Тэхнічныя патрабаванні да высокадакладнага шліфавання ролікавых ланцугоў
У галіне прамысловых перадач,ролікавыя ланцугіз'яўляюцца ключавымі кампанентамі для перадачы магутнасці і кіравання рухам. Іх дакладнасць непасрэдна вызначае эфектыўнасць працы абсталявання, стабільнасць і тэрмін службы. Працэс шліфавання, апошні этап у павышэнні дакладнасці ў вытворчасці ролікавых ланцугоў, з'яўляецца ключавым адрозненнем паміж стандартнымі і высокадакладнымі ланцугамі. У гэтым артыкуле будуць разгледжаны асноўныя тэхнічныя патрабаванні да высокадакладнага шліфавання ролікавых ланцугоў, ахопліваючы прынцыпы працэсу, падрабязны кантроль, стандарты якасці і сцэнарыі прымянення, што забяспечвае поўнае разуменне гэтай крытычна важнай тэхналогіі, якая падтрымлівае вытворчасць высокакласнага абсталявання.
1. Асноўная каштоўнасць высокадакладнага шліфавання ролікавых ланцугоў: чаму гэта «якар» дакладнасці перадачы
Перш чым абмяркоўваць тэхнічныя патрабаванні, трэба спачатку ўдакладніць: чаму прафесійнае шліфаванне неабходна для высокадакладных ролікавых ланцугоў? У параўнанні з традыцыйнымі метадамі апрацоўкі, такімі як тачэнне і фрэзераванне, шліфаванне з яго унікальнымі перавагамі стала асноўным сродкам дасягнення дакладнасці на ўзроўні мікрон у ролікавых ланцугах.
З прамысловага пункту гледжання, няхай гэта будзе ў сістэмах газаразмеркавання рухавікоў у аўтамабільнай вытворчасці, прывадах канвеераў для інтэлектуальнага лагістычнага абсталявання або перадачы магутнасці ў дакладных станках, патрабаванні да дакладнасці ролікавых ланцугоў перайшлі з міліметровага на мікронны ўзровень. Памылка кругласці ролікаў павінна кантралявацца ў межах 5 мкм, дапушчальныя адтуліны ў пласцінах ланцуга павінны быць меншымі за 3 мкм, а шурпатасць паверхні штыфта павінна дасягаць Ra0,4 мкм або менш. Гэтыя строгія патрабаванні да дакладнасці можна надзейна дасягнуць толькі шляхам шліфавання.
У прыватнасці, асноўная каштоўнасць высокадакладнага шліфавання ролікавых ланцугоў заключаецца ў трох ключавых абласцях:
Магчымасць карэкцыі памылак: дзякуючы хуткаснай рэзцы шліфавальнага круга дакладна выдаляюцца дэфармацыі і адхіленні памераў, выкліканыя папярэднімі працэсамі (такімі як коўка і тэрмічная апрацоўка), што забяспечвае размерную кансістэнцыю кожнага кампанента;
Паляпшэнне якасці паверхні: шліфаванне эфектыўна памяншае шурпатасць паверхні кампанентаў, памяншае страты на трэнне падчас працы ланцуга і падаўжае тэрмін службы;
Забеспячэнне геаметрычнай дакладнасці: для крытычных геаметрычных дапушчэнняў, такіх як кругласць і цыліндрычнасць ролікаў, прамалінейнасць штыфтоў і паралельнасць ланцужных пласцін, працэс шліфавання дасягае дакладнасці кіравання, значна перавышаючай іншыя метады апрацоўкі.
II. Асноўныя тэхнічныя патрабаванні да высокадакладнага шліфавання ролікавых ланцугоў: комплексны кантроль ад кампанента да кампанента
Працэс шліфавання высокадакладных ролікавых ланцугоў — гэта не адзін этап, а сістэматычны працэс, які ахоплівае тры асноўныя кампаненты: ролікі, штыфты і ланцуговыя пласціны. Кожны этап падпарадкоўваецца строгім тэхнічным стандартам і эксплуатацыйным спецыфікацыям.
