Làm thế nào để các nhà sản xuất đảm bảo độ chính xác về kích thước trong trục thép?

Tại sao độ chính xác kích thước xác định chất lượng trục thép

Một trục thép thậm chí vượt quá dung sai vài micron có thể khiến toàn bộ tổ hợp bị hỏng. Trục thường đóng vai trò là lõi chịu lực của bánh răng, vòng bi, bản lề và các dụng cụ chính xác nên đường kính, chiều dài và độ hoàn thiện bề mặt của chúng phải khớp gần như chính xác với đặc điểm kỹ thuật thiết kế. Khi trục quá khổ, nó có thể bị kẹt vào lỗ đối tiếp hoặc vòng bi. Khi nó có kích thước nhỏ hơn, nó sẽ gây ra hiện tượng rung, ồn và mòn sớm. Đây là lý do tại sao độ chính xác về kích thước, chứ không chỉ độ bền vật liệu, được coi là thước đo chất lượng chính trên hầu hết các sàn sản xuất.

Trong sản xuất số lượng lớn, trục thường được sản xuất bằng phương pháp gia công nguội, tiện hoặc mài, sau đó được chuyển trực tiếp đến trạm kiểm tra trước khi đóng gói. Một công nhân kiểm tra từng trục hoặc mẫu đại diện từ mỗi lô bằng cách sử dụng dụng cụ đo cầm tay trước khi các bộ phận được chuyển sang giai đoạn tiếp theo. Bước này phát hiện tình trạng hao mòn của dụng cụ, trôi máy và sự không nhất quán của vật liệu từ rất lâu trước khi các bộ phận được đưa đến dây chuyền lắp ráp, nơi mà lỗi về kích thước sẽ tốn kém hơn nhiều để theo dõi và sửa chữa.

Dụng cụ đo dùng để kiểm tra trục

Một số dụng cụ cầm tay được sử dụng tùy thuộc vào độ chính xác cần thiết và hình dạng của đối tượng được kiểm tra. Thước cặp quay số vẫn là một trong những công cụ phổ biến nhất trong xưởng vì chúng đọc nhanh, bền trong môi trường nhiều dầu hoặc ẩm ướt và đủ chính xác cho hầu hết các đường kính trục. Thước cặp kỹ thuật số cung cấp chức năng tương tự với màn hình số, giúp tăng tốc độ ghi dữ liệu. Để có dung sai chặt chẽ hơn, công nhân chuyển sang micromet và đối với các trục có yêu cầu về độ tròn tới hạn, có thể sử dụng bộ so sánh gắn trên bàn hoặc máy đo tọa độ (CMM) để xác minh lần cuối.

Chọn công cụ phù hợp cho công việc

Việc lựa chọn công cụ không phải là tùy tiện. Thước cặp quay số có bước tăng 0,02 mm rất phù hợp với các trục có dải dung sai ± 0,05 mm hoặc rộng hơn, bao gồm nhiều ốc vít, chốt và trục cơ khí nói chung. Khi dung sai được siết chặt đến ± 0,01 mm hoặc thấp hơn, thì micromet hoặc bộ so sánh điện tử sẽ trở nên cần thiết vì hàm cơ học của thước cặp đưa ra quá nhiều biến thiên về số đọc ở thang đo đó.

Quy trình kiểm tra từng bước

Trên một dây chuyền sản xuất điển hình, các trục được gia công hoặc mài mới được đưa đến bàn kiểm tra trong các khay hoặc giỏ lưới, thường vẫn mang theo dung dịch cắt còn sót lại. Một công nhân chọn một trục, lau nó nếu cần thiết và đặt nó vào giữa các má kẹp thước cặp tại điểm đường kính tới hạn được xác định trên bản vẽ. Việc đọc được so sánh ngay lập tức với giới hạn dung sai trên và dưới. Nếu bộ phận đó đạt yêu cầu, nó sẽ được đặt sang một bên cùng với lô được chấp nhận; nếu thất bại, nó sẽ được tách ra để làm lại hoặc loại bỏ và sự cố sẽ được ghi lại.

Quá trình này được lặp lại ở tần số lấy mẫu xác định thay vì trên từng bộ phận riêng lẻ, trừ khi trục được dành cho ứng dụng quan trọng về an toàn. Một cách tiếp cận phổ biến tuân theo các bước sau:

• Lấy mẫu theo các khoảng thời gian cố định, chẳng hạn như cứ sau 50 hoặc 100 mẫu được sản xuất.
• Đo đường kính tới hạn, chiều dài tổng thể và bất kỳ kích thước bậc hoặc vai nào.
• Ghi lại mỗi lần đọc trên giấy hoặc trực tiếp vào đầu ra dữ liệu của thước cặp kỹ thuật số.
• Nếu hai mẫu liên tiếp có xu hướng tiến tới giới hạn dung sai, hãy tăng tần suất lấy mẫu và cảnh báo cho người vận hành máy.
• Phân loại các trục đã hoàn thiện vào các thùng chứa được chấp nhận và bị loại bỏ trước khi đóng gói lần cuối.

Các tiêu chuẩn dung sai chung và các loại khuyết tật

Dung sai của trục thép thường được chỉ định theo các loại lắp ISO 286, chẳng hạn như h7 hoặc h9, xác định độ lệch cho phép so với đường kính danh nghĩa. Ví dụ, một trục có dung sai h7 trên đường kính 6 mm có thể được phép nằm trong khoảng từ 6,000 mm đến 5,988 mm, không có dung sai nào vượt quá danh nghĩa. Các cấp chặt hơn được dành riêng cho các trục lắp vào ổ trục chính xác, trong khi các cấp lỏng hơn được chấp nhận cho các trục được sử dụng trong các ốc vít thông thường hoặc các chốt không quay.

