Universālo savienojumu nepieciešamais kalšanas process

TL;DR

Universālo savienojumu kalšanas process ir sofistikāta ražošanas metode, kas ar ļoti lielu spiedienu formē augstas kvalitātes tērauda sakausējumus, lai izveidotu izturīgus un ilgmūžīgus komponentus. Galvenās tehnoloģijas ietver karsto kalsanu, kur metāls tiek uzsildīts virs tā rekristalizācijas temperatūras, lai būtu vieglāk veidot formu, un auksto kalsanu precīzitātes uzlabošanai. Šis process izmanto augsta tilpuma preses un speciālas matriču formas, lai izveidotu galvenos komponentus, piemēram, jokas un krustus, nodrošinot pārāku stiprumu un nepārtrauktu graudu struktūru, kas ir būtiska augsta slodzes lietojumprogrammām.

Universālo savienojumu izpratne un kalšanas priekšrocības

Universālsavienojums, bieži saukts par U-savienojumu, ir svarīgs mehāniskais savienojums, kas savieno rotējošos vārpstas, ļaujot pārnest griezes momentu un kustību pat tad, ja tās atrodas leņķī viena pret otru. Šī elastība ir būtiska bezskaitām lietojumprogrammām, sākot no automašīnu piedziņas vārpstām un stūrēšanas sistēmām līdz rūpnieciskai un lauksaimniecības tehnoloģijai. Savienojums parasti sastāv no diviem uzmavas gabaliem, ko savieno krustveida komponente jeb tā saucamais "krusts", kurā iestrādāti gultņi, lai nodrošinātu gludu rotāciju.

Kausēšana ir iecienītākais ražošanas paņēmiens šiem komponentiem, jo tā nodrošina ļoti lielu izturību. Atšķirībā no liešanas vai apstrādes no vesela materiāla, kausēšana formas metālu caur kontrolētu deformāciju, sakārtojot materiāla iekšējo graudu struktūru atbilstoši detaļas galīgajai formai. Tas rada nepārtrauktu graudu plūsmu, kas sekos jokam un krustam, rezultātā nodrošinot izcilu stiepes izturību, noguruma pretestību un triecienu izturību. Šī strukturālā integritāte ir ārkārtīgi svarīga komponentam, kuram savas kalpošanas laikā jāiztur pastāvīgas, sarežģītas un mainīgas slodzes.

Universālās savienojuma materiāla izvēli nosaka šie stingrie apstākļi. Augstas kvalitātes sakausējuma tērauds ir standarta izvēle, jo tam piemīt lieliska izturība, izturība pret nodilumu un cietība. Piemēram, vidēja oglekļa tēraudu, piemēram, 45 tēraudu, parasti izmanto komponentiem, piemēram, universālā savienojuma uzmavai. Dažos specializētos pielietojumos, īpaši tiem, kuriem nepieciešama augsta korozijizturība, var izmantot nerūsējošā tērauda sakausējumus, un virsmas var pārklāt, lai samazinātu berzi un novērstu iegriešanos.

Galvenās kalšanas tehnoloģijas: karstā pret auksto kalšanu

Universālo savienojumu ražošana galvenokārt balstās uz divām galvenajām kalšanas tehnoloģijām: karsto kalšanu un auksto kalšanu. Izvēle starp tām ir atkarīga no konkrētā komponenta, nepieciešamajām materiāla īpašībām un ražošanas apjomu. Katra metode piedāvā atšķirīgu priekšrocību un trūkumu kopumu precizitātes, izturības un izmaksu ziņā.

Karstā kalšana ir visizplatītākais veids, kā ražot universālā savienojuma komponentus, piemēram, krustu. Šajā procesā tērauda заготовку silda līdz temperatūrai virs tā pārkristalizācijas punkta. Šī ekstrēmā karstuma dēļ metāls kļūst plastisks un viegli deformējams, ļaujot to formēt ar mazāku spiedienu, izmantojot kalšanas presi vai āmuru. Galvenā karstās kalsanas priekšrocība ir tās spēja relatīvi viegli radīt sarežģītas 3D ģeometrijas un lielas deformācijas, kas padara to par ideālu metodi U-savienojuma krusta sarežģītā formas izgatavošanai. Tas arī uzlabo metāla graudu struktūru, novērš porozitāti un palielina izturību.

Kalna formēšana , tiek veikts istabas temperatūrā vai tuvu tai. Šim procesam, lai izveidotu metālu, nepieciešams ievērojami lielāks spiediens, taču tas nodrošina augstāku dimensiju precizitāti, labāku virsmas apdari un palielinātu izturību, ko sauc par deformācijas cietēšanu. Lai gan aukstā kalšana retāk tiek izmantota sarežģītu daļu, piemēram, krustu, sākotnējai formas dotošanai, to var izmantot noteiktām sastāvdaļām vai kā otrreizēju pabeigšanas procesu, lai sasniegtu stingras pieļaujamās novirzes bez paplašinātas apstrādes ar mašīnām.

