રોલર ચેઇન પ્રિસિઝન ફોર્જિંગ પ્રક્રિયાનું સંપૂર્ણ વિશ્લેષણ

રોલર ચેઇન પ્રિસિઝન ફોર્જિંગ પ્રક્રિયાનું સંપૂર્ણ વિશ્લેષણ: કાચા માલથી લઈને તૈયાર ઉત્પાદન સુધીની ગુણવત્તાનું રહસ્ય

ઔદ્યોગિક ટ્રાન્સમિશન ઉદ્યોગમાં, ની વિશ્વસનીયતારોલર સાંકળોઉત્પાદન લાઇનની કાર્યકારી કાર્યક્ષમતા અને સાધનોનું જીવન સીધું નક્કી કરે છે. કોર રોલર ચેઇન ઘટકો માટે મુખ્ય ઉત્પાદન તકનીક તરીકે, ચોકસાઇ ફોર્જિંગ, તેના નજીકના-નેટ-આકારના ફાયદા સાથે, ઘટક પરિમાણીય ચોકસાઈ, યાંત્રિક ગુણધર્મો અને ઉત્પાદન કાર્યક્ષમતા વચ્ચે સંપૂર્ણ સંતુલન પ્રાપ્ત કરે છે. આ લેખ સમગ્ર રોલર ચેઇન ચોકસાઇ ફોર્જિંગ પ્રક્રિયામાં ઊંડાણપૂર્વક અભ્યાસ કરશે, જે ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળી રોલર ચેઇન પાછળના રહસ્યો જાહેર કરશે.

૧. પ્રી-પ્રોસેસિંગ: કાચા માલની પસંદગી અને પ્રીટ્રીટમેન્ટ - સ્ત્રોત પર ગુણવત્તાનું નિયંત્રણ

ચોકસાઇ ફોર્જિંગમાં ગુણવત્તાનો પાયો સખત કાચા માલની પસંદગી અને વૈજ્ઞાનિક પ્રીટ્રીટમેન્ટથી શરૂ થાય છે. રોલર ચેઇન (રોલર્સ, બુશિંગ્સ, ચેઇન પ્લેટ્સ, વગેરે) ના મુખ્ય લોડ-બેરિંગ ઘટકોએ વૈકલ્પિક ભાર, અસર અને ઘસારોનો સામનો કરવો જ જોઇએ. તેથી, કાચા માલની પસંદગી અને સારવાર અંતિમ ઉત્પાદનના પ્રદર્શન પર સીધી અસર કરે છે.

1. કાચા માલની પસંદગી: કામગીરીની જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરવા માટે સ્ટીલની પસંદગી
રોલર ચેઇનના ઉપયોગ (જેમ કે બાંધકામ મશીનરી, ઓટોમોટિવ ટ્રાન્સમિશન અને ચોકસાઇ મશીન ટૂલ્સ) પર આધાર રાખીને, સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતા કાચા માલ ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા કાર્બન સ્ટ્રક્ચરલ સ્ટીલ અથવા એલોય સ્ટ્રક્ચરલ સ્ટીલ હોય છે. ઉદાહરણ તરીકે, રોલર્સ અને બુશિંગ્સને ઉચ્ચ વસ્ત્રો પ્રતિકાર અને કઠિનતાની જરૂર હોય છે, ઘણીવાર 20CrMnTi જેવા એલોય કાર્બ્યુરાઇઝિંગ સ્ટીલ્સનો ઉપયોગ થાય છે. ચેઇન પ્લેટ્સને તાકાત અને થાક પ્રતિકારનું સંતુલન જરૂરી છે, ઘણીવાર 40Mn અને 50Mn જેવા મધ્યમ-કાર્બન સ્ટ્રક્ચરલ સ્ટીલ્સનો ઉપયોગ થાય છે. સામગ્રીની પસંદગી દરમિયાન, સ્ટીલની રાસાયણિક રચનાનું પરીક્ષણ સ્પેક્ટ્રલ વિશ્લેષણ દ્વારા કરવામાં આવે છે જેથી ખાતરી કરી શકાય કે કાર્બન, મેંગેનીઝ અને ક્રોમિયમ જેવા તત્વોની સામગ્રી GB/T 3077 જેવા રાષ્ટ્રીય ધોરણોનું પાલન કરે છે, જેનાથી ફોર્જિંગ ક્રેકીંગ અથવા રચનાત્મક વિચલનોને કારણે થતી કામગીરીની ખામીઓ ટાળી શકાય છે.

