Normas del proceso de estampado de placas de eslabones exteriores de cadenas de rodillos

Normas del proceso de estampado de placas de eslabones exteriores de cadenas de rodillos

En los sistemas de transmisión industriales, las cadenas de rodillos son componentes esenciales de la transmisión, y su rendimiento determina directamente la eficiencia operativa y la vida útil del equipo. Las placas de enlace externas, el "esqueleto" de...la cadena de rodillosLos eslabones exteriores desempeñan un papel crucial en la transmisión de cargas y la conexión de cadenas. La estandarización y precisión de su proceso de fabricación son factores cruciales que afectan la calidad general de la cadena de rodillos. El estampado, el método principal para la fabricación de placas de eslabones exteriores, requiere estándares estrictos en cada etapa, desde la selección de la materia prima hasta la entrega del producto terminado, para garantizar que las placas de eslabones exteriores posean suficiente resistencia, tenacidad y precisión dimensional. Este artículo ofrece un análisis exhaustivo de todos los estándares de proceso para el estampado de placas de eslabones exteriores de cadenas de rodillos, ofreciendo a los profesionales de la industria una referencia profesional y permitiendo a los usuarios finales comprender mejor la lógica del proceso detrás de las cadenas de rodillos de alta calidad.

I. Garantías básicas antes del estampado: selección de materia prima y normas de pretratamiento

El rendimiento de las placas de eslabones exteriores comienza con materias primas de alta calidad. El proceso de estampación establece requisitos claros para las propiedades mecánicas y la composición química del material, requisitos previos para la correcta ejecución de los procesos posteriores. Actualmente, los materiales más utilizados para las placas de eslabones exteriores en la industria son los aceros estructurales de aleación baja en carbono (como 20Mn₂ y 20CrMnTi) y los aceros estructurales de carbono de alta calidad (como el acero 45). La elección del material depende de la aplicación de la cadena de rodillos (p. ej., cargas pesadas, altas velocidades y entornos corrosivos). Sin embargo, independientemente del material elegido, debe cumplir con las siguientes normas fundamentales:

1. Normas de composición química de las materias primas
Control del contenido de carbono (C): Para el acero 45, el contenido de carbono debe estar entre el 0,42 % y el 0,50 %. Un mayor contenido de carbono puede aumentar la fragilidad y el agrietamiento del material durante el estampado, mientras que un menor contenido de carbono puede afectar su resistencia después del tratamiento térmico posterior. El contenido de manganeso (Mn) del acero 20Mn2 debe mantenerse entre el 1,40 % y el 1,80 % para mejorar la templabilidad y la tenacidad del material, asegurando que las placas de enlace externas resistan la fractura bajo cargas de impacto. Límites de elementos nocivos: El contenido de azufre (S) y fósforo (P) debe controlarse estrictamente por debajo del 0,035 %. Estos dos elementos pueden formar compuestos de bajo punto de fusión, lo que hace que el material se vuelva "frágil en caliente" o "frágil en frío" durante el proceso de estampado, lo que afecta el rendimiento de los productos terminados.

2. Normas de pretratamiento de materias primas

Antes de entrar en el proceso de estampación, las materias primas se someten a tres etapas de pretratamiento: decapado, fosfatado y aceitado. Cada etapa tiene requisitos de calidad claros:

Decapado: Con una solución de ácido clorhídrico al 15%-20%, remoje a temperatura ambiente durante 15-20 minutos para eliminar las incrustaciones y el óxido de la superficie del acero. Tras el decapado, la superficie del acero debe estar libre de incrustaciones visibles y de corrosión excesiva (picaduras), que puede afectar la adhesión del recubrimiento de fosfato posterior.

Fosfatado: Con una solución de fosfatado a base de zinc, tratar a 50-60 °C durante 10-15 minutos para formar una capa de fosfato con un espesor de 5-8 μm. La capa de fosfato debe ser uniforme y densa, con una adhesión de nivel 1 (sin desprendimiento) mediante la prueba de corte transversal. Esto reduce la fricción entre la matriz de estampación y la placa de acero, prolongando la vida útil de la matriz y mejorando la resistencia a la oxidación de la placa de enlace exterior.

Aplicación de aceite: Rocíe una fina capa de aceite antioxidante (espesor ≤ 3 μm) sobre la superficie del recubrimiento de fosfato. La película de aceite debe aplicarse uniformemente, sin dejar huecos ni acumulaciones. Esto evita la oxidación de la placa de acero durante el almacenamiento y mantiene la precisión de las operaciones de estampado posteriores.

