Requisitos técnicos para a rectificación de cadeas de rolos de alta precisión

Requisitos técnicos para a rectificación de cadeas de rolos de alta precisión

Na industria da transmisión industrial,cadeas de rolosson compoñentes clave para a transmisión de potencia e o control de movemento. A súa precisión determina directamente a eficiencia operativa, a estabilidade e a vida útil do equipo. O proceso de rectificado, o paso final para mellorar a precisión na fabricación de cadeas de rolos, é o diferenciador clave entre as cadeas estándar e as de alta precisión. Este artigo afondará nos requisitos técnicos básicos para a rectificación de cadeas de rolos de alta precisión, abarcando os principios do proceso, o control detallado, os estándares de calidade e os escenarios de aplicación, proporcionando unha comprensión completa desta tecnoloxía crítica que apoia a fabricación de equipos de alta gama.

1. O valor fundamental da rectificación de cadeas de rolos de alta precisión: por que é a "áncora" da precisión da transmisión

Antes de falar dos requisitos técnicos, primeiro debemos aclarar: Por que é esencial o rectificado profesional para as cadeas de rolos de alta precisión? En comparación cos métodos de mecanizado tradicionais como o torneado e o fresado, o rectificado, coas súas vantaxes únicas, converteuse no medio principal para lograr unha precisión de nivel micrónico nas cadeas de rolos.

Desde unha perspectiva industrial, xa sexa nos sistemas de sincronización do motor na fabricación de automóbiles, nos accionamentos de cintas transportadoras para equipos loxísticos intelixentes ou na transmisión de potencia en máquinas-ferramenta de precisión, os requisitos de precisión das cadeas de rolos pasaron do nivel milimétrico ao nivel micrónico. O erro de redondeza dos rolos debe controlarse dentro de 5 μm, as tolerancias do orificio da placa da cadea deben ser inferiores a 3 μm e a rugosidade da superficie do pasador debe alcanzar Ra0,4 μm ou menos. Estes rigorosos requisitos de precisión só se poden alcanzar de forma fiable mediante a rectificación.

En concreto, o valor fundamental da rectificación de cadeas de rolos de alta precisión reside en tres áreas clave:

Capacidade de corrección de erros: mediante o corte a alta velocidade da rebarbadora, a deformación e as desviacións dimensionais causadas por procesos previos (como o forxado e o tratamento térmico) elimínanse con precisión, garantindo a consistencia dimensional de cada compoñente;

Mellora da calidade da superficie: a rectificación reduce eficazmente a rugosidade da superficie dos compoñentes, reduce a perda por fricción durante o funcionamento da cadea e prolonga a vida útil;

Garantía da precisión xeométrica: Para tolerancias xeométricas críticas como a redondez e a cilindricidade dos rolos, a rectitude dos pasadores e o paralelismo da placa da cadea, o proceso de rectificado consegue unha precisión de control que supera con creces a doutros métodos de mecanizado.

II. Requisitos técnicos básicos para a rectificación de cadeas de rolos de alta precisión: control exhaustivo de compoñente a compoñente

O proceso de rectificado de cadeas de rolos de alta precisión non é un só paso; máis ben, é un proceso sistemático que abrangue os tres compoñentes principais: rolos, pasadores e placas de cadea. Cada paso está suxeito a estritos estándares técnicos e especificacións operativas.

(I) Rectificado de rolos: unha "batalla a nivel de micras" entre a redondez e a cilindricidade

Os rolos son compoñentes clave no engranado de cadeas e rodas dentadas de rolos. A súa redondez e cilindricidade inflúen directamente na suavidade do engranado e na eficiencia da transmisión. Durante a rectificación de rolos, débense controlar coidadosamente os seguintes requisitos técnicos:
Control de precisión dimensional:
A tolerancia do diámetro exterior do rodillo debe cumprir estritamente a norma GB/T 1243-2006 ou ISO 606. Para as calidades de alta precisión (por exemplo, a calidade C e superior), a tolerancia do diámetro exterior debe controlarse con ±0,01 mm. A rectificación require un proceso de tres pasos: rectificación en bruto, rectificación de semiacabado e rectificación de acabado. Cada paso require unha inspección en liña cun medidor de diámetro láser para garantir que as desviacións dimensionais permanezan dentro do rango permitido. Requisitos de tolerancia xeométrica:

Redondeo: O erro de redondeo dos rolos de alta precisión debe ser ≤5 μm. Débese usar un posicionamento de dobre centro durante a rectificación, xunto coa rotación da mola de alta velocidade (velocidade lineal ≥35 m/s) para minimizar os efectos da forza centrífuga na redondeo.