Šeit ir abu galveno metožu salīdzinājums:

Ražošanas process soļos

Universālā savienojuma izgatavošana ar kausēšanu ir daudzposmu process, kas pārveido vienkāršu tērauda stieni par augstas veiktspējas mehānisku komponentu. Katrs solis tiek rūpīgi kontrolēts, lai nodrošinātu, ka gala produkts atbilst stingriem kvalitātes un izturības standartiem. Lai gan konkrētie sīkumi var atšķirties, vispārējais darba plūsmas process seko skaidrai, secīgai kārtībai.

1. Materiāla sagatavošana un griešana: Process sākas ar augstas kvalitātes tērauda sakausējuma stieņu izvēli. Šie stieņi tiek pārbaudīti pēc kvalitātes un pēc tam precīzi sagriezti noteiktās garumos, ko sauc par bluķiem vai slugiem. Katra bluķa svars un tilpums tiek aprēķināts tā, lai materiāla būtu tieši pietiekami daudz, lai aizpildītu formas dobumu, minimizējot atkritumus (tā saukto flash).
2. Apkarsēšana (karstai kausēšanai): Sagrieztie заготовки tiek transportēti uz krāsni, bieži vien indukcijas krāsni, kur tās tiek uzsildītas līdz optimālai kausēšanas temperatūrai. Tēraudam tā parasti ir starp 1100°C un 1250°C. Šis solis ir ļoti svarīgs, lai metāls kļūtu pietiekami plastisks, lai to varētu formēt zem spiediena.
3. Kausēšana un formēšana: Uzkarsēto заготовку ātri ievieto speciāli izstrādātas veidņu apakšējā daļā augsta spiediena kausēšanas presē. Pēc tam prese pielieto milzīgu spiedienu, piespiežot plastisku metālu plūst un aizpildīt veidnes dobumu, kas ir izveidots kā vēlamais komponents (piemēram, josta vai krusts). Tas bieži ir daudzposmu process, kurā ietilpst priekškausēšanas posms, lai aptuveni izveidotu detaļu, un pēdējais kausēšanas posms, lai iegūtu galīgo formu un precīzas detaļas.
4. Apgriešana: Pēc kausēšanas detaļai ir plāna liekā materiāla līnija ap malām, kur satikās veidnes divas puses. Šo lieko materiālu, ko sauc par liekni, noņem ar griezēs presi. Vēlāk liekni pārstrādā.
5. Siltumapstrāde: Lai sasniegtu vēlamos galīgos mehāniskos īpašības, kausētos komponentus apstrādā ar termoapstrādi. Kā to detalizēji apraksta HYB Universālsavienojums , šīs ir tādas procesa kā quenching (strauja atdzesēšana), lai sakietētu tēraudu, un temperēšana (atkārtota uzsildīšana līdz zemākai temperatūrai), lai palielinātu izturību un samazinātu trauslumu. Dažas detaļas var arī karburizēt, lai izveidotu cietu, nodilumizturīgu virsmu.
6. Pabeigšana un apstrāde: Kaut arī kausēšana rada gandrīz gala formu, precīzai apstrādei nepieciešama precīza mašināpstrāde, lai sasniegtu galīgos, stingros pieļaujamās novirzes ierobežojumus gultņu virsmām un savienojuma punktiem. Darbības, piemēram, urbošana, slīpēšana un tērēšana, tiek veiktas, izmantojot CNC mašīnas, lai nodrošinātu ideālu piegulšanu un gludu darbību.
7. Montāža un kvalitātes kontrole: Visbeidzot, atsevišķie komponenti — jokas, krusts un gultņi — tiek salikti kopā. Visā procesā tiek veikti stingri kvalitātes kontroles pārbaudes, tostarp izmēru pārbaudes un izturības testēšana, lai nodrošinātu, ka katrs universālsavienojums atbilst veiktspējas specifikācijām.

Kalšanas specifiski komponenti: Joki un krusti

Universālā savienojuma galvenie komponenti — joks un krusts — ir atšķirīgas ģeometrijas, kāpēc nepieciešami specializēti kalšanas formu dizaini un procesa apsvērumi. Šo procesu optimizācija ir būtiska, lai uzlabotu materiāla izmantošanu, pagarinātu formas kalpošanas laiku un nodrošinātu gala daļas strukturālo integritāti.

Universālā savienojuma joka kalšana

Universālā savienojuma uzmava, vai joks, ir tipisks zaru formas kalums ar ievērojamiem atšķirīgiem metāla sadalījumiem. Tā sarežģītā forma, kas ietver šauras, augstas ribas, rada grūtības efektīvai kalšanai. Tradicionālās metodes var izraisīt sliktu materiāla plūsmu, radot pārmērīgu liekšķēlu dažās vietās un nepilnīgu aizpildījumu citur. Tas ne tikai iznieko materiālu, bet arī izraisa paātrinātu formas nodilumu un prasa lielāku kalšanas spiedienu.

