Standarder for stempling af rullekæders ydre ledplader

Standarder for stempling af rullekæders ydre ledplader

I industrielle transmissionssystemer er rullekæder centrale transmissionskomponenter, og deres ydeevne bestemmer direkte udstyrets driftseffektivitet og levetid. De ydre ledplader, "skelettet" afrullekæden, spiller en afgørende rolle i at overføre belastninger og forbinde kædeled. Standardiseringen og præcisionen i deres fremstillingsproces er afgørende faktorer, der påvirker rullekædens samlede kvalitet. Stempling, den almindelige metode til fremstilling af ydre ledplader, kræver strenge standarder i hvert trin, fra valg af råmateriale til levering af det færdige produkt, for at sikre, at de ydre ledplader har tilstrækkelig styrke, sejhed og dimensionsnøjagtighed. Denne artikel vil give en dybdegående analyse af de fulde processtandarder for stempling af ydre ledplader til rullekæder, hvilket giver branchefolk en professionel reference og giver slutbrugerne mulighed for bedre at forstå proceslogikken bag rullekæder af høj kvalitet.

I. Grundlæggende forsikringer før stempling: Udvælgelse af råmaterialer og forbehandlingsstandarder

Yderledspladernes ydeevne begynder med råmaterialer af høj kvalitet. Prægningsprocessen sætter klare krav til materialets mekaniske egenskaber og kemiske sammensætning, hvilket er forudsætninger for en problemfri udførelse af efterfølgende processer. I øjeblikket er de mest almindelige materialer til yderledsplader i branchen lavkulstoflegerede konstruktionsstål (såsom 20Mn2 og 20CrMnTi) og højkvalitets kulstofkonstruktionsstål (såsom 45-stål). Materialevalget afhænger af rullekædens anvendelse (f.eks. tunge belastninger, høje hastigheder og korrosive miljøer). Uanset hvilket materiale der vælges, skal det dog opfylde følgende kernestandarder:

1. Standarder for kemisk sammensætning af råmaterialer
Kontrol af kulstofindhold (C): For 45-stål skal kulstofindholdet være mellem 0,42 % og 0,50 %. Et højere kulstofindhold kan øge materialets sprødhed og revnedannelse under prægning, mens et lavere kulstofindhold kan påvirke dets styrke efter efterfølgende varmebehandling. Manganindholdet (Mn) i 20Mn2-stål skal holdes mellem 1,40 % og 1,80 % for at forbedre materialets hærdbarhed og sejhed, hvilket sikrer, at de ydre ledplader modstår brud under stødbelastninger. Grænseværdier for skadelige elementer: Indholdet af svovl (S) og fosfor (P) skal kontrolleres strengt til under 0,035 %. Disse to elementer kan danne forbindelser med lavt smeltepunkt, hvilket får materialet til at blive "varmskørt" eller "koldskørt" under prægningsprocessen, hvilket påvirker udbyttet af færdige produkter.

2. Standarder for forbehandling af råmaterialer

Før råmaterialerne går ind i prægeprocessen, gennemgår de tre forbehandlingstrin: bejdsning, fosfatering og oliering. Hvert trin har klare kvalitetskrav:

Bejdsning: Brug en 15%-20% saltsyreopløsning, lad stålet lægges i blød ved stuetemperatur i 15-20 minutter for at fjerne glødeskaller og rust fra ståloverfladen. Efter bejdsning skal ståloverfladen være fri for synlige glødeskaller og fri for overdreven korrosion (pitting), som kan påvirke vedhæftningen af ​​den efterfølgende fosfatbelægning.

Fosfatering: Brug en zinkbaseret fosfateringsopløsning, og behandl ved 50-60 °C i 10-15 minutter for at danne en fosfatbelægning med en tykkelse på 5-8 μm. Fosfatbelægningen skal være ensartet og tæt, med en vedhæftning på niveau 1 (ingen afskalning) ved hjælp af krydsskæringstesten. Dette reducerer friktionen mellem prægeformen og stålpladen, hvilket forlænger formens levetid og forbedrer den ydre ledplades rustbestandighed.

Oliepåføring: Sprøjt et tyndt lag rustbeskyttelsesolie (tykkelse ≤ 3μm) på fosfatbelægningens overflade. Oliefilmen skal påføres jævnt uden huller eller ophobning. Dette forhindrer rust på stålpladen under opbevaring, samtidig med at nøjagtigheden af ​​efterfølgende prægeoperationer opretholdes.

