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第 8 卷- 2020 年 12 月刊
智能测量设备在深滚压工艺工艺监控中的应用



智能测量设备

机械表面处理是用来改善高应力零件近表面性能的。在这一领域,深滚压是一种非常富有成效的机械表面处理方式,它结合了产生的残余压应力以及表面的平滑和压实效应。这三种效应都导致裂纹产生延迟,从而增加了高应力部件的寿命。深滚压刀具可分为液压刀具或机械刀具。机械深滚压刀具提供了各种尺寸和形状的标准机床,可轻松集成到几乎每个制造过程。因此,深滚压技术应用于轴、轮缘和涡轮盘等各种高度应力和安全相关部件。深滚压部件用于飞机和汽车等安全关键应用;此外,由于诱导的残余压应力导致更高的耐磨性,因此还实现了新的应用,如模具的深滚压。
机械深滚压刀具采用板簧装置,以产生特定的力。所需的加工力通过将刀具推到转动件表面的机床施加。力由弹簧的位移和刚度决定。这些刀具通常具有一个表盘指示器,它显示弹簧的挠度,并可用于计算给定弹簧特性的力。
诱导的残余压应力只能通过破坏性检测,例如通过X射线衍射分析来确定。因此,测试只能在有限数量的生产零件上进行。如果没有在规范范围内进行机械表面处理,则很可能直到部件在运行过程中发生故障时才会注意到部件性能不足,这可能会导致严重的后果。
液压深滚压刀具可以通过测量流体压力和流量来监控,但机械深滚压刀具的监控需要很多工作。因此,ECOROLL开发了一种智能电子测量设备,可安装在机械深滚压刀具上。该设备使用集成电路来感测滚动力,从而允许各种附加特征。例如,该设备直接在集成LED显示屏上显示实际的力,而集成存储器可用于存储整个过程的力曲线,而不考虑持续时间。工艺完成后,如果力曲线位于指定限制范围内,则设备可以评估测量结果,从而简化工艺监控。
该电子测量设备还支持无线,为添加附加功能留出了空间。ECOROLL开发了一款随附的Android应用,可以连接到该设备。该应用将当前的力显示为实时图表。当机器操作员在设置新工艺期间不能直观地看到深滚压刀具时,此功能特别有用。在这种情况下,实时力图为操作员提供支持,以避免损坏刀具、工件或机床。
无线连接使您可以轻松访问在每个过程中存储在设备上的力曲线。记录由取决于过程的可调阈值触发。通过评估力曲线,可以确定工艺持续时间以及上限和下限,并将其与目标值进行比较。根据这一评价,生成一份单独的工艺报告。通过这种方法,对深滚压工艺的100%验证成为可能。
一种固定桥接装置也在开发中,该装置将安装在机床附近,可以连接到公司的网络。这将允许在公司级别上集成测量设备,使工艺信息可用于进一步分析。通过这种方法,深滚压工艺将可用于数据驱动的优化方法。这种方法可以考虑到各种工艺步骤和质量控制的信息,以便对所有工艺步骤进行微调,从而实现零缺陷生产。
测量设备的处理能力和无线连接将使未来的应用成为可能。目前的研究和开发活动包括识别刀具磨损以及利用所测量的过程力实现过程控制的反馈系统。这两种技术都将进一步提高工艺的可靠性、工艺能力和工艺效率,因为可以在影响零件质量之前识别和消除可能的误差源。
由于机械表面处理的结果难以测量,过程控制对于保证高应力零件的力学性能尤为重要。深滚压允许通过测量刀具在深滚压过程中的位移来确定过程力。所开发的电动测量设备能够连续测量、存储和评估过程力,简化新工艺的设置,提高可靠性,并节省部件。通过集成无线接口,可以进一步处理所获得的过程信息。如此一来,智能测量设备将成为各种优化方法的基础。


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