Requisits tècnics per al rectificat de cadenes de rodets d'alta precisió

Requisits tècnics per al rectificat de cadenes de rodets d'alta precisió

En la indústria de la transmissió industrial,cadenes de rodetssón components clau per a la transmissió de potència i el control del moviment. La seva precisió determina directament l'eficiència operativa, l'estabilitat i la vida útil de l'equip. El procés de rectificat, el pas final per millorar la precisió en la fabricació de cadenes de rodets, és el diferenciador clau entre les cadenes estàndard i les d'alta precisió. Aquest article aprofundirà en els requisits tècnics bàsics per al rectificat de cadenes de rodets d'alta precisió, cobrint els principis del procés, el control detallat, els estàndards de qualitat i els escenaris d'aplicació, proporcionant una comprensió completa d'aquesta tecnologia crítica que dóna suport a la fabricació d'equips d'alta gamma.

1. El valor fonamental del rectificat de cadenes de rodets d'alta precisió: per què és l'"àncora" de la precisió de la transmissió

Abans de discutir els requisits tècnics, primer hem d'aclarir: Per què és essencial el rectificat professional per a les cadenes de rodets d'alta precisió? En comparació amb els mètodes de mecanitzat tradicionals com el tornejat i el fresat, el rectificat, amb els seus avantatges únics, s'ha convertit en el mitjà principal per aconseguir una precisió a nivell de micres en les cadenes de rodets.

Des d'una perspectiva industrial, ja sigui en sistemes de sincronització de motors en la fabricació d'automòbils, accionaments de transportadors per a equips logístics intel·ligents o transmissió de potència en màquines-eina de precisió, els requisits de precisió de les cadenes de rodets han passat del nivell mil·limètric al nivell de micres. L'error de rodonesa del rodet s'ha de controlar dins de 5 μm, les toleràncies del forat de la placa de la cadena han de ser inferiors a 3 μm i la rugositat de la superfície del passador ha d'arribar a Ra0,4 μm o menys. Aquests requisits estrictes de precisió només es poden aconseguir de manera fiable mitjançant el rectificat.

Concretament, el valor fonamental del rectificat de cadenes de rodets d'alta precisió rau en tres àrees clau:

Capacitat de correcció d'errors: mitjançant el tall a alta velocitat de la mola, s'eliminen amb precisió les deformacions i les desviacions dimensionals causades per processos anteriors (com ara la forja i el tractament tèrmic), garantint la consistència dimensional de cada component;

Millora de la qualitat de la superfície: el rectificat redueix eficaçment la rugositat de la superfície dels components, redueix la pèrdua per fricció durant el funcionament de la cadena i allarga la vida útil;

Garantia de precisió geomètrica: per a toleràncies geomètriques crítiques com ara la rodonesa i la cilindricitat dels corrons, la rectitud dels passadors i el paral·lelisme de la placa de cadena, el procés de rectificat aconsegueix una precisió de control que supera amb escreix la d'altres mètodes de mecanitzat.

II. Requisits tècnics bàsics per al rectificat de cadenes de rodets d'alta precisió: control integral de component a component

El procés de rectificat de cadenes de rodets d'alta precisió no és un sol pas; més aviat, és un procés sistemàtic que cobreix els tres components principals: rodets, passadors i plaques de cadena. Cada pas està subjecte a estrictes normes tècniques i especificacions operatives.

(I) Rectificat de rodets: una "batalla a nivell de micres" entre la rodonesa i la cilindricitat

Els rodets són components clau en l'engranament de cadenes de rodets i rodes dentades. La seva rodonesa i cilindricitat influeixen directament en la suavitat de l'engranament i l'eficiència de la transmissió. Durant el rectificat de rodets, cal controlar acuradament els següents requisits tècnics:
Control de precisió dimensional:
La tolerància del diàmetre exterior del corró ha de complir estrictament la norma GB/T 1243-2006 o ISO 606. Per a graus d'alta precisió (per exemple, grau C i superior), la tolerància del diàmetre exterior s'ha de controlar amb un marge de ±0,01 mm. El rectificat requereix un procés de tres passos: rectificat en brut, rectificat de semiacabat i rectificat d'acabat. Cada pas requereix una inspecció en línia mitjançant un calibre de diàmetre làser per garantir que les desviacions dimensionals es mantinguin dins del rang permès. Requisits de tolerància geomètrica:

Rodonesa: L'error de rodonesa dels corrons d'alta precisió ha de ser ≤5 μm. Cal utilitzar un posicionament de doble centre durant la rectificació, juntament amb la rotació de la mola d'alta velocitat (velocitat lineal ≥35 m/s) per minimitzar els efectes de la força centrífuga sobre la rodonesa.

