استانداردهای فرآیند مهر زنی صفحه پیوند بیرونی زنجیر غلتکی

استانداردهای فرآیند مهر زنی صفحه پیوند بیرونی زنجیر غلتکی

در سیستم‌های انتقال صنعتی، زنجیرهای غلتکی اجزای اصلی انتقال هستند و عملکرد آنها مستقیماً راندمان عملیاتی و عمر مفید تجهیزات را تعیین می‌کند. صفحات اتصال بیرونی، "اسکلت"زنجیر غلتکینقش حیاتی در انتقال بار و اتصال حلقه‌های زنجیر دارند. استانداردسازی و دقت فرآیند تولید آنها از عوامل حیاتی مؤثر بر کیفیت کلی زنجیر غلتکی است. پرسکاری، روش اصلی برای تولید صفحات حلقه بیرونی، در هر مرحله، از انتخاب مواد اولیه تا تحویل محصول نهایی، به استانداردهای سختگیرانه‌ای نیاز دارد تا اطمینان حاصل شود که صفحات حلقه بیرونی از استحکام، چقرمگی و دقت ابعادی کافی برخوردارند. این مقاله، تجزیه و تحلیل عمیقی از استانداردهای کامل فرآیند برای پرسکاری صفحه حلقه بیرونی زنجیر غلتکی ارائه می‌دهد و مرجعی حرفه‌ای در اختیار متخصصان صنعت قرار می‌دهد و به کاربران نهایی اجازه می‌دهد تا منطق فرآیند پشت زنجیرهای غلتکی با کیفیت بالا را به روشنی درک کنند.

I. تضمین‌های اولیه قبل از مهرزنی: انتخاب مواد اولیه و استانداردهای پیش تصفیه

عملکرد صفحات اتصال بیرونی با مواد اولیه با کیفیت بالا آغاز می‌شود. فرآیند پرس‌کاری، الزامات مشخصی را برای خواص مکانیکی و ترکیب شیمیایی مواد تعیین می‌کند که پیش‌نیاز اجرای روان فرآیندهای بعدی هستند. در حال حاضر، مواد اصلی برای صفحات اتصال بیرونی در صنعت، فولادهای ساختاری آلیاژی کم کربن (مانند 20Mn2 و 20CrMnTi) و فولادهای ساختاری کربنی با کیفیت بالا (مانند فولاد 45) هستند. انتخاب ماده به کاربرد زنجیر غلتکی بستگی دارد (به عنوان مثال، بارهای سنگین، سرعت‌های بالا و محیط‌های خورنده). با این حال، صرف نظر از ماده انتخاب شده، باید استانداردهای اصلی زیر را رعایت کند:

۱. استانداردهای ترکیب شیمیایی مواد اولیه
کنترل میزان کربن (C): برای فولاد 45، میزان کربن باید بین 0.42٪ تا 0.50٪ باشد. میزان کربن بالاتر می‌تواند شکنندگی و ترک خوردگی ماده را در حین پرسکاری افزایش دهد، در حالی که میزان کربن کمتر می‌تواند بر استحکام آن پس از عملیات حرارتی بعدی تأثیر بگذارد. میزان منگنز (Mn) فولاد 20Mn2 باید بین 1.40٪ تا 1.80٪ حفظ شود تا سختی‌پذیری و چقرمگی ماده بهبود یابد و تضمین شود که صفحات اتصال بیرونی در برابر شکستگی تحت بارهای ضربه‌ای مقاومت می‌کنند. محدودیت‌های عناصر مضر: میزان گوگرد (S) و فسفر (P) باید به شدت زیر 0.035٪ کنترل شود. این دو عنصر می‌توانند ترکیباتی با نقطه ذوب پایین تشکیل دهند و باعث شوند ماده در طول فرآیند پرسکاری "ترد گرم" یا "ترد سرد" شود و بر بازده محصولات نهایی تأثیر بگذارد.