Cilindricidade: O erro de cilindricidade debe ser ≤8 μm. O axuste do ángulo de rectificado da rebarbadora (normalmente de 1° a 3°) garante a rectitude do diámetro exterior do rodillo.

Paralelismo da cara final: O erro de paralelismo das dúas caras finais do rodillo debe ser ≤0,01 mm. Débense usar dispositivos de posicionamento da cara final durante a rectificación para evitar a desviación do engranado causada pola inclinación da cara final.

Requisitos de calidade da superficie:
O diámetro exterior do rodillo debe ter unha rugosidade superficial de Ra 0,4-0,8 μm. Débense evitar defectos superficiais como rabuñaduras, queimaduras e incrustacións. Durante a rectificación, débese controlar a concentración do fluído de rectificación (normalmente 5%-8%) e a presión do chorro (≥0,3 MPa) para disipar a calor da rectificación rapidamente e evitar queimaduras superficiais. Ademais, débese usar unha mola de rectificación de gran fino (por exemplo, 80#-120#) durante a fase de rectificación fina para mellorar o acabado superficial.

(II) Rectificado de pinos: unha "proba de precisión" de rectitude e coaxialidade

O pasador é o compoñente central que conecta as placas da cadea e os rolos. A súa rectitude e coaxialidade inflúen directamente na flexibilidade e na vida útil da cadea. Os requisitos técnicos para a rectificación de pasadores céntranse nos seguintes aspectos:

Control de rectitude:
O erro de rectitude do pasador debe ser ≤0,005 mm/m. Durante o rectificado, débese usar un método de "soporte estable + posicionamento central dobre" para evitar a deformación por flexión causada polo propio peso do pasador. Para os pasadores de máis de 100 mm de lonxitude, débense realizar comprobacións de rectitude cada 50 mm durante o proceso de rectificado para garantir que a rectitude xeral cumpra os requisitos. Requisitos de coaxialidade:
O erro de coaxialidade dos cojinetes en ambos extremos do pasador debe ser ≤0,008 mm. Durante o rectificado, os orificios centrais en ambos extremos do pasador deben usarse como referencia (a precisión do orificio central debe cumprir a Clase A na norma GB/T 145-2001). A retificadora debe rectificarse e colocarse para garantir a aliñación do eixe dos cojinetes en ambos extremos. Ademais, as comprobacións aleatorias fóra de liña da coaxialidade deben realizarse cunha máquina de medición por coordenadas tridimensionais, cunha taxa de inspección mínima do 5 %. Dureza superficial e compatibilidade de rectificado:

Os eixes de pasador deben someterse a un tratamento térmico antes da rectificación (normalmente cementación e temple ata unha dureza de HRC 58-62). Os parámetros de rectificación deben axustarse segundo a dureza:

Rectificado en bruto: use unha retificadora de gran medio (60#-80#), controle a profundidade de rectificado a 0,05-0,1 mm e use unha velocidade de avance de 10-15 mm/min.

Rectificado fino: use unha retificadora de gran fino (120#-150#), controle a profundidade de rectificado a 0,01-0,02 mm e use unha velocidade de avance de 5-8 mm/min para evitar gretas superficiais ou perda de dureza causada por parámetros de rectificado inadecuados.