Khiếm khuyết mà việc kiểm tra được thiết kế để nắm bắt

Ngoài các đường kính quá khổ hoặc quá nhỏ đơn giản, các thanh tra viên còn được đào tạo để theo dõi một số lỗi tái diễn mà chỉ đọc thước cặp không phải lúc nào cũng phát hiện được. Độ côn, trong đó một đầu của trục dày hơn đáng kể so với đầu kia, thường cho thấy độ mòn của dụng cụ hoặc mâm cặp bị lệch. Hình bầu dục, trong đó mặt cắt ngang không phải là hình tròn thực sự, có thể là do rung động trong quá trình tiện. Vết xước trên bề mặt hoặc gờ ở vai có thể khiến trục không thể đặt đúng vị trí ngay cả khi đường kính lõi nằm trong thông số kỹ thuật. Việc nắm bắt sớm những vấn đề này sẽ ngăn ngừa tình trạng từ chối gây tốn kém ở giai đoạn lắp ráp của khách hàng.

Duy trì tính nhất quán giữa các lô sản xuất lớn

Tính nhất quán cũng quan trọng như độ chính xác. Một lô vài nghìn trục chỉ hữu ích cho khách hàng nếu mọi bộ phận được chấp nhận đều hoạt động giống nhau trên hiện trường. Việc duy trì tính nhất quán đó đòi hỏi nhiều hơn một bước đo lường; nó phụ thuộc vào các thiết bị đã được hiệu chuẩn, nhân viên được đào tạo và một quy trình được ghi chép lại có thể lặp đi lặp lại từ ca này sang ca khác.

Calip và micromet phải được kiểm tra dựa trên khối đo đã được chứng nhận theo lịch trình thường xuyên, thường là hàng ngày hoặc khi bắt đầu mỗi ca làm việc, để xác nhận rằng chúng không bị lệch khỏi hiệu chuẩn. Ngàm kẹp bị mòn hoặc thanh đo bị cong có thể gây ra lỗi hệ thống rất dễ bị bỏ sót nếu dụng cụ không bao giờ được kiểm tra chéo. Các cơ sở sản xuất trục với khối lượng lớn thường lưu giữ nhật ký hiệu chuẩn chuyên dụng cùng với hồ sơ sản xuất để mọi tranh chấp về chất lượng có thể được truy nguyên về một thiết bị và ngày tháng cụ thể.

Việc đào tạo người vận hành cũng quan trọng không kém. Đọc thước cặp quay số một cách chính xác đòi hỏi áp lực tay đều đặn lên hàm; ép quá mạnh có thể nén bộ phận một chút và tạo ra kết quả đọc sai kích thước, đặc biệt là trên các hợp kim mềm hơn. Luân phiên nhiệm vụ kiểm tra giữa các nhân viên đã được đào tạo và kiểm tra chéo định kỳ các kết quả đọc của họ với thiết bị thứ hai giúp nắm bắt được loại biến thiên đo lường này trước khi nó ảnh hưởng đến lô hàng được vận chuyển.

Cuối cùng, yếu tố môi trường đáng được quan tâm. Thép nở ra một chút khi có nhiệt, do đó, trục được đo ngay sau khi mài, khi vẫn còn ấm, có thể đọc khác đi khi nó nguội đến nhiệt độ phòng. Các cơ sở sản xuất trục có dung sai chặt chẽ thường cho phép các bộ phận được làm nguội trong thời gian ngắn trước khi kiểm tra lần cuối, đảm bảo kích thước được ghi phù hợp với kích thước mà khách hàng sẽ đo khi nhận được.

Người mua nên hỏi nhà cung cấp trục của họ những gì

Đối với người mua tìm nguồn cung ứng trục thép, hiểu rõ quy trình kiểm tra của nhà cung cấp là một trong những cách đáng tin cậy nhất để dự đoán chất lượng lâu dài. Một nhà cung cấp có thể mô tả tần suất lấy mẫu, lịch hiệu chuẩn và quy trình ghi lỗi thường có vị trí tốt hơn để phát hiện các vấn đề trước khi giao hàng so với nhà cung cấp chỉ dựa vào một lần kiểm tra cuối dây chuyền.

• Hỏi loại dung sai nào được sử dụng cho đường kính trục và liệu nó có phù hợp với ISO 286 hoặc tiêu chuẩn tương đương hay không.
• Hỏi tần suất hiệu chuẩn các dụng cụ đo lường và liệu hồ sơ có được lưu giữ hay không.
• Hỏi tốc độ lấy mẫu được áp dụng trong quá trình sản xuất.
• Hỏi cách theo dõi các bộ phận bị từ chối và liệu dữ liệu nguyên nhân gốc rễ có được chia sẻ với khách hàng hay không.

Những câu hỏi này tiết lộ liệu việc kiểm soát chất lượng có được coi là một công việc thường lệ, kỷ luật được ghi chép hay chỉ được thực hiện sau khi nghi ngờ có vấn đề. Các trục trải qua quy trình kiểm tra nghiêm ngặt, được hiệu chỉnh tốt sẽ ít có khả năng gây ra các vấn đề về lắp đặt, hao mòn ngoài ý muốn hoặc hỏng hóc tại hiện trường khi chúng được tích hợp vào thành phẩm.