۲. استانداردهای پیش تصفیه مواد اولیه

قبل از ورود به فرآیند پرسکاری، مواد اولیه سه مرحله پیش تصفیه را طی می‌کنند: اسیدشویی، فسفاته کردن و روغن‌کاری. هر مرحله الزامات کیفی مشخصی دارد:

اسیدشویی: با استفاده از محلول 15%-20% اسید هیدروکلریک، به مدت 15-20 دقیقه در دمای اتاق خیسانده شود تا پوسته و زنگ زدگی از سطح فولاد پاک شود. پس از اسیدشویی، سطح فولاد باید عاری از پوسته قابل مشاهده و خوردگی بیش از حد (حفره ای شدن) باشد، که می تواند بر چسبندگی پوشش فسفاته بعدی تأثیر بگذارد.

فسفاته کاری: با استفاده از محلول فسفاته بر پایه روی، به مدت 10 تا 15 دقیقه در دمای 50 تا 60 درجه سانتیگراد قرار دهید تا یک پوشش فسفاته با ضخامت 5 تا 8 میکرومتر تشکیل شود. پوشش فسفاته باید یکنواخت و متراکم باشد و چسبندگی آن با استفاده از آزمایش برش عرضی به سطح 1 (بدون لایه برداری) برسد. این کار اصطکاک بین قالب پرس و صفحه فولادی را کاهش می‌دهد، عمر قالب را افزایش می‌دهد و مقاومت در برابر زنگ زدگی صفحه اتصال بیرونی را بهبود می‌بخشد.

اعمال روغن: یک لایه نازک از روغن ضد زنگ (با ضخامت ≤ 3μm) را روی سطح پوشش فسفاته اسپری کنید. لایه روغن باید به طور یکنواخت و بدون هیچ گونه شکاف یا تجمعی اعمال شود. این کار از زنگ زدگی صفحه فولادی در حین انبارداری جلوگیری می‌کند و در عین حال دقت عملیات پرسکاری بعدی را حفظ می‌کند.

II. استانداردهای فرآیندهای قالب‌گیری ماهیچه: کنترل دقیق از سوراخ‌کاری تا شکل‌دهی

فرآیند پرسکاری برای حلقه‌های بیرونی زنجیر غلتکی عمدتاً شامل چهار مرحله اصلی است: سوراخکاری، پانچ، شکل‌دهی و برش. پارامترهای تجهیزات، دقت قالب و رویه‌های عملیاتی هر مرحله مستقیماً بر دقت ابعادی و خواص مکانیکی حلقه‌های بیرونی تأثیر می‌گذارند. استانداردهای زیر باید کاملاً رعایت شوند:

۱. استانداردهای فرآیند خالی کردن
بلنک کاری شامل پانچ کردن ورق‌های فولادی خام به بلنک‌هایی است که با ابعاد باز شده‌ی پیوندهای بیرونی مطابقت دارند. اطمینان از دقت ابعادی و کیفیت لبه‌های بلنک‌ها برای این فرآیند بسیار مهم است.

انتخاب تجهیزات: یک پرس تک نقطه‌ای بسته مورد نیاز است (تناژ بسته به اندازه رابط بیرونی، عموماً ۶۳ تا ۱۶۰ کیلونیوتن، متفاوت است). دقت حرکت لغزشی پرس باید در محدوده ±۰.۰۲ میلی‌متر کنترل شود تا از حرکت ثابت برای هر پرس اطمینان حاصل شود و از انحراف ابعادی جلوگیری شود.

دقت قالب: فاصله بین سنبه و قالب قالب قالب برش باید بر اساس ضخامت ماده، عموماً 5% تا 8% ضخامت ماده، تعیین شود (مثلاً برای ضخامت ماده 3 میلی‌متر، فاصله 0.15 تا 0.24 میلی‌متر است). زبری لبه برش قالب باید کمتر از Ra0.8μm باشد. سایش لبه بیش از 0.1 میلی‌متر نیاز به سنگ‌زنی مجدد سریع دارد تا از تشکیل پلیسه روی لبه ورق جلوگیری شود (ارتفاع پلیسه ≤ 0.05 میلی‌متر).

