Druckeigenspannungen sicher einbringen – ECOsense Technologie ermöglicht prozesssicheres Festwalzen
Żywotność dynamicznie obciążonych komponentów poprawia się poprzez zastosowanie mechanicznej obróbki powierzchni (patrz także "Wprowadzenie do mechanicznej obróbki powierzchni poprzez nagniatanie rolkowe i walcowanie głębokie"). Często wybieraną metodą jest walcowanie głębokie. Proces ten nie tylko prowadzi do utwardzenia materiału, ale także wprowadza do elementu szczątkowe naprężenia ściskające. Naprężenia szczątkowe to naprężenia, które występują nawet wtedy, gdy nie są stosowane żadne obciążenia zewnętrzne. Przeciwdziałają one rozprzestrzenianiu się pęknięć, dzięki czemu na przykład mikropęknięcia w elemencie rozprzestrzeniają się wolniej lub pojawiają się dopiero w późniejszym czasie.
To, co jest pozytywne dla wydajności komponentu, jest jednak wyzwaniem dla produkcji, a zwłaszcza dla zapewnienia jakości (QA), ponieważ krzywe głębokości naprężeń szczątkowych można mierzyć tylko destrukcyjnie. Zwykle odbywa się to poprzez usunięcie materiału (np. metodą wiercenia otworów) lub bezpośrednio poprzez pomiar odstępu sieci krystalicznej za pomocą dyfrakcji rentgenowskiej i stopniowe usuwanie materiału (patrz także "Rozwój naprężeń szczątkowych podczas walcowania głębokiego").
Stanowi to poważne wyzwanie w szczególności dla kontroli jakości, ponieważ nie można zmierzyć istotnej właściwości komponentu. Na szczęście proces walcowania głębokiego jest bardzo powtarzalnym procesem, na który wpływ ma w szczególności geometria styku walcowania i zastosowana siła walcowania. Jeśli więc walcowanie odbywa się przy użyciu odpowiedniego elementu walcującego, siła walcowania może być wykorzystana jako zmienna kontrolna.
Czynniki wpływające na siłę walcowania podczas walcowania głębokiego
W przypadku narzędzi do walcowania hydrostatycznego do dociskania kuli walcowniczej do powierzchni wykorzystywana jest hydraulika. Jest to proces sterowany siłą i dlatego idealnie nadaje się do walcowania głębokiego. Z drugiej strony, w przypadku narzędzi mechanicznych istnieje kilka innych zmiennych, które mogą prowadzić do odchyleń w sile walcowania.
W tego typu narzędziach rolka toczna jest dociskana do powierzchni za pomocą sprężyny. Odchylenie sprężyny, a tym samym siła walcowania, jest ustawiana przez wlot narzędzia przez obrabiarkę. Oznacza to, że błędy w parametrach ustawienia narzędzia, zużycie narzędzia lub nawet odchylenia w kształcie elementu mogą mieć bezpośredni wpływ na siłę toczenia. Jeśli na przykład narzędzie skrawające jest nieprawidłowo skalibrowane, średnica obróbki nie jest już prawidłowa i generowana jest zbyt duża lub zbyt mała siła toczenia tylko dlatego, że zmienia się ugięcie sprężyny w narzędziu. Zużycie narzędzia tokarskiego może mieć podobny efekt. Niemniej jednak, toczenie pozwala uzyskać czystą, gładką powierzchnię, nawet jeśli średnica się zmienia, a siła toczenia nie jest już prawidłowa.
Każdy proces jest dokumentowany dzięki cyfryzacji narzędzi do głębokiego walcowania
Jak opisano, siła walcowania jest najważniejszą zmienną do ustalania szczątkowych naprężeń ściskających. Dzięki opracowanej technologii ECOsense, siła walcowania może być teraz mierzona dla każdego mechanicznego narzędzia do głębokiego walcowania. Technologia ECOsense to niewielka skrzynka pomiarowa, która jest w stanie przekształcić ugięcie sprężyny bezpośrednio w siłę walcowania, udokumentować ją i przesłać do jednostki podrzędnej za pośrednictwem Bluetooth.
ECOsense oferuje zatem monitorowanie procesu specjalnie pod kątem wymagań walcowania głębokiego. W przeszłości do tego celu wykorzystywano zazwyczaj systemy z branży obróbki skrawaniem. Są one zwykle całkowicie przewymiarowane, a zatem nieatrakcyjne pod względem ceny dla tego zastosowania.
Dane ECOsense mogą być przesyłane do urządzenia zewnętrznego w celu dalszego przetwarzania. Odbywa się to za pośrednictwem połączenia Bluetooth, które umożliwia bezpieczną komunikację 1 do 1. Oznacza to, że żadne dodatkowe urządzenia nie mają równoległego dostępu do zaszyfrowanych danych.
Dostępne są dwie opcje przetwarzania danych. Po pierwsze, prosta aplikacja na Androida może być używana do wyświetlania siły kroczącej na żywo. Dla każdego procesu można utworzyć dzienniki PDF, a siły toczenia mogą być monitorowane w granicach limitów przy użyciu różnych metod.
Istnieje również możliwość podłączenia ECOsense bezpośrednio do maszyny za pośrednictwem bramki. W takim przypadku dane mogą być przetwarzane przez maszynę lub udostępniane w firmie za pośrednictwem sieci. Oznacza to, że wszystkie zainteresowane strony mają dostęp do informacji, a pliki dziennika mogą być tworzone automatycznie.