Cilindricitat: L'error de cilindricitat ha de ser ≤8 μm. L'ajust de l'angle de rectificat de la mola (normalment d'1° a 3°) garanteix la rectitud del diàmetre exterior del corró.

Paral·lelisme de la cara final: L'error de paral·lelisme de les dues cares finals del corró ha de ser ≤0,01 mm. Cal utilitzar accessoris de posicionament de la cara final durant el rectificat per evitar la desviació de l'engranament causada per la inclinació de la cara final.

Requisits de qualitat de la superfície:
El diàmetre exterior del corró ha de tenir una rugositat superficial de Ra 0,4-0,8 μm. Cal evitar defectes superficials com ara ratllades, cremades i incrustacions. Durant la mòlta, s'ha de controlar la concentració del fluid de mòlta (normalment 5%-8%) i la pressió del raig (≥0,3 MPa) per dissipar la calor de la mòlta ràpidament i evitar cremades superficials. A més, s'ha d'utilitzar una mola de gra fi (per exemple, 80#-120#) durant la fase de mòlta fina per millorar l'acabat superficial.

(II) Rectificat de passadors: una "prova de precisió" de rectitud i coaxialitat

El passador és el component central que connecta les plaques de la cadena i els rodets. La seva rectitud i coaxialitat influeixen directament en la flexibilitat i la vida útil de la cadena. Els requisits tècnics per al rectificat de passadors se centren en els aspectes següents:

Control de rectitud:
L'error de rectitud del passador ha de ser ≤0,005 mm/m. Durant el rectificat, s'ha d'utilitzar un mètode de "suport estable + doble posicionament central" per evitar la deformació per flexió causada pel propi pes del passador. Per a passadors de més de 100 mm de llargada, s'han de realitzar comprovacions de rectitud cada 50 mm durant el procés de rectificat per garantir que la rectitud general compleixi els requisits. Requisits de coaxialitat:
L'error de coaxialitat dels fusos a tots dos extrems del passador ha de ser ≤0,008 mm. Durant el rectificat, els forats centrals a tots dos extrems del passador s'han d'utilitzar com a referència (la precisió del forat central ha de complir la classe A de la norma GB/T 145-2001). La mola s'ha de polir i posicionar per garantir l'alineació de l'eix dels fusos a tots dos extrems. A més, s'han de dur a terme comprovacions puntuals fora de línia de la coaxialitat mitjançant una màquina de mesura de coordenades tridimensional, amb una taxa d'inspecció mínima del 5%. Duresa superficial i compatibilitat de rectificat:

Els eixos de passador s'han de sotmetre a un tractament tèrmic abans del rectificat (normalment carburació i tremp fins a una duresa de HRC 58-62). Els paràmetres de rectificat s'han d'ajustar segons la duresa:

Rectificat en brut: utilitzeu una mola de gra mitjà (60#-80#), controleu la profunditat de rectificat a 0,05-0,1 mm i utilitzeu una velocitat d'avanç de 10-15 mm/min.

Rectificat fi: utilitzeu una mola de gra fi (120#-150#), controleu la profunditat de rectificat a 0,01-0,02 mm i utilitzeu una velocitat d'avanç de 5-8 mm/min per evitar esquerdes superficials o pèrdua de duresa causada per paràmetres de rectificat inadequats.

