دراسة حالة: مصنع تروس السيارات يقلل معدل العيوب إلى ٠,٨٪ باستخدام مواد كاشطة من كاربايد البورون المكثف (CBN)

في السوق الصعبة لتصنيع المركبات، فإن الانخفاض الطفيف في معدل الرفض يمكن أن يوفّر للشركة ملايين الدولارات. وكان أحد مصنّعي مكونات نظم النقل متوسطي الحجم يعاني من معدلات مرتفعة جدًّا لإعادة المعالجة والرفض تجاوزت ٦,٥٪ بسبب حروق سطحية وتشققات دقيقة ناتجة عن عملية الطحن. وقد أدى ذلك إلى ارتفاع تكاليف الإنتاج، وهدد جداول التسليم ورضا العملاء. وتتناول هذه الدراسة حالةً واقعية لكيفية تحقيق أحد المصنّعين لمعدل رفض أقل من ٠,٨٪ خلال فترة أقل من ستة أشهر باستخدام المواد الكاشطة من كاربايد البورون المكثف (CBN) من شركة تشينغتشو رويزوان لأدوات الألماس المحدودة.

المشكلة: لماذا كانت العجلات الكاشطة المصنوعة من أكسيد الألومنيوم تفشل

كان هذا المورد متوسط الحجم، الذي يُنتج تروس نقل الحركة للسيارات، يُنهي معالجة التروس والمحاور المُسخَّنة ذات الطبقة السطحية الصلبة بصلادة ٦٢–٦٤ HRC باستخدام عجلات طحن من الألومينا. وكانت عجلات الألومينا في الواقع أقل تكلفةً، لكن حبيبات الألومينا كانت تفقد حِدَّتها بسرعةٍ كبيرةٍ وتُولِّد كميةً وافرةً من الحرارة في منطقة الطحن. وكثيرًا ما تسبَّبت هذه الحرارة في:

حدوث حروق سطحية تظهر عند الفحص باستخدام صبغة الاختراق.

تشقُّقات دقيقة وبالتالي تقليل عمر الخدمة للقطعة النهائية.

الحاجة المتكرِّرة إلى إعادة تشكيل عجلات الطحن، ما يؤدي إلى فترات توقُّف طويلة وتكاليف مرتفعة للأدوات.

تبايُن في جودة التشطيب السطحي، مما يُحدث مشاكل في مراحل التجميع اللاحقة.

وكان متوسط نسبة القطع المرفوضة في المصنع ٦,٥٪ (من ٥٪ إلى ٨٪). وقد قدَّر مدراء الجودة الخسائر السنوية الناجمة عن العيوب بما يزيد على ٤٠٠٠٠٠ دولار أمريكي.

الحل: الانتقال إلى عجلات طحن كربيد البورون المُهندَسة (CBN)

استشار المصنع مهندسي التطبيقات في شركة تشنغتشو رويزوان واتفق على إجراء تجربة تقييمية باستخدام عجلات طحن مخصصة من كربيد البورون (CBN). وأوصت شركة رويزوان باستخدام عجلة طحن من كربيد البورون (CBN) ذات رابط معدني، صُمِّمت خصيصًا لمعالجة فولاذ التروس المسخَّن. وعلى وجه التحديد:

حجم حبيبات كربون النيتريد المكعب (CBN): B151 (ما يعادل شبكة 100/120 تقريبًا)

نوع الروابط: المصفوفة المعدنية توفر فعليًّا احتفاظًا متفوقًا بالحبيبات المُجَرِّشة.

التركيز: ١٥٠٪، ما يمكّن فعليًّا من قطع أسرع.

سرعات التشغيل (المتوافقة مع الجلاخات الحالية) تتراوح بين ٤٥ و٦٠ مترًا/ثانية

وخلافًا لأكسيد الألومنيوم، فإن صلابة كربون النيتريد المكعب (CBN) الفائقة حافظت على حدة الحبيبات المجَرِّشة طوال دورة الطحن بأكملها. كما أن الروابط المعدنية تعمل فعليًّا كمُبدِّد للحرارة، مما يزيل الحرارة بكفاءة من القطعة المراد طحنها. وقد قدَّمت شركة رويزوان أيضًا بيانات طحن واسعة النطاق تشمل السرعة المثلى للقرص، ومعدل التغذية، وسائل التبريد.

