Основни процес ковања за универзалне зглобове

KRATKO

Процес ковања за универзалне зглобове је напредан производни поступак којим се формирају легуре челика високе квалитете под екстремним притиском ради израде чврстих и издржљивих делова. Кључне технике укључују вруће ковање, код ког се метал загрева изнад температуре рекристализације ради лакшег обликовања, и хладно ковање за побољшану прецизност. Овај процес користи пресе великог капацитета и специјализоване матрице за формирање основних делова, као што су јарама и крстови, осигуравајући врхунску чврстоћу и непрекидну структуру зрна, што је од суштинског значаја за примене са великим оптерећењем.

Разумевање универзалних зглобова и предности ковања

Универзални зглоб, често називан U-зглоб, је кључно механичко спојно које повезује ротирајуће вратила, омогућавајући им пренос момента и кретања чак и кад су под углом једно у односу на друго. Ова флексибилност је од суштинског значаја у бројним применама, почевши од аутомобилских карданских вратила и система управљања, па све до индустријских и пољопривредних машина. Зглоб се обично састоји од два јарама повезана крстастим елементом, или пашчицом, која садржи лежајеве за олакшано ротирање.

Kovanje je preferirani način proizvodnje ovih komponenti zbog izuzetne čvrstoće koju im pruža. Za razliku od livenja ili obrade skidanjem strugotine iz celovitog materijala, kovanje oblikuje metal kontrolisanom deformacijom, poravnavajući unutrašnju zrnatu strukturu materijala sa konačnim oblikom dela. Ovo stvara kontinualni tok zrna koji prati konture viljuške i ukrštanja, što rezultira izuzetnom zateznom čvrstinom, otpornošću na zamor i otpornošću na udarce. Ova strukturna integritet je od primarnog značaja za komponentu koja mora da podnosi stalna, složena i promenljiva opterećenja tokom celokupnog veka trajanja.

Избор материјала за карданске зглобове диктирају ови захтевни услови. Квалитетни легирани челици су стандардни избор због њихове одличне чврстоће, отпорности и издржљивости на хабање. На пример, челици средњег угљеника као што је 45 челик често се користе за делове као што је вила кardанског зглоба. У неким специјализованим применама, посебно оних које захтевају високу отпорност на корозију, могу се користити легуре од нерђајућег челика, а површине могу бити прекривене прекојима како би се смањило трење и спречило заливање.

Кључне технике ковања: Вруће насупрот хладном ковању

Производња карданских зглобова углавном се ослања на две главне технике ковања: вруће ковање и хладно ковање. Избор између њих зависи од специфичног дела, потребних особина материјала и запремине производње. Свака метода има свој скуп предности и мана у погледу прецизности, чврстоће и трошкова.

Toplo Forgeanje је најчешћи метод за производњу универзалних зглобних компоненти као што је крст. У овом процесу, челични билет се загрева до температуре изнад његове тачке рекристализације. Ова екстремна топлота чини метал малебилним и пластичним, што му омогућава да се обликује мање притиска од ковачког штампа или чука. Главна предност топлог ковања је његова способност да релативно лако ствара сложене 3Д геометрије и велике деформације, што га чини идеалним за сложен облик крста у у-зглобу. Такође, она побољшава структуру зрна метала, елиминишући порозност и повећавајући његову чврстоћу.

Hladno forgeanje , напротив, се изводи на или близу собне температуре. Овај процес захтева значајно већи притисак за обликовање метала, али нуди одличну димензионалну тачност, бољу површинску обраду и повећану чврстоћу кроз феномен познат као радно ојачање. Иако је ређе употребљаван за првобитно обликовање сложених делова попут крста, хладно ковање може бити коришћено за одређене компоненте или као секундарни завршни поступак ради постизања стрмих толеранција без потребе за интензивном машинском обрадом.

Упоредба две основне методе:

Постепени процес производње

Производња карданске спојнице ковом је вишестепени процес који обичну челичну шипку претвара у механички део високих перформанси. Сваки корак је педантно контролисан како би се осигурало да коначни производ испуњава строге стандарде квалитета и издржљивости. Иако се појединости могу разликовати, општи радни ток прати јасан, узастопан низ.

1. Припрема материјала и резање: Процес почиње одабиром шипки од челика високе класе. Ове шипке се проверавају по питању квалитета, а затим се секу на прецизне дужине, познате као слитци или заглавци. Тежина и запремина сваког слитка се израчунавају тако да буде довољно материјала за попуњавање шупљине матрице, минимизирајући отпад (познат као флаш).
2. Грејање (за врућу кову) Исечени слитаци се транспортuju до пећи, често индукционе пећи, где се загревају до оптималне температуре за ковање. За челик, то је обично између 1100°C и 1250°C. Овај корак је критичан да би се метал учинио довољно обликовним да би се формирао под притиском.
3. Ковање и формирање: Загрејани слитац се брзо поставља у доњи део специјално конструисаног комплета матрица унутар пресе за ковање великог капацитета. Затим преса примењује огроман притисак, натеравајући пластични метал да протиче и испуни шупљину матрице, која има облик жељеног дела (нпр. вила или укрштање). Ово је често процес више корака, који укључује фазу предковања како би се грубо обликовао део и финалну фазу ковања ради постизања коначног облика и финих детаља.
4. Osecanje: Након ковања, део има танку линију сувишног материјала дуж ивица тамо где су се спојиле две половине матрице. Тај сувишак, познат као флаш, уклања се у преси за исецање. Флаш се касније рециклира.
5. Termalna obrada: Да би се постигле коначне жељене механичке карактеристике, ковани делови подвргавају се топлотној обради. Како је детаљно описано од стране HYB Универзални зглоб , ово укључује процесе као што су гашење (брзо хлађење) ради повећања чврстоће челика и попуштање (поновно загревање на нижу температуру) ради повећања отпорности и смањења крхкоће. Неки делови се такође могу цементовати како би се створила чврста, отпорна на хабање површина.
6. Завршна обрада и машинска обрада: Иако ковање ствара облик близу коначном, неопходна је прецизна машинска обрада да би се постигла коначна, строга тачност за површине лежајева и спојних тачака. Операције као што су бушење, брусње и точење изводе се помоћу ЦНЦ машине како би се осигурало савршено прилагођавање и глатко функционисање.
7. Слагање и контрола квалитета: На крају, појединачни делови — јокови, криж и лежајеви — се монтирају. Током целокупног процеса изводе се строге провере квалитета, укључујући провере димензија и испитивања издржљивости, како би се осигурало да сваки универзални зглоб испуњава техничке захтеве.