II. Normas para procesos de estampación de núcleos: control de precisión desde el troquelado hasta el conformado

El proceso de estampación de eslabones exteriores de cadenas de rodillos consta principalmente de cuatro pasos principales: troquelado, punzonado, conformado y recorte. Los parámetros del equipo, la precisión del troquel y los procedimientos operativos de cada paso influyen directamente en la precisión dimensional y las propiedades mecánicas de los eslabones exteriores. Se deben cumplir estrictamente las siguientes normas:

1. Estándares del proceso de blanqueo
El troquelado consiste en perforar láminas de acero en bruto para obtener piezas que se ajustan a las dimensiones desplegadas de los eslabones exteriores. Garantizar la precisión dimensional y la calidad de los bordes de las piezas es crucial en este proceso.

Selección del equipo: Se requiere una prensa cerrada de un solo punto (el tonelaje varía según el tamaño del eslabón exterior, generalmente entre 63 y 160 kN). La precisión del recorrido de la corredera de la prensa debe controlarse con un margen de ±0,02 mm para garantizar un recorrido uniforme en cada prensa y evitar desviaciones dimensionales.

Precisión de la matriz: La holgura entre el punzón y la matriz de la matriz de corte debe determinarse en función del espesor del material, generalmente entre el 5 % y el 8 % del espesor del material (p. ej., para un espesor de material de 3 mm, la holgura es de 0,15 a 0,24 mm). La rugosidad del borde de corte de la matriz debe ser inferior a Ra0,8 μm. Un desgaste del borde superior a 0,1 mm requiere un rectificado inmediato para evitar la formación de rebabas en el borde de la pieza (altura de rebaba ≤ 0,05 mm).

Requisitos dimensionales: La desviación de longitud del corte debe controlarse dentro de ±0,03 mm, la desviación de ancho dentro de ±0,02 mm y la desviación diagonal dentro de 0,04 mm después del corte para garantizar datos precisos para los pasos de procesamiento posteriores.

2. Estándares del proceso de punzonado

El punzonado es el proceso de perforar los orificios para pernos y rodillos de las placas de eslabón exteriores en la pieza bruta después del punzonado. La precisión de la posición y el diámetro de los orificios influyen directamente en el rendimiento del ensamblaje de la cadena de rodillos.

Método de posicionamiento: Se utiliza un posicionamiento de referencia dual (utilizando dos bordes adyacentes de la pieza en bruto como referencia). Los pasadores de posicionamiento deben cumplir con la precisión IT6 para garantizar una posición uniforme de la pieza en bruto durante cada punzonado. La desviación de la posición del orificio debe ser ≤ 0,02 mm (con respecto a la superficie de referencia de la placa de enlace exterior). Precisión del diámetro del orificio: La desviación del diámetro entre los orificios del perno y del rodillo debe cumplir con los requisitos de tolerancia IT9 (p. ej., para un orificio de 10 mm, la desviación es de +0,036 mm/-0 mm). La tolerancia de redondez del orificio debe ser ≤ 0,01 mm y la rugosidad de la pared del orificio debe ser inferior a Ra1,6 μm. Esto evita que los eslabones de la cadena queden demasiado flojos o demasiado apretados debido a la desviación del diámetro del orificio, lo que podría afectar la estabilidad de la transmisión.

Orden de perforación: Perfore primero los orificios para pernos y luego los orificios para rodillos. La desviación entre los dos orificios debe ser de ±0,02 mm. La desviación acumulada entre los dos orificios provocará una desviación del paso en la cadena de rodillos, lo que a su vez afecta la precisión de la transmisión.

3. Estándares del proceso de formación

El conformado consiste en prensar la pieza en bruto perforada a través de una matriz hasta obtener la forma final de la placa de enlace exterior (por ejemplo, curva o escalonada). Este proceso requiere garantizar la precisión de la forma de la placa de enlace exterior y el control de su recuperación elástica.

Diseño del molde: La matriz de conformado debe adoptar una estructura segmentada, con dos estaciones (preformado y conformado final), configuradas según la forma de la placa de enlace exterior. La estación de preformado prensa inicialmente la pieza bruta en una forma preliminar para reducir la tensión de deformación durante el conformado final. La rugosidad superficial de la cavidad de la matriz de conformado final debe alcanzar Ra0,8 μm para garantizar una superficie lisa y sin hendiduras en la placa de enlace exterior.

