Normy procesu ražení vnějších článků válečkových řetězů
V průmyslových převodových systémech jsou válečkové řetězy klíčovými součástmi převodu a jejich výkon přímo určuje provozní účinnost a životnost zařízení. Vnější článkové desky, „kostra“válečkový řetěz, hrají klíčovou roli v přenosu zatížení a spojování článků řetězu. Standardizace a přesnost jejich výrobního procesu jsou klíčovými faktory ovlivňujícími celkovou kvalitu válečkového řetězu. Lisování, hlavní metoda výroby vnějších článkových desek, vyžaduje přísné standardy v každém kroku, od výběru surovin až po dodávku hotového výrobku, aby se zajistila dostatečná pevnost, houževnatost a rozměrová přesnost vnějších článkových desek. Tento článek poskytne hloubkovou analýzu všech procesních standardů pro lisování vnějších článkových desek válečkových řetězů, poskytne odborníkům v oboru profesionální referenci a umožní koncovým uživatelům lépe pochopit logiku procesu, který stojí za vysoce kvalitními válečkovými řetězy.
I. Základní ujištění před ražením: Výběr surovin a standardy předběžné úpravy
Výkonnost vnějších článkových desek začíná vysoce kvalitními surovinami. Proces lisování stanoví jasné požadavky na mechanické vlastnosti a chemické složení materiálu, které jsou předpokladem pro hladký průběh následných procesů. V současné době jsou v průmyslu hlavními materiály pro vnější článkové desky nízkouhlíkové legované konstrukční oceli (jako 20Mn2 a 20CrMnTi) a vysoce kvalitní uhlíkové konstrukční oceli (jako ocel 45). Volba materiálu závisí na použití válečkového řetězu (např. vysoká zatížení, vysoké rychlosti a korozivní prostředí). Bez ohledu na zvolený materiál však musí splňovat následující základní normy:
1. Normy chemického složení surovin
Kontrola obsahu uhlíku (C): U oceli 45 musí být obsah uhlíku mezi 0,42 % a 0,50 %. Vyšší obsah uhlíku může zvýšit křehkost a praskání materiálu během lisování, zatímco nižší obsah uhlíku může ovlivnit jeho pevnost po následném tepelném zpracování. Obsah manganu (Mn) v oceli 20Mn2 musí být udržován mezi 1,40 % a 1,80 %, aby se zlepšila prokalitelnost a houževnatost materiálu a zajistilo se, že vnější spojovací desky odolávají lomu při rázovém zatížení. Limity škodlivých prvků: Obsah síry (S) a fosforu (P) musí být přísně kontrolován pod 0,035 %. Tyto dva prvky mohou tvořit sloučeniny s nízkým bodem tání, což způsobuje, že se materiál během procesu lisování stává „křehkým za horka“ nebo „křehkým za studena“, což ovlivňuje výtěžnost hotových výrobků.
2. Standardy předúpravy surovin
Před vstupem do procesu lisování procházejí suroviny třemi kroky předúpravy: mořením, fosfátováním a olejováním. Každý krok má jasné požadavky na kvalitu:
Moření: Pro odstranění vodního kamene a rzi z ocelového povrchu použijte 15–20% roztok kyseliny chlorovodíkové a nechte 15–20 minut namočený při pokojové teplotě. Po moření musí být ocelový povrch bez viditelných vodních kamenů a nadměrné koroze (důlkové koroze), která může ovlivnit přilnavost následného fosfátového povlaku.
Fosfátování: Pomocí fosfátovacího roztoku na bázi zinku se při teplotě 50–60 °C po dobu 10–15 minut vytvoří fosfátový povlak o tloušťce 5–8 μm. Fosfátový povlak musí být rovnoměrný a hustý s adhezí dosaženou úrovní 1 (bez odlupování) při použití zkoušky křížovým řezem. Tím se snižuje tření mezi razicí matricí a ocelovou deskou, prodlužuje se životnost raznice a zvyšuje se odolnost vnější spojovací desky proti korozi.
Aplikace oleje: Nastříkejte tenkou vrstvu antikorozního oleje (tloušťka ≤ 3 μm) na povrch fosfátovaného povlaku. Olejový film by měl být nanesen rovnoměrně bez mezer nebo hromadění. Tím se zabrání korozi ocelového plechu během skladování a zároveň se zachová přesnost následných lisovacích operací.
