Европейские производители промышленного оборудования работают в одной из самых требовательных инженерных сред в мире. Допуски жесткие, требования к документации обширные, и ожидается не просто соответствие детали техническим характеристикам по прибытии, а то, что поставщик сможет объективно продемонстрировать, что каждый этап процесса был выполнен под контролем. Когда швейцарский производитель прецизионных систем управления потоками жидкости искал партнера по изготовлению нового поколения коллекторных узлов, поиск быстро сузился до поставщиков, которые могли бы интегрировать механическую обработку, сварку, термообработку и финишную обработку на уровне чистых помещений в рамках единой системы управления качеством. Компания Wuxi Shengtao Metal была одним из трех поставщиков, приглашенных представить техническое предложение. В этом тематическом исследовании описан проект от проверки чертежей до окончательной поставки.
Первоначальный пакет документов, предоставленный заказчиком в рамках запроса предложений, был очень объемным: 28 страниц инженерных чертежей, 12-страничная техническая спецификация и отдельный документ с требованиями к качеству, содержащий ссылки на шесть стандартов ISO и EN. Основным компонентом был корпус коллектора, изготовленный из прутка нержавеющей стали 316L, с внутренними каналами для потока, резьбовыми патрубками и элементами крепления, которые должны были быть расположены относительно общей базовой конструкции с допусками по положению не более 0,05 мм.
Помимо требований к размерам, техническая спецификация включала в себя:
- Сертификация материала в соответствии с EN 10204 3.1 с ограниченным химическим составом (углерод ≤ 0,030%, сера ≤ 0,015%) для обеспечения свариваемости и коррозионной стойкости.
- Квалификация процедуры сварки в соответствии со стандартом ISO 15614-1 для крепления торцевых заглушек и монтажных кронштейнов.
- Пассивация по стандарту ASTM A967, метод азотной кислоты 2, с подтверждением методом анализа сульфата меди.
- Требования к чистоте: максимальное количество частиц согласно стандарту ISO 4406 Класс 17/15/12 для всех внутренних проходов.
- Контроль размеров: 100% по всем размерам чертежа, отчет о проверке первого образца по стандарту AS9102.
Для поставщика, привыкшего к производству промышленного класса, эти требования могли бы стать препятствием. Однако для инженерной команды Shengtao они представляли собой пример дисциплинированного, хорошо документированного проекта, соответствующего инвестициям компании в производственные мощности и инфраструктуру обеспечения качества.
В ходе инженерной экспертизы было установлено, что корпус коллектора не может быть изготовлен за одну монолитную операцию механической обработки. Внутренние каналы для потока, пересекающиеся под углом 90 градусов в компактном объеме, требуют стратегии изготовления, более близкой к технологии изготовления корпуса гидравлического клапана, чем к простой механической обработке компонента.
Команда разработала план процесса, включающий восемь отдельных операций:
- Черновая обработка внешнего профиля с припуском 1,0 мм.
- Сверление основных каналов подачи жидкости с двух сторон.
- Снятие внутренних напряжений при температуре 400°C в течение 2 часов для стабилизации необработанной заготовки.
- Чистовая обработка наружных поверхностей и резьбовых отверстий.
- Сварка торцевых заглушек и монтажных кронштейнов (процесс GTAW, сертифицированный по ISO 15614-1)
- Термическая обработка после сварки для снятия остаточных напряжений.
- Окончательная механическая обработка подготовленных для сварки элементов в соответствии с размерами, указанными на чертеже.
- Пассивация, проверка чистоты и окончательная инспекция.
Технологический план был представлен клиенту в рамках технического предложения вместе с анализом видов и последствий отказов (FMEA), который выявил риски на каждом этапе и принятые меры по их смягчению. Инженерная группа клиента рассмотрела план и запросила одно изменение: дополнительную проверку в процессе сварки для подтверждения того, что деформация не привела к смещению обработанных элементов за пределы допустимых значений. Группа учла этот контрольный пункт и в тот же день представила пересмотренный план.
Интеграция токарной, фрезерной, шлифовальной обработки и обработки поверхностей.
В реализации проекта по созданию коллектора были задействованы возможности всего производственного цеха:
Токарная обработка на станках с ЧПУ. Цилиндрические элементы коллектора — внешние диаметры, внутренние отверстия и резьбовые соединения — были обработаны на двухшпиндельном токарном станке Doosan Lynx 2100LSY с приводным инструментом. Это позволило команде выполнить токарную обработку элементов и просверлить поперечные отверстия за одну установку, сохранив концентричность и позиционные соотношения, которые было бы сложно поддерживать при многократной установке.
5-осевое фрезерование. Сложная геометрия каналов, с угловыми пересекающимися проходами и контурными внешними поверхностями, была запрограммирована на станке DMG MORI DMU 50. Оптимизация траектории инструмента — трохоидальное фрезерование для черновой обработки карманов, траектории с постоянным зацеплением для чистовой обработки — позволила поддерживать низкие силы резания и отклонение инструмента в допустимых пределах. В результате была получена чистота поверхности обработанных деталей с шероховатостью Ra ниже 0,8 мкм, что находится в пределах допустимого значения Ra 1,6 мкм.
