Контроль качества зубофрезерования | Yujiaxin Tech

Контроль качества зубофрезерования для заказчиков и технологов

Один и тот же зубофрезерный станок, один и тот же чертёж, одна и та же смена. Контроль качества зубофрезерования должен объяснить, почему первая партия приходит со степенью 6, а вторая падает до 8. Станок и люди те же, а сдвинулись износ инструмента, смещение при закреплении и размер после термообработки.

Контроль качества зубофрезерования как раз и имеет дело с этим разрывом: отдельная деталь годна, а партия нестабильна. Смотреть нужно не на одно число, а на цепочку доказательств, которую заказчик сверяет строка за строкой: что измеряли, чем измеряли, как оценили и какой след остался.

В этой статье цепочка разбирается по шагам. Видно, какой параметр что отражает, чем грозит выход за допуск, как выбрать средство измерения по размеру партии и что должно быть в отчёте по первой детали. Общий контекст процесса даёт обзор технологий производства.

Ключевые выводы

• Годная единичная деталь не доказывает стабильность партии. Основные срывы дают износ инструмента, смещение при закреплении и деформация при термообработке
• Основные параметры: Fa, Fβ, Fp, fpt, Fr и толщина зуба, оценка по ISO 1328-1/-2 и DIN 3960/3962
• Первую деталь и арбитраж ведут поэлементно, серию проверяют двухпрофильным зацеплением, полный профиль даёт зубоизмерительный центр
• До оценки нужно условиться, что применяется: ISO 1328, DIN 3962 или AGMA 2015. Степени напрямую не пересчитываются
• Проверка заказчика опирается на поля отчёта FAI, карты SPC и прослеживаемость до номера плавки и номера станка

Какие параметры проверяют при контроле качества зубофрезерования

Чертёж и договор поставки обычно перечисляют фиксированный набор параметров. Каждый управляет своей степенью свободы, и пропуск любого ведёт к неверной оценке. Контроль качества зубофрезерования охватывает именно эти параметры.

• Суммарная погрешность профиля Fa: отклонение формы по эвольвенте, связано с профилем червячной фрезы и подачей
• Суммарная погрешность направления зуба Fβ: прямолинейность и наклон по ширине венца, определяет пятно контакта
• Накопленная погрешность шага Fp: суммарная по всему колесу, ключевая для шума и плавности хода
• Погрешность шага одного зуба fpt: ошибка между соседними зубьями, из-за неё нагрузка на одной стороне растёт
• Радиальное биение Fr: смещение геометрического центра относительно оси вращения, задаётся закреплением
• Толщина зуба: обычно контролируется косвенно через размер по роликам M или длину общей нормали Wk, служит источником бокового зазора

Толщина зуба вызывает больше всего споров при приёмке, поскольку измеряется косвенно. Диаметр ролика и угол профиля нужно согласовать заранее. Подходящие сопрягаемые детали есть в линейке прецизионных зубчатых колёс.

Контроль качества зубофрезерования: выбор средства измерения

Одно средство не закрывает сразу первую деталь, сплошной контроль и арбитраж. Выбор по партии снижает затраты.

При малом модуле и большой партии достаточно оценки «годен или нет», там двухпрофильное зацепление быстрее всего. Двухпрофильное зацепление даёт суммарную погрешность Fi″; однопрофильное разделяет левую и правую стороны зуба. Большой модуль и модифицированный профиль требуют зубоизмерительного центра, иначе погрешности формы остаются скрытыми.

Контроль качества зубофрезерования ведут поэлементно для первой детали и итогового отчёта, так как каждое число привязано к допуску чертежа. Прослеживаемая поверка лежит в основе любого измерения, открытые метрологические материалы даёт NIST manufacturing.

Оценка по степеням точности при контроле качества зубофрезерования

Систем три, и они не равнозначны: до оценки выбирают одну, потому что один и тот же номер степени означает у них разное.

Детали автомобильных коробок передач обычно лежат в диапазоне от ISO 5 до 7. Шарниры роботов и авиационные колёса уходят к ISO от 3 до 5.

Контроль ведут по тексту чертежа при выборе степени. Если указана только «степень 6» без стандарта, чертёж возвращают на подтверждение.

Модификация профиля и K-диаграмма

Модифицированный профиль нельзя оценивать по полю допуска без модификации. Здесь чаще всего ошибаются новые контролёры.

