Индукционная закалка в производстве зубчатых колес

26.08.2014 - Oliver Hagenlocher


Данные OICA (Organisation Internationale des Constructeurs d’Automobiles, в переводе:международное объединение производителей автомобилей) однозначны: после 2009 кризисного года производственные показатели производителей автомобилей явно увеличились.  Если в 2009 году было произведено всего 61,7 млн. автомобилей, то в 2013 году их количество возросло до 87,2 млн. На основании улучшенных показателей конъюнктуры следует ожидать продолжения этой тенденции также и в 2014 году.  Поэтому не очень удивляет, что в соответствии с растущим спросом растут потребности промышленности в более эффективных и быстрых производственных системах.  Прежде всего, при производстве зубчатых колес и валов - как центральных конструктивных элементов приводов, коробок передач и двигателей – необходимо минимизировать такт выпуска деталей, что достигается производственными системами последнего поколения.  Но как же можно реализовать эти требования в процессе закалки?  Ответ: за счет использованияиндукционной закалки.

 

Классический способ закалки - цементация, при котором вся заготовка должна нагреваться на протяжении нескольких часов, чтобы достичь требуемой степени закалки.  Для промышленного изготовления шестерен этот способ закалки имеет достаточно много недостатков, например, высокие затраты энергии и времени. Поэтому в последние годы в качестве прогрессивной технологической разработки широко используется индуктивная закалка.  Во время такой индуктивной закалки передача тепловой энергии в поверхность заготовки осуществляется за счет  индукции вихревых токов.  При этом особенность заключается в том, что нагреваются только те участки, которые действительно должны закаливаться, на оставшуюся часть корпуса детали тепловая энергия не воздействует.  Это происходит за счет использования двух важных принципов: благодаря точному управлению частотой, с которой вводятся вихревые токи, нагреву подвергается только небольшой краевой участок в несколько миллиметров глубиной.  Это опять же приводит к тому, что весь процесс нагревания может составлять менее 0,5 секунд, слишком мало, чтобы оказать термическое влияние на всю заготовку. 

Для особых требований закалки шестерен, компания eldec Schwenk Induction GmbH из Дорнштеттена разработала технологию SDF (Simultaneous Dual Frequency). Закалка с точным соблюдением контура требует равномерного нагрева как основания, так и вершины зуба. Но поскольку основание зуба явно дальше удалено от поверхности индуктора, чем вершина зуба, то при индуктивной технологии с одной лишь частотой возникает неравномерная картина нагрева.  Предприятие eldecпредлагает использовать технологию SDF, которая предполагает наличие отдельных частот для нагрева основания и вершины зуба.  То есть, особенность метода SDF заключается в том, что одновременно на всю нагреваемую заготовку действуют две различных составляющих частоты / мощности.  С помощью «синхронных двухчастотных генераторов», которые предлагает компания eldec, можно варьировать мощность этих составляющих СЧ и ВЧ, чтобы вершина и основание зубца нагревались одинаково равномерно по глубине и температуре.

«Но индуктивный нагрев с использованием только лишь одной частоты, как и ранее, оправдывает свое существование», -  подчеркнул д-р Кристиан Краузе, руководитель группы по производству систем закалки и нагревателей в компании eldec. «Именно в задачах по закалке нет готового решения, каждая заготовка отличается и требует индивидуального рассмотрения.  В зубчатых колесах до модуля 1 индуктивного нагрева только с одной лишь частотой, как правило, абсолютно достаточно, в то время как при размере модуля 2 - 5, может (но не обязательно должен) использоваться метод SDF.  Какой генератор или индуктор мы используем в каждом конкретном случае, полностью зависит от требуемой картины закаленного слоя, каждый раз он разрабатывается индивидуально и именно для ЭТОЙ детали.  Предоставление индивидуальных решений для получения совершенного результата закалки является очень сильной стороной компании eldec на протяжении многих лет».

 

Закалка в промышленных условиях – установки MIND

Для особых требований крупносерийного промышленного производства компания eldec разработала закалочные установки MIND. «MIND была разработана как модульная система.  Каждая установка может быть собрана индивидуально, в зависимости от требований. При этом важны, прежде всего, 3 компонента: сам корпус установки с рабочей зоной и индуктором, генератор и система охлаждения», -  объясняет д-р  Краузе. -  «Мы в компании eldec гордимся тем, что действительно каждая деталь, от источника энергии до индуктора, изготавливается у нас на фирме.  Каждый индуктор, каждый генератор, каждая система охлаждения, короче говоря, каждая система MIND является индивидуальным изделием, которое не только обеспечивает лучшие и постоянные результаты закалки, но и обеспечивает максимальную безопасность процесса.»

За счет малой занимаемой станком площади и возможности корректировки под использование различных вариантов автоматизации система MIND идеально подготовлена к использованию в производственных линиях. В зависимости от требований, могут быть реализованы такты длительностью 5 – 15 секунд.

С помощью системы закалки MIND компания eldec полностью выполняет упомянутые вначале требования промышленности. Весь процесс закалки может быть полностью автоматизирован системой управления станка, и его можно без проблем интегрировать в автоматическую линию.  Логистическое преимущество по сравнению с классической технологией закалки говорит само за себя.  «Мы последовательно усовершенствовали индукционную закалку и сегодня можем с полным правом утверждать, что предлагаемая нами система MIND является одной из самых лучших и гибких систем закалки для промышленного использования», -  подчеркнул д-р Краузе. «Комбинация оптимальных консультаций и индивидуальных решений технологических задач заказчика является стимулом компании eldec, и мы счастливы, что можем сказать, что до сих пор всегда справлялись с этим вызовом.»

 

 

Информация: закалочные системы eldec

·         Точная закалка зубчатых колес и шнеков с соблюдением контуров

·         Модульная система для индуктивных решений

·         Возможность беспроблемной интеграции в существующие производственные линии

·         Длительность тактов 5 - 15 секунд

·         Высочайшая производительность благодаря низкому энергопотреблению и малой занимаемой площади

·         Высочайшее качество конструктивных деталей и надежность процесса

Контактное лицо

Oliver Hagenlocher

Press and publishers

Телефон:+49 7162 17-267
Факс:+49 7162 17-199
E-mail:communications@emag.com

Рисунки