Antecedentes del cliente y del proyecto: Cómo superar el cuello de botella del procesamiento de piezas de precisión para sistemas de fluidos industriales
Cliente:
Un fabricante estadounidense centrado en sistemas hidráulicos industriales y piezas de maquinaria pesada, que atiende a los campos de maquinaria de ingeniería y petroquímica.
Requisitos del proyecto:
El cliente necesita extender un conector de acero inoxidable para tuberías hidráulicas de alta presión de la longitud original de 20 mm a 180 mm, proceso M5×0,8 hilo fino (tolerancia ±0,02 mm) en un extremo y cubre el área central de 155 mm con moleteado recto de alta densidad y combina con anillos de caucho de nitrilo personalizados para lograr un sellado sin fugas en un entorno de alta presión (15 MPa). El proveedor original no pudo entregar debido a problemas como deformación en el procesamiento de varillas delgadas, precisión de rosca insuficiente y resistencia al desgaste del moleteado deficiente, lo que provocó el estancamiento del proyecto del sistema hidráulico de maquinaria pesada de un cliente.
![Personalización de conectores de precisión ultralargos para fabricantes de equipos industriales de EE. UU.: Superar los desafíos de las roscas delgadas de 180 mm y el moleteado 1]()
Productos principales: "Indicadores de grado industrial" de conectores de varilla delgada de alta precisión para entornos de alta presión.
El producto personalizado es un
Conector de alta presión de acero inoxidable 304
, con parámetros técnicos básicos:
-
Dimensiones generales:
Longitud total 180 mm, diámetro de la varilla 6 mm (relación longitud-diámetro 30:1), un extremo M5
×
Rosca fina de 0,8 (compatible con conector rápido hidráulico), longitud efectiva de la rosca 10 mm, tolerancia
±
0,02 mm;
-
Tratamiento de superficies:
moleteado en el área central de 155 mm (paso 0,6 mm, profundidad 0,25 mm, dureza superficial HV)
<000000>ge;
220), cumpliendo con los requisitos antideslizantes del uso de guantes de protección en escenarios industriales;
-
Sistema de sellado:
Un anillo de caucho de nitrilo personalizado (dureza Shore 80A) está incrustado en la ranura entre el extremo moleteado y el extremo roscado, que debe pasar la prueba de presión de agua de 15 MPa y -20
℃
~80
℃
Prueba de ciclo de resistencia a la temperatura.
Desafíos técnicos: tres problemas centrales del mecanizado de precisión industrial
Rigidez insuficiente y deformación por mecanizado de varillas delgadas:
-
Las varillas delgadas con una relación longitud-diámetro de 30:1 son propensas a doblarse debido a la vibración durante el corte. El error de rectitud del mecanizado tradicional es de 0,2 mm, superando ampliamente el requisito del cliente de 0,05 mm;
Precisión de rosca fina y sellado de alta presión.:
-
La banda de tolerancia de la M5
×
El diámetro medio de la rosca 0,8 es de solo 0,04 mm. Si la precisión es insuficiente, provocará fugas en la junta hidráulica (la tasa de detección fallida del proveedor original es del 15%), lo que afecta directamente la seguridad de la operación del equipo;
Consistencia de la resistencia al desgaste del área moleteada extra larga:
-
Las frecuentes conexiones y desconexiones en operaciones industriales pueden provocar fácilmente el desgaste del moleteado. La solución original tiene una atenuación del 30% de la profundidad del moleteado final y la rugosidad de la superficie supera el requisito de Ra del cliente.
<000000>le;
1.6
μ
metro.
Proceso de fabricación: solución de proceso completo para mecanizado de precisión de grado industrial
1. Mecanizado de alta precisión y mejora de la rigidez de varillas delgadas
-
Actualización de equipos y herramientas:
Utilice tornos CNC de precisión importados de Japón, con t
Marco central elástico de tres puntos
(puntos de apoyo colocados cada 60 mm), 5 pasadas (profundidad de corte única)
<000000>le;
0,08 mm) e instale amortiguadores de vibraciones en el mango de la herramienta;
-
Procesamiento de materiales:
Después del mecanizado en bruto,
tratamiento de templado (850
℃
enfriamiento + 600
℃
templado)
Se realiza para mejorar la rigidez del material. Después del mecanizado fino, la rectitud se controla a 0,03 mm y el error de redondez es <0,01 mm.