النتائج: انخفضت معدلات العيوب إلى ٠,٨٪

بعد تجربة مدتها أسبوعان على إحدى خطوط طحن التروس الخاصة بهم، تم التأكيد على ما يلي:

تخفيض العيوب: لم يُكتشف عمليًّا أي حروق أو شقوق دقيقة، وانخفضت نسبة الرفض من ٦,٥٪ أثناء التجربة إلى ١,٢٪ بعد إدخال بعض التعديلات، ثم استقرت عند ٠,٨٪.

تمديد عمر العجلة: كانت كل عجلة من كربيد البورون المكعب (CBN) تُنتج 4500 قطعة أو أكثر لكل عملية تجليخ، مقارنةً بـ300 قطعة أو أقل مع أكسيد الألومنيوم. وانخفضت تكاليف الأدوات بنسبة تزيد عن 70% سنويًا.

تردد عملية التجليخ: كانت أكسيد الألومنيوم تتطلب تجليخها بعد كل 50–100 قطعة، بينما تُجرى عملية التجليخ لعجلات كربيد البورون المكعب (CBN) مرة واحدة فقط كل 1500 قطعة، مما يسمح باستخدام الآلة في مهام أخرى.

تحسين حالة السطح: انخفضت قيمة معامل الخشونة (Ra) من 0.8 ميكرومتر إلى 0.4 ميكرومتر، وأُلغيت عملية التلميع الثانية تمامًا.

صرّح مدير المصنع بأن التوفير السنوي بلغ أكثر من 600,000 دولار أمريكي — وهي قيمة كبيرة جدًّا مقارنةً بالتقديرات الأولية.

لماذا حقَّقت عجلات كربيد البورون المكعب (CBN) من شركة تشنغتشو رويزوان الفرق؟

تم إنجاز الانتقال إلى عجلات كربيد البورون المكعب (CBN) بنجاح بفضل المزيج التالي:

التخصيص حسب التطبيق: قامت شركة رويزوان بتخصيص عجلاتها من كربيد البورون المكعب (CBN) وفقًا لمادة التروس المحددة، وصلابتها، ومعايير التشغيل الخاصة بالآلة، والسوائل المبرِّدة المستخدمة من قِبل مصنِّع التروس.

مراقبة الجودة الصارمة: استوفت العجلات معايير تصنيع ISO 9001، وبالفعل صدر مع كل عجلة تقرير اختبار فردي.

الدعم الفني: قام مهندسو رويزوان فعليًا بتقديم تدريب حول معاملات الطحن الجديدة وراقبوا التشغيل الأولي.

الشهادات: حصلت العجلات على شهادات المطابقة الأوروبية (CE) وشركة SGS وشركة TUV، وتتوافق مع معايير السيارات المطبقة في المصنع الفعلي (IATF 16949).

ملخص

أدى الانتقال إلى عجلات كربيد البورون المُدمَجة بالمعادن المخصصة إلى تحسين ملحوظ في جودة السطح وتقليل العيوب الناتجة عن عملية الطحن في هذا المصنع المتخصص في تصنيع التروس. ووفّرت الشركة أكثر من ٦٠٠٠٠٠ دولار أمريكي سنويًّا بفضل خفض نسبة الهدر، وزيادة عمر الأداة، وانخفاض وقت توقف الآلات عن العمل. ومنذ عام ٢٠١٤، تساعد شركة تشنغتشو رويزوان ل أدوات الألماس المحدودة العملاء الصناعيين في خفض تكاليف عمليات الطحن وتحسين الجودة من خلال خطها الكامل من مواد الطحن المصنوعة من الألماس وكربيد البورون (CBN). اتصلوا بشركة رويزوان لإجراء تدقيقٍ شاملٍ لعمليات الطحن الخاصة بكم.