II. Normy pro procesy ražení jader: Přesné řízení od řezání až po tváření
Proces lisování vnějších článků válečkových řetězů se skládá především ze čtyř hlavních kroků: řezání, děrování, tváření a ořezávání. Parametry zařízení, přesnost matrice a provozní postupy každého kroku přímo ovlivňují rozměrovou přesnost a mechanické vlastnosti vnějších článků. Je nutné striktně dodržovat následující normy:
1. Standardy procesu zaslepování
Stříhání zahrnuje děrování surových ocelových plechů do polotovarů, které odpovídají rozloženým rozměrům vnějších článků. Zajištění rozměrové přesnosti a kvality hran polotovarů je pro tento proces klíčové.
Výběr zařízení: Je vyžadován uzavřený lis s jedním bodem (nosnost se liší v závislosti na velikosti vnějšího článku, obvykle 63–160 kN). Přesnost zdvihu saní lisu musí být řízena v rozmezí ±0,02 mm, aby byl zajištěn konzistentní zdvih pro každý lis a aby se zabránilo rozměrovým odchylkám.
Přesnost razníku: Vůle mezi razníkem a raznicí frézou by měla být stanovena na základě tloušťky materiálu, obecně 5 %–8 % tloušťky materiálu (např. pro tloušťku materiálu 3 mm je vůle 0,15–0,24 mm). Drsnost řezné hrany razníku musí být nižší než Ra 0,8 μm. Opotřebení hrany přesahující 0,1 mm vyžaduje okamžité přebroušení, aby se zabránilo tvorbě otřepů na hraně polotovaru (výška otřepů ≤ 0,05 mm).
Rozměrové požadavky: Odchylka délky polotovaru musí být po vyříznutí řízena v rozmezí ±0,03 mm, odchylka šířky v rozmezí ±0,02 mm a odchylka diagonály v rozmezí 0,04 mm, aby byly zajištěny přesné vztažné body pro následné kroky zpracování.
2. Normy děrovacího procesu
Děrování je proces vyražení otvorů pro šrouby a otvorů pro válečky pro vnější článkové desky do polotovaru po vyražení. Přesnost polohy otvoru a přesnost průměru přímo ovlivňují montážní vlastnosti válečkového řetězu.
Metoda polohování: Používá se dvojité polohování vztažného bodu (s použitím dvou sousedních hran polotovaru jako reference). Polohovací kolíky musí splňovat přesnost IT6, aby byla zajištěna konzistentní poloha polotovaru během každého děrování. Odchylka polohy otvoru musí být ≤ 0,02 mm (vzhledem k referenční ploše vnější spojovací desky). Přesnost průměru otvoru: Odchylka průměru mezi otvory pro šroub a váleček musí splňovat požadavky na toleranci IT9 (např. pro otvor o průměru 10 mm je odchylka +0,036 mm/-0 mm). Tolerance kruhovitosti otvoru by měla být ≤ 0,01 mm a drsnost stěny otvoru by měla být nižší než Ra1,6 μm. Tím se zabrání přílišnému uvolnění nebo přílišnému utažení článků řetězu v důsledku odchylky průměru otvoru, což by mohlo ovlivnit stabilitu převodu.
Pořadí děrování: Nejprve vyrazte otvory pro šrouby a poté otvory pro válečky. Odchylka vzdálenosti mezi středy obou otvorů musí být v rozmezí ±0,02 mm. Kumulativní odchylka vzdálenosti mezi středy přímo povede k odchylce stoupání válečkového řetězu, což následně ovlivní přesnost převodu.
3. Tvorba procesních standardů
Tváření zahrnuje protlačení vyraženého polotovaru skrz formu do konečného tvaru vnější spojovací desky (např. zakřiveného nebo stupňovitého). Tento proces vyžaduje zajištění přesnosti tvaru vnější spojovací desky a kontroly pružnosti.
Konstrukce formy: Tvářecí nástroj by měl mít segmentovanou strukturu se dvěma stanicemi, předtvářecí a konečnou, konfigurovanými podle tvaru vnější spojovací desky. Předtvářecí stanice nejprve stlačí polotovar do předběžného tvaru, aby se snížilo deformační napětí během konečného tvarování. Drsnost povrchu dutiny konečné tvářecí formy musí dosáhnout Ra0,8 μm, aby byl zajištěn hladký povrch vnější spojovací desky bez prohlubní.
Řízení tlaku: Tvářecí tlak by měl být vypočítán na základě meze kluzu materiálu a obecně se jedná o 1,2–1,5násobek meze kluzu materiálu (např. mez kluzu oceli 20Mn2 je 345 MPa; tvářecí tlak by měl být regulován mezi 414–517 MPa). Příliš nízký tlak povede k neúplnému tváření, zatímco příliš vysoký tlak způsobí nadměrnou plastickou deformaci, což ovlivní následný výkon tepelného zpracování. Řízení pružnosti: Po tváření musí být pružnost vnější spojovací desky regulována v rozmezí 0,5°. Tomu lze čelit nastavením kompenzačního úhlu v dutině formy (stanoveného na základě charakteristik pružnosti materiálu, obecně 0,3–0,5°), aby se zajistilo, že hotový výrobek splňuje konstrukční požadavky.