الزامات ابعادی: انحراف طول قطعه کار باید پس از قطعه‌کاری در محدوده ±0.03 میلی‌متر، انحراف عرض در محدوده ±0.02 میلی‌متر و انحراف قطری در محدوده 0.04 میلی‌متر کنترل شود تا از مقادیر دقیق برای مراحل بعدی پردازش اطمینان حاصل شود.

۲. استانداردهای فرآیند پانچ

پانچ کردن فرآیندی است که در آن سوراخ‌های پیچ و رول پلاک‌های اتصال بیرونی پس از عملیات پانچ، در قطعه خام ایجاد می‌شود. دقت موقعیت سوراخ و دقت قطر آن مستقیماً بر عملکرد مونتاژ زنجیر غلتکی تأثیر می‌گذارد.

روش موقعیت‌یابی: از موقعیت‌یابی دوگانه (با استفاده از دو لبه مجاور قطعه کار به عنوان مرجع) استفاده می‌شود. پین‌های موقعیت‌یاب باید دقت IT6 را داشته باشند تا موقعیت ثابت قطعه کار در طول هر پانچ تضمین شود. انحراف موقعیت سوراخ باید ≤ 0.02 میلی‌متر (نسبت به سطح مرجع صفحه اتصال بیرونی) باشد. دقت قطر سوراخ: انحراف قطر بین سوراخ‌های پیچ و غلتک باید الزامات تلرانس IT9 را برآورده کند (به عنوان مثال، برای یک سوراخ 10 میلی‌متری، انحراف +0.036 میلی‌متر/-0 میلی‌متر است). تلرانس گردی سوراخ باید ≤0.01 میلی‌متر باشد و زبری دیواره سوراخ باید کمتر از Ra1.6μm باشد. این امر از شل یا سفت بودن بیش از حد حلقه‌های زنجیر به دلیل انحراف قطر سوراخ که می‌تواند بر پایداری انتقال تأثیر بگذارد، جلوگیری می‌کند.

ترتیب پانچ: ابتدا سوراخ‌های پیچ و سپس سوراخ‌های غلتک را پانچ کنید. انحراف فاصله مرکز تا مرکز بین دو سوراخ باید در محدوده ±0.02 میلی‌متر باشد. انحراف تجمعی فاصله مرکز تا مرکز مستقیماً منجر به انحراف گام در زنجیر غلتکی می‌شود که به نوبه خود بر دقت انتقال تأثیر می‌گذارد.

۳. استانداردهای فرآیند شکل‌دهی

شکل‌دهی شامل فشار دادن قطعه پانچ شده از طریق قالب به شکل نهایی صفحه اتصال بیرونی (مثلاً منحنی یا پله‌ای) است. این فرآیند نیاز به اطمینان از دقت شکل صفحه اتصال بیرونی و کنترل برگشت فنری دارد.

طراحی قالب: قالب شکل‌دهی باید ساختاری قطعه‌بندی‌شده داشته باشد، با دو ایستگاه، پیش‌شکل‌دهی و شکل‌دهی نهایی، که مطابق با شکل صفحه اتصال بیرونی پیکربندی شده‌اند. ایستگاه پیش‌شکل‌دهی در ابتدا قطعه خام را به شکل اولیه فشار می‌دهد تا تنش تغییر شکل در طول شکل‌دهی نهایی کاهش یابد. زبری سطح حفره قالب شکل‌دهی نهایی باید به Ra0.8μm برسد تا سطح صفحه اتصال بیرونی صاف و بدون فرورفتگی تضمین شود.

کنترل فشار: فشار شکل‌دهی باید بر اساس استحکام تسلیم ماده محاسبه شود و عموماً ۱.۲ تا ۱.۵ برابر استحکام تسلیم ماده است (مثلاً استحکام تسلیم فولاد 20Mn2 برابر با ۳۴۵ مگاپاسکال است؛ فشار شکل‌دهی باید بین ۴۱۴ تا ۵۱۷ مگاپاسکال کنترل شود). فشار خیلی کم منجر به شکل‌دهی ناقص می‌شود، در حالی که فشار خیلی زیاد باعث تغییر شکل پلاستیک بیش از حد می‌شود و بر عملکرد عملیات حرارتی بعدی تأثیر می‌گذارد. کنترل برگشت فنری: پس از شکل‌دهی، برگشت فنری صفحه اتصال بیرونی باید در محدوده ۰.۵ درجه کنترل شود. این امر را می‌توان با تنظیم زاویه جبران در حفره قالب (که بر اساس ویژگی‌های برگشت فنری ماده، عموماً ۰.۳ تا ۰.۵ درجه تعیین می‌شود) خنثی کرد تا اطمینان حاصل شود که محصول نهایی الزامات طراحی را برآورده می‌کند.