II. Standarder for kerneprægeprocesser: Præcisionskontrol fra udstansning til formning

Prægningsprocessen for rullekæders ydre led består primært af fire kernetrin: stansning, stansning, formning og trimning. Udstyrsparametrene, dysens nøjagtighed og driftsprocedurerne for hvert trin påvirker direkte de ydre leds dimensionsnøjagtighed og mekaniske egenskaber. Følgende standarder skal overholdes nøje:

1. Standarder for afblændingsproces
Udstansning indebærer at stanse rå stålplader til emner, der svarer til de udfoldede dimensioner af de ydre led. Det er afgørende at sikre emnernes dimensionsnøjagtighed og kantkvalitet i denne proces.

Udstyrsvalg: Der kræves en lukket enkeltpunktspresse (tonnagen varierer afhængigt af den ydre ledstørrelse, generelt 63-160 kN). Pressens slædeslagnøjagtighed skal kontrolleres inden for ±0,02 mm for at sikre ensartet slaglængde for hver presse og undgå dimensionsafvigelse.

Matrixnøjagtighed: Afstanden mellem stemplet og matricen på matricen bør bestemmes ud fra materialetykkelsen, generelt 5%-8% af materialetykkelsen (f.eks. for en materialetykkelse på 3 mm er afstanden 0,15-0,24 mm). Ruheden på matricens skærkant skal være under Ra0,8μm. Kantslid over 0,1 mm kræver hurtig slibning for at forhindre grater i at dannes på matricens kant (grathøjde ≤ 0,05 mm).

Dimensionskrav: Emnets længdeafvigelse skal kontrolleres inden for ±0,03 mm, breddeafvigelsen inden for ±0,02 mm og diagonalafvigelsen inden for 0,04 mm efter afblænding for at sikre nøjagtige data for efterfølgende bearbejdningstrin.

2. Standarder for stanseprocessen

Stansning er processen med at stanse bolthullerne og rullehullerne til de ydre ledplader ind i emnet efter stansning. Hulpositionens nøjagtighed og diameternøjagtigheden påvirker direkte rullekædens monteringsevne.

Positioneringsmetode: Der anvendes dobbelt datumpositionering (ved brug af to tilstødende kanter af emnet som reference). Positioneringsstifterne skal opfylde IT6-nøjagtigheden for at sikre ensartet emneposition under hver stansning. Hulpositionsafvigelsen skal være ≤ 0,02 mm (i forhold til den ydre ledplades referenceflade). Huldiameternøjagtighed: Diameterafvigelsen mellem bolt- og rullehullerne skal opfylde IT9-tolerancekravene (f.eks. for et 10 mm hul er afvigelsen +0,036 mm/-0 mm). Hulrundhedstolerancen skal være ≤0,01 mm, og hulvægruheden skal være under Ra1,6 μm. Dette forhindrer, at kædeled bliver for løse eller for stramme på grund af huldiameterafvigelse, hvilket kan påvirke transmissionsstabiliteten.

Stansningsrækkefølge: Stans først bolthullerne, efterfulgt af rullehullerne. Afvigelsen fra center til center-afstand mellem de to huller skal være inden for ±0,02 mm. Den kumulative afvigelse fra center til center-afstand vil direkte føre til en stigningsafvigelse i rullekæden, hvilket igen påvirker transmissionens nøjagtighed.

3. Udformning af processtandarder

Formning indebærer at presse det stansede emne gennem en matrice til den endelige ydre ledpladeform (f.eks. buet eller trindelt). Denne proces kræver sikring af den ydre ledplades formnøjagtighed og tilbageslagskontrol.

Formdesign: Formdysen skal have en segmenteret struktur med to stationer, præformning og slutformning, konfigureret i henhold til den ydre ledplades form. Præformningsstationen presser først emnet til en indledende form for at reducere deformationsspænding under slutformningen. Den endelige formdysehulrums overfladeruhed skal opnå Ra0,8μm for at sikre en glat, indrykningsfri overflade af den ydre ledplade.

Trykregulering: Formningstrykket bør beregnes ud fra materialets flydespænding og er generelt 1,2-1,5 gange materialets flydespænding (f.eks. er flydespændingen for 20Mn2-stål 345 MPa; formningstrykket bør styres mellem 414-517 MPa). For lavt tryk vil resultere i ufuldstændig formning, mens for meget tryk vil forårsage overdreven plastisk deformation, hvilket påvirker den efterfølgende varmebehandlingsydelse. Tilbageslagsregulering: Efter formning skal tilbagespringet af den ydre ledplade styres inden for 0,5°. Dette kan modvirkes ved at indstille en kompensationsvinkel i formhulrummet (bestemt ud fra materialets tilbagespringningsegenskaber, generelt 0,3°-0,5°) for at sikre, at det færdige produkt opfylder designkravene.