4. Standardy procesu ořezávání
Ořezávání je proces odstraňování otřepů a přebytečného materiálu vzniklého během procesu tváření, aby se zajistily rovné okraje vnější spojovací desky.
Přesnost ořezávací matrice: Mezera mezi razníkem a ořezávací matricou musí být v rozmezí 0,01–0,02 mm a ostrost břitu musí být nižší než Ra 0,4 μm. Zajistěte, aby hrany vnější spojovací destičky po ořezání byly bez otřepů (výška otřepů ≤ 0,03 mm) a chyba přímosti hrany byla ≤ 0,02 mm/m.
Postup ořezávání: Nejprve ořezejte dlouhé hrany, poté krátké hrany. Tím se zabrání deformaci vnější spojovací desky v důsledku nesprávného pořadí ořezávání. Po ořezání musí být vnější spojovací deska podrobena vizuální kontrole, aby se zajistilo, že se na ní nevyskytují žádné vady, jako jsou odštípnuté rohy nebo praskliny.
III. Standardy kontroly kvality po ražení: Komplexní kontrola vlastností hotového výrobku
Po ražení procházejí vnější spojovací desky třemi přísnými procesy kontroly kvality: kontrolou rozměrů, kontrolou mechanických vlastností a kontrolou vzhledu. Pouze výrobky, které splňují všechny normy, mohou pokračovat do následných procesů tepelného zpracování a montáže. Konkrétní kontrolní normy jsou následující:
1. Normy pro kontrolu rozměrů
Rozměrová kontrola využívá trojrozměrný souřadnicový měřicí stroj (přesnost ≤ 0,001 mm) v kombinaci se specializovanými měřidly, se zaměřením na následující klíčové rozměry:
Rozteč: Rozteč vnějšího článkového řetězu (vzdálenost mezi dvěma otvory pro šrouby) musí mít toleranci ±0,02 mm s kumulativní chybou rozteče ≤0,05 mm na 10 kusů. Nadměrná odchylka rozteče může způsobit vibrace a hluk během převodu válečkovým řetězem.
Tloušťka: Odchylka tloušťky vnějšího článkového plechu musí splňovat požadavky na toleranci IT10 (např. pro tloušťku 3 mm je odchylka +0,12 mm/-0 mm). Variace tloušťky v rámci šarže musí být ≤ 0,05 mm, aby se zabránilo nerovnoměrnému zatížení článků řetězu v důsledku nerovnoměrné tloušťky. Tolerance polohy otvoru: Odchylka polohy mezi otvorem pro šroub a otvorem pro váleček musí být ≤ 0,02 mm a chyba souososti otvoru musí být ≤ 0,01 mm. Zajistěte, aby vůle mezi čepem a válečkem splňovala konstrukční požadavky (vůle je obecně 0,01–0,03 mm).
2. Normy pro zkoušení mechanických vlastností
Zkoušky mechanických vlastností vyžadují náhodný výběr 3–5 vzorků z každé šarže výrobků pro zkoušky pevnosti v tahu, tvrdosti a ohybu.
Pevnost v tahu: Pevnost v tahu vnější spojovací desky, zkoušená pomocí univerzálního zkušebního stroje, musí být ≥600 MPa (po tepelném zpracování oceli 45) nebo ≥800 MPa (po tepelném zpracování 20Mn2). K lomu musí dojít v oblasti vnější spojovací desky bez otvoru. Porušení v blízkosti otvoru indikuje koncentraci napětí během procesu děrování a je nutné upravit parametry nástroje. Zkouška tvrdosti: K měření povrchové tvrdosti vnějších spojovací destiček použijte Rockwellův tvrdoměr. Tvrdost musí být kontrolována v rozmezí HRB80-90 (žíhaný stav) nebo HRC35-40 (kalený a popuštěný stav). Příliš vysoká tvrdost zvyšuje křehkost materiálu a náchylnost k lomu; příliš nízká tvrdost ovlivňuje odolnost proti opotřebení.
Zkouška ohybem: Ohněte vnější spojovací desky o 90° podél jejich délky. Po ohnutí by se na povrchu neměly objevit žádné praskliny ani zlomy. Pružení po odlehčení by mělo být ≤5°. Tím je zajištěno, že vnější spojovací desky mají dostatečnou houževnatost, aby odolaly rázovému zatížení během přenosu.
