معرفة

عملية إنتاج أعمدة التروس

تتضمن عملية التصنيع خطوات متعددة، بهدف الحصول على قطع تلبي متطلبات دقة الأبعاد، ودقة الشكل، ودقة الموضع، وخشونة السطح، وصلابته، والبنية الدقيقة. يعتمد سير العملية على المادة، وحجم الدفعة، ومتطلبات الدقة، والخصائص الهيكلية (متكاملة أم مجمعة).

1. تحضير المواد الخام:

- قضيب دائري: يستخدم لأعمدة التروس الصغيرة والمتوسطة الحجم، يتم قطعه إلى الطول المطلوب بواسطة آلة النشر لتشكيل الفراغ.

- التشكيل بالطرق: ذو أهمية خاصة! تُشكَّل الغالبية العظمى من قطع أعمدة التروس المصنوعة من الفولاذ متوسط الكربون والفولاذ السبائكي. يُزيل التشكيل بالطرق عيوب الصب، ويُحسِّن حبيبات المعدن، ويزيد من كثافته، ويجعل خطوط تدفق المعدن أكثر سلاسة (مما يُحسِّن القوة والمتانة). الطرق الرئيسية:

التشكيل بالقالب المفتوح: مناسب لأعمدة التروس المكونة من قطعة واحدة، والدفعات الصغيرة، والكبيرة.

التشكيل بالقوالب: يُفضّل لأعمدة التروس الصغيرة والمتوسطة الحجم المُنتجة بكميات كبيرة. يُوفّر توزيعًا أفضل لخطوط التدفق، ودقة أبعاد أعلى، ومساحة تشغيل أقل.

التشكيل الدقيق: إنتاج أعمدة تروس ذات أسنان أقرب إلى الشكل النهائي (الشكل الصافي/شكل قريب من الشكل الصافي).

المسبوكات: تُستخدم بشكل رئيسي في قطع أعمدة التروس المصنوعة من الحديد الزهر أو الحديد المطاوع. تشمل طرق الصب الرملي (للإنتاج من قطعة واحدة وعلى دفعات صغيرة)، والصب بالقالب (للإنتاج على دفعات)، والصب الدقيق (الصب الاستثماري، والصب بالضغط).

 

2. المعالجة الحرارية المسبقة:

- الهدف: إزالة إجهاد التشكيل، وتحسين البنية الدقيقة الخشنة وغير المستوية بعد التشكيل، وتقليل الصلابة، وتعزيز قابلية التصنيع.

- طُرق:

التلدين/التطبيع: الأكثر استخدامًا. يُستخدم التطبيع بشكل أكثر شيوعًا، مع معدل تبريد أسرع قليلًا من التلدين، مما ينتج عنه بنية دقيقة أدق وأداء عام أفضل.

التبريد والتصلب: عملية لاحقة مهمة لقطع أعمدة التروس المصنوعة من الفولاذ متوسط الكربون والفولاذ السبائكي بعد التشكيل. تُحسّن قابلية التشغيل وتُحسّن الأداء في البداية.

 

3. التشغيل الخشن:

- الهدف: إزالة معظم المساحة وتشكيل الشكل الأساسي.

- العمليات: يتم إجراؤها عادة على مخرطة لتحويل الأسطح الأسطوانية الخارجية، والواجهات النهائية، والحواف المشطوفة، وما إلى ذلك.

 

4. التصنيع شبه النهائي:

- الهدف: تحضير أسطح التثبيت المرجعية للمعالجة النهائية والمعالجة الحرارية اللاحقة.

- العمليات:

قم بتدوير محور المرجع (مع متطلبات دقة أعلى)، والأوجه النهائية (لضمان الجريان النهائي)، والثقوب المركزية (للطحن اللاحق والعمليات الأخرى التي تتطلب تثبيتًا ثنائي المركز).

مفاتيح الطحن أو المسننات (إن وجدت على عمود التروس). يُجرى ذلك أحيانًا قبل المعالجة الحرارية.

اترك بدلات موحدة لمعالجة سطح الأسنان لاحقًا.

 

5. المعالجة الحرارية النهائية: (عملية اللب)

- الهدف: يحدد في النهاية قدرة تحمل الحمل ومقاومة التآكل وعمر الخدمة لعمود التروس!

