Επιτυχημένη περίπτωση μηχανουργικής κατεργασίας CNC ακριβείας χρονισμού τροχαλίας αλουμινίου για τελικούς μηχανισμούς βιομηχανικών ρομπότ

Αυτή η μελέτη περίπτωσης περιγράφει λεπτομερώς τη διαδικασία πλήρους μηχανουργικής κατεργασίας μιας προσαρμοσμένης, ακριβείας, χρονικής τροχαλίας αλουμινίου για έναν κατασκευαστή βιομηχανικών ρομπότ. Η τροχαλία χρησιμοποιείται στο σύστημα μετάδοσης του τελικού χειριστή του ρομπότ, απαιτώντας υψηλή ακρίβεια (βαθμός ακρίβειας προφίλ δοντιού 6 ή παραπάνω), ελαφρύ βάρος (κράμα αλουμινίου) και αντοχή στη φθορά (σκληρότητα επιφάνειας δοντιού ≥ HV800) για να εξασφαλιστεί ομαλή και ακριβής μετάδοση κατά τη διάρκεια των εργασιών χειρισμού και συναρμολόγησης του ρομπότ.

1. Λήψη Παραγγελίας και Τεχνική Επισκόπηση: Ο πελάτης παρείχε αρχικά σχέδια και προδιαγραφές (τροχαλία χρονισμού τύπου 8M για τον τελικό χειριστή βιομηχανικού ρομπότ, ονομαστική διάμετρος 102mm, πλάτος 44mm, με αυλάκι κλειδιού, υλικό αλουμινίου). Η τεχνική μας ομάδα επανεξέτασε τα σχέδια, επιβεβαιώνοντας τις παραμέτρους του προφίλ των δοντιών, τις απαιτήσεις ανοχής (βαθμός ακρίβειας προφίλ δοντιού 6 ή παραπάνω), την επιφανειακή επεξεργασία (φυσική οξείδωση χρώματος) και άλλες λεπτομέρειες.

   

2. Προετοιμασία Υλικού: Επιλέχθηκε υψηλής ποιότητας κενό κράματος αλουμινίου, γνωστό για την καλή αντοχή, το μικρό βάρος και την μηχανουργική ικανότητα.

   

3. Χονδροειδής Μηχανουργική Κατεργασία και Σφυρηλάτηση: Το κενό σφυρηλατήθηκε και στη συνέχεια ομαλοποιήθηκε για να βελτιωθεί η δομή των κόκκων και να βελτιωθεί η εσωτερική ομοιογένεια. Χρησιμοποιήθηκαν τόρνοι CNC για χονδροειδή μηχανουργική κατεργασία για να διαμορφωθεί προκαταρκτικά ο εξωτερικός κύκλος, οι ακραίες επιφάνειες και η οπή της τροχαλίας, αφήνοντας επαρκή περιθώρια για την επακόλουθη φινίρισμα.

   

4. Θερμική Επεξεργασία: Πραγματοποιήθηκε επεξεργασία σβέσης και σκλήρυνσης (ρύθμιση) για τη βελτίωση των συνολικών μηχανικών ιδιοτήτων του υλικού.

5. 

   Ημι-Φινίρισμα και Ανακούφιση Τάσης: Οι διαστάσεις βελτιώθηκαν περαιτέρω κατά το ημι-φινίρισμα. Πραγματοποιήθηκε ανόπτηση ανακούφισης τάσης για την εξάλειψη των εσωτερικών τάσεων μηχανουργικής κατεργασίας και τη διασφάλιση της σταθερότητας των διαστάσεων.

   

6. Μηχανουργική Κατεργασία Ακριβείας: Χρησιμοποιήθηκαν κέντρα μηχανουργικής κατεργασίας CNC υψηλής ακρίβειας για λεπτή μηχανουργική κατεργασία όλων των χαρακτηριστικών της τροχαλίας, διασφαλίζοντας ότι οι διαστάσεις και οι γεωμετρικές ανοχές πληρούσαν τις απαιτήσεις σχεδιασμού. Η τραχύτητα της επιφάνειας των βασικών περιοχών όπως η οπή και οι ακραίες επιφάνειες ελέγχθηκε σε Ra0.8 ή καλύτερα.

