Control de calidad y plan de inspección para la fabricación de engranajes forzados

Un plan de control e inspección de calidad (QCIP) es esencial para garantizar que las piezas del sistema de engranajes planetarios forjados a presión cumplan con todos los requisitos de diseño, funcionalidad y seguridad. El plan debe cubrir todas las etapas de producción, desde la inspección de la materia prima hasta la prueba del producto final, e incluir una gama de métodos de inspección y controles de calidad para garantizar que los engranajes forjados tengan las propiedades mecánicas necesarias, la precisión dimensional y la integridad de la superficie.

A continuación se muestra un plan integral de control e inspección de calidad para producir piezas de sistema de engranajes planetarios forjados de alta calidad:

1. inspección de la materia prima

Objetivo: Asegúrese de que el material utilizado para la forja tenga la composición, la calidad y la consistencia correctas para lograr las propiedades mecánicas deseadas en el producto final.

· Especificaciones materiales: Compruebe que la materia prima (e.g., acero de aleación como 20CrMnTi, 42CrMo o 18NiCrMo5) cumple con los estándares de materiales (ISO, ASTM, DIN, etc.).

· Inspección visual: Inspeccione los defectos de la superficie, como grietas, óxido o inclusiones.

· Análisis de composición química: Realizar análisis espectrométrico (e.g., fluorescencia DE RAYOS X (XRF) o Espectroscopía de emisión óptica (OES) para verificar que la composición química sea consistente con la aleación y el grado del material especificados.

· Pruebas de dureza: Realice pruebas de dureza iniciales para garantizar que el material esté dentro del rango de dureza esperado antes de forjar. Esto se puede hacer utilizando los métodos de prueba de dureza Rockwell o Vickers.

2. Controles de preforja

Objetivo: Asegúrese de que las operaciones de pre-forja se ejecuten correctamente para evitar defectos y garantizar la uniformidad durante el proceso de forja.

· Dimensiones DE LA palanquilla: Compruebe que la palanquilla está cortada al tamaño y peso correctos para la operación de forja. Use calibradores o micrómetros para medir las dimensiones del tocho.

· Temperatura de precalentamiento: Compruebe la temperatura de precalentamiento utilizando sensores de temperatura o termómetros infrarrojos para garantizar que el material se caliente a la temperatura óptima para forjar.

· Condición y configuración: Inspeccione la matriz de forja para detectar cualquier signo de desgaste, daño o defectos. Asegúrese de que la matriz esté correctamente alineada y limpiada. Asegúrese de que el troquel está diseñado para que coincida con la forma final del engranaje con tolerancias dentro de los límites especificados.

3. seguimiento del proceso de forja

Objetivo: controlar y monitorear el proceso de forja para garantizar la forma correcta y las propiedades mecánicas de las partes del sistema de engranajes planetarios.

· Fuerza de prensa de forja: Supervise la fuerza de prensa utilizada durante el proceso de forja para asegurarse de que esté dentro del rango especificado. Esto se puede hacer utilizando sensores de carga o Manómetros.

· Temperatura de forja: Compruebe la temperatura del material durante la forja utilizando termopares o termómetros infrarrojos para garantizar que el material permanezca dentro del rango de temperatura ideal para la formación.

· Defectos de forja: monitorea continuamente los defectos comunes de la forja, como grietas, pliegues, arrugas o porosidad. Si se identifican defectos, se deben ajustar los parámetros de forjado (temperatura, presión o velocidad).

· Flujo material: Verifique que el material fluya correctamente en la cavidad del troquel para formar la forma requerida. Asegúrese de que no haya apagados en frío o rellenos incompletos.

4. inspección del tratamiento térmico

Objetivo: Asegúrese de que el proceso de tratamiento térmico (enfriamiento, templado, carburación) logre la dureza requerida y las propiedades del material para el rendimiento del engranaje planetario.

· Control de temperatura: controle la temperatura durante los procesos de tratamiento térmico (por ejemplo, enfriamiento, templado, carburación). Esto se puede lograr utilizando sensores de temperatura, pirómetros u hornos de temperatura controlada.

· Parámetros de tiempo-Temperatura: asegúrese de que el material se mantenga a la temperatura especificada durante el período de tiempo correcto. Utilice hornos de tratamiento térmico programables con seguimiento automatizado de la temperatura para un control preciso.

· Dureza posterior al tratamiento térmico: Después del tratamiento térmico, mida la dureza de la pieza con una prueba de dureza Rockwell o Vickers. La dureza debe cumplir con los requisitos especificados tanto para la dureza de la superficie (después de la carburación) como para la dureza del núcleo.

· Análisis de microestructura: Utilice técnicas metalográficas (e.g., microscopía) para examinar la microestructura de la pieza para garantizar que tenga las propiedades deseadas, como una estructura de grano fino, la profundidad de la Caja adecuada en engranajes carburados y uniformidad en el templado.

5. Inspección de mecanizado

Objetivo: Verifique que los dientes del engranaje mecanizado y la dimensión de la parte finalS cumplen con las especificaciones de diseño.