Lai pārvarētu šīs problēmas, tika izstrādātas jaunās tehnoloģijas, piemēram, pusnoslēgts priekškalšanas process. Kā paskaidrots analīzē, ko veicis Xinlong Machinery , tas ietver matricas struktūras pārveidi, lai labāk kontrolētu metāla plūsmu, piespiežot to iekļūt nepieciešamajās dobumos, nevis izplūst ežektora žlirkā. Optimizējot priekšformēšanas formu un matricas izkārtojumu, ražotāji var palielināt materiāla izmantošanu no aptuveni 61,5% līdz 75% vai vairāk, ievērojami samazināt galējo kalšanas slodzi un vairāk nekā divkāršot matricu kalpošanas laiku.

Uzņēmumiem, kuri meklē izturīgus un uzticamus automašīnu komponentus, ir būtiski speciāli kalšanas pakalpojumi. Piemēram, izturīgiem un uzticamiem automašīnu komponentiem apskatiet pielāgotus kalšanas pakalpojumus no Shaoyi Metal Technology . Tie specializējas augstas kvalitātes, IATF16949 sertificētā karstā kalšanā automaģistrālē, piedāvājot visu – sākot no ātrā prototipēšanas maziem partijām līdz pilnmērīgai masveida ražošanai. Viņu ekspertīze iekšējā matricu ražošanā nodrošina precizitāti un efektivitāti sarežģītiem komponentiem, piemēram, krustveida savienojumu jokām.

Krustveida vārpstas kalšana

Krusta vārpsta, ko sauc arī par tārpu, ir centrālais komponents, kas savieno divus uzmavas. Tās četrpusējā ģeometrija ir klasiska sarežģītas 3D detaļas piemērs, kas ideāli piemērota slēgtās veidnes karstajai kalšanai. Procesam jānodrošina nepārtraukta graudu plūsma no centra uz āru caur katru no četriem krusta gultņiem (vai vārpstas tapām). Tas ir būtiski, lai izturētu torsionālās un lieces slodzes, ar kurām tā saskaras darbības laikā.

U-savienojuma krusta kalšanas process ietver sakarsētas tērauda заготовки iepresēšanu veidnē, kas piespiež materiālu plūst uz āru četrās krusta formu rokās. Pusfabrikāta un veidnes dizains ir ļoti svarīgs, lai forma pilnībā aizpildītos bez defektiem. Pēc kalšanas krusts tiek pakļauts termoapstrādei, piemēram, cementācijai, lai uz gultņiem izveidotu ļoti cietu, nodilumizturīgu virsmu, kur atradīsies adatu gultņi, vienlaikus saglabājot izturīgāku un plastiskāku serdi, kas absorbē triecienslodzes.

Bieži uzdotie jautājumi

1. Kādi ir 4 veidošanas procesu veidi?

   Ir četri galvenie metāla formēšanas procesi. Tie ietver veidņu kausēšanu (vai slēgtās veidnes kausēšanu), kur metāls tiek saspiests starp divām veidnēm, kuras satur precīzu formu; atvērtās veidnes kausēšanu, kur metāls tiek formēts starp plakanām veidnēm, to neieslēdzot; auksto kausēšanu, kas tiek veikta istabas temperatūrā precizitātei; un bezšuvju velmēto gredzenu kausēšanu, ko izmanto gredzenveida komponentu izgatavošanai.

2. No kā izgatavoti universālo savienojumu mezgli?

   Universālo savienojumu mezgli parasti izgatavoti no augstas izturības karstumapstrādājamiem tērauda sakausējumiem, lai izturētu lielu krāces momentu un nodilumu. Parasti tiek izmantoti oglekļa tēraudi, piemēram, 45 tērauds, un dažādi sakausētie tēraudi. Pielietojumiem ar augstu korozijizturību, piemēram, jūras vai uz jūru vērstos vides apstākļos, komponenti var būt izgatavoti no nerūsējošā tērauda, piemēram, 316L klases. Lai samazinātu berzi, var tikt pielietotas pārklājuma kārtas, piemēram, PTFE.

3. Kas ir šķērskausēšanas process?

   Krusta kausēšana ir sagatavu primārā apstrāde, izmantojot maiņuļveida plaknes, lai uzlabotu mehāniskās īpašības. Universālā savienojuma krustam tiek izmantota slēgta veidņa metode, kur sakarsētu blūmi saspiež, liekot metālam izplūst uz āru četrās veidņu dobumos, kas veido krusta rokas. Šis process ir paredzēts, lai nodrošinātu pilnu veidņu dobuma aizpildīšanu, minimumā samazinot atkritumu daudzumu (flash).