Ülitäpse rullkettide lihvimise tehnilised nõuded

Ülitäpse rullkettide lihvimise tehnilised nõuded

Tööstusliku ülekandetööstusesrullketidon jõuülekande ja liikumise juhtimise võtmekomponendid. Nende täpsus määrab otseselt seadme töö efektiivsuse, stabiilsuse ja kasutusea. Lihvimisprotsess, mis on rullkettide tootmise täpsuse parandamise viimane samm, on peamine eristaja standardsete ja ülitäpsete kettide vahel. See artikkel käsitleb ülitäpse rullkettide lihvimise põhilisi tehnilisi nõudeid, käsitledes protsessi põhimõtteid, üksikasjalikku juhtimist, kvaliteedistandardeid ja rakendusstsenaariume, pakkudes põhjalikku arusaama sellest kriitilisest tehnoloogiast, mis toetab tipptasemel seadmete tootmist.

1. Ülitäpse rullkettide lihvimise põhiväärtus: miks see on ülekande täpsuse „ankur“

Enne tehniliste nõuete arutamist peame kõigepealt selgitama: miks on professionaalne lihvimine ülitäpsete rullkettide puhul oluline? Võrreldes traditsiooniliste töötlemismeetoditega, nagu treimine ja freesimine, on lihvimisest oma ainulaadsete eelistega saanud rullkettide mikronitaseme täpsuse saavutamise peamine vahend.

Tööstuslikust vaatenurgast, olgu siis tegemist autotööstuse mootori ajastussüsteemide, intelligentsete logistikaseadmete konveierajamite või täppispinkide jõuülekandega, on rullkettide täpsusnõuded nihkunud millimeetri tasemelt mikroni tasemele. Rulli ümarusviga peab olema 5 μm piires, ketiplaadi aukude tolerantsid peavad olema väiksemad kui 3 μm ja tihvti pinna karedus peab ulatuma Ra0,4 μm-ni või vähem. Neid rangeid täpsusnõudeid saab usaldusväärselt saavutada ainult lihvimise teel.

Täpsemalt öeldes seisneb ülitäpse rullkettide lihvimise põhiväärtus kolmes põhivaldkonnas:

Veaparandusvõime: Lihvketta kiire lõikamise abil eemaldatakse täpselt eelnevate protsesside (nt sepistamine ja kuumtöötlus) põhjustatud deformatsioonid ja mõõtmete kõrvalekalded, tagades iga komponendi mõõtmete järjepidevuse;

Pinna kvaliteedi parandamine: lihvimine vähendab tõhusalt komponentide pinna karedust, hõõrdekadu keti töötamise ajal ja pikendab kasutusiga;

Geomeetrilise täpsuse tagamine: Kriitiliste geomeetriliste tolerantside, näiteks rulli ümaruse ja silindrilisuse, tihvti sirguse ja ketiplaadi paralleelsuse puhul saavutatakse lihvimisprotsessiga juhtimistäpsus, mis ületab oluliselt teiste töötlemismeetoditega saavutatavat täpsust.

II. Täppisrulliketi lihvimise põhilised tehnilised nõuded: põhjalik kontroll komponendilt komponendile

Ülitäpne rullkettide lihvimisprotsess ei ole üheetapiline, vaid pigem süstemaatiline protsess, mis hõlmab kolme põhikomponenti: rullid, tihvtid ja ketiplaadid. Iga samm allub rangetele tehnilistele standarditele ja tööspetsifikatsioonidele.

(I) Rulllihvimine: ümaruse ja silindrilisuse vaheline „mikronitaseme lahing”

Rullikud on rullkettide ja ketirataste hambumuse põhikomponendid. Nende ümarus ja silindrilisus mõjutavad otseselt hambumuse sujuvust ja ülekande efektiivsust. Rulllihvimisel tuleb hoolikalt kontrollida järgmisi tehnilisi nõudeid:
Mõõtmete täpsuse kontroll:
Valtsi välisläbimõõdu tolerants peab rangelt vastama standardile GB/T 1243-2006 või ISO 606. Suure täpsusega klasside (nt klass C ja kõrgem) puhul tuleb välisläbimõõdu tolerantsi kontrollida ±0,01 mm piires. Lihvimine nõuab kolmeastmelist protsessi: jämeda lihvimise, poolviimistluslihvimise ja viimistluslihvimise. Iga etapp nõuab laserläbimõõduga lihvimise tootmisliinil kontrollimist, et tagada mõõtmete kõrvalekallete lubatud vahemikus. Geomeetrilise tolerantsi nõuded:

Ümarus: Ülitäpsete rullide ümarusviga peab olema ≤5 μm. Lihvimisel tuleb kasutada kahekordset keskpunktiga positsioneerimist koos lihvketta kiire pöörlemisega (lineaarkiirus ≥35 m/s), et minimeerida tsentrifugaaljõu mõju ümarusele.