4. Standarder for beskæringsproces
Trimning er processen med at fjerne afskrabninger og overskydende materiale, der genereres under formningsprocessen, for at sikre, at kanterne på den ydre ledplade er lige.

Nøjagtighed af trimmematricen: Afstanden mellem stemplet og trimmematricens matrice skal kontrolleres inden for 0,01-0,02 mm, og skærkantens skarphed skal være under Ra0,4 μm. Sørg for, at kanterne på den ydre ledplade er fri for grater efter trimning (grathøjde ≤ 0,03 mm), og at kantrethedsfejlen er ≤ 0,02 mm/m.

Beskæringsrækkefølge: Beskær først de lange kanter, derefter de korte kanter. Dette forhindrer deformation af den ydre ledplade på grund af forkert beskæringsrækkefølge. Efter beskæring skal den ydre ledplade gennemgå en visuel inspektion for at sikre, at der ikke er nogen defekter såsom afskallede hjørner eller revner.

III. Standarder for kvalitetskontrol efter stempling: Omfattende kontrol af færdigproduktets ydeevne

Efter prægning gennemgår de ydre ledplader tre strenge kvalitetsinspektionsprocesser: dimensionsinspektion, inspektion af mekaniske egenskaber og inspektion af udseende. Kun produkter, der opfylder alle standarder, kan gå videre til den efterfølgende varmebehandling og monteringsprocesser. De specifikke inspektionsstandarder er som følger:

1. Dimensionsinspektionsstandarder
Dimensionsinspektion anvender en tredimensionel koordinatmålemaskine (nøjagtighed ≤ 0,001 mm) kombineret med specialiserede målere med fokus på følgende nøgledimensioner:

Hældning: Den ydre ledpladehældning (afstanden mellem de to bolthuller) skal have en tolerance på ±0,02 mm, med en kumulativ hældningsfejl på ≤0,05 mm pr. 10 stk. For stor hældningsafvigelse kan forårsage vibrationer og støj under rullekædetransmission.

Tykkelse: Tykkelsesafvigelsen for den ydre ledplade skal opfylde IT10-tolerancekravene (f.eks. for en tykkelse på 3 mm er afvigelsen +0,12 mm/-0 mm). Tykkelsesvariationer inden for en batch skal være ≤0,05 mm for at forhindre ujævn belastning på kædeleddene på grund af ujævn tykkelse. Hulpositionstolerance: Positioneringsafvigelsen mellem bolthullet og rullehullet skal være ≤0,02 mm, og hullets koaksialitetsfejl skal være ≤0,01 mm. Sørg for, at spillerummet mellem stift og rulle opfylder designkravene (spillerummet er generelt 0,01-0,03 mm).

2. Standarder for prøvning af mekaniske egenskaber

Test af mekaniske egenskaber kræver tilfældig udvælgelse af 3-5 prøver fra hver batch af produkter til test af trækstyrke, hårdhed og bøjning.

Trækstyrke: Testet med en universel materialetestmaskine skal trækstyrken af ​​den ydre ledplade være ≥600 MPa (efter varmebehandling af 45 stål) eller ≥800 MPa (efter varmebehandling af 20Mn2). Bruddet skal forekomme i den ydre ledplades ikke-hulområde. Brud nær hullet indikerer spændingskoncentration under stanseprocessen, og matriceparametrene skal justeres. Hårdhedstest: Brug en Rockwell-hårdhedsmåler til at måle overfladehårdheden af ​​de ydre ledplader. Hårdheden skal kontrolleres inden for HRB80-90 (glødet tilstand) eller HRC35-40 (hærdet tilstand). For høj hårdhed vil øge materialets sprødhed og modtagelighed for brud; for lav hårdhed vil påvirke slidstyrken.

Bøjningstest: Bøj de ydre ledplader 90° langs deres længde. Der må ikke opstå revner eller brud på overfladen efter bøjning. Fjederkraften efter aflastning skal være ≤5°. Dette sikrer, at de ydre ledplader har tilstrækkelig sejhed til at modstå stødbelastningerne under transmissionen.