(III) Rectificado de placas de cadea: control detallado da precisión e planitude do burato

As placas da cadea son a columna vertebral das cadeas de rolos. A precisión dos seus orificios e a súa planitude inflúen directamente na precisión do conxunto da cadea e na estabilidade da transmisión. A rectificación das placas da cadea céntrase principalmente en dúas áreas clave: o orificio da placa da cadea e a superficie da placa da cadea. Os requisitos técnicos son os seguintes:
Precisión de rectificado do orificio da placa de cadea:
Tolerancia de apertura: A tolerancia do orificio das placas de cadea de alta precisión debe controlarse dentro de H7 (por exemplo, para un orificio de φ8 mm, a tolerancia é de +0,015 mm a 0 mm). Úsanse moas de rebar de diamante (gran 150#-200#) e un fuso de alta velocidade (≥8000 rpm) para garantir dimensións precisas do orificio.
Tolerancia de posición do orificio: A distancia central entre orificios adxacentes debe ser ≤0,01 mm e o erro de perpendicularidade entre o eixe do orificio e a superficie da placa da cadea debe ser ≤0,005 mm. O rectificado require ferramentas dedicadas e monitorización en tempo real cun sistema de inspección por visión CCD.
Requisitos de rectificado superficial da placa de cadea:
O erro de planitude da placa da cadea debe ser ≤0,003 mm/100 mm e a rugosidade superficial debe alcanzar Ra0,8 μm. A rectificación require un proceso de "rectificado de dobre cara". A rotación sincronizada (velocidade lineal ≥ 40 m/s) e o avance das rodas de rectificación superior e inferior garanten o paralelismo e a planitude en ambos os dous lados da cadea. Ademais, a presión de rectificación (normalmente de 0,2 a 0,3 MPa) debe controlarse para evitar a deformación da cadea debido a unha forza desigual.

III. Control de procesos para a rectificación de cadeas de rolos de alta precisión: garantía integral desde o equipo ata a xestión

Para cumprir estes rigorosos requisitos técnicos, non abonda con simplemente establecer os parámetros de procesamento. Tamén se debe establecer un sistema integral de control de procesos que abarque a selección de equipos, o deseño de ferramentas, a monitorización de parámetros e a inspección de calidade.

(I) Selección de equipos: a “base do hardware” da rectificación de alta precisión
Selección da rectificadora: Escolla unha rectificadora CNC de alta precisión (precisión de posicionamento ≤ 0,001 mm, repetibilidade ≤ 0,0005 mm), como Junker (Alemaña) ou Okamoto (Xapón). Asegúrese de que a precisión da máquina cumpra os requisitos de procesamento.
Selección da rebarbadora: seleccione o tipo de rebarbadora axeitado en función do material do compoñente (normalmente 20CrMnTi ou 40Cr) e dos requisitos de procesamento. Por exemplo, unha rebarbadora de corindón úsase para a rebarbadora de rolos, unha rebarbadora de carburo de silicio úsase para a rebarbadora de pasadores e unha rebarbadora de diamante úsase para a rebarbadora de buratos de placa de cadea.
Configuración do equipo de probas: Para combinar comprobacións aleatorias en liña e fóra de liña durante o proceso de procesamento, requírense equipos de probas de alta precisión, como un medidor de diámetro láser, unha máquina de medición por coordenadas tridimensionais, un rugosímetro e un probador de redondez. (II) Deseño de ferramentas: o "soporte clave" para a precisión e a estabilidade

Dispositivos de posicionamento: Deseña dispositivos de posicionamento especializados para rolos, pasadores e cadeas. Por exemplo, os rolos utilizan dispositivos de posicionamento de dobre centro, os pasadores utilizan dispositivos de soporte do bastidor central e as cadeas utilizan dispositivos de posicionamento de orificios. Isto garante un posicionamento preciso e cero folgura durante o proceso de rectificado.

