Стандарты працэсу штампоўкі вонкавых звянных пласцін ролікавых ланцугоў

Стандарты працэсу штампоўкі вонкавых звянных пласцін ролікавых ланцугоў

У прамысловых сістэмах прывадаў ролікавыя ланцугі з'яўляюцца асноўнымі кампанентамі прывада, і іх прадукцыйнасць непасрэдна вызначае эфектыўнасць працы і тэрмін службы абсталявання. Знешнія злучальныя пласціны, «шкілет» ланцугоў...ролікавы ланцуг, адыгрываюць вырашальную ролю ў перадачы нагрузак і злучэнні звёнаў ланцуга. Стандартызацыя і дакладнасць іх вытворчага працэсу з'яўляюцца вырашальнымі фактарамі, якія ўплываюць на агульную якасць ролікавага ланцуга. Штампоўка, асноўны метад вырабу вонкавых звенных пласцін, патрабуе строгіх стандартаў на кожным этапе, ад выбару сыравіны да пастаўкі гатовай прадукцыі, каб гарантаваць, што вонкавыя звенные пласціны валодаюць дастатковай трываласцю, глейкасцю і дакладнасцю памераў. У гэтым артыкуле будзе прадстаўлены падрабязны аналіз поўных тэхналагічных стандартаў для штампоўкі вонкавых звенных пласцін ролікавых ланцугоў, што дасць спецыялістам галіны прафесійную інфармацыю і дазволіць канчатковым карыстальнікам лепш зразумець логіку працэсу вытворчасці высакаякасных ролікавых ланцугоў.

I. Асноўныя гарантыі перад штампоўкай: выбар сыравіны і стандарты папярэдняй апрацоўкі

Вытворчасць вонкавых злучальных пласцін пачынаецца з высакаякаснай сыравіны. Працэс штампоўкі ўстанаўлівае выразныя патрабаванні да механічных уласцівасцей і хімічнага складу матэрыялу, якія з'яўляюцца неабходнымі для бесперабойнага выканання наступных працэсаў. У цяперашні час асноўнымі матэрыяламі для вонкавых злучальных пласцін у прамысловасці з'яўляюцца нізкавугляродзістыя легаваныя канструкцыйныя сталі (напрыклад, 20Mn2 і 20CrMnTi) і высакаякасныя вугляродзістыя канструкцыйныя сталі (напрыклад, сталь 45). Выбар матэрыялу залежыць ад прымянення ролікавага ланцуга (напрыклад, вялікія нагрузкі, высокія хуткасці і агрэсіўнае асяроддзе). Аднак, незалежна ад абранага матэрыялу, ён павінен адпавядаць наступным асноўным стандартам:

1. Стандарты хімічнага складу сыравіны
Кантроль утрымання вугляроду (C): Для сталі 45 утрыманне вугляроду павінна быць у межах ад 0,42% да 0,50%. Больш высокае ўтрыманне вугляроду можа павялічыць далікатнасць і расколіннасць матэрыялу падчас штампоўкі, у той час як ніжэйшае ўтрыманне вугляроду можа паўплываць на яго трываласць пасля наступнай тэрмічнай апрацоўкі. Утрыманне марганцу (Mn) у сталі 20Mn2 павінна падтрымлівацца ў межах ад 1,40% да 1,80%, каб палепшыць пракальвальнасць і трываласць матэрыялу, гарантуючы, што вонкавыя злучальныя пласціны супраціўляюцца разбурэнню пры ўдарных нагрузках. Абмежаванні на шкодныя элементы: Утрыманне серы (S) і фосфару (P) павінна строга кантралявацца ніжэй за 0,035%. Гэтыя два элементы могуць утвараць злучэнні з нізкай тэмпературай плаўлення, у выніку чаго матэрыял становіцца «гарачаломкім» або «халодналомкім» падчас працэсу штампоўкі, што ўплывае на выхад гатовай прадукцыі.

2. Стандарты папярэдняй апрацоўкі сыравіны

Перад тым, як паступіць на працэс штампоўкі, сыравіна праходзіць тры этапы папярэдняй апрацоўкі: травленне, фасфатаванне і алейную апрацоўку. Кожны этап мае выразна акрэсленыя патрабаванні да якасці:

Траўленне: Выкарыстоўваючы 15%-20% раствор салянай кіслаты, замочыце пры пакаёвай тэмпературы на працягу 15-20 хвілін, каб выдаліць акаліну і іржу са сталёвай паверхні. Пасля траўлення сталёвая паверхня павінна быць без бачнай акаліны і празмернай карозіі (пітынгу), якія могуць паўплываць на адгезію наступнага фасфатнага пакрыцця.