   

7. Wire EDM για Προφίλ Δοντιού: Ένα μηχάνημα αργού Wire EDM χρησιμοποιήθηκε για μηχανουργική κατεργασία υψηλής ακρίβειας του προφίλ των δοντιών της τροχαλίας. Παράμετροι όπως το βήμα και η κατεύθυνση των δοντιών ελέγχθηκαν αυστηρά για την επίτευξη βαθμού ακρίβειας προφίλ δοντιού 6 ή παραπάνω και τραχύτητας επιφάνειας δοντιού ≤ Ra1.6.

   

8. Επιφανειακή Επεξεργασία και Νιτρίδωση: Η επιφάνεια των δοντιών υποβλήθηκε σε επεξεργασία νιτρίδωσης για να αυξηθεί σημαντικά η σκληρότητα της επιφάνειας (≥ HV800) και η αντοχή στη φθορά. Άλλες επιφάνειες έλαβαν φυσική οξείδωση χρώματος σύμφωνα με τις απαιτήσεις του πελάτη για την ενίσχυση της αντοχής στη διάβρωση.

   

9. Λείανση Ακριβείας και Τελική Επιθεώρηση: Οι κρίσιμες επιφάνειες ζευγοποίησης υποβλήθηκαν σε απαραίτητη λείανση ακριβείας. Το τελικό προϊόν επιθεωρήθηκε 100% χρησιμοποιώντας όργανα μέτρησης ακριβείας (όπως CMM και ελεγκτές προφίλ γραναζιών) για να διασφαλιστεί ότι όλες οι παράμετροι πληρούσαν τις απαιτήσεις του σχεδίου.

   

10. Καθαρισμός, Συσκευασία και Παράδοση: Το προϊόν καθαρίστηκε σχολαστικά, συσκευάστηκε κατά της σκουριάς και παραδόθηκε έγκαιρα.

    

• Πρόκληση 1: Υψηλές Απαιτήσεις Ακρίβειας Προφίλ Δοντιού. Λύση: Χρησιμοποιήθηκε αργό Wire EDM υψηλής ακρίβειας και εφαρμόστηκε επιθεώρηση εντός της διαδικασίας για έγκαιρη αντιστάθμιση σφαλμάτων.

• Πρόκληση 2: Εξισορρόπηση Ελαφρού Βάρους και Υψηλής Αντοχής. Λύση: Επιλέχθηκε κράμα αλουμινίου υψηλής αντοχής και βελτιστοποιήθηκε η δομή της τροχαλίας χρησιμοποιώντας ανάλυση FEA, αφαιρώντας το υπερβολικό υλικό χωρίς συμβιβασμούς στην αντοχή.

• Πρόκληση 3: Απαίτηση για Αντοχή στη Φθορά της Επιφάνειας των Δοντιών. Λύση: Εφαρμόστηκε επεξεργασία νιτρίδωσης για την αποτελεσματική αύξηση της σκληρότητας της επιφάνειας των δοντιών πάνω από HV800, επεκτείνοντας τη διάρκεια ζωής.

Η μηχανουργημένη τροχαλία χρονισμού αλουμινίου ακριβείας πληρούσε πλήρως τις απαιτήσεις του πελάτη:

• Η ακρίβεια του προφίλ των δοντιών πληρούσε τα πρότυπα Βαθμού 6, εξασφαλίζοντας ακριβή και ομαλή μετάδοση.

• Το βάρος μειώθηκε κατά περίπου 60% σε σύγκριση με τις παραδοσιακές ατσάλινες τροχαλίες, μειώνοντας αποτελεσματικά το φορτίο του τελικού χειριστή του ρομπότ.

• Υψηλή σκληρότητα επιφάνειας δοντιών και εξαιρετική αντοχή στη φθορά, αναμένεται να παρατείνει τη διάρκεια ζωής κατά 50%. Μετά την ενσωμάτωση στον τελικό χειριστή του βιομηχανικού ρομπότ, ο πελάτης ανέφερε υψηλή απόδοση μετάδοσης, χαμηλό θόρυβο και σημαντικά βελτιωμένη ακρίβεια και απόδοση λειτουργίας του ρομπότ.