· Mediciones dimensionales: Utilice máquinas CNC o máquinas de medición de coordenadas (CMM) para medir las dimensiones de la pieza. Las mediciones clave incluyen:

Dimensiones totales (diámetro, longitud, espesor)

Perfil de diente de engranaje (ángulo de presión, diámetro de paso, grosor del diente, etc.)

Profundidad y espaciado de los dientes

· Inspección de dientes de engranajes: use una máquina de medición de perfiles de engranajes (o pinzas de dientes) para verificar la geometría del diente y asegurarse de que los dientes cumplan con el perfil de diseño y tengan el ángulo de hélice correcto, contragolpe, y relación de contacto.

· Acabado de la superficie: Inspeccione el acabado de la superficie de los dientes del engranaje y otras superficies críticas utilizando probadores de rugosidad de la superficie (por ejemplo, valor Ra). Asegúrese de que la superficie sea lo suficientemente lisa como para reducir la fricción y el desgaste durante la operación.

· Tolerancias: Asegúrese de que todos los componentes del engranaje, incluidas las teclas, los orificios y las conexiones del eje, cumplan con las tolerancias especificadas.

6. Pruebas no destructivas (NDT)

Objetivo: Identificar cualquier defecto interno o superficial que pueda comprometer el rendimiento o la integridad de las piezas forjadas.

· Pruebas ultrasónicas: Realice pruebas ultrasónicas para detectar cualquier hueco interno, grietas o inclusiones en el material. Esto es particularmente importante para componentes grandes y de alta tensión como engranajes planetarios.

· Inspección de partículas magnéticas (MPI): Para materiales ferromagnéticos, MPI puede detectar grietas superficiales y cercanas a la superficie. Esta prueba se usa comúnmente después de procesos de tratamiento térmico o mecanizado.

· Prueba de penetrante de tinte: Realice pruebas de penetrante de tinte para detectar grietas o fallas que rompan la superficie, especialmente después del mecanizado o el tratamiento térmico.

· Inspección por rayos X (opcional): Para piezas críticas, la inspección por rayos X se puede utilizar para inspeccionar vacíos internos o defectos que no son detectables por otros métodos.

7. Asamblea final y pruebas funcionales

Objetivo: Asegúrese de que el producto final funcione correctamente en el sistema de engranajes planetarios.

· Inspección de montaje: Si monta un conjunto de engranajes planetarios completo, inspeccione la malla de engranajes y el espacio entre el engranaje solar, los engranajes planetarios y el engranaje anular. Garantizar un movimiento suave sin atadura o una reacción excesiva.

· Pruebas funcionales: Realice pruebas de rotación o pruebas de carga para simular las condiciones operativas y asegúrese de que el equipo funcione sin problemas bajo carga. Para engranajes planetarios, compruebe si:

Nivel de ruido

Vibración

Capacidad de par

Eficiencia

· Medición de la reacción: Mida y asegúrese de que el sistema de engranajes tenga la cantidad correcta de reacción para evitar daños y garantizar un funcionamiento eficiente.

8. Documentación y trazabilidad

Objetivo: garantizar la trazabilidad completa del proceso de fabricación y proporcionar la documentación pertinente al cliente.

· Informes de Inspección: Cree informes detallados que incluyan los resultados de cada paso de inspección (análisis de materiales, parámetros de forja, tratamiento térmico, mecanizado, NDT, etc.).

· Certificación de material: Proporcione certificados de material que confirmen que el material utilizado cumple con los estándares requeridos.

· Trazabilidad: Mantenga registros del lote de palanquilla, el lote de tratamiento térmico, las condiciones de forja y los resultados de las pruebas para fines de trazabilidad. Esto es crucial para el cumplimiento de los estándares de la industria y para el soporte de posproducción.

9. Embalaje final

Objetivo: Asegúrese de que las piezas del engranaje planetario forjado estén empaquetadas y protegidas de forma segura para su envío.

· Recubrimientos Protectores: Aplique recubrimientos anticorrosión o aceite para proteger los engranajes de daños ambientales durante el transporte.

· Empaquetado: Use un embalaje a prueba de golpes y antivibración para evitar daños físicos a las piezas durante el envío.

· Etiquetado: Asegúrese de que cada paquete esté claramente etiquetado con números de pieza, especificaciones de materiales y resultados de inspección para una fácil identificación y trazabilidad.

Conclusión

Un plan integral de control e inspección de calidad es fundamental para garantizar que las piezas del sistema de engranajes planetarios forjados a punto de cerrar cumplan con los altos estándares requeridos para una operación confiable y eficiente. El plan debe cubrir cada paso del proceso de producción, desde la selección de materiales hasta la prueba final y el embalaje. Al implementar procedimientos de inspección exhaustivos, los fabricantes pueden asegurarse de que los engranajes planetarios forjados estén libres de defectos, dimensionalmente precisos y mecánicamente sólidos, lo que garantiza un rendimiento óptimo en aplicaciones como transmisiones automotrices, maquinaria industrial, y turbinas eólicas.