로봇에 사용되는 QIBR 박형 앵귤러 콘택트 볼 베어링

베어링의 가공기술 향상으로 베어링 타원 및 휘어짐 문제 해결

고객 소개:

BYD 브랜드는 선전에서 태어나 1995년에 설립되었습니다. 자동차, 철도 운송, 신에너지, 전자의 4대 산업에 걸쳐 사업을 하고 있습니다. 현재 BYD는 세계 최고의 2차 충전식 배터리 제조업체로서 IT 및 전자 부품 산업에서 휴대전화의 모든 핵심 구성 요소와 조립 사업을 담당하고 있습니다. 니켈 배터리, 휴대전화용 리튬 배터리, 휴대전화 버튼의 글로벌 시장 점유율은 1위에 올랐습니다.

a) 도전(기존 문제, 왜 해결되지 않았는가)

BYD는 제품의 지속적인 반복을 통해 5세대 로봇 팔을 출시할 준비를 하고 있지만 기본 속도는 초기 설계 요구 사항을 충족하지 못했습니다. 이러한 이유로 BYD의 기술 이사와 구매 관리자는 QIBR을 찾아 QIBR의 R&D 강점을 통해 문제를 해결하기를 바랐습니다. 

우리 모두가 알다시피, 고속, 고하중, 고정밀은 항상 얇은 벽 코너 접점의 연구 개발 난제였습니다. 이러한 문제를 해결하려면 재료 과학, 생산 정확도, 구조의 개선 및 업그레이드가 필요한데, 이는 산업 전체의 과제입니다.

 

b) 솔루션  (QIBR가 문제를 해결하는 방법)

QIBR의 기술 부서는 H76/168TN1/P4.02 200개를 테스트 샘플로 사용했고, 전통적인 가공 및 열처리 후 90%의 스크랩 비율을 감지했으며, 그 중 43%는 타원 편차로 인한 것이고 45%는 평면 변형 편차로 인한 것입니다.

베어링 가공 공정의 모니터링 및 분석과 다양한 선반 공정을 비교한 결과, 동일한 열처리 공정에서 열처리 후 다른 선반 공정을 사용한 베어링의 합격률은 상당히 달랐습니다. 열처리 후 원래 베어링의 과도한 변형은 후속 연삭의 어려움을 유발하는 중요한 요인이었습니다.

QIBR 기술자들은 조사 및 분석 후 베어링 타원형 및 휘어짐의 허용 오차 문제가 주로 다음과 같은 이유로 발생한다는 결론을 내리고 해당 개선 조치를 취했습니다:

이유 1: 선반 고정구의 클램핑 지점이 너무 작아서 얇은 벽 베어링이 국부적으로 큰 힘을 받아 원래 변형이 발생합니다.

개선 조치: 고정구를 개선하고 베어링 링과의 봉투 표면을 늘리고 단위 면적당 압력을 줄여 가공된 부품의 품질을 개선하는 특수 고정구를 설계합니다.

이유 2: 선삭된 부품의 잔류 응력이 너무 크고 열처리로 인한 응력 해제 후 변형이 너무 큽니다.

개선 조치:거친 선삭 후 잔류물 양을 줄이고 열처리 후 변형을 최소화하고 거친 선삭 후 어닐링 공정을 추가하여 거친 선삭 후 내부 응력을 크게 줄이고 미세 선삭 전에 변형을 해제하고 미세 선삭 중 어닐링 공정으로 인한 변형을 수정하여 베어링의 치수 정확도와 안정성을 개선합니다.

이유 3: 기존 가공 방법에서 하드 터닝 챔퍼링 공정은 링의 거친 연삭 후에 이루어집니다. 얇은 벽 베어링의 경우 이 공정은 링의 진원도를 심각하게 손상시켜 가공 기준(외부 원)이 손상되고 궁극적으로 오차 반사가 발생하여 연삭 후 정밀도가 떨어집니다.

개선 조치: 선삭 정밀도를 개선하는 것을 기반으로 열처리 및 연삭의 변형량을 고려하여 고정밀 선반을 사용하여 챔퍼링을 완료합니다. 이후 연삭은 더 이상 각 챔퍼의 하드 터닝이 필요하지 않으므로 챔퍼를 돌려서 발생하는 클램핑 변형 및 절삭 변형이 줄어듭니다.

위의 개선 조치 후, 열처리 후 베어링 링을 샘플링하여 개선 전후의 링의 타원도와 휨이 크게 개선되었습니다. 개선 조치에 따라 연삭 공정도 개선되었고, 경질 선삭 챔퍼링 공정, 비임계 표면 연삭 공정 및 링의 반경 연삭력이 감소되었습니다. 선삭 및 연삭의 포괄적인 개선을 통해 로봇용 박벽 앵귤러 접촉 볼 베어링의 합격률은 개선 전 50% 미만에서 95%로 증가하여 가공 품질이 크게 향상되었습니다.

c) 결과

1. 최적화된 제품 가공 품질

2. 개선된 조정 정확도

3. 감소된 가공 단계

4. 개선된 작업 효율성

5. 감소된 노동 강도 및 가공 비용

 고객 추천

QIBR 기술자가 당사와 소통했을 때, 당사 기술 부서는 베어링에 대한 요구 사항을 제시하여 열처리로 인한 베어링 고장 문제를 해결하고 베어링이 견딜 수 있는 하중을 보장하기를 바랐습니다. QIBR 기술자는 당사가 이전에 사용하던 베어링을 테스트하고 기존 베어링 사용을 대체하기 위해 QIBR 박벽 앵귤러 접촉 볼 베어링을 개발했습니다. 당사는 설치된 로봇에 대한 실제 테스트를 수행하여 기대에 부합하는 데이터를 얻었고, 이를 통해 가공 기술로 인한 베어링 고장 문제를 완벽하게 해결하고 로봇의 생산 품질과 서비스 수명을 개선했으며 생산 비용과 손상률도 줄였습니다.

최종 고객은 QIBR을 극찬했으며, 당사는 앞으로도 QIBR의 전문 제품을 선택할 것입니다.