(I) Шліфаванне валкамі: «бітва на мікронным узроўні» паміж кругласцю і цыліндрычнасцю
Ролікі з'яўляюцца ключавымі кампанентамі ў счапленні ролікавых ланцугоў і зорачак. Іх круглявасць і цыліндрычнасць непасрэдна ўплываюць на плаўнасць счаплення і эфектыўнасць перадачы. Падчас шліфавання ролікаў неабходна старанна кантраляваць наступныя тэхнічныя патрабаванні:
Кантроль дакладнасці памераў:
Дапушчальнае адхіленне вонкавага дыяметра роліка павінна строга адпавядаць GB/T 1243-2006 або ISO 606. Для высокадакладных марак (напрыклад, маркі C і вышэй) дапушчальнае адхіленне вонкавага дыяметра павінна кантралявацца ў межах ±0,01 мм. Шліфаванне патрабуе трохэтапнага працэсу: грубае шліфаванне, паўчыставае шліфаванне і чыставае шліфаванне. Кожны этап патрабуе кантролю на лінейцы з дапамогай лазернага дыяметраметра, каб гарантаваць, што адхіленні памераў застаюцца ў межах дапушчальнага дыяпазону. Патрабаванні да геаметрычных дапушчальных адхіленняў:
Кругласутасць: Пахібка круглавасці высокадакладных ролікаў павінна быць ≤5 мкм. Падчас шліфавання неабходна выкарыстоўваць падвойнае цэнтральнае пазіцыянаванне разам з высокай хуткасцю кручэння шліфавальнага круга (лінейная хуткасць ≥35 м/с), каб мінімізаваць уплыў цэнтрабежнай сілы на круглавасць.
Цыліндрычнасць: Пахібка цыліндрычнасці павінна быць ≤8 мкм. Рэгуляванне вугла праўкі шліфавальнага круга (звычайна 1°-3°) забяспечвае прамалінейнасць вонкавага дыяметра роліка.
Паралельнасць тарцоў: памылка паралельнасці двух тарцоў роліка павінна быць ≤0,01 мм. Падчас шліфавання неабходна выкарыстоўваць прыстасаванні для пазіцыянавання тарцоў, каб прадухіліць адхіленне счаплення, выкліканае нахілам тарца.
Патрабаванні да якасці паверхні:
Шурпатасць паверхні валіка павінна складаць ад Ra 0,4 да 0,8 мкм. Неабходна пазбягаць дэфектаў паверхні, такіх як драпіны, апёкі і акаліна. Падчас шліфавання неабходна кантраляваць канцэнтрацыю шліфавальнай вадкасці (звычайна 5%-8%) і ціск струменя (≥0,3 МПа), каб хутка рассейваць цяпло, якое ўзнікае пры шліфаванні, і прадухіліць апёкі паверхні. Акрамя таго, падчас тонкага шліфавання варта выкарыстоўваць дробназярністы шліфавальны круг (напрыклад, 80#-120#) для паляпшэння якасці паверхні.
(II) Шліфаванне штыфтоў: «дакладны тэст» на прамалінейнасць і сувосевасць
Штыфт з'яўляецца асноўным кампанентам, які злучае пласціны ланцуга і ролікі. Яго прамалінейнасць і сувосевасць непасрэдна ўплываюць на гнуткасць і тэрмін службы ланцуга. Тэхнічныя патрабаванні да шліфавання штыфтоў сканцэнтраваны на наступных аспектах:
Кантроль прамалінейнасці:
Памылка прамалінейнасці штыфта павінна быць ≤0,005 мм/м. Падчас шліфавання неабходна выкарыстоўваць метад «стабільная апора + падвойнае цэнтральнае пазіцыянаванне», каб прадухіліць дэфармацыю выгібу, выкліканую ўласнай вагой штыфта. Для штыфтоў даўжынёй больш за 100 мм праверка прамалінейнасці павінна праводзіцца кожныя 50 мм падчас працэсу шліфавання, каб пераканацца, што агульная прамалінейнасць адпавядае патрабаванням. Патрабаванні да сувоснасці:
Памылка сумяшчэння шыек на абодвух канцах штыфта павінна быць ≤0,008 мм. Падчас шліфавання цэнтральныя адтуліны на абодвух канцах штыфта павінны выкарыстоўвацца ў якасці арыенціру (дакладнасць цэнтральнай адтуліны павінна адпавядаць класу А ў GB/T 145-2001). Шліфавальны круг павінен быць апрацаваны і размешчаны такім чынам, каб забяспечыць выраўноўванне восяў шыек на абодвух канцах. Акрамя таго, неабходна праводзіць выбарачныя праверкі сумяшчэння з выкарыстаннем трохмернай каардынатна-вымяральнай машыны з мінімальнай частатой кантролю 5%. Цвёрдасць паверхні і сумяшчальнасць пры шліфаванні:
Шпількі перад шліфаваннем павінны прайсці тэрмічную апрацоўку (звычайна цэментацыю і загартоўку да цвёрдасці HRC 58-62). Параметры шліфавання павінны быць скарэкціраваны ў залежнасці ад цвёрдасці:
Грубае шліфаванне: выкарыстоўвайце шліфавальны круг сярэдняй зярністасці (60#-80#), кантралюйце глыбіню шліфавання да 0,05-0,1 мм і хуткасць падачы 10-15 мм/мін.