Control de Presión: La presión de conformado debe calcularse en función del límite elástico del material y, por lo general, es de 1,2 a 1,5 veces dicho límite (p. ej., el límite elástico del acero 20Mn2 es de 345 MPa; la presión de conformado debe controlarse entre 414 y 517 MPa). Una presión insuficiente dará como resultado un conformado incompleto, mientras que una presión excesiva causará una deformación plástica excesiva, lo que afectará el rendimiento del tratamiento térmico posterior. Control de la recuperación elástica: Tras el conformado, la recuperación elástica de la placa de enlace exterior debe controlarse con una precisión de 0,5°. Esto se puede contrarrestar estableciendo un ángulo de compensación en la cavidad del molde (determinado en función de las características de la recuperación elástica del material, generalmente de 0,3° a 0,5°) para garantizar que el producto terminado cumpla con los requisitos de diseño.

4. Estándares del proceso de recorte
El recorte es el proceso de eliminación de rebabas y exceso de material generado durante el proceso de formación para garantizar que los bordes de la placa de enlace exterior sean rectos.

Precisión de la matriz de recorte: La separación entre el punzón y la matriz de recorte debe controlarse entre 0,01 y 0,02 mm, y el filo de corte debe ser inferior a Ra0,4 μm. Asegúrese de que los bordes de la placa de enlace exterior, después del recorte, estén libres de rebabas (altura de rebaba ≤ 0,03 mm) y que el error de rectitud del borde sea ≤ 0,02 mm/m.

Secuencia de recorte: Recorte primero los bordes largos y luego los cortos. Esto evita la deformación de la placa de enlace exterior debido a una secuencia de recorte incorrecta. Después del recorte, se debe realizar una inspección visual de la placa de enlace exterior para garantizar que no presente defectos como esquinas astilladas o grietas.

III. Normas de inspección de calidad post-estampación: Control integral del rendimiento del producto terminado

Tras el estampado, las placas de enlace exteriores se someten a tres rigurosos procesos de inspección de calidad: inspección dimensional, inspección de propiedades mecánicas e inspección de apariencia. Solo los productos que cumplen con todos los estándares pueden pasar a los procesos posteriores de tratamiento térmico y ensamblaje. Los estándares de inspección específicos son los siguientes:

1. Normas de inspección dimensional
La inspección dimensional utiliza una máquina de medición de coordenadas tridimensional (precisión ≤ 0,001 mm) combinada con medidores especializados, centrándose en las siguientes dimensiones clave:

Paso: El paso de la placa de enlace exterior (distancia entre los dos orificios para pernos) debe tener una tolerancia de ±0,02 mm, con un error de paso acumulado de ≤0,05 mm por cada 10 piezas. Una desviación excesiva del paso puede causar vibraciones y ruido durante la transmisión de la cadena de rodillos.

Grosor: La desviación del grosor de la placa exterior del eslabón debe cumplir con los requisitos de tolerancia IT10 (p. ej., para un grosor de 3 mm, la desviación es de +0,12 mm/-0 mm). Las variaciones de grosor dentro de un lote deben ser ≤0,05 mm para evitar cargas desiguales en los eslabones de la cadena debido a un grosor desigual. Tolerancia de la posición del orificio: La desviación de la posición entre el orificio del perno y el orificio del rodillo debe ser ≤0,02 mm, y el error de coaxialidad del orificio debe ser ≤0,01 mm. Asegúrese de que la holgura con el pasador y el rodillo cumpla con los requisitos de diseño (la holgura suele ser de 0,01 a 0,03 mm).

2. Normas de pruebas de propiedades mecánicas

Las pruebas de propiedades mecánicas requieren seleccionar aleatoriamente de 3 a 5 muestras de cada lote de productos para realizar pruebas de resistencia a la tracción, dureza y flexión.

Resistencia a la tracción: Probada con una máquina universal de ensayos de materiales, la resistencia a la tracción de la placa de enlace exterior debe ser ≥600 MPa (tras el tratamiento térmico de acero 45) o ≥800 MPa (tras el tratamiento térmico de 20 Mn²). La fractura debe producirse en la zona no perforada de la placa de enlace exterior. Una falla cerca del orificio indica concentración de tensiones durante el proceso de punzonado, por lo que se deben ajustar los parámetros de la matriz. Prueba de dureza: Utilice un durómetro Rockwell para medir la dureza superficial de las placas de enlace exteriores. La dureza debe controlarse entre HRB80-90 (estado recocido) o HRC35-40 (estado templado y revenido). Una dureza excesiva aumentará la fragilidad del material y su susceptibilidad a la rotura; una dureza excesivamente baja afectará la resistencia al desgaste.

Prueba de flexión: Doble las placas de enlace exteriores 90° a lo largo. No deben aparecer grietas ni roturas en la superficie después de doblarlas. La recuperación elástica tras la descarga debe ser ≤5°. Esto garantiza que las placas de enlace exteriores tengan la tenacidad suficiente para soportar las cargas de impacto durante la transmisión.

