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第 9 卷
2021 年
12 月刊
文章
第 9 卷 - 2021 年 12 月刊
齿轮喷丸自动化技术发展
图1:喷丸设备的迭代周期
第二代:一台好机器
第三代:喷丸自动化设备
12工位步进转台式喷丸机
国内汽车齿轮行业大力发展了数十年,从早期的中低端制造水平,向中高端产品产能迈进。齿轮制造企业,不仅在齿轮设计中不断摸索,同时也在齿轮加工工艺上持续改进。喷丸作为齿轮加工工艺的新成员,其作用也从早期的单一清理,逐渐发展为现在的强化清理一体化。恩太作为喷丸设备的一流制造商,紧跟喷丸工艺发展需求,所开发的喷丸设备已经从“第一代喷丸机器”迭代至“第三代自动化喷丸机器”。
第一代-机器代替人工
由于热处理之后,齿轮表面会存在氧化皮,因此,初代喷丸机器的目标很简单,利用喷丸机在成品前解决这些表面质量问题,实现齿轮高效清理,但对喷丸强化没有提出要求。
初代喷丸机案例:
采埃孚吊挂式喷丸清理机
该设备针对风电齿轮体型大、质量大等特点,采用吊挂式进出料,配有可容纳最大Φ1700mm ×1700mm齿轮的抛丸室,更配有3个15kw大功率的P380抛头,实现了齿轮清理高效率。
第二代-一台好机器
随着对齿轮失效模式的深入研究,发现齿面比较容易产生接触疲劳,如形成麻点或微点蚀坑,而齿根容易受到弯曲应力,有时受到冲击,从而产生裂纹,更甚者导致断齿。
基于此,在齿轮加工工艺中引入了喷丸强化,旨在在齿轮表面引入残余压应力场,提高其疲劳强度。喷丸强化中需要对喷丸压力、流量、以及喷嘴与被喷部位距离进行高精度地控制,显然第一代喷丸清理机已经无法满足需求。
同时,随着ISO、TS16949标准在汽车及其产品链领域的推行,为解决生产环境以及设备可靠性等问题,恩太逐渐完善了“一台好机器”的设计制造体系,设计理念先进,过程质量管控精细可追溯,工艺验证细致详实等等,使得齿轮清理及强化都满足了高质量发展的需求。
“一台好机器”案例
北齿翻转转台式强力喷丸机
该设备主要应用于汽车后桥主/被动伞齿轮的齿根喷丸强化,具有以下优势,可实现3分钟/套的生产效率:
多功能人性化设计:根据人体工程学设计上下料工位高度,配备悬臂吊。
高精度:采用先进零部件和设计,实现高精度定位,及喷丸压力流量的精准控制与反馈。
高安全性:设备配有专用湿式除尘器,针对易燃易爆介质实现最高安全性能和分离效率。同时设备配备了多个安全急停按钮,保证人员在5S范围内可以拍到急停按钮,确保人员安全。
第三代-喷丸自动化设备
高速大批量的齿轮生产,必须依靠自动化技术的应用。喷丸自动化机器的引入,主要为解决制造企业生产效率与一致性的问题,实现OEE(设备综合效率)的提高,同时可满足TS16949、以及14001环境管理体系和18001的标准,大力推行精益生产。
喷丸自动化案例如下:
采埃孚后桥螺伞齿单机自动化喷丸机
该设备是12工位步进转台式喷丸机,采取单机自动化的形式,机器人进行上下料,转台与机器人节拍同步,可实现平均20秒一个主动齿或被动齿的产能需求。自动化设备的使用大大减少了生产人员的投入,改善了生产环境,降低了总生产能耗。
2021年,作为国家“十四五”规划开局之年,如何在“自动化”的基础上,从解放操作人员到解放运维管理人员,实现“恩太制造”到“恩太智造”的转变,是当前恩太重要的“新拐点”。相信随着科技的大力发展,“智能造”的“拐点”将很快度过,敬请期待。
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