Дробнае шліфаванне: выкарыстоўвайце дробназярністы шліфавальны круг (120#-150#), кантралюйце глыбіню шліфавання да 0,01-0,02 мм і выкарыстоўвайце хуткасць падачы 5-8 мм/мін, каб пазбегнуць расколін на паверхні або страты цвёрдасці, выкліканых няправільным выбарам параметраў шліфавання.
(III) Шліфаванне ланцужных пласцін: дэталёвы кантроль дакладнасці і плоскасці адтулін
Ланцуговыя пласціны з'яўляюцца асновай ролікавых ланцугоў. Дакладнасць адтулін і плоскасць іх непасрэдна ўплываюць на дакладнасць зборкі ланцуга і стабільнасць перадачы. Шліфоўка ланцуговых пласцін у першую чаргу накіравана на дзве ключавыя зоны: адтуліну ў ланцуговай пласціне і паверхню ланцуговай пласціны. Тэхнічныя патрабаванні наступныя:
Дакладнасць шліфавання адтулін у ланцуговай пласціне:
Дапушчальны памер адтуліны: дапушчальны памер адтуліны для высокадакладных ланцуговых пласцін павінен кантралявацца ў межах H7 (напрыклад, для адтуліны φ8 мм дапушчальны памер складае ад +0,015 мм да 0 мм). Для забеспячэння дакладных памераў адтуліны выкарыстоўваюцца алмазныя шліфавальныя кругі (зерністасць 150#-200#) і высакахуткасны шпіндзель (≥8000 абаротаў у хвіліну).
Дапушчальнае адхіленне становішча адтуліны: адлегласць паміж цэнтрамі суседніх адтулін павінна быць ≤0,01 мм, а памылка перпендыкулярнасці паміж воссю адтуліны і паверхняй ланцуговай пласціны павінна быць ≤0,005 мм. Шліфаванне патрабуе спецыяльнага інструмента і маніторынгу ў рэжыме рэальнага часу з дапамогай сістэмы візуальнага кантролю CCD.
Патрабаванні да шліфоўкі паверхні ланцуговай пласціны:
Памылка плоскасці ланцуга павінна быць ≤0,003 мм/100 мм, а шурпатасць паверхні павінна дасягаць Ra0,8 мкм. Шліфаванне патрабуе працэсу «двухбаковага шліфавання». Сінхранізаванае кручэнне (лінейная хуткасць ≥ 40 м/с) і падача верхняга і ніжняга шліфавальных колаў забяспечваюць паралельнасць і плоскасць з абодвух бакоў ланцуга. Акрамя таго, ціск шліфавання (звычайна 0,2-0,3 МПа) павінен кантралявацца, каб прадухіліць дэфармацыю ланцуга з-за нераўнамернага ўздзеяння сілы.
III. Кіраванне працэсам высокадакладнага шліфавання ролікавых ланцугоў: комплексная гарантыя ад абсталявання да кіраўніцтва
Каб дасягнуць гэтых строгіх тэхнічных патрабаванняў, простага ўстанаўлення параметраў апрацоўкі недастаткова. Таксама неабходна стварыць комплексную сістэму кіравання працэсам, якая ўключае выбар абсталявання, распрацоўку інструментаў, маніторынг параметраў і кантроль якасці.