Silindrilisus: Silindrilisuse viga peab olema ≤8 μm. Lihvketta lihvimisnurga reguleerimine (tavaliselt 1°–3°) tagab rulli välisläbimõõdu sirguse.

Otsapinna paralleelsus: Rulli kahe otsapinna paralleelsuse hälve peab olema ≤0,01 mm. Lihvimise ajal tuleb kasutada otsapinna positsioneerimisseadmeid, et vältida otsapinna kalde tõttu tekkivat hambumishälvet.

Pinna kvaliteedinõuded:
Rulli välisläbimõõdu pinnakaredus peab olema Ra 0,4–0,8 μm. Tuleb vältida pinnadefekte, nagu kriimustused, põletused ja katlakivi. Lihvimise ajal tuleb kontrollida lihvimisvedeliku kontsentratsiooni (tavaliselt 5–8%) ja joa rõhku (≥0,3 MPa), et lihvimissoojus kiiresti hajuks ja vältida pinnapõletusi. Lisaks tuleks peenlihvimise etapis pinnaviimistluse parandamiseks kasutada peeneteralist lihvketast (nt 80#–120#).

(II) Tihvti lihvimine: sirguse ja koaksiaalsuse „täppistest“

Tihvt on keti plaate ja rullikuid ühendav põhikomponent. Selle sirgus ja koaksiaalsus mõjutavad otseselt keti paindlikkust ja kasutusiga. Tihvtide lihvimise tehnilised nõuded keskenduvad järgmistele aspektidele:

Sirguse kontroll:
Tihvti sirguse viga peab olema ≤0,005 mm/m. Lihvimise ajal tuleb kasutada meetodit „stabiilne tugi + topeltkeskme positsioneerimine“, et vältida tihvti enda raskuse poolt põhjustatud paindedeformatsiooni. Üle 100 mm pikkuste tihvtide puhul tuleb lihvimise käigus iga 50 mm järel sirgust kontrollida, et tagada üldise sirguse vastavus nõuetele. Koaksiaalsuse nõuded:
Tihvti mõlema otsa tihvtitappide koaksiaalsusviga peab olema ≤0,008 mm. Lihvimise ajal tuleb võrdluspunktina kasutada tihvti mõlema otsa keskmisi auke (keskmise augu täpsus peab vastama GB/T 145-2001 klassile A). Lihvketas tuleb viimistleda ja positsioneerida nii, et oleks tagatud tihvtitappide telgede joondamine mõlemas otsas. Lisaks tuleb koaksiaalsuse kontrollimiseks teha võrguühenduseta pistelisi kontrolle kolmemõõtmelise koordinaatmõõtemasina abil, minimaalse kontrollimääraga 5%. Pinna kõvadus ja lihvimise sobivus:

Tihvtvõllid tuleb enne lihvimist kuumtöödelda (tavaliselt karastamine ja karastamine kõvaduseni HRC 58–62). Lihvimisparameetreid tuleks kõvaduse järgi reguleerida:

Jäme lihvimine: kasutage keskmise teralisusega lihvketast (60#-80#), reguleerige lihvimissügavust 0,05–0,1 mm-ni ja kasutage etteandekiirust 10–15 mm/min.

Peenlihvimine: Kasutage peeneteralist lihvketast (120#-150#), kontrollige lihvimissügavust 0,01-0,02 mm-ni ja kasutage etteandekiirust 5-8 mm/min, et vältida pinna pragusid või kõvaduse kadu, mis on põhjustatud valedest lihvimisparameetritest.