۴. استانداردهای فرآیند برش
برشکاری فرآیند حذف پلیسه و مواد اضافی تولید شده در طول فرآیند شکل‌دهی است تا لبه‌های صفحه اتصال بیرونی صاف باشند.

دقت قالب برش: فاصله بین پانچ و قالب قالب برش باید در محدوده 0.01-0.02 میلی‌متر کنترل شود و تیزی لبه برش باید کمتر از Ra0.4μm باشد. اطمینان حاصل کنید که لبه‌های صفحه اتصال بیرونی پس از برش بدون پلیسه (ارتفاع پلیسه ≤ 0.03 میلی‌متر) و خطای صافی لبه ≤ 0.02 میلی‌متر بر متر باشد.

ترتیب برش: ابتدا لبه‌های بلند و سپس لبه‌های کوتاه را برش دهید. این کار از تغییر شکل صفحه اتصال بیرونی به دلیل ترتیب نادرست برش جلوگیری می‌کند. پس از برش، صفحه اتصال بیرونی باید تحت بازرسی بصری قرار گیرد تا از عدم وجود نقص‌هایی مانند گوشه‌های لب‌پریده یا ترک اطمینان حاصل شود.

III. استانداردهای بازرسی کیفیت پس از مهرزنی: کنترل جامع عملکرد محصول نهایی

پس از مهر زنی، صفحات اتصال بیرونی تحت سه فرآیند دقیق بازرسی کیفیت قرار می‌گیرند: بازرسی ابعادی، بازرسی خواص مکانیکی و بازرسی ظاهری. فقط محصولاتی که تمام استانداردها را رعایت کنند می‌توانند به فرآیندهای بعدی عملیات حرارتی و مونتاژ بروند. استانداردهای بازرسی خاص به شرح زیر است:

۱. استانداردهای بازرسی ابعادی
بازرسی ابعادی از یک دستگاه اندازه‌گیری مختصات سه‌بعدی (با دقت ≤ 0.001 میلی‌متر) به همراه گیج‌های تخصصی استفاده می‌کند و بر ابعاد کلیدی زیر تمرکز دارد:

گام: گام صفحه اتصال بیرونی (فاصله بین دو سوراخ پیچ) باید دارای تلرانس ±0.02 میلی‌متر باشد، با خطای گام تجمعی ≤0.05 میلی‌متر در هر 10 قطعه. انحراف بیش از حد گام می‌تواند باعث ایجاد لرزش و سر و صدا در حین انتقال زنجیر غلتکی شود.

ضخامت: انحراف ضخامت صفحه اتصال بیرونی باید الزامات تلرانس IT10 را برآورده کند (به عنوان مثال، برای ضخامت 3 میلی‌متر، انحراف +0.12 میلی‌متر/-0 میلی‌متر است). تغییرات ضخامت در یک دسته باید ≤0.05 میلی‌متر باشد تا از بار ناهموار روی حلقه‌های زنجیر به دلیل ضخامت ناهموار جلوگیری شود. تلرانس موقعیت سوراخ: انحراف موقعیت بین سوراخ پیچ و سوراخ غلتک باید ≤0.02 میلی‌متر باشد و خطای هم محوری سوراخ باید ≤0.01 میلی‌متر باشد. اطمینان حاصل کنید که فاصله بین پین و غلتک الزامات طراحی را برآورده می‌کند (فاصله معمولاً 0.01-0.03 میلی‌متر است).