3. Standarder for udseendeinspektion

Udseendeinspektion anvender en kombination af visuel inspektion og inspektion med forstørrelsesglas (10x forstørrelse). Specifikke krav er som følger:

Overfladekvalitet: Den ydre ledplades overflade skal være glat og flad, fri for ridser (dybde ≤ 0,02 mm), fordybninger eller andre defekter. Fosfatbelægningen skal være ensartet og fri for manglende belægning, gulning eller afskalning. Kantkvalitet: Kanterne skal være fri for grater (højde ≤ 0,03 mm), afskalning (afskalningsstørrelse ≤ 0,1 mm), revner eller andre defekter. Mindre grater skal fjernes ved passivering (nedsænkning i en passiveringsopløsning i 5-10 minutter) for at forhindre ridser på operatøren eller andre komponenter under samling.
Hulvæggens kvalitet: Hulvæggen skal være glat, fri for trin, ridser, deformation eller andre defekter. Ved inspektion med en go/no go-måler skal go-måleren passere glat, mens no go-måleren ikke må passere, hvilket sikrer, at hullet opfylder kravene til monteringsnøjagtighed.

IV. Retningslinjer for optimering af stemplingsprocesser: Fra standardisering til intelligens

Med den kontinuerlige udvikling af industriel produktionsteknologi opgraderes standarderne for prægeprocesser til ydre led på rullekæder også løbende. Fremtidig udvikling vil være rettet mod intelligente, grønne og højpræcisionsprocesser. Specifikke optimeringsretninger er som følger:

1. Anvendelse af intelligent produktionsudstyr

Introduktion af CNC-stempelmaskiner og industrirobotter for at opnå automatiseret og intelligent styring af stempelprocessen:

CNC-stempelmaskiner: Udstyret med et højpræcisionsservosystem muliggør de realtidsjustering af parametre som stempeltryk og slaghastighed med en kontrolnøjagtighed på ±0,001 mm. De har også selvdiagnosefunktioner, der muliggør rettidig detektion af problemer som formslid og materialeafvigelser, hvilket reducerer antallet af defekte produkter.

Industrirobotter: De bruges til lastning af råmaterialer, overførsel af stempling og sortering af færdigvarer og erstatter manuelle operationer. Dette forbedrer ikke kun produktionseffektiviteten (muliggør kontinuerlig produktion døgnet rundt), men eliminerer også dimensionsafvigelser forårsaget af manuel drift, hvilket sikrer ensartet produktkvalitet.

2. Fremme af grønne processer

Reduktion af energiforbrug og miljøforurening, samtidig med at processtandarder overholdes:

Optimering af formmaterialer: Brug af en kompositform lavet af hurtigstål (HSS) og hårdmetal (WC) øger formens levetid (levetiden kan forlænges med 3-5 gange), reducerer hyppigheden af ​​formudskiftning og reducerer materialespild.

Forbedringer af forbehandlingsprocessen: Fremme af fosforfri fosfateringsteknologi og brug af miljøvenlige fosfateringsopløsninger reducerer fosforforurening. Derudover forbedrer elektrostatisk sprøjtning af rustfri olie udnyttelsen af ​​rustfri olie (udnyttelsesgraden kan øges til over 95%) og reducerer olietågeudledning.

3. Opgradering af højpræcisionsinspektionsteknologi

Et maskinvisionsinspektionssystem blev introduceret for at muliggøre hurtig og præcis kvalitetsinspektion af ydre ledplader.

Udstyret med et HD-kamera (opløsning ≥ 20 megapixel) og billedbehandlingssoftware kan maskininspektionssystemet samtidigt inspicere ydre ledplader for dimensionsnøjagtighed, udseendefejl, afvigelse i hulposition og andre parametre. Systemet kan prale af en inspektionshastighed på 100 stykker i minuttet, hvilket opnår over 10 gange nøjagtigheden af ​​manuel inspektion. Det muliggør også lagring og analyse af inspektionsdata i realtid, hvilket giver datastøtte til procesoptimering.

Konklusion: Standarder er livsnerven for kvalitet, og detaljer bestemmer transmissionens pålidelighed.

Prægningsprocessen for rullekæders ydre ledplader kan virke simpel, men strenge standarder skal overholdes i alle faser – fra kontrol af råmaterialernes kemiske sammensætning til sikring af dimensionsnøjagtighed under prægningsprocessen til omfattende kvalitetskontrol af det færdige produkt. Overseelse af detaljer kan føre til forringelse af den ydre ledplades ydeevne og dermed påvirke hele rullekædens transmissionspålidelighed.