2. પ્રીટ્રીટમેન્ટ પ્રક્રિયા: ફોર્જિંગ માટે "વોર્મિંગ અપ"

ફેક્ટરીમાં પ્રવેશ્યા પછી, કાચા માલને ત્રણ મુખ્ય પૂર્વ-સારવાર પગલાંમાંથી પસાર થવું પડે છે:

સપાટીની સફાઈ: શોટ બ્લાસ્ટિંગ સ્ટીલની સપાટી પરથી સ્કેલ, રસ્ટ અને તેલ દૂર કરે છે જેથી ફોર્જિંગ દરમિયાન અશુદ્ધિઓ વર્કપીસમાં દબાઈ ન જાય અને ખામીઓ ઊભી ન થાય.

કટિંગ: સ્ટીલને નિશ્ચિત વજનના બિલેટ્સમાં કાપવા માટે ચોકસાઇવાળા કરવત અથવા CNC કાતરનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, જેમાં ફોર્જિંગ પછી વર્કપીસના પરિમાણો સુસંગત રહે તે સુનિશ્ચિત કરવા માટે કટીંગ ચોકસાઈ ભૂલ ±0.5% ની અંદર નિયંત્રિત થાય છે.

ગરમી: બિલેટને મધ્યમ-આવર્તન ઇન્ડક્શન હીટિંગ ફર્નેસમાં ખવડાવવામાં આવે છે. ગરમીનો દર અને અંતિમ ફોર્જિંગ તાપમાન સ્ટીલના પ્રકાર અનુસાર નિયંત્રિત થાય છે (ઉદાહરણ તરીકે, કાર્બન સ્ટીલને સામાન્ય રીતે 1100-1250°C સુધી ગરમ કરવામાં આવે છે) જેથી "સારી પ્લાસ્ટિસિટી અને ઓછી વિકૃતિ પ્રતિકાર" ની આદર્શ ફોર્જિંગ સ્થિતિ પ્રાપ્ત થાય અને ઓવરહિટીંગ અથવા ઓવરબર્નિંગ ટાળી શકાય જે સામગ્રીના ગુણધર્મોને બગાડી શકે છે.

II. કોર ફોર્જિંગ: નજીકના-નેટ આકાર માટે ચોકસાઇ આકાર આપવો

રોલર ચેઇન ઘટકોના "લો-કટ અથવા નો-કટ" ઉત્પાદનને પ્રાપ્ત કરવા માટે કોર ફોર્જિંગ પ્રક્રિયા ચાવીરૂપ છે. ઘટક માળખાના આધારે, ડાઇ ફોર્જિંગ અને અપસેટ ફોર્જિંગ મુખ્યત્વે ઉપયોગમાં લેવાય છે, જેમાં રચના પ્રક્રિયા પૂર્ણ કરવા માટે ચોકસાઇ મોલ્ડ અને બુદ્ધિશાળી સાધનોનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.