۲. استانداردهای تست خواص مکانیکی

آزمایش خواص مکانیکی مستلزم انتخاب تصادفی ۳ تا ۵ نمونه از هر دسته از محصولات برای آزمایش استحکام کششی، سختی و خمش است.

مقاومت کششی: با استفاده از یک دستگاه تست مواد جهانی، مقاومت کششی صفحه اتصال بیرونی باید ≥600MPa (پس از عملیات حرارتی فولاد 45) یا ≥800MPa (پس از عملیات حرارتی 20Mn2) باشد. شکستگی باید در ناحیه غیر سوراخ صفحه اتصال بیرونی رخ دهد. شکست در نزدیکی سوراخ نشان دهنده تمرکز تنش در طول فرآیند پانچ است و پارامترهای قالب باید تنظیم شوند. تست سختی: از یک تستر سختی راکول برای اندازه گیری سختی سطح صفحات اتصال بیرونی استفاده کنید. سختی باید در محدوده HRB80-90 (حالت آنیل شده) یا HRC35-40 (حالت کوئنچ و تمپر شده) کنترل شود. سختی بیش از حد بالا، شکنندگی و حساسیت ماده به شکستگی را افزایش می‌دهد؛ سختی بیش از حد پایین بر مقاومت در برابر سایش تأثیر می‌گذارد.

آزمایش خمش: صفحات اتصال بیرونی را در امتداد طول آنها ۹۰ درجه خم کنید. پس از خم شدن، هیچ ترک یا شکستگی نباید روی سطح ظاهر شود. برگشت فنری پس از باربرداری باید ≤۵ درجه باشد. این امر تضمین می‌کند که صفحات اتصال بیرونی از استحکام کافی برای مقاومت در برابر بارهای ضربه‌ای در حین انتقال برخوردارند.

۳. استانداردهای بازرسی ظاهری

بازرسی ظاهری از ترکیبی از بازرسی چشمی و بازرسی با ذره‌بین (با بزرگنمایی 10 برابر) استفاده می‌کند. الزامات خاص به شرح زیر است:

کیفیت سطح: سطح صفحه اتصال بیرونی باید صاف و مسطح، عاری از خراش (عمق ≤ 0.02 میلی‌متر)، فرورفتگی یا سایر نقص‌ها باشد. پوشش فسفاته باید یکنواخت و عاری از پوشش از دست رفته، زردی یا پوسته پوسته شدن باشد. کیفیت لبه: لبه‌ها باید عاری از پلیسه (ارتفاع ≤ 0.03 میلی‌متر)، لب‌پریدگی (اندازه لب‌پریدگی ≤ 0.1 میلی‌متر)، ترک یا سایر نقص‌ها باشند. پلیسه‌های جزئی باید از طریق غیرفعال‌سازی (غوطه‌وری در محلول غیرفعال‌سازی به مدت 5 تا 10 دقیقه) برطرف شوند تا از ایجاد خراش روی اپراتور یا سایر اجزا در حین مونتاژ جلوگیری شود.
کیفیت دیواره سوراخ: دیواره سوراخ باید صاف، عاری از پله، خراش، تغییر شکل یا سایر نقص‌ها باشد. هنگام بازرسی با گیج برو/نرو، گیج برو باید به نرمی عبور کند، در حالی که گیج نرو نباید عبور کند، و اطمینان حاصل شود که سوراخ الزامات دقت مونتاژ را برآورده می‌کند.

چهارم. دستورالعمل‌های بهینه‌سازی فرآیند مهرزنی: از استانداردسازی تا هوشمندسازی

با پیشرفت مداوم فناوری تولید صنعتی، استانداردهای فرآیندهای مهرزنی حلقه بیرونی زنجیر غلتکی نیز به طور مداوم در حال ارتقا هستند. توسعه آینده به سمت فرآیندهای هوشمند، سبز و با دقت بالا خواهد بود. دستورالعمل‌های بهینه‌سازی خاص به شرح زیر است:

۱. کاربرد تجهیزات تولید هوشمند

معرفی ماشین‌های پرسکاری CNC و ربات‌های صنعتی برای دستیابی به کنترل خودکار و هوشمند فرآیند پرسکاری:

دستگاه‌های پرس CNC: مجهز به سیستم سروو با دقت بالا، امکان تنظیم پارامترهایی مانند فشار پرس و سرعت ضربه را در زمان واقعی با دقت کنترل ±0.001 میلی‌متر فراهم می‌کنند. همچنین دارای قابلیت‌های خودآزمایی هستند که امکان تشخیص به موقع مشکلاتی مانند سایش قالب و ناهنجاری‌های مواد را فراهم می‌کنند و تعداد محصولات معیوب را کاهش می‌دهند.