Ковање специфичних делова: јокови и крстови

Основни делови универзалног зглоба, јоко и крст, имају различите геометрије које захтевају посебне дизајне ковничких матрица и процесне размотре. Оптимизација ових процеса је кључна за побољшање искоришћења материјала, продужење трајања матрица и осигуравање структурне целиности готовог дела.

Ковање јока универзалног зглоба

Вила универзалног зглоба, односно јоко, типичан је ковани део у облику виле са значајним варијацијама у расподели метала. Негов сложен облик, са уским и високим ребрима, чини га изазовним за ефикасно ковање. Традиционални методи могу довести до лошег тока материјала, што ствара превише флаша на неким деловима и непотпуно попуњавање на другим. Ово не само да троши материјал, већ узрокује и брже хабање матрица и захтева веће силе при ковању.

Да би се преодолели ови изазови, развијене су напредне технике као што је полузатворени процес предкованја. Како је објашњено у анализи коју је израдила Xinlong Machinery , то подразумева поновно пројектовање конструкције матрице како би се боље контролисао ток метала, притискајући га у неопходне шупљине, а не ван у жлеб за ивице. Оптимизацијом облика пре ковања и распореда матрица, произвођачи могу повећати искоришћеност материјала са око 61,5% на 75% или више, значајно смањити оптерећење при финалном ковању и продужити радни век матрица више од двапут.

За компаније које траже чврсте и поуздане аутомобилске делове, специјализиране услуге ковања су од суштинског значаја. На пример, за чврсте и поуздане аутомобилске компоненте, погледајте услуге прилагођеног ковања од Shaoyi Metal Technology . Специјализовани су за висококвалитетно вруће ковање сертификовано према IATF16949 за аутомобилску индустрију и нуде све – од брзог израде прототипова у малим серијама до потпуне масовне производње. Њихово искуство у изради матрица унутар саме компаније осигурава прецизност и ефикасност код сложених делова као што су јоци карданског зглоба.

Ковање укрсног вратила

Пречни ваљ, такође познат као паук, централна је компонента која повезује два јара. Његова четвороглава геометрија је класичан пример комплексног 3Д делова који је идеалан за затварање топлом ковачицом. Процес мора осигурати да је ток зрна континуиран од центра кроз сваку од четири трниона (или часописа). Ово је критично за издржење торзионских и савијачких снага које доживљава током рада.

Процес ковања за крст са у-у-у укључује притискање загрејеног челичног коцка у штампу која присиљава материјал да тече напољу у четири руке креста. Дизајн преформа и штампе су од кључне важности да би се осигурало да се калам потпуно попуни без дефеката. Након ковања, крст се подвршава топлотној обради, као што је карбуризација, како би се на трнионима створила веома тврда, отпорна површина на која ће се налазити лагери игле, док се одржава чвршће, више дуктилно језгро за апсорбовање удара.

Često postavljana pitanja

1. Које су 4 врсте процеса ковања?

   Постоје четири главна типа ковачких процеса који се користе за обликовање метала. Ови укључују штампање штампања (или ковање затвореном штампом), где се метал притиска између два штампања која садрже прецизан облик; отворена штампања, где се метал обликује између равних штампања без затварања; хладно ковање, које се врши на собној температури за прецизност

2. Из чега су направљени универзални зглобови?

   Универзални зглобови су обично направљени од високо јаких, топлотно обрађиваних челичних легура како би издржали висок вртежни момент и зношење. Уобичајени материјали укључују угљенске челике као што су челик 45 и разне легуране челије. За апликације које захтевају високу отпорност на корозију, као што су у морским или офшорским окружењима, компоненте се могу направити од нерђајућег челика, као што је 316Л класа. Покрива као што је ПТФЕ такође се могу наносити како би се смањило трење.

3. Шта је процес крестованог ковања?

   Кроз ковање је прелиминарна обрада ковања материјала у алтернативним равнима како би се развила механичка својства. За универзални зглобни крст, користи се процес затворене матрице у којем се загрејана кутија компресира, присиљавајући метал да тече напоље у четири шупљине матрице. За универзални зглобни крст, то укључује употребу процеса затвореног штампања где се загрејана билет компресира, присиљавајући метал да тече напоље у четири шупљине штампе које формирају руке крста. Процес је дизајниран да обезбеди да се шупка штампе потпуно попуни, док се минимизира отпад (флеш).