3. Normy pro kontrolu vzhledu
Kontrola vzhledu využívá kombinaci vizuální kontroly a kontroly lupou (10násobné zvětšení). Specifické požadavky jsou následující:
Kvalita povrchu: Vnější povrch spojovací desky musí být hladký a rovný, bez škrábanců (hloubka ≤ 0,02 mm), promáčklin nebo jiných vad. Fosfátový povlak musí být rovnoměrný a bez chybějícího povlaku, zažloutnutí nebo odlupování. Kvalita hran: Hrany musí být bez otřepů (výška ≤ 0,03 mm), odštěpků (velikost odštěpků ≤ 0,1 mm), prasklin nebo jiných vad. Drobné otřepy musí být odstraněny pasivací (ponoření do pasivačního roztoku na 5–10 minut), aby se zabránilo poškrábání pohonu nebo jiných součástí během montáže.
Kvalita stěny otvoru: Stěna otvoru musí být hladká, bez schodů, škrábanců, deformací nebo jiných vad. Při kontrole měřidlem pro kontrolu průchodnosti musí měřidlo procházet hladce, zatímco měřidlo pro kontrolu průchodnosti nesmí procházet, aby bylo zajištěno, že otvor splňuje požadavky na přesnost montáže.
IV. Směry optimalizace procesu lisování: Od standardizace k inteligenci
S neustálým pokrokem v technologiích průmyslové výroby se neustále aktualizují i standardy pro procesy lisování vnějších článků válečkových řetězů. Budoucí vývoj bude zaměřen na inteligentní, ekologické a vysoce přesné procesy. Konkrétní směry optimalizace jsou následující:
1. Aplikace inteligentního výrobního zařízení
Zavádění CNC lisovacích strojů a průmyslových robotů pro dosažení automatizovaného a inteligentního řízení procesu lisování:
CNC lisovací stroje: Jsou vybaveny vysoce přesným servosystémem a umožňují nastavení parametrů, jako je tlak lisování a rychlost zdvihu, v reálném čase s přesností regulace ±0,001 mm. Disponují také funkcí autodiagnostiky, která umožňuje včasnou detekci problémů, jako je opotřebení matrice a anomálie materiálu, a tím snižuje počet vadných výrobků.
Průmyslové roboty: Používají se při nakládání surovin, přepravě dílů, lisování a třídění hotových výrobků a nahrazují ruční operace. To nejen zlepšuje efektivitu výroby (umožňuje nepřetržitou výrobu 24 hodin denně), ale také eliminuje rozměrové odchylky způsobené ruční obsluhou a zajišťuje konzistentní kvalitu výrobků.
2. Podpora zelených procesů
Snížení spotřeby energie a znečištění životního prostředí při současném splnění procesních standardů:
Optimalizace materiálu formy: Použití kompozitní formy vyrobené z rychlořezné oceli (HSS) a slinutého karbidu (WC) prodlužuje životnost formy (životnost lze prodloužit 3–5krát), snižuje frekvenci výměny formy a snižuje plýtvání materiálem.
Zlepšení procesu předúpravy: Podpora technologie fosfátování bez obsahu fosforu a používání ekologicky šetrných fosfátovacích roztoků snižuje znečištění fosforem. Elektrostatické stříkání nerezového oleje navíc zlepšuje jeho využití (míru využití lze zvýšit na více než 95 %) a snižuje emise olejové mlhy.
3. Modernizace vysoce přesné inspekční technologie
Byl zaveden systém strojového vidění, který umožňuje rychlou a přesnou kontrolu kvality vnějších spojovacích desek.
Systém strojového vidění, vybavený kamerou s vysokým rozlišením (rozlišení ≥ 20 megapixelů) a softwarem pro zpracování obrazu, dokáže současně kontrolovat vnější spojovací desky z hlediska rozměrové přesnosti, vzhledových vad, odchylek polohy otvorů a dalších parametrů. Systém se pyšní rychlostí kontroly 100 kusů za minutu, což dosahuje více než 10krát přesnější hodnoty než manuální kontrola. Umožňuje také ukládání a analýzu inspekčních dat v reálném čase a poskytuje datovou podporu pro optimalizaci procesů.
Závěr: Normy jsou základem kvality a detaily určují spolehlivost přenosu.
Proces lisování vnějších článkových desek válečkových řetězů se může zdát jednoduchý, ale v každé fázi je nutné dodržovat přísné normy – od kontroly chemického složení surovin, přes zajištění rozměrové přesnosti během procesu lisování, až po komplexní kontrolu kvality hotového výrobku. Přehlédnutí jakéhokoli detailu může vést ke snížení výkonu vnější článkové desky a v důsledku toho ovlivnit spolehlivost převodu celého válečkového řetězu.
Čas zveřejnění: 26. září 2025