämmitystehokkuus ja työkappaleen pinnan ylikuumeneminen on pieni. Kun kovettuvan kerroksen syvyys on 1.2 mm, valitaan yleensä taajuus f=10kHz.

(2) Lämmitystehon valinta

Tarvittavan lämmitystehon teoreettinen laskelma, P=P0 Dh, jossa P on laitteen lähtöteho (kW), P0 on laitteen ominaisteho (kW/cm2), kerroin on yleensä 0.6 ~ 2.0, h on induktorin korkeus, D on työkappaleen halkaisija (cm). Kokemuksen mukaan taajuuden ollessa 10 kHz kerroin on yleensä 1.6 ~ 2.0 ja teoreettisen laskelman vaatima tehon arvo on 44 ~ 55 kW. Testin aikana sammutuskoe suoritetaan taulukon 1 prosessiparametreilla. Testin aikana työkappaleen kuumennus pysäytetään ensin jonkin aikaa ja sitten ruiskutetaan (3 ~ 5 s), minkä jälkeen se skannataan ja sammutetaan ylöspäin tietyssä vaiheessa. nopeus.

SuunnitelmaLiikenopeus (mm/min)Pyörimisnopeus (r / min)Lämmitysteho (%)AsetusajatSammutusnesteen pitoisuus (%)
1504050518
2604055318
3

60

4060318
4604070518

Taulukko 1 Sisäiset spline-sammutusprosessin parametrit

Kokeelliset tulokset ja analyysit

1. Sisäisen spline-rakenteen suunnittelussa on ongelmia

Käyttämällä suunniteltua anturin sisäistä splineä sammutukseen, ruiskutuspaineantureita säädettäessä löydetään ratkaisu, että lämpösammutusprosessin parametrit ruiskutuspaineen takaamiseksi, sammutusneste ei voi purkaa ajoissa, vaikuttaa splinin lämpövaikutukseen, tämän ongelman ratkaisemiseksi sisäkiilan alaosassa 20 mm:n reiän koosta kasvatettu 30 mm:iin rakenteen parantamisen jälkeen varmistaa, että sammutusneste voidaan sulkea pois ajoissa.

2. Testitulokset

Kun sisäinen spline-rakenne on parannettu, yllä olevia neljää kaaviota käytetään lämmitykseen ja sammutukseen, ja tulokset on esitetty taulukossa 2.

Suunnitelma(KW)Kovuus sammutuksen jälkeen (HRC)Koko sammutuksen jälkeen (mm)Muodonmuutos (mm)
140Lämmityslämpötila alhainen--
24835 ~ 40--
36045 ~ 5069.22-0.16
475---

Taulukko 2 Sisäiset spline-sammutusprosessin parametrit

3. Tulos ja analyysi

(1) Kaava 1 hyväksyttiin testiä varten. Kun lämmitystehoksi asetettiin 50 %, todellinen teho oli 40 kW. Alhaisen tehon vuoksi induktiokuumennuksen aikana lämmityslämpötila ei voinut saavuttaa sammutuksen vaatimaa lämpötilaa.

(2) Suunnitelma II hyväksyttiin testiä varten. Kun lämmitystehoksi asetettiin 55 %, todellinen teho oli 48 kW. Visuaalinen induktiokuumennuslämpötila oli noin 800 ℃. Pääsyy riittämättömään karkaisukovuuteen on sisäkiilan alhainen kuumennuslämpötila. Vaikka lämmitysteho saavuttaa teoreettisen lasketun tehon, sisäisen splinin vaatima todellinen lämmitysteho on suurempi kuin sisäisen reiän, koska sisäisen splinin lämmityspinta-ala on suurempi.

(3) Kaavio 3 hyväksyttiin testiä varten. Kun lämmitystehoksi asetettiin 60 %, todellinen teho oli 60 kW. Visuaalinen induktiokuumennuslämpötila oli noin 870 ℃. Koska seinämä on ohut, muodonmuutos on suuri sammutuksen aikana. Jotta varmistetaan, että koko täyttää vetovaatimukset sammutuksen jälkeen, on suositeltavaa kasvattaa sauvaväli 0.2 mm:iin seuraavissa prosesseissa.

(4) Suunnitelma 4 hyväksyttiin testiä varten. Kun lämmitystehoksi asetettiin 70 %, todellinen teho oli 75 kW. Suuren lämmitystehon vuoksi sisäinen kiila ei päässyt läpi jäähdytysvettä 5 sekunnissa, kun lämmitys lopetettiin, mikä aiheutti anturin palamisen.

Yhteenveto

(1) Sisäisen spline-rakenteen suunnittelun kannalta, jotta varmistetaan, että jäähdytysneste voidaan poistaa ajoissa lämmityksen aikana, sammutusnesteen prosessireiän koko tulisi suunnitella poistetun sammutusnesteen määrän mukaan. lämmitysspline-induktorin kautta. Yleensä on suositeltavaa, että prosessireiän koko on yli 30 mm.

(2) Lämmitykseen tarvittavan tehon teoreettisessa laskelmassa sisäiseen spline-sammutukseen tarvittava teho on noin 10 % suurempi kuin teoreettinen laskelma. Teknisten parametrien valinnassa tulee valita ensin pienempi teho testiä varten ja sitten vähitellen nostaa vaadittuun tehoon, jotta vältetään liian suuren lämmitystehon valinnan aiheuttama kelan palaminen.

(3) Sisäisen splinin aiheuttama karkaisun muodonmuutos on suhteellisen monimutkainen, mikä liittyy lämmittävän työkappaleen rakenteeseen (karkaisuosan seinämänpaksuuteen), anturin rakenteeseen ja kuumennusprosessin parametreihin jne. Kun jokainen työkappale sammutetaan, spesifinen analyysi tulee tehdä tietyn työkappaleen mukaan, ja kohtuullinen työstövara voidaan määrittää vasta useiden karkaisutestien jälkeen.

Jaa tämä artikkeli alustallesi:

virhe:

Pyydä tarjous