(III) Rectificat de plaques de cadena: control detallat de la precisió i la planitud del forat

Les plaques de cadena són l'eix vertebrador de les cadenes de rodets. La precisió dels seus forats i la seva planitud influeixen directament en la precisió del muntatge de la cadena i en l'estabilitat de la transmissió. El rectificat de les plaques de cadena es centra principalment en dues àrees clau: el forat de la placa de cadena i la superfície de la placa de cadena. Els requisits tècnics són els següents:
Precisió del rectificat del forat de la placa de cadena:
Tolerància d'obertura: La tolerància del forat de les plaques de cadena d'alta precisió s'ha de controlar dins de H7 (per exemple, per a un forat de φ8 mm, la tolerància és de +0,015 mm a 0 mm). S'utilitzen moles de diamant (gra 150#-200#) i un eix d'alta velocitat (≥8000 rpm) per garantir dimensions precises del forat.
Tolerància a la posició del forat: la distància central entre forats adjacents ha de ser ≤0,01 mm i l'error de perpendicularitat entre l'eix del forat i la superfície de la placa de la cadena ha de ser ≤0,005 mm. El rectificat requereix eines dedicades i monitorització en temps real amb un sistema d'inspecció de visió CCD.
Requisits de rectificat de superfícies de plaques de cadena:
L'error de planitud de la placa de la cadena ha de ser ≤0,003 mm/100 mm, i la rugositat superficial ha d'arribar a Ra0,8 μm. El rectificat requereix un procés de "rectificació de doble cara". La rotació sincronitzada (velocitat lineal ≥ 40 m/s) i l'avanç de les moles superiors i inferiors garanteixen el paral·lelisme i la planitud a banda i banda de la cadena. A més, s'ha de controlar la pressió de rectificat (normalment 0,2-0,3 MPa) per evitar la deformació de la cadena a causa d'una força desigual.

III. Control de processos per al rectificat de cadenes de rodets d'alta precisió: garantia integral des de l'equip fins a la gestió

Per assolir aquests requisits tècnics estrictes, només cal establir paràmetres de processament. També cal establir un sistema integral de control de processos que inclogui la selecció d'equips, el disseny d'utillatge, el seguiment dels paràmetres i la inspecció de qualitat.

(I) Selecció d'equips: la "base del maquinari" del rectificat d'alta precisió
Selecció de la rectificadora: Trieu una rectificadora CNC d'alta precisió (precisió de posicionament ≤ 0,001 mm, repetibilitat ≤ 0,0005 mm), com ara Junker (Alemanya) o Okamoto (Japó). Assegureu-vos que la precisió de la màquina compleixi els requisits de processament.
Selecció de la mola rectificadora: seleccioneu el tipus de mola rectificadora adequat en funció del material del component (normalment 20CrMnTi o 40Cr) i els requisits de processament. Per exemple, una mola rectificadora de corindó s'utilitza per al rectificat de rodets, una mola rectificadora de carbur de silici s'utilitza per al rectificat de passadors i una mola rectificadora de diamant s'utilitza per al rectificat de forats de placa de cadena.
Configuració de l'equip de prova: Es necessiten equips de prova d'alta precisió, com ara un mesurador de diàmetre làser, una màquina de mesura de coordenades tridimensional, un rugosímetre superficial i un provador de rodonesa, per combinar les comprovacions puntuals en línia i fora de línia durant el procés de processament. (II) Disseny d'utillatge: el "suport clau" per a la precisió i l'estabilitat

Fixacions de posicionament: Dissenyeu fixacions de posicionament especialitzades per a corrons, passadors i cadenes. Per exemple, els corrons utilitzen fixacions de posicionament de doble centre, els passadors utilitzen fixacions de suport del bastidor central i les cadenes utilitzen fixacions de posicionament de forats. Això garanteix un posicionament precís i un joc zero durant el procés de rectificat.