- الطرق الرئيسية (حسب نوع المادة):

الإخماد والتسخين: للقطع الخام/الأجزاء الخرسانية، يُجرى الإخماد متبوعًا بالتسخين في درجات حرارة عالية للحصول على بنية سوربيتية متجانسة مُسخّنة. يوفر خصائص ميكانيكية شاملة ممتازة (توازن بين القوة والمتانة واللدونة). مناسب لأعمدة تروس الفولاذ متوسط الكربون والفولاذ السبائكي متوسط الكربون (مثل 45 و40Cr).

التصلب السطحي: تسخين حثي بترددات متوسطة أو عالية، يليه إخماد سريع (عادةً للجزء المسنن فقط). يُنتج طبقة مارتنسيت سطحية عالية الصلابة ونواة صلبة. مناسب لأعمدة التروس المتكاملة (مثل إخماد أسنان الفولاذ 45 بترددات متوسطة بعد الإخماد والتطبيع). يتميز بطبقة متصلبّة سطحية وتشوه قابل للتحكم نسبيًا.

الكربنة والتبريد: لقطع الفولاذ المكربنة المصنوعة من سبائك منخفضة الكربون، والمُشغَّلة آليًا أو شبه المُشغَّلة. كربنة طويلة الأمد في فرن ذي جو واقٍ (للحصول على طبقة سطحية عالية الكربون بسُمك 0.5-2 مم)، يليها تبريد وتلطيف على درجة حرارة منخفضة. النتيجة: صلابة سطحية ومقاومة تآكل عاليتان للغاية (HRC 58-62)، مع حفاظ القلب على متانة عالية (HRC 30-45). هذه هي العملية القياسية لأعمدة التروس عالية السرعة وذات الأحمال الثقيلة (مثل علب تروس السيارات). هذه العملية معقدة، مع تشوه كبير نسبيًا، وتتطلب طحنًا دقيقًا بعد ذلك. مواد مثل 20CrMnTi.

النترتة/الكربونة النتروية: تُجرى في درجات حرارة منخفضة (500-570 درجة مئوية)، مع تشوه طفيف (يُستخدم أحيانًا كعملية نهائية)، مما ينتج عنه طبقة مُصلدة ذات صلابة عالية، ومقاومة عالية للتآكل، ومقاومة ممتازة للتعب (أقل عمقًا من النترتة، 0.1-0.6 مم). يمكن أن تصل الصلابة إلى 1000-1200 فولت عالي (حوالي 65-70 درجة مئوية). وهي مناسبة للتطبيقات التي تتطلب تشوهًا طفيفًا وقوة تحمل عالية للتعب (مثل أدوات الآلات الدقيقة وبراغي البثق البلاستيكية). تشمل المواد المستخدمة بشكل شائع 38CrMoAl وأنواعًا أخرى من الفولاذ المُخصص للنترتة تحتوي على Al وCr وMo، أو الفولاذ الهيكلي المُخمّد والمُقسّى. قبل النترتة، يجب تشغيل الأجزاء بدقة وفقًا للأبعاد النهائية أو تصنيعها نصف تشطيب مع ترك هامش طحن صغير (مثل 0.1 مم).

التلطيف: يجب تلطيف الأجزاء التي خضعت للتبريد أو التكرير والتلطيف (في درجات حرارة منخفضة أو متوسطة) لتثبيت البنية الدقيقة وتخفيف الضغط وضبط الصلابة.

 

6. التشطيب:

الهدف: تحقيق الدقة النهائية للأبعاد، ودقة الشكل الهندسي، ودقة الموضع، وخشونة السطح وفقًا لمتطلبات التصميم. ويهدف هذا بشكل رئيسي إلى تصحيح التشوه الناتج عن المعالجة الحرارية.

- العمليات الرئيسية:

التحويل والطحن: قم بإعادة تأهيل الفتحة المركزية للتحضير للطحن الناعم اللاحق.

طحن القطر الخارجي: عملية أساسية. طحن المحور (حيث يُركّب المحمل)، وأسطح التثبيت، وأسطح التزاوج للتروس، وصولاً إلى الأبعاد والدقة النهائية (حتى IT6 لمتطلبات الدقة العالية). ضمان الاستدارة والأسطوانية.