Прецизионная шлифовка. Две сопрягаемые поверхности на коллекторе — монтажная поверхность и уплотнительная поверхность для основного контакта клапана — требовали плоскостности в пределах 0,01 мм и чистоты поверхности Ra 0,4 мкм или лучше. Эти поверхности были отшлифованы на шлифовальном станке Okamoto ACC-63DX с алмазным шлифовальным кругом. Плоскостность и профиль каждой отшлифованной поверхности измерялись на приборе Mitutoyo Formtracer, и все результаты были занесены в базу данных контроля.
Сварка. Сварка торцевых заглушек и кронштейнов методом GTAW выполнялась сварщиком, сертифицированным по ISO 9606-1, с использованием присадочного металла 316L и контролируемой температурой между проходами ниже 150 °C. Каждый сварной шов визуально проверялся и подвергался капиллярному контролю (PT) в соответствии с ISO 3452-1. Никаких признаков неисправности обнаружено не было ни на одном из 24 сварных швов на шести коллекторах в пробной партии.
Пассивация и чистота. После завершения всех работ по механической обработке и сварке каждый коллектор пассивировали в ванне с азотной кислотой в соответствии со стандартом ASTM A967 и промывали фильтрованной деионизированной водой. Внутреннюю чистоту проверяли путем промывки каналов калиброванным растворителем и анализа захваченных частиц под микроскопом с помощью программного обеспечения для анализа изображений, что подтверждало соответствие стандарту ISO 4406 Class 17/15/12.
Стандарты чистоты и точная метрология
Требование к чистоте было самым строгим элементом спецификации, и именно его, по мнению команды, потребовалось бы больше всего доработок технологического процесса. Гидравлические и пневматические компоненты, не соответствующие требованиям к чистоте, могут вносить загрязнения в систему, расположенную ниже по потоку, вызывая преждевременный износ уплотнений, клапанов и прецизионных сопрягаемых поверхностей.
Подход команды сочетал в себе профилактику и проверку:
- Профилактика: Во всех операциях механической обработки использовалась водорастворимая охлаждающая жидкость с фильтрацией до 10 мкм. Готовые детали обрабатывались в чистых хлопчатобумажных перчатках. Рабочие поверхности в зоне окончательной сборки и контроля качества протирались изопропиловым спиртом между этапами обработки.
- Проверка: Была создана специальная станция для проверки чистоты, включающая систему промывки растворителем, вакуумный фильтр и микроскоп с откалиброванным измерительным программным обеспечением. Процедура соответствовала стандарту ISO 4407 для подсчета частиц с помощью микроскопии.
Первые два коллектора, прошедшие проверку на чистоту, показали количество частиц, превышающее допустимые значения. Анализ первопричин выявил проблему в остатках смазочно-охлаждающей жидкости в глухом поперечном канале, которая не полностью промывалась. Команда модифицировала процедуру промывки, добавив этап ультразвуковой очистки с использованием нагретого раствора моющего средства перед промывкой растворителем, и следующие четыре коллектора прошли проверку с запасом.
Упаковка для международных перевозок и послепродажное обслуживание.
Для компонента с такими высокими требованиями к чистоте и качеству поверхности упаковка не была второстепенным вопросом. Каждый коллектор был:
- Каждый пакетик упакован в полиэтиленовую пленку и снабжен пакетиком с осушителем, а также карточкой с индикатором влажности.
- Поместите в специально вырезанную пенопластовую подставку внутри коробки из гофрированного картона с двойными стенками.
- Затем коробку упаковали в экспортный фанерный ящик с дополнительной амортизацией.
- Перед упаковкой груза для клиента была проведена проверка качества упаковки с помощью имитационного испытания на падение.
Груз был доставлен в Цюрих авиагрузом и без проблем прошел швейцарскую таможню благодаря полному комплекту документации: коммерческому счету-фактуре, упаковочному листу, сертификату происхождения (форма А), сертификатам на материалы, протоколам инспекции и документам о квалификации сварщиков — все документы были проиндексированы и соотнесены с позициями заказа на поставку.
В течение 48 часов входной контроль клиента подтвердил соответствие всех шести коллекторов требованиям. Менеджер по качеству отправил электронное письмо, в котором отметил, что пакет документации был «одним из самых полных, которые я когда-либо получал от зарубежного поставщика». В течение трех месяцев клиент добавил в ассортимент четыре дополнительных варианта коллекторов, и обе компании начали совместную работу по анализу технологичности проектирования следующего поколения продукции.
Европейские производители оригинального оборудования не ищут самого дешевого поставщика. Им нужен партнер по изготовлению, который сможет продемонстрировать контроль технологического процесса, активно взаимодействовать с клиентами и поставлять качественную продукцию, выдерживающую проверку входного контроля и аудита качества. Проект по изготовлению многоразовых изделий подтвердил, что при правильном сочетании инженерной дисциплины, интеграции процессов и инфраструктуры качества китайский поставщик может конкурировать — и побеждать — на самом высоком уровне точного производства.
Обратитесь в компанию Shengtao Metal за решениями в области стальной продукции.
Если вы ищете надежные решения в области стальных и металлических изделий, смело отправляйте нам свой запрос.
Просто укажите ваши требования, такие как марка материала, размеры, количество или область применения, и наша команда оперативно ответит вам, оказав профессиональную поддержку и предоставив конкурентоспособное ценовое предложение.
Электронная почта:stsalesman4@stmetal001.com