૧. ઘાટની તૈયારી: ચોકસાઇ ટ્રાન્સમિશન માટે "મુખ્ય માધ્યમ"

પ્રિસિઝન ફોર્જિંગ મોલ્ડ H13 હોટ-વર્ક ડાઇ સ્ટીલમાંથી બનાવવામાં આવે છે. CNC મિલિંગ, EDM મશીનિંગ અને પોલિશિંગ દ્વારા, મોલ્ડ કેવિટી IT7 ની પરિમાણીય ચોકસાઈ અને Ra ≤ 1.6μm ની સપાટીની ખરબચડી પ્રાપ્ત કરે છે. મોલ્ડને 200-300°C સુધી પહેલાથી ગરમ કરવું જોઈએ અને ગ્રેફાઇટ લુબ્રિકન્ટથી છંટકાવ કરવો જોઈએ. આ ફક્ત ખાલી જગ્યા અને મોલ્ડ વચ્ચે ઘર્ષણ અને ઘસારો ઘટાડે છે, પરંતુ ઝડપી ડિમોલ્ડિંગને પણ સરળ બનાવે છે અને ચોંટતા ખામીઓને અટકાવે છે. રોલર્સ જેવા સપ્રમાણ ઘટકો માટે, મોલ્ડને ડાયવર્ટર ગ્રુવ્સ અને વેન્ટ્સ સાથે પણ ડિઝાઇન કરવું જોઈએ જેથી ખાતરી કરી શકાય કે પીગળેલી ધાતુ (ગરમ ખાલી જગ્યા) પોલાણને સમાનરૂપે ભરે છે અને હવા અને અશુદ્ધિઓ દૂર કરે છે.

2. ફોર્જિંગ: ઘટક લાક્ષણિકતાઓના આધારે કસ્ટમાઇઝ્ડ પ્રોસેસિંગ

રોલર ફોર્જિંગ: બે-પગલાની "અપસેટિંગ-ફાઇનલ ફોર્જિંગ" પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ થાય છે. ગરમ બિલેટને પહેલા પ્રી-ફોર્જિંગ ડાઇમાં અપસેટ કરવામાં આવે છે, શરૂઆતમાં સામગ્રીને વિકૃત કરે છે અને પ્રી-ફોર્જિંગ પોલાણને ભરી દે છે. પછી બિલેટને ઝડપથી અંતિમ ફોર્જિંગ ડાઇમાં સ્થાનાંતરિત કરવામાં આવે છે. પ્રેસના ઉચ્ચ દબાણ હેઠળ (સામાન્ય રીતે 1000-3000 kN ના બળ સાથે ગરમ ફોર્જિંગ પ્રેસ), બિલેટને અંતિમ ફોર્જિંગ પોલાણમાં સંપૂર્ણપણે ફીટ કરવામાં આવે છે, જે રોલરની ગોળાકાર સપાટી, આંતરિક બોર અને અન્ય રચનાઓ બનાવે છે. વધુ પડતા વિકૃતિને કારણે વર્કપીસમાં તિરાડ ન પડે તે માટે ફોર્જિંગ ગતિ અને દબાણને સમગ્ર પ્રક્રિયા દરમિયાન નિયંત્રિત કરવું આવશ્યક છે.

સ્લીવ ફોર્જિંગ: "પંચિંગ-એક્સપાન્શન" કમ્પોઝિટ પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ થાય છે. પંચનો ઉપયોગ કરીને બિલેટના મધ્યમાં પહેલા બ્લાઇન્ડ હોલ પંચ કરવામાં આવે છે. ત્યારબાદ છિદ્રને વિસ્તરણ ડાઇનો ઉપયોગ કરીને ડિઝાઇન કરેલા પરિમાણો સુધી વિસ્તૃત કરવામાં આવે છે, જ્યારે ≤0.1 મીમીની સમાન સ્લીવ દિવાલ જાડાઈ સહનશીલતા જાળવી રાખવામાં આવે છે.

ચેઇન પ્લેટ ફોર્જિંગ: ચેઇન પ્લેટ્સની સપાટ અને પાતળી રચનાને કારણે, "મલ્ટી-સ્ટેશન સતત ડાઇ ફોર્જિંગ" પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. ગરમ કર્યા પછી, ખાલી જગ્યા પ્રી-ફોર્મિંગ, ફાઇનલ ફોર્મિંગ અને ટ્રિમિંગ સ્ટેશનોમાંથી પસાર થાય છે, જે ચેઇન પ્લેટની પ્રોફાઇલ અને હોલ પ્રોસેસિંગને એક જ ઓપરેશનમાં પૂર્ણ કરે છે, જેનો ઉત્પાદન દર પ્રતિ મિનિટ 80-120 ટુકડાઓ છે.