3. Normas de inspección de apariencia

La inspección de apariencia combina la inspección visual con la inspección con lupa (10 aumentos). Los requisitos específicos son los siguientes:

Calidad de la superficie: La superficie de la placa de enlace exterior debe ser lisa y plana, sin arañazos (profundidad ≤ 0,02 mm), hendiduras ni otros defectos. El recubrimiento de fosfato debe ser uniforme y no presentar faltas, amarilleo ni descascarillado. Calidad de los bordes: Los bordes deben estar libres de rebabas (altura ≤ 0,03 mm), astillas (tamaño de las astillas ≤ 0,1 mm), grietas ni otros defectos. Las rebabas menores deben eliminarse mediante pasivación (inmersión en una solución pasivante durante 5-10 minutos) para evitar arañazos en el operador u otros componentes durante el montaje.
Calidad de la pared del orificio: La pared del orificio debe ser lisa, sin escalones, rayones, deformaciones ni otros defectos. Al inspeccionar con un calibre de paso/no paso, el calibre de paso debe pasar suavemente, mientras que el calibre de no paso debe pasar, lo que garantiza que el orificio cumpla con los requisitos de precisión de montaje.

IV. Optimización del proceso de estampación: de la estandarización a la inteligencia

Con el continuo avance de la tecnología de fabricación industrial, los estándares para los procesos de estampado de eslabones externos de cadenas de rodillos también se actualizan continuamente. El desarrollo futuro se orientará hacia procesos inteligentes, ecológicos y de alta precisión. Las líneas de optimización específicas son las siguientes:

1. Aplicación de equipos de producción inteligentes

Presentamos máquinas de estampación CNC y robots industriales para lograr un control automatizado e inteligente del proceso de estampación:

Máquinas de estampado CNC: Equipadas con un servosistema de alta precisión, permiten el ajuste en tiempo real de parámetros como la presión de estampado y la velocidad de carrera, con una precisión de control de ±0,001 mm. También cuentan con funciones de autodiagnóstico, lo que permite la detección oportuna de problemas como el desgaste de la matriz y anomalías en el material, reduciendo así el número de productos defectuosos.

Robots industriales: Utilizados en la carga de materia prima, la transferencia de piezas de estampación y la clasificación de productos terminados, sustituyen las operaciones manuales. Esto no solo mejora la eficiencia de la producción (permitiendo una producción continua las 24 horas), sino que también elimina las desviaciones dimensionales causadas por la operación manual, garantizando una calidad constante del producto.

2. Promoción de procesos verdes

Reducir el consumo energético y la contaminación ambiental cumpliendo con los estándares de proceso:

Optimización del material del molde: el uso de un molde compuesto hecho de acero de alta velocidad (HSS) y carburo cementado (WC) aumenta la vida útil del molde (la vida útil se puede extender de 3 a 5 veces), reduce la frecuencia de reemplazo del molde y reduce el desperdicio de material.

Mejoras en el proceso de pretratamiento: La promoción de la tecnología de fosfatación sin fósforo y el uso de soluciones de fosfatación respetuosas con el medio ambiente reducen la contaminación por fósforo. Además, la pulverización electrostática de aceite antioxidante mejora su utilización (la tasa de utilización puede superar el 95 %) y reduce las emisiones de neblina de aceite.

3. Actualización de la tecnología de inspección de alta precisión

Se introdujo un sistema de inspección por visión artificial para permitir una inspección de calidad rápida y precisa de las placas de enlace externas.

Equipado con una cámara de alta definición (resolución ≥ 20 megapíxeles) y software de procesamiento de imágenes, el sistema de inspección por visión artificial puede inspeccionar simultáneamente las placas de enlace externas para comprobar la precisión dimensional, los defectos de apariencia, la desviación de la posición de los orificios y otros parámetros. El sistema alcanza una velocidad de inspección de 100 piezas por minuto, lo que supera en más de diez veces la precisión de la inspección manual. Además, permite el almacenamiento y análisis en tiempo real de los datos de inspección, lo que facilita la optimización de procesos.

Conclusión: Los estándares son el sustento de la calidad y los detalles determinan la confiabilidad de la transmisión.

El proceso de estampado de las placas de eslabón exterior de la cadena de rodillos puede parecer sencillo, pero se deben cumplir estándares estrictos en cada etapa: desde el control de la composición química de las materias primas hasta la precisión dimensional durante el estampado y la inspección de calidad exhaustiva del producto final. La omisión de cualquier detalle puede reducir el rendimiento de la placa de eslabón exterior y, en consecuencia, afectar la fiabilidad de la transmisión de toda la cadena de rodillos.