طحن القطر الداخلي: (إذا كان عمود تروس مجوف)

تشطيب ملف التروس (طحن التروس):

جلخ التروس: جلخ دقيق (مع كشط شديد أحيانًا) لسطح أسنان التروس بعد المعالجة الحرارية لتصحيح التشوه وتحقيق أعلى دقة (5-6 درجات وفقًا للمعيار GB/T 10095) وتشطيب السطح. يُستخدم بشكل رئيسي في أعمدة التروس الدقيقة المصنوعة من الفولاذ متوسط الكربون/سبائك الفولاذ بعد إخماد السطح أو الكربنة والإخماد/النترتة. هذه العملية مكلفة، وهي عملية أساسية لأعمدة التروس عالية الدقة والسرعة والحمل الثقيل.

في بعض الأحيان يتم استخدام الشحذ أو الطحن كمكمل أو بديل لمتطلبات الدقة المنخفضة.

طحن المسننات: إذا كانت هناك وصلات مسننة موجودة.

التشطيب الفائق/التلميع: لسطح التزاوج شديد التحمل لتحسين خشونة السطح ودقة الشكل بشكل أكبر (مثل Ra 0.1um).

الموازنة الديناميكية: بالنسبة لأعمدة التروس الدوارة عالية السرعة (مثل أعمدة مرفق المحرك، وأعمدة المخفض عالية السرعة)، يجب إجراء تصحيح الموازنة الديناميكية على آلة الموازنة الديناميكية.

 

7. تفتيش:

- طوال العملية بأكملها: فحص المواد الواردة، والفحص أثناء العملية (الصلابة وعمق العلبة قبل وبعد المعالجة الحرارية)، وفحص المنتج النهائي.

- العناصر الرئيسية: التفاوتات البعدية الحرجة، استدارة/أسطوانية المحور، الانحراف الشعاعي/الانحراف المحوري، دقة ملف تعريف الترس (شكل السن، اتجاه السن، خطأ ميل السن)، خشونة السطح (Ra 0.8-0.2um لأسطح التزاوج للمحمل، Ra 0.8-0.4um لأسطح التروس)، صلابة المعالجة الحرارية وعمق العلبة (عمق الطبقة المتصلبة الفعال، صلابة السطح/اللب)، البنية المعدنية (درجة المارتنسيت، الأوستينيت المحتفظ به، وجود هياكل غير طبيعية مثل الحبوب الخشنة، إزالة الكربون)، إلخ.

- المعدات: الفرجار، الميكرومتر، مؤشرات الاتصال، أجهزة قياس الخشونة، أجهزة العرض الضوئية، آلات القياس الإحداثية (CMM)، مراكز قياس التروس، أجهزة اختبار الصلابة (روكويل، برينيل، فيكرز، روكويل السطحية)، المجاهر المعدنية، إلخ.

 

8. التنظيف، ومنع الصدأ، والتغليف:

- إزالة بقايا التصنيع (الرقائق، سائل التبريد، جزيئات الطحن).

- تطبيق معالجة منع الصدأ (طلاء الزيت أو منع الصدأ في مرحلة البخار).

- التعبئة حسب الحاجة.

 

الاختلافات في عمليات الإنتاج بين أعمدة التروس المتكاملة والمجمعة (مع الأخذ في الاعتبار الفولاذ المطفأ والمقسى/الفولاذ المكربن المستخدم بشكل شائع كمثال)

عمود التروس المتكامل:

- المواد الخام -> التشكيل -> المعالجة الحرارية المسبقة (التطبيع/التلدين) -> الخراطة الخشنة -> التبريد والتهدئة -> تصحيح الثقب المركزي/الخراطة شبه النهائية (حتى مرجع المعالجة الحرارية النهائي) -> (إذا كانت هناك فتحات مفاتيح/أضلاع -> الطحن) -> تشغيل ملف تعريف التروس الخشن (الدرفلة/القطع) -> المعالجة الحرارية النهائية (التبريد/التكرير والتبريد/النترتة) -> (الطحن الدقيق للأسطح المرجعية) -> الطحن الدقيق لجميع الأقطار/الدوران الخارجية -> الطحن الدقيق لأسطح التروس/الخراطة النهائية

 

إذا كانت لديك أي أسئلة أو مطالب أو تحتاج إلى تطوير أجزاء جديدة أو تحسين سلسلة التوريد الخاصة بك، فلا تتردد في الاتصال بنا على info@castings-forging.com