Фасфатаванне: Выкарыстоўваючы раствор фасфатавання на аснове цынку, апрацоўвайце пры тэмпературы 50-60°C на працягу 10-15 хвілін да ўтварэння фасфатнага пакрыцця таўшчынёй 5-8 мкм. Фасфатнае пакрыццё павінна быць аднастайным і шчыльным, з адгезіяй, якая дасягае ўзроўню 1 (без адслойвання) пры выкарыстанні тэсту на папярочны разрэз. Гэта памяншае трэнне паміж штампам і сталёвай пласцінай, падаўжаючы тэрмін службы штампа і павышаючы ўстойлівасць да іржы вонкавай злучальнай пласціны.

Нанясенне алею: распыліце тонкі пласт антыкаразійнага алею (таўшчынёй ≤ 3 мкм) на паверхню фасфатнага пакрыцця. Алейная плёнка павінна быць нанесена раўнамерна без прабелаў або назапашвання. Гэта прадухіляе іржаўленне сталёвай пласціны падчас захоўвання, захоўваючы пры гэтым дакладнасць наступных аперацый штампоўкі.

II. Стандарты для працэсаў штампоўкі стрыжняў: кантроль дакладнасці ад высечкі да фармавання

Працэс штампоўкі вонкавых звёнаў ролікавых ланцугоў складаецца з чатырох асноўных этапаў: высечкі, штампоўкі, фармавання і абрэзкі. Параметры абсталявання, дакладнасць штампа і аперацыйныя працэдуры кожнага этапу непасрэдна ўплываюць на дакладнасць памераў і механічныя ўласцівасці вонкавых звёнаў. Неабходна строга выконваць наступныя стандарты:

1. Стандарты працэсу гашэння
Высечка прадугледжвае штампоўку з неапрацаваных сталёвых лістоў у нарыхтоўкі, якія адпавядаюць разгорнутым памерам знешніх звёнаў. Забеспячэнне дакладнасці памераў і якасці краю нарыхтовак мае вырашальнае значэнне для гэтага працэсу.

Выбар абсталявання: патрабуецца закрыты аднакропкавы прэс (магутнасць залежыць ад памеру вонкавага звяна, звычайна 63-160 кН). Дакладнасць ходу паўзуноў прэса павінна кантралявацца ў межах ±0,02 мм, каб забяспечыць аднолькавы ход для кожнага прэса і пазбегнуць адхіленняў памераў.

Дакладнасць штампа: Зазор паміж пуансонам і штампам высечкі павінен вызначацца ў залежнасці ад таўшчыні матэрыялу, звычайна 5%-8% ад таўшчыні матэрыялу (напрыклад, для таўшчыні матэрыялу 3 мм зазор складае 0,15-0,24 мм). Шурпатасць рэжучай абзы штампа павінна быць меншай за Ra0,8 мкм. Знос абзы, які перавышае 0,1 мм, патрабуе своечасовай перашліфоўкі, каб прадухіліць утварэнне задзірын на краі нарыхтоўкі (вышыня задзірын ≤ 0,05 мм).

Патрабаванні да памераў: адхіленне даўжыні нарыхтоўкі павінна кантралявацца ў межах ±0,03 мм, адхіленне шырыні — у межах ±0,02 мм, а адхіленне па дыяганалі — у межах 0,04 мм пасля высечкі, каб забяспечыць дакладныя апорныя кропкі для наступных этапаў апрацоўкі.

2. Стандарты працэсу штампоўкі

Штампоўка — гэта працэс прабівання адтулін для балтоў і ролікаў для вонкавых злучальных пласцін у нарыхтоўцы пасля высечкі. Дакладнасць размяшчэння адтулін і дакладнасць дыяметра непасрэдна ўплываюць на якасць зборкі ролікавага ланцуга.

Метад пазіцыянавання: выкарыстоўваецца падвойнае пазіцыянаванне апорных пунктаў (з выкарыстаннем двух сумежных краёў нарыхтоўкі ў якасці апорнай кропкі). Фіксуючыя штыфты павінны адпавядаць дакладнасці IT6, каб забяспечыць аднолькавае становішча нарыхтоўкі падчас кожнай прабіўкі. Адхіленне становішча адтуліны павінна быць ≤ 0,02 мм (адносна паверхні вонкавай злучальнай пласціны). Дакладнасць дыяметра адтуліны: адхіленне дыяметра паміж адтулінамі для ніта і роліка павінна адпавядаць патрабаванням дапушчальнага ўзроўню IT9 (напрыклад, для адтуліны 10 мм адхіленне складае +0,036 мм/-0 мм). Дапушчальнае адхіленне кругласці адтуліны павінна быць ≤0,01 мм, а шурпатасць сценкі адтуліны павінна быць меншай за Ra1,6 мкм. Гэта прадухіляе занадта свабоднае або занадта тугое нацяжэнне звёнаў ланцуга з-за адхілення дыяметра адтуліны, што можа паўплываць на стабільнасць перадачы.