Dispositivos de fixación: Utilizan métodos de fixación flexibles (como a fixación pneumática ou hidráulica) para controlar a forza de fixación (normalmente de 0,1 a 0,2 MPa) para evitar a deformación dos compoñentes causada por unha forza de fixación excesiva. Ademais, as superficies de posicionamento dos dispositivos de fixación deben pulirse regularmente (ata unha rugosidade superficial de Ra 0,4 μm ou menos) para garantir a precisión do posicionamento. (III) Monitorización de parámetros: "Garantía dinámica" con axuste en tempo real
Monitorización dos parámetros de procesamento: o sistema CNC monitoriza parámetros clave como a velocidade de moenda, a velocidade de avance, a profundidade de moenda, a concentración do fluído de moenda e a temperatura en tempo real. Cando algún parámetro supera o rango establecido, o sistema emite automaticamente unha alarma e apaga a máquina para evitar produtos defectuosos.
Control da temperatura: A calor xerada durante o proceso de moenda é a principal causa da deformación dos compoñentes e das queimaduras superficiais. É necesario controlar a temperatura mediante os seguintes métodos:
Sistema de circulación de fluído de moenda: use un fluído de moenda con alta capacidade de refrixeración (como emulsión ou fluído de moenda sintético) equipado cunha unidade de refrixeración para manter unha temperatura de 20-25 °C.
Rectificado intermitente: Para compoñentes propensos á xeración de calor (como os pasadores), emprégase un proceso de rectificado intermitente de "rectificado-arrefriamento-reacrificado" para evitar a acumulación de calor. (IV) Inspección de calidade: A "última liña de defensa" para lograr a precisión

Inspección en liña: Os medidores de diámetro láser, os sistemas de inspección por visión CCD e outros equipos están instalados preto da estación de rectificado para realizar inspeccións en tempo real das dimensións dos compoñentes e as tolerancias de forma e posición. Só os compoñentes cualificados poden continuar co seguinte proceso.

Inspección de mostraxe fóra de liña: entre o 5 % e o 10 % de cada lote de produtos sométese a unha inspección fóra de liña mediante unha máquina de medición por coordenadas (CMM) para comprobar indicadores clave como a tolerancia e a coaxialidade dos orificios, un probador de redondez para comprobar a redondez dos rolos e un probador de rugosidade superficial para comprobar a calidade da superficie.

Requisitos de inspección completa: Para as cadeas de rolos de alta precisión utilizadas en equipos de alta gama (como a industria aeroespacial e as máquinas-ferramenta de precisión), requírese unha inspección completa do 100 % para garantir que cada compoñente cumpra coa precisión requirida.

IV. Escenarios de aplicación e tendencias futuras da tecnoloxía de rectificado de cadeas de rolos de alta precisión

(I) Escenarios de aplicación típicos
As cadeas de rolos de alta precisión, coa súa excelente exactitude e estabilidade, foron amplamente utilizadas en campos con requisitos de transmisión rigorosos:

Industria do automóbil: As cadeas de distribución do motor e as cadeas de transmisión deben soportar altas velocidades (≥6000 rpm) e impactos de alta frecuencia, o que supón uns requisitos extremadamente altos en canto á redondez dos rodillos e á rectitude dos pasadores;

Loxística intelixente: Os equipos de clasificación automatizada e os sistemas de transportadores de almacéns de estantes altos requiren un control de velocidade e un posicionamento precisos. A precisión do orificio da placa da cadea e a cilindricidade dos rodillos inflúen directamente na estabilidade operativa;

Máquinas-ferramentas de precisión: Os accionamentos do fuso e os sistemas de alimentación das máquinas-ferramenta CNC requiren un control de movemento a nivel de micras. A coaxialidade do pasador e a planitude da placa da cadea son cruciais para garantir a precisión da transmisión.

(II) Tendencias tecnolóxicas futuras

Co avance da Industria 4.0 e a fabricación intelixente, os procesos de rectificado de cadeas de rolos de alta precisión están a desenvolverse nas seguintes direccións:

Mecanizado intelixente: Introdución de sistemas de inspección visual impulsados ​​por IA para identificar automaticamente as dimensións dos compoñentes e a calidade da superficie, o que permite o axuste dos parámetros e mellora a eficiencia e a consistencia do mecanizado;

Moenda ecolóxica: Desenvolvemento de fluídos de moenda respectuosos co medio ambiente (como os fluídos de moenda biodegradables) combinados con sistemas de filtración eficientes para reducir a contaminación ambiental; Ao mesmo tempo, adopción de tecnoloxía de moenda a baixa temperatura para reducir o consumo de enerxía;

Rectificado composto: Integración dos procesos de rectificado de rolos, pasadores e placas de cadea nun proceso composto "único", utilizando máquinas rectificadoras CNC multieixe para reducir os erros de posicionamento entre procesos e mellorar aínda máis a precisión xeral.