(III) Kettplaadi lihvimine: augu täpsuse ja tasasuse detailne kontroll

Rullkettide selgrooks on ketiplaadid. Nende avade täpsus ja tasasus mõjutavad otseselt keti kokkupaneku täpsust ja ülekande stabiilsust. Ketiplaadi lihvimine on suunatud peamiselt kahele põhivaldkonnale: ketiplaadi avale ja ketiplaadi pinnale. Tehnilised nõuded on järgmised:
Ketiplaadi augu lihvimise täpsus:
Ava tolerants: Ülitäpsete kettplaatide ava tolerants tuleb kontrollida H7 piires (nt φ8 mm ava puhul on tolerants +0,015 mm kuni 0 mm). Täpsete ava mõõtmete tagamiseks kasutatakse teemantlihvkettaid (teraline karedus 150#-200#) ja kiiret spindlit (≥8000 p/min).
Augu asukoha tolerants: külgnevate aukude vaheline kaugus keskpunktide vahel peab olema ≤0,01 mm ja augu telje ja ketiplaadi pinna vaheline ristiasendi viga peab olema ≤0,005 mm. Lihvimine nõuab spetsiaalset tööriista ja reaalajas jälgimist CCD-nägemissüsteemiga.
Ketiplaadi pinna lihvimise nõuded:
Ketiplaadi tasapinnalisuse viga peab olema ≤0,003 mm/100 mm ja pinna karedus peab ulatuma Ra0,8 μm-ni. Lihvimine nõuab "kahepoolset lihvimist". Ülemise ja alumise lihvketta sünkroniseeritud pöörlemine (lineaarkiirus ≥ 40 m/s) ja etteanne tagavad keti mõlema külje paralleelsuse ja tasapinnalisuse. Lisaks tuleb lihvimisrõhku (tavaliselt 0,2–0,3 MPa) kontrollida, et vältida keti deformatsiooni ebaühtlase jõu tõttu.

III. Ülitäpse rullkettide lihvimise protsessijuhtimine: põhjalik tagatis seadmetest juhtkonnani

Nende rangete tehniliste nõuete täitmiseks ei piisa ainult töötlemisparameetrite määramisest. Samuti tuleb luua terviklik protsessijuhtimissüsteem, mis hõlmab seadmete valikut, tööriistade projekteerimist, parameetrite jälgimist ja kvaliteedikontrolli.

(I) Seadmete valik: ülitäpse lihvimise „riistvara alus”
Lihvimismasina valik: Valige suure täpsusega CNC-lihvimismasin (positsioneerimistäpsus ≤ 0,001 mm, kordustäpsus ≤ 0,0005 mm), näiteks Junker (Saksamaa) või Okamoto (Jaapan). Veenduge, et masina täpsus vastab töötlemisnõuetele.
Lihvketta valik: Valige sobiv lihvketta tüüp vastavalt komponendi materjalile (tavaliselt 20CrMnTi või 40Cr) ja töötlemisnõuetele. Näiteks korundlihvketast kasutatakse rulllihvimiseks, ränikarbiidist lihvketast tihvti lihvimiseks ja teemantlihvketast ketiplaadi aukude lihvimiseks.
Katseseadmete konfiguratsioon: Töötlemisprotsessi käigus on võrgus ja võrguühenduseta pisteliste kontrollide kombineerimiseks vaja ülitäpseid katseseadmeid, näiteks laserläbimõõdu mõõturit, kolmemõõtmelist koordinaatmõõteseadet, pinnakareduse mõõturit ja ümaruse mõõturit. (II) Tööriistade disain: täpsuse ja stabiilsuse „võtmetugi“.

Positsioneerimisseadmed: Projekteerige rullide, tihvtide ja kettide jaoks spetsiaalsed positsioneerimisseadmed. Näiteks rullid kasutavad kahekordse keskpunktiga positsioneerimisseadmeid, tihvtid kasutavad keskraami tugiseadmeid ja ketid kasutavad aukude positsioneerimisseadmeid. See tagab täpse positsioneerimise ja lõtku puudumise lihvimisprotsessi ajal.