Парадак прабівання: спачатку прабіце адтуліны для нітаў, а затым для ролікаў. Адхіленне адлегласці паміж цэнтрамі паміж двума адтулінамі павінна быць у межах ±0,02 мм. Сукупнае адхіленне адлегласці паміж цэнтрамі непасрэдна прывядзе да адхілення кроку ў ролікавым ланцугу, што, у сваю чаргу, паўплывае на дакладнасць перадачы.

3. Фарміраванне стандартаў працэсу

Фармаванне прадугледжвае працісканне выбітай нарыхтоўкі праз штамп у канчатковую форму вонкавай злучальнай пласціны (напрыклад, выгнутую або ступеністую). Гэты працэс патрабуе забеспячэння дакладнасці формы вонкавай злучальнай пласціны і кантролю спружыністасці.

Канструкцыя формы: фармавальная форма павінна мець сегментаваную структуру з двума станцыямі, папярэдняй і канчатковай, сканфігураванымі ў адпаведнасці з формай вонкавай злучальнай пласціны. Станцыя папярэдняй фарміроўкі спачатку прэсуе загатоўку ў папярэднюю форму, каб паменшыць дэфармацыйныя напружанні падчас канчатковага фарміравання. Шурпатасць паверхні поласці фармавальнай формы павінна дасягаць Ra0,8 мкм, каб забяспечыць гладкую паверхню вонкавай злучальнай пласціны без увагнутасцей.

Кантроль ціску: Ціск фармавання павінен разлічвацца зыходзячы з мяжы цякучасці матэрыялу і звычайна ў 1,2-1,5 раза перавышае мяжу цякучасці матэрыялу (напрыклад, мяжа цякучасці сталі 20Mn2 складае 345 МПа; ціск фармавання павінен кантралявацца ў межах 414-517 МПа). Занадта нізкі ціск прывядзе да няпоўнага фармавання, а занадта вялікі ціск выкліча празмерную пластычную дэфармацыю, што паўплывае на наступную прадукцыйнасць тэрмічнай апрацоўкі. Кантроль спружыністасці: Пасля фармавання спружыністасць вонкавай злучальнай пласціны павінна кантралявацца ў межах 0,5°. Гэтаму можна супрацьстаяць, усталяваўшы кампенсацыйны вугал у паражніне формы (вызначаецца зыходзячы з характарыстык спружыністасці матэрыялу, звычайна 0,3°-0,5°), каб гарантаваць, што гатовы выраб адпавядае патрабаванням канструкцыі.

4. Стандарты працэсу абрэзкі
Абрэзка - гэта працэс выдалення лішняга матэрыялу і адслойванняў, якія ўтвараюцца падчас фармавання, каб забяспечыць прамыя краю вонкавай злучальнай пласціны.

Дакладнасць абрэзкі штампа: Зазор паміж пуансонам і штампам абрэзкі павінен кантралявацца ў межах 0,01-0,02 мм, а вастрыня рэжучай абзы павінна быць меншай за Ra0,4 мкм. Пераканайцеся, што краю вонкавай злучальнай пласціны пасля абрэзкі не маюць задзірын (вышыня задзірын ≤ 0,03 мм), а памылка прамалінейнасці краю ≤ 0,02 мм/м.

Паслядоўнасць абрэзкі: спачатку абрэжце доўгія краю, потым кароткія. Гэта прадухіляе дэфармацыю вонкавай злучальнай пласціны з-за няправільнай паслядоўнасці абрэзкі. Пасля абрэзкі вонкавая злучальная пласціна павінна прайсці візуальны агляд, каб пераканацца ў адсутнасці дэфектаў, такіх як сколы або расколіны.