3. પોસ્ટ-ફોર્જિંગ પ્રોસેસિંગ: પ્રદર્શન અને દેખાવને સ્થિર કરવું

બનાવટી વર્કપીસને તરત જ શેષ ગરમી શમન અથવા આઇસોથર્મલ નોર્મલાઇઝેશનનો સામનો કરવો પડે છે. ઠંડક દરને નિયંત્રિત કરીને (દા.ત., પાણીના સ્પ્રે કૂલિંગ અથવા નાઈટ્રેટ બાથ કૂલિંગનો ઉપયોગ કરીને), વર્કપીસની મેટલોગ્રાફિક રચનાને રોલર્સ અને બુશિંગ્સ જેવા ઘટકોમાં એકસમાન સોર્બાઇટ અથવા પર્લાઇટ રચના પ્રાપ્ત કરવા માટે ગોઠવવામાં આવે છે, જેનાથી કઠિનતામાં સુધારો થાય છે (રોલર કઠિનતાને સામાન્ય રીતે HRC 58-62 ની જરૂર પડે છે) અને થાક શક્તિ. તે જ સમયે, ફોર્જિંગની કિનારીઓમાંથી ફ્લેશ અને બર્સને દૂર કરવા માટે હાઇ-સ્પીડ ટ્રિમિંગ મશીનનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, જે ખાતરી કરે છે કે ઘટકનો દેખાવ ડિઝાઇન આવશ્યકતાઓને પૂર્ણ કરે છે.

૩. ફિનિશિંગ અને મજબૂતીકરણ: ગુણવત્તામાં વિગતવાર સુધારો

કોર ફોર્જિંગ પછી, વર્કપીસ પહેલાથી જ મૂળભૂત દેખાવ ધરાવે છે, પરંતુ હાઇ-સ્પીડ રોલર ચેઇન ટ્રાન્સમિશનની કડક આવશ્યકતાઓને પૂર્ણ કરવા માટે તેની ચોકસાઇ અને કામગીરીને વધુ વધારવા માટે ફિનિશિંગ અને મજબૂતીકરણ પ્રક્રિયાઓ જરૂરી છે.

1. ચોકસાઇ સુધારણા: નાના વિકૃતિઓ સુધારવી

ફોર્જિંગ પછી સંકોચન અને તાણ મુક્ત થવાને કારણે, વર્કપીસમાં નાના પરિમાણીય વિચલનો દેખાઈ શકે છે. ફિનિશિંગ પ્રક્રિયા દરમિયાન, IT8 ની અંદર પરિમાણીય વિચલનોને સુધારવા માટે ઠંડા વર્કપીસ પર દબાણ લાગુ કરવા માટે ચોકસાઇ સુધારણા ડાઇનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, રોલરના બાહ્ય વ્યાસ ગોળાકારતા ભૂલને 0.02mm ની નીચે નિયંત્રિત કરવી આવશ્યક છે, અને સ્લીવના આંતરિક વ્યાસ નળાકારતા ભૂલને 0.015mm થી વધુ ન હોવી જોઈએ જેથી એસેમ્બલી પછી સરળ સાંકળ ટ્રાન્સમિશન સુનિશ્ચિત થાય.
2. સપાટી સખત બનાવવી: ઘસારો અને કાટ પ્રતિકારમાં સુધારો

એપ્લિકેશન વાતાવરણના આધારે, વર્કપીસને લક્ષિત સપાટીની સારવારની જરૂર પડે છે:

કાર્બ્યુરાઇઝિંગ અને ક્વેન્ચિંગ: રોલર્સ અને બુશિંગ્સને કાર્બ્યુરાઇઝિંગ ફર્નેસમાં 900-950°C તાપમાને 4-6 કલાક માટે કાર્બ્યુરાઇઝ કરવામાં આવે છે જેથી સપાટી પર 0.8%-1.2% કાર્બનનું પ્રમાણ પ્રાપ્ત થાય. ત્યારબાદ તેમને નીચા તાપમાને ક્વેન્ચ કરવામાં આવે છે અને ટેમ્પર કરવામાં આવે છે જેથી ઉચ્ચ સપાટી કઠિનતા અને ઉચ્ચ કોર કઠિનતા દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ ગ્રેડિયન્ટ માઇક્રોસ્ટ્રક્ચર બનાવવામાં આવે. સપાટી કઠિનતા HRC60 થી વધુ અને કોર ઇમ્પેક્ટ કઠિનતા ≥50J/cm² સુધી પહોંચી શકે છે.

ફોસ્ફેટિંગ: ચેઇન પ્લેટ્સ જેવા ઘટકોને ફોસ્ફેટ કરવામાં આવે છે જેથી સપાટી પર છિદ્રાળુ ફોસ્ફેટ ફિલ્મ બને, જે અનુગામી ગ્રીસ સંલગ્નતામાં વધારો કરે છે અને કાટ પ્રતિકારમાં સુધારો કરે છે.

શોટ પીનિંગ: ચેઇન પ્લેટની સપાટીનું શોટ પીનિંગ હાઇ-સ્પીડ સ્ટીલ શોટની અસર દ્વારા શેષ સંકુચિત તણાવ બનાવે છે, થાક તિરાડની શરૂઆત ઘટાડે છે અને ચેઇનના થાકના જીવનને લંબાવે છે.

IV. પૂર્ણ-પ્રક્રિયા નિરીક્ષણ: ખામીઓને દૂર કરવા માટે ગુણવત્તા સંરક્ષણ

દરેક ચોકસાઇ ફોર્જિંગ પ્રક્રિયાનું સખત નિરીક્ષણ કરવામાં આવે છે, જે કાચા માલથી લઈને તૈયાર ઉત્પાદન સુધી એક વ્યાપક ગુણવત્તા નિયંત્રણ પ્રણાલી બનાવે છે, જે ફેક્ટરીમાંથી બહાર નીકળતા તમામ રોલર ચેઇન ઘટકો માટે 100% ગુણવત્તા ખાતરી સુનિશ્ચિત કરે છે.

1. પ્રક્રિયા નિરીક્ષણ: મુખ્ય પરિમાણોનું રીઅલ-ટાઇમ મોનિટરિંગ

ગરમી નિરીક્ષણ: ઇન્ફ્રારેડ થર્મોમીટર્સનો ઉપયોગ વાસ્તવિક સમયમાં બિલેટ ગરમી તાપમાનનું નિરીક્ષણ કરવા માટે થાય છે, જેમાં ભૂલ ±10°C ની અંદર નિયંત્રિત થાય છે.

ઘાટ નિરીક્ષણ: દર 500 ભાગોમાં ઉત્પાદિત થતાં ઘાટની પોલાણનું ઘસારો માટે નિરીક્ષણ કરવામાં આવે છે. જો સપાટીની ખરબચડી Ra3.2μm કરતાં વધી જાય તો તરત જ પોલિશિંગ સમારકામ કરવામાં આવે છે.

પરિમાણ નિરીક્ષણ: ત્રિ-પરિમાણીય સંકલન માપન મશીનનો ઉપયોગ બનાવટી ભાગોના નમૂના લેવા અને નિરીક્ષણ કરવા માટે થાય છે, જે બાહ્ય વ્યાસ, આંતરિક વ્યાસ અને દિવાલની જાડાઈ જેવા મુખ્ય પરિમાણો પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે. નમૂના લેવાનો દર 5% કરતા ઓછો નથી.

2. સમાપ્ત ઉત્