K-диаграмма рисует поле допуска профиля двумя огибающими. Любой измеренный профиль внутри полосы годен, даже с впадиной в середине или утоньшением по краям. Величина модификации головки и ножки, а также точка начала модификации должны быть на чертеже. Если оценивать модифицированную деталь по стандартному профилю, вывод меняется на противоположный.

Где ломается серия

Первую деталь измеряют на свежем инструменте и чистой оснастке. Серия идёт на сотни и тысячи деталей.

• Износ инструмента: износ по задней поверхности фрезы медленно поднимает Fa, чаще всего к концу периода стойкости
• Смещение при закреплении: стружка или тепловое расширение на базовой плоскости уводят биение Fr по всей партии
• Термообработка: цементация и закалка сдвигают направление зуба Fβ и шаг Fp, годная после фрезерования деталь может не пройти приёмку в готовом виде

У всех трёх один общий признак. Выборочный контроль их почти не ловит, поэтому контроль качества зубофрезерования должен следить за трендом, а не за точкой.

Контроль качества зубофрезерования: документирование FAI и SPC

Контроль качества зубофрезерования имеет смысл только тогда, когда запись сохраняется и совпадает с деталью.

Отчёт по первой детали обычно несёт перечень параметров, допуск чертежа, измеренное значение, вывод, а также номер средства измерения и срок его поверки. Карта SPC строит Fp и Fr во времени, так что виден тренд, а не одна точка. Прослеживаемость должна вести к номеру плавки, номеру станка и протоколу контроля. Такие записи ценны, если их сверить с системой контроля качества.

Автомобильные и авиационные заказчики часто просят пакет PPAP с показателем пригодности процесса Cpk и оценкой GR&R для средства измерения. Планы выборочного контроля задают уровнем AQL, а не парой взятых наугад деталей.

Контроль качества зубофрезерования: что проверяет заказчик

Список станков мало что доказывает. Важнее, замыкается ли цепочка доказательств.

1. Стабильная степень: спрашивать, какую степень держат в серии, а не разовый рекорд
2. Зубоизмерительный центр и полные отчёты: только двухпрофильные приборы редко дают Fa и Fβ по отдельности
3. Карты SPC и записи коррекции: могут ли показать тренды Fp и Fr вместо одного отчёта
4. Отчёт по первой детали и сертификат материала на партию: приходят ли FAI и документы на материал вместе с деталями

Yujiaxin Tech согласует объём контроля и повторные проверки с заказчиком уже на этапе рассмотрения чертежа. Чтобы сначала понять источники погрешности и коррекцию, читайте управление точностью зубофрезерования.

Споры и повторный контроль

Большинство споров начинается там, где чертёж промолчал. Заранее согласованный метод удешевляет арбитраж.

• Пятно контакта: обычные ориентиры от 60 до 80 % по ширине венца и от 45 до 60 % по высоте зуба, метод окраски отличается от метода под нагрузкой
• Уровень шума: тихая отдельная деталь может шуметь в узле, поэтому задают частоту и точку измерения
• Арбитраж: при расхождении измерений назначают независимый метрологический институт и берут его протокол за основу

Повторный контроль после термообработки пропускают чаще всего. Цементация сдвигает направление зуба и шаг, поэтому эти проверки выносят в договор отдельно; отжиг для снятия напряжений часто идёт при 600 °C. ASM International публикует материалы по металлам и термообработке, что помогает задать перечень проверок: ASM materials resources. Со стороны процесса поможет термообработка при зубофрезеровании.

Итог

Контроль качества зубофрезерования окупается проверяемой цепочкой доказательств, а не одним отчётом. Заказчик сверяет её построчно: какие параметры охвачены, каким средством измерены, по какому стандарту оценены и где остался след.

Стандарт и степень фиксируются до оценки, а записи FAI и SPC ведут к номеру плавки и номеру станка.

Тот, кто так сверяет данные, превращает «поставщик говорит, что годно» в «я могу это подтвердить». Yujiaxin Tech выпускает прецизионные металлические детали с 1998 года, фрезерованные колёса поставляются с отчётом по первой детали и данными партии. Если нужно задать критерии приёмки или запросить план контроля, связаться с Yujiaxin Tech.