ربات‌های صنعتی: در بارگیری مواد اولیه، انتقال قطعات پرس‌کاری شده و مرتب‌سازی محصول نهایی استفاده می‌شوند و جایگزین عملیات دستی می‌شوند. این امر نه تنها راندمان تولید را بهبود می‌بخشد (تولید مداوم ۲۴ ساعته را امکان‌پذیر می‌سازد)، بلکه انحرافات ابعادی ناشی از عملیات دستی را نیز از بین می‌برد و کیفیت ثابت محصول را تضمین می‌کند.

۲. ترویج فرآیندهای سبز

کاهش مصرف انرژی و آلودگی محیط زیست ضمن رعایت استانداردهای فرآیند:

بهینه‌سازی مواد قالب: استفاده از قالب کامپوزیتی ساخته شده از فولاد تندبر (HSS) و کاربید سیمانی (WC) عمر قالب را افزایش می‌دهد (عمر مفید را می‌توان ۳ تا ۵ برابر افزایش داد)، دفعات تعویض قالب را کاهش می‌دهد و ضایعات مواد را کم می‌کند.

بهبود فرآیند پیش تصفیه: ترویج فناوری فسفاته بدون فسفر و استفاده از محلول‌های فسفاته سازگار با محیط زیست، آلودگی فسفر را کاهش می‌دهد. علاوه بر این، پاشش الکترواستاتیک روغن ضد زنگ، استفاده از روغن ضد زنگ را بهبود می‌بخشد (میزان استفاده را می‌توان به بیش از ۹۵٪ افزایش داد) و انتشار غبار روغن را کاهش می‌دهد.

۳. ارتقاء فناوری بازرسی با دقت بالا

یک سیستم بازرسی بینایی ماشین برای امکان بازرسی کیفی سریع و دقیق صفحات اتصال بیرونی معرفی شد.

سیستم بازرسی بینایی ماشین که به یک دوربین با کیفیت بالا (وضوح ≥ 20 مگاپیکسل) و نرم‌افزار پردازش تصویر مجهز است، می‌تواند به‌طور همزمان صفحات اتصال بیرونی را از نظر دقت ابعادی، عیوب ظاهری، انحراف موقعیت سوراخ و سایر پارامترها بررسی کند. این سیستم با سرعت بازرسی 100 قطعه در دقیقه، بیش از 10 برابر دقت بازرسی دستی را ارائه می‌دهد. همچنین امکان ذخیره‌سازی و تجزیه و تحلیل داده‌های بازرسی را در زمان واقعی فراهم می‌کند و پشتیبانی از داده‌ها را برای بهینه‌سازی فرآیند فراهم می‌کند.

نتیجه‌گیری: استانداردها، شاهرگ کیفیت هستند و جزئیات، قابلیت اطمینان انتقال را تعیین می‌کنند.

فرآیند پرس کاری صفحات اتصال بیرونی زنجیر غلتکی ممکن است ساده به نظر برسد، اما باید در هر مرحله - از کنترل ترکیب شیمیایی مواد اولیه گرفته تا اطمینان از دقت ابعادی در طول فرآیند پرس کاری و بازرسی جامع کیفیت محصول نهایی - استانداردهای سختگیرانه‌ای رعایت شود. سهل‌انگاری در هرگونه جزئیات می‌تواند منجر به تخریب عملکرد صفحه اتصال بیرونی شود و در نتیجه، بر قابلیت اطمینان انتقال کل زنجیر غلتکی تأثیر بگذارد.