Fixacions: Utilitzeu mètodes de fixació flexibles (com ara la fixació pneumàtica o hidràulica) per controlar la força de fixació (normalment 0,1-0,2 MPa) per evitar la deformació dels components causada per una força de fixació excessiva. A més, les superfícies de posicionament de les fixacions s'han de polir regularment (fins a una rugositat superficial de Ra 0,4 μm o menys) per garantir la precisió del posicionament. (III) Monitorització de paràmetres: "Garantia dinàmica" amb ajust en temps real
Monitorització dels paràmetres de processament: El sistema CNC monitoritza paràmetres clau com la velocitat de mòlta, la velocitat d'avanç, la profunditat de mòlta, la concentració del fluid de mòlta i la temperatura en temps real. Quan algun paràmetre supera el rang establert, el sistema emet automàticament una alarma i atura la màquina per evitar productes defectuosos.
Control de la temperatura: La calor generada durant el procés de mòlta és la principal causa de la deformació dels components i de les cremades superficials. Cal controlar la temperatura mitjançant els mètodes següents:
Sistema de circulació de fluid de mòlta: utilitzeu un fluid de mòlta amb alta capacitat de refrigeració (com ara una emulsió o un fluid de mòlta sintètic) equipat amb una unitat de refrigeració per mantenir una temperatura de 20-25 °C.
Rectificat intermitent: Per a components propensos a generar calor (com ara passadors), s'utilitza un procés de rectificat intermitent de "rectificat-refredament-reactificat" per evitar l'acumulació de calor. (IV) Inspecció de qualitat: l'"última línia de defensa" per aconseguir precisió

Inspecció en línia: Els mesuradors de diàmetre làser, els sistemes d'inspecció de visió CCD i altres equips s'instal·len a prop de l'estació de rectificat per dur a terme inspeccions en temps real de les dimensions dels components i les toleràncies de forma i posició. Només els components qualificats poden procedir al següent procés.

Inspecció de mostreig fora de línia: el 5%-10% de cada lot de productes se sotmet a una inspecció fora de línia mitjançant una màquina de mesura de coordenades (CMM) per comprovar indicadors clau com la tolerància del forat i la coaxialitat, un provador de rodonesa per comprovar la rodonesa del corró i un provador de rugositat superficial per comprovar la qualitat de la superfície.

Requisits d'inspecció completa: Per a cadenes de rodets d'alta precisió utilitzades en equips d'alta gamma (com ara la indústria aeroespacial i les màquines-eina de precisió), cal una inspecció completa del 100% per garantir que cada component compleixi la precisió requerida.

IV. Escenaris d'aplicació i tendències futures de la tecnologia de mòlta de cadenes de rodets d'alta precisió

(I) Escenaris d'aplicació típics
Les cadenes de rodets d'alta precisió, amb la seva excel·lent precisió i estabilitat, s'han utilitzat àmpliament en camps amb requisits de transmissió estrictes:

Indústria de l'automòbil: Les cadenes de distribució del motor i les cadenes de transmissió han de suportar altes velocitats (≥6000 rpm) i impactes d'alta freqüència, cosa que imposa exigències extremadament elevades pel que fa a la rodonesa dels corrons i la rectitud dels passadors;

Logística intel·ligent: Els equips de classificació automatitzats i els sistemes de transport de magatzems d'alta gamma requereixen un control de velocitat i un posicionament precisos. La precisió del forat de la placa de la cadena i la cilindricitat dels corrons afecten directament l'estabilitat operativa;

Màquines-eina de precisió: Els accionaments del eix i els sistemes d'alimentació de les màquines-eina CNC requereixen un control de moviment a nivell de micres. La coaxialitat del pin i la planitud de la placa de la cadena són crucials per garantir la precisió de la transmissió.

(II) Tendències tecnològiques futures

Amb l'avanç de la Indústria 4.0 i la fabricació intel·ligent, els processos de rectificat de cadenes de rodets d'alta precisió s'estan desenvolupant en les següents direccions:

Mecanitzat intel·ligent: Introducció de sistemes d'inspecció visual basats en IA per identificar automàticament les dimensions dels components i la qualitat de la superfície, permetent l'ajust dels paràmetres i millorant l'eficiència i la consistència del mecanitzat;

Mòlta verda: desenvolupament de fluids de mòlta respectuosos amb el medi ambient (com ara fluids de mòlta biodegradables) combinats amb sistemes de filtració eficients per reduir la contaminació ambiental; alhora, adoptar tecnologia de mòlta a baixa temperatura per reduir el consum d'energia;

Rectificat compost: Integració dels processos de rectificat de corrons, passadors i plaques de cadena en un procés compost "d'una sola parada", utilitzant rectificadores CNC multieix per reduir els errors de posicionament entre processos i millorar encara més la precisió general.