2. M5
×
Tecnología de procesamiento de roscas de alta presión 0.8
-
Grifos revestidos personalizados:
Se seleccionan machos de roscar alemanes que contienen cobalto (recubrimiento de TiCN), con fluido de corte de refrigeración interna a alta presión (presión 5 MPa), velocidad del husillo de 150 rpm durante el procesamiento, alimentación sincrónica para garantizar el error de paso. <0,008 mm;
-
Inspección de tamaño completo:
Usar
máquina de medición integral de roscas
Para detectar el diámetro medio, el paso y el ángulo del diente, el tamaño se controla en 4.675
±
0,015 mm (mejor que los requisitos de tolerancia del cliente) y pasa la prueba de sellado de presión de aire de 15 MPa (sin fugas después de 30 minutos de mantenimiento de presión).
3. Desarrollo de un proceso de moleteado resistente al desgaste de ultra larga duración
-
Rueda moleteada de carburo segmentado:
Diseño de
rueda moleteada escalonada
(sección de guía frontal, sección de refuerzo central, sección de calibración final), utilizando carburo YG8 (dureza HRA90), la forma del diente se forma mediante rectificado de precisión y la precisión del paso es
±
0,01 mm;
-
Tecnología de moleteado de presión constante:
Durante el proceso de moleteado, se utiliza el sensor de presión para obtener retroalimentación en tiempo real y la presión axial (2,5-3,5 toneladas) se ajusta automáticamente para garantizar que el error de uniformidad de la profundidad de moleteado de 155 mm sea inferior a 0,03 mm. La dureza de la superficie aumenta a HV230 después del tratamiento térmico y la vida útil de la resistencia al desgaste aumenta en un 50% en comparación con el proceso tradicional.
4. Desarrollo personalizado de anillos de caucho de sellado de alta presión
-
Diseño de adaptación de las condiciones de trabajo:
De acuerdo con los parámetros del sistema hidráulico del cliente (presión de 15 MPa, medio de aceite mineral, 80
℃
Se selecciona caucho de nitrilo de alta resistencia al desgaste (NBR-70) y el diámetro interior del anillo de caucho está diseñado para ser de 6,3 mm (ajuste de interferencia de 0,1 mm)
moldeo por compresión + vulcanización secundaria
proceso, y la tasa de compresión se controla al 18%;
-
Verificación de prueba estricta:
Realice 1000 pruebas de fatiga enchufables y 100 horas de prueba de envejecimiento a alta temperatura (80
℃
) y prueba de pulso de presión de agua de 15 MPa (5000 ciclos sin fugas), y la tasa de detección fallida se reduce a 0.
Comentarios de los clientes: del cuello de botella técnico a la competitividad central de la cadena de suministro
-
Avance en el rendimiento:
El conector de 180 mm de largo no presenta fugas bajo una presión de 15 MPa, y la pieza moleteada se puede operar con estabilidad incluso con guantes gruesos, lo que supera por completo nuestras expectativas para el procesamiento de precisión de gran tamaño. Davis, ingeniero jefe de TI
-
Capacidad de entrega y producción:
El ciclo de entrega de la primera muestra es de 25 días (el promedio de la industria es de 40 días), el rendimiento de producción por lotes es del 98,2% y la capacidad de producción anual es de 100.000 piezas, lo que satisface las necesidades de escala de múltiples proyectos de sistemas hidráulicos de los clientes.
Esta cooperación no solo resolvió el problema de entrega a corto plazo del cliente, sino que también estableció un punto de referencia para la personalización de gran tamaño de componentes de sistemas de fluidos de alta presión a través de avances en la tecnología de mecanizado de precisión de grado industrial. En la cadena de suministro de equipos industriales, cuando el "mecanizado convencional" no puede satisfacer las necesidades de condiciones de trabajo extremas, solo centrándonos en la innovación de cadena completa de materiales, procesos y pruebas podemos convertirnos en el socio tecnológico principal de las empresas de fabricación de alta gama.