Kinnitusvahendid: Kasutage kinnitusjõu (tavaliselt 0,1–0,2 MPa) juhtimiseks paindlikke kinnitusmeetodeid (näiteks pneumaatilist või hüdraulilist kinnitust), et vältida komponentide deformatsiooni, mis on põhjustatud liigsest kinnitusjõust. Lisaks tuleb kinnitusvahendite positsioneerimispindu regulaarselt poleerida (pinna karedusastmeni Ra 0,4 μm või vähem), et tagada positsioneerimistäpsus. (III) Parameetrite jälgimine: „Dünaamiline garantii“ reaalajas reguleerimisega
Töötlemisparameetrite jälgimine: CNC-süsteem jälgib reaalajas peamisi parameetreid, nagu lihvimiskiirus, etteandekiirus, lihvimissügavus, lihvimisvedeliku kontsentratsioon ja temperatuur. Kui mõni parameeter ületab seatud vahemiku, annab süsteem automaatselt alarmi ja lülitab masina välja, et vältida defektsete toodete teket.
Temperatuuri kontroll: Lihvimisprotsessi käigus tekkiv kuumus on komponentide deformatsiooni ja pinnapõletuste peamine põhjus. Temperatuuri reguleerimine on vajalik järgmiste meetodite abil:
Jahvatusvedeliku tsirkulatsioonisüsteem: Kasutage suure jahutusvõimega jahvatusvedelikku (näiteks emulsioon- või sünteetilist jahvatusvedelikku), mis on varustatud jahutusseadmega, et hoida temperatuuri 20–25 °C juures.
Vahelduv lihvimine: Kuumenemisele kalduvate komponentide (nt tihvtide) puhul kasutatakse kuumuse kogunemise vältimiseks vahelduvat lihvimisprotsessi „lihvimine-jahutamine-järellihvimine“. (IV) Kvaliteedikontroll: täpsuse saavutamise „viimane kaitseliin“

Online-kontroll: Lihvimisjaama lähedale on paigaldatud laserläbimõõdu mõõtjad, CCD-visioonikontrolli süsteemid ja muud seadmed, et teostada komponentide mõõtmete ning vormi- ja asenditolerantside reaalajas kontrolli. Ainult kvalifitseeritud komponendid saavad edasi liikuda järgmisesse protsessi.

Proovivõtu kontroll võrguühenduseta: 5–10% igast tootepartiist läbib võrguühenduseta kontrolli, kasutades koordinaatmõõtemasinat (CMM) selliste põhinäitajate kontrollimiseks nagu aukude tolerants ja koaksiaalsus, ümarusmõõturit rulli ümaruse kontrollimiseks ja pinna kareduse mõõturit pinna kvaliteedi kontrollimiseks.

Täieliku kontrolli nõuded: Tipptasemel seadmetes (näiteks lennunduses ja täppispinkides) kasutatavate ülitäpsete rullkettide puhul on vaja 100% täielikku kontrolli, et tagada iga komponendi vastavus nõutavale täpsusele.

IV. Ülitäpse rullkettide lihvimistehnoloogia rakendusstsenaariumid ja tulevikutrendid

(I) Tüüpilised rakendusstsenaariumid
Suurepärase täpsuse ja stabiilsusega ülitäpseid rullkette on laialdaselt kasutatud rangete ülekandenõuetega valdkondades:

Autotööstus: mootori hammasrihma ketid ja käigukasti ketid peavad vastu pidama suurtele kiirustele (≥6000 p/min) ja kõrgsageduslikele löökidele, mis seab rulliku ümarusele ja tihvtide sirgusele äärmiselt kõrged nõudmised;

Nutikas logistika: automatiseeritud sorteerimisseadmed ja kõrgladude konveiersüsteemid vajavad täpset kiiruse juhtimist ja positsioneerimist. Ketiplaadi aukude täpsus ja rullikute silindrilisus mõjutavad otseselt töö stabiilsust;

Täppispingid: CNC-tööpinkide spindli ajamid ja etteandesüsteemid vajavad mikronitasemel liikumise juhtimist. Tihvti koaksiaalsus ja ketiplaadi tasasus on ülekande täpsuse tagamiseks üliolulised.

(II) Tulevased tehnoloogiatrendid

Tööstus 4.0 ja nutika tootmise arenguga arenevad ülitäpsed rullkettide lihvimisprotsessid järgmistes suundades:

Intelligentne töötlemine: tehisintellektil põhinevate visuaalsete kontrollisüsteemide kasutuselevõtt komponentide mõõtmete ja pinnakvaliteedi automaatseks tuvastamiseks, võimaldades parameetreid kohandada ning parandades töötlemise efektiivsust ja järjepidevust;

Roheline jahvatamine: keskkonnasõbralike jahvatusvedelike (näiteks biolagunevate jahvatusvedelike) väljatöötamine koos tõhusate filtreerimissüsteemidega keskkonnareostuse vähendamiseks; samaaegselt madala temperatuuriga jahvatustehnoloogia kasutuselevõtt energiatarbimise vähendamiseks;

Liitlihvimine: Rullide, tihvtide ja kettplaatide lihvimisprotsesside integreerimine ühtseks liitprotsessiks, kasutades mitmeteljelisi CNC-lihvimismasinaid, et vähendada protsessidevahelisi positsioneerimisvigu ja parandada üldist täpsust.