III. Стандарты кантролю якасці пасля штампоўкі: комплексны кантроль характарыстык гатовай прадукцыі

Пасля штампоўкі вонкавыя злучальныя пласціны праходзяць тры строгія працэсы кантролю якасці: кантроль памераў, кантроль механічных уласцівасцей і кантроль знешняга выгляду. Толькі вырабы, якія адпавядаюць усім стандартам, могуць прайсці наступныя працэсы тэрмічнай апрацоўкі і зборкі. Канкрэтныя стандарты кантролю наступныя:

1. Стандарты праверкі памераў
Для кантролю памераў выкарыстоўваецца трохмерная каардынатна-вымяральная машына (дакладнасць ≤ 0,001 мм) у спалучэнні са спецыялізаванымі калібрамі, прычым асноўная ўвага надаецца наступным ключавым памерам:

Крок: крок вонкавай ланцуговай пласціны (адлегласць паміж двума адтулінамі для балтоў) павінен мець дапушчальнае адхіленне ±0,02 мм, з сумарнай памылкай кроку ≤0,05 мм на 10 штук. Празмернае адхіленне кроку можа выклікаць вібрацыю і шум падчас перадачы ролікавага ланцуга.

Таўшчыня: Адхіленне таўшчыні вонкавай пласціны звяна павінна адпавядаць патрабаванням дапушчальнага адхілення IT10 (напрыклад, для таўшчыні 3 мм адхіленне складае +0,12 мм/-0 мм). Варыяцыі таўшчыні ў межах партыі павінны быць ≤0,05 мм, каб прадухіліць нераўнамерную нагрузку на звёны ланцуга з-за нераўнамернай таўшчыні. Дапушчальнае адхіленне становішча адтуліны: Адхіленне становішча паміж адтулінай для ніта і адтулінай для роліка павінна быць ≤0,02 мм, а памылка сумяшчэння адтуліны павінна быць ≤0,01 мм. Пераканайцеся, што зазор паміж штыфтом і ролікам адпавядае патрабаванням канструкцыі (зазор звычайна складае 0,01-0,03 мм).

2. Стандарты выпрабаванняў механічных уласцівасцей

Выпрабаванні механічных уласцівасцей патрабуюць выпадковага адбору 3-5 узораў з кожнай партыі прадукцыі для выпрабаванняў на трываласць на расцяжэнне, цвёрдасць і выгіб.

Трываласць на расцяжэнне: правяраецца з выкарыстаннем універсальнай выпрабавальнай машыны для матэрыялаў, трываласць на расцяжэнне вонкавай злучальнай пласціны павінна быць ≥600 МПа (пасля тэрмічнай апрацоўкі сталі 45) або ≥800 МПа (пасля тэрмічнай апрацоўкі 20Mn2). Разбурэнне павінна адбывацца ў зоне без адтуліны вонкавай злучальнай пласціны. Разбурэнне паблізу адтуліны сведчыць аб канцэнтрацыі напружанняў падчас працэсу штампоўкі, і параметры штампа павінны быць адрэгуляваны. Выпрабаванне на цвёрдасць: выкарыстоўвайце цвёрдамер па Роквелу для вымярэння павярхоўнай цвёрдасці вонкавых злучальных пласцін. Цвёрдасць павінна кантралявацца ў межах HRB80-90 (адпалены стан) або HRC35-40 (загартаваны і адпушчаны стан). Занадта высокая цвёрдасць павялічвае далікатнасць матэрыялу і схільнасць да разбурэння; занадта нізкая цвёрдасць паўплывае на зносаўстойлівасць.

Выпрабаванне на выгіб: Зігніце вонкавыя ланцуговыя пласціны на 90° уздоўж іх даўжыні. Пасля выгібу на паверхні не павінна быць расколін або разломаў. Спружыністасць пасля разгрузкі павінна быць ≤5°. Гэта гарантуе, што вонкавыя ланцуговыя пласціны маюць дастатковую трываласць, каб вытрымліваць ударныя нагрузкі падчас перадачы.

3. Стандарты праверкі знешняга выгляду

Кантроль знешняга выгляду праводзіцца камбінацыяй візуальнага агляду і агляду з дапамогай лупы (10-кратнае павелічэнне). Канкрэтныя патрабаванні наступныя:

Якасць паверхні: Знешняя паверхня рычажнай пласціны павінна быць гладкай і роўнай, без драпін (глыбіня ≤ 0,02 мм), увагнутасцей або іншых дэфектаў. Фасфатнае пакрыццё павінна быць аднастайным і без адсутнасці пакрыцця, пажаўцення або адслойвання. Якасць абзоў: Абзоў павінен быць без задзірын (вышыня ≤ 0,03 мм), сколаў (памер сколаў ≤ 0,1 мм), расколін або іншых дэфектаў. Невялікія задзірыны неабходна выдаліць шляхам пасівацыі (апускання ў пасівацыйны раствор на 5-10 хвілін), каб прадухіліць драпіны на прывадзе або іншых кампанентах падчас зборкі.
Якасць сценкі адтуліны: сценка адтуліны павінна быць гладкай, без уступаў, драпін, дэфармацый або іншых дэфектаў. Пры праверцы з дапамогай калібра, калібр павінен праходзіць гладка, а калібр, які паказвае няправільную якасць, — не, што гарантуе адпаведнасць адтуліны патрабаванням дакладнасці зборкі.

IV. Кірункі аптымізацыі працэсу штампоўкі: ад стандартызацыі да інтэлекту

З пастаянным развіццём тэхналогій прамысловай вытворчасці, стандарты для працэсаў штампоўкі вонкавых звёнаў ролікавых ланцугоў таксама пастаянна ўдасканальваюцца. Будучае развіццё будзе арыентавана на інтэлектуальныя, зялёныя і высокадакладныя працэсы. Канкрэтныя напрамкі аптымізацыі наступныя:

1. Ужыванне інтэлектуальнага вытворчага абсталявання

Укараненне штамповачных станкоў з ЧПУ і прамысловых робатаў для дасягнення аўтаматызаванага і інтэлектуальнага кіравання працэсам штампоўкі:

Штамповачныя станкі з ЧПУ: абсталяваныя высокадакладнай сервасістэмай, яны дазваляюць рэгуляваць параметры ў рэжыме рэальнага часу, такія як ціск штампоўкі і хуткасць ходу, з дакладнасцю кіравання ±0,001 мм. Яны таксама маюць функцыі самадыягностыкі, што дазваляе своечасова выяўляць такія праблемы, як знос штампа і анамаліі матэрыялу, што зніжае колькасць дэфектных вырабаў.

Прамысловыя робаты: выкарыстоўваюцца для загрузкі сыравіны, перадачы дэталяў, штампоўкі і сартавання гатовай прадукцыі, яны замяняюць ручныя аперацыі. Гэта не толькі павышае эфектыўнасць вытворчасці (забяспечваючы бесперапынную вытворчасць 24 гадзіны на суткі), але і ліквідуе адхіленні памераў, выкліканыя ручным кіраваннем, забяспечваючы стабільную якасць прадукцыі.

2. Прасоўванне зялёных працэсаў

Зніжэнне спажывання энергіі і забруджвання навакольнага асяроддзя пры захаванні стандартаў працэсу:

Аптымізацыя матэрыялу формы: выкарыстанне кампазітнай формы з хуткарэзнай сталі (HSS) і цвёрдасплаву (WC) павялічвае тэрмін службы формы (тэрмін службы можа быць падоўжаны ў 3-5 разоў), памяншае частату замены формы і памяншае адходы матэрыялу.

Паляпшэнне працэсу папярэдняй апрацоўкі: укараненне тэхналогіі фасфатавання без фосфару і выкарыстанне экалагічна чыстых раствораў для фасфатавання зніжае забруджванне фосфарам. Акрамя таго, электрастатычнае распыленне антыкаразійнага алею паляпшае выкарыстанне антыкаразійнага алею (каэфіцыент выкарыстання можа быць павялічаны да больш чым 95%) і зніжае выкіды алейнага туману.

3. Мадэрнізацыя тэхналогіі высокадакладнага кантролю

Для хуткай і дакладнай праверкі якасці вонкавых рычажных пласцін была ўкаранёна сістэма машыннага зроку.

Аснашчаная камерай высокай выразнасці (разрозненне ≥ 20 мегапікселяў) і праграмным забеспячэннем для апрацоўкі малюнкаў, сістэма машыннага зроку можа адначасова правяраць вонкавыя ланцуговыя пласціны на дакладнасць памераў, дэфекты знешняга выгляду, адхіленні становішча адтулін і іншыя параметры. Сістэма можа пахваліцца хуткасцю праверкі 100 штук у хвіліну, што больш чым у 10 разоў перавышае дакладнасць ручной праверкі. Яна таксама дазваляе захоўваць і аналізаваць дадзеныя праверкі ў рэжыме рэальнага часу, забяспечваючы падтрымку дадзеных для аптымізацыі працэсу.

Выснова: Стандарты — гэта аснова якасці, а дэталі вызначаюць надзейнасць перадачы.

Працэс штампоўкі вонкавых звянных пласцін ролікавага ланцуга можа здацца простым, але на кожным этапе неабходна выконваць строгія стандарты — ад кантролю хімічнага складу сыравіны да забеспячэння дакладнасці памераў падчас працэсу штампоўкі і ўсебаковага кантролю якасці гатовай прадукцыі. Недагляд любой дэталі можа прывесці да пагаршэння прадукцыйнасці вонкавай звяной пласціны і, адпаведна, паўплываць на надзейнасць перадачы ўсяго ролікавага ланцуга.