(I) Выбар абсталявання: «Апаратная аснова» высокадакладнага шліфавання
Выбар шліфавальнага станка: абярыце высокадакладны шліфавальны станок з ЧПУ (дакладнасць пазіцыянавання ≤ 0,001 мм, паўтаральнасць ≤ 0,0005 мм), напрыклад, Junker (Германія) або Okamoto (Японія). Пераканайцеся, што дакладнасць станка адпавядае патрабаванням апрацоўкі.
Выбар шліфавальнага круга: выберыце адпаведны тып шліфавальнага круга ў залежнасці ад матэрыялу дэталі (звычайна 20CrMnTi або 40Cr) і патрабаванняў да апрацоўкі. Напрыклад, корундавы шліфавальны круг выкарыстоўваецца для шліфавання ролікаў, карбідкрэмніевы шліфавальны круг — для шліфавання штыфтоў, а алмазны шліфавальны круг — для шліфавання адтулін у ланцужных пласцінах.
Канфігурацыя выпрабавальнага абсталявання: Для спалучэння выбарачных праверак у рэжыме рэальнага часу і ў аўтаномным рэжыме падчас працэсу апрацоўкі патрабуецца высокадакладнае выпрабавальнае абсталяванне, такое як лазерны дыяметраметр, трохмерная каардынатна-вымяральная машына, прыбор для вымярэння шурпатасці паверхні і прыбор для вымярэння кругласці. (II) Канструкцыя інструмента: «ключавая падтрымка» дакладнасці і стабільнасці.
Прыстасаванні для пазіцыянавання: распрацоўвайце спецыялізаваныя прыстасаванні для пазіцыянавання ролікаў, штыфтоў і ланцугоў. Напрыклад, для ролікаў выкарыстоўваюцца прыстасаванні для пазіцыянавання з падвойным цэнтрам, для штыфтоў — прыстасаванні з цэнтральнай апорай рамы, а для ланцугоў — прыстасаванні для пазіцыянавання адтулін. Гэта забяспечвае дакладнае пазіцыянаванне і нулявы люфт падчас працэсу шліфавання.
Заціскныя прыстасаванні: выкарыстоўвайце гнуткія метады заціску (напрыклад, пнеўматычны або гідраўлічны заціск) для кантролю сілы заціску (звычайна 0,1-0,2 МПа), каб прадухіліць дэфармацыю кампанентаў, выкліканую празмернай сілай заціску. Акрамя таго, паверхні пазіцыянавання прыстасаванняў павінны рэгулярна паліравацца (да шурпатасці паверхні Ra 0,4 мкм або менш), каб забяспечыць дакладнасць пазіцыянавання. (III) Маніторынг параметраў: «Дынамічная гарантыя» з рэгуляваннем у рэжыме рэальнага часу.
Маніторынг параметраў апрацоўкі: сістэма ЧПУ кантралюе ключавыя параметры, такія як хуткасць шліфавання, хуткасць падачы, глыбіня шліфавання, канцэнтрацыя шліфавальнай вадкасці і тэмпература ў рэжыме рэальнага часу. Калі які-небудзь параметр перавышае зададзены дыяпазон, сістэма аўтаматычна падае сігнал трывогі і адключае станок, каб прадухіліць дэфектныя вырабы.
Кантроль тэмпературы: Цяпло, якое выпрацоўваецца падчас працэсу шліфавання, з'яўляецца асноўнай прычынай дэфармацыі дэталяў і апёкаў паверхні. Кантроль тэмпературы неабходны з дапамогай наступных метадаў:
Сістэма цыркуляцыі шліфавальнай вадкасці: выкарыстоўвайце шліфавальную вадкасць з высокай астуджальнай здольнасцю (напрыклад, эмульсійную або сінтэтычную шліфавальную вадкасць), абсталяваную халадзільнай устаноўкай для падтрымання тэмпературы 20-25°C.
Перыядычнае шліфаванне: для кампанентаў, схільных да награвання (напрыклад, штыфтоў), выкарыстоўваецца перыядычны працэс шліфавання «шліфаванне-астуджэнне-перашліфоўка», каб прадухіліць назапашванне цяпла. (IV) Кантроль якасці: «апошняя лінія абароны» для дасягнення дакладнасці.
Анлайн-кантроль: Лазерныя дыяметраметры, сістэмы візуальнага кантролю CCD і іншае абсталяванне ўстаноўлены побач са шліфавальнай станцыяй для правядзення кантролю памераў кампанентаў, а таксама дапушчальных адхіленняў формы і становішча ў рэжыме рэальнага часу. Толькі кваліфікаваныя кампаненты могуць перайсці да наступнага працэсу.
Аўтаматычны кантроль выбаркі: 5%-10% кожнай партыі прадукцыі праходзіць аўтаматычны кантроль з выкарыстаннем каардынатна-вымяральнай машыны (КІМ) для праверкі ключавых паказчыкаў, такіх як дапушчальнасць адтуліны і сувосяснасць, прыбора для праверкі кругласці ролікаў і прыбора для праверкі шурпатасці паверхні для праверкі якасці паверхні.
Патрабаванні да поўнай праверкі: Для высокадакладных ролікавых ланцугоў, якія выкарыстоўваюцца ў высакаякасным абсталяванні (напрыклад, у аэракасмічнай прамысловасці і дакладных станках), патрабуецца 100% поўная праверка, каб гарантаваць, што кожны кампанент адпавядае патрабаванай дакладнасці.
IV. Сцэнарыі прымянення і будучыя тэндэнцыі тэхналогіі высокадакладнага шліфавання ролікавых ланцугоў
(I) Тыповыя сцэнарыі прымянення
Высокадакладныя ролікавыя ланцугі, якія адрозніваюцца выдатнай дакладнасцю і стабільнасцю, шырока выкарыстоўваюцца ў галінах з жорсткімі патрабаваннямі да трансмісіі:
Аўтамабільная прамысловасць: ланцугі ГРМ рухавікоў і трансмісій павінны вытрымліваць высокія хуткасці (≥6000 абаротаў у хвіліну) і высокачастотныя ўдары, што прад'яўляе надзвычай высокія патрабаванні да кругласці ролікаў і прамалінейнасці штыфтоў;
Разумная лагістыка: аўтаматызаванае сартавальнае абсталяванне і канвеерныя сістэмы для высакаярусных складоў патрабуюць дакладнага кантролю хуткасці і пазіцыянавання. Дакладнасць адтулін у ланцужных пласцінах і цыліндрычнасць ролікаў непасрэдна ўплываюць на стабільнасць працы;
Дакладныя станкі: прывады шпіндзеляў і сістэмы падачы станкоў з ЧПУ патрабуюць кіравання рухам на мікранным узроўні. Сувосільнасць штыфтоў і плоскасць ланцужной пласціны маюць вырашальнае значэнне для забеспячэння дакладнасці перадачы.
(II) Тэндэнцыі будучых тэхналогій
З развіццём Industry 4.0 і разумнай вытворчасці, высокадакладныя працэсы шліфавання ролікавых ланцугоў развіваюцца ў наступных напрамках:
Інтэлектуальная апрацоўка: укараненне сістэм візуальнага кантролю на базе штучнага інтэлекту для аўтаматычнага вызначэння памераў кампанентаў і якасці паверхні, што дазваляе карэктаваць параметры і павышаць эфектыўнасць і стабільнасць апрацоўкі;
Зялёнае шліфаванне: распрацоўка экалагічна чыстых шліфавальных вадкасцей (напрыклад, біяраскладальных шліфавальных вадкасцей) у спалучэнні з эфектыўнымі сістэмамі фільтрацыі для зніжэння забруджвання навакольнага асяроддзя; адначасовае ўкараненне тэхналогіі нізкатэмпературнага шліфавання для зніжэння спажывання энергіі;
Камбінаванае шліфаванне: інтэграцыя працэсаў шліфавання ролікаў, штыфтоў і ланцуговых пласцін у адзіны кампазітны працэс з выкарыстаннем шматвосевых шліфавальных станкоў з ЧПУ для памяншэння памылак пазіцыянавання паміж працэсамі і далейшага павышэння агульнай дакладнасці.
Час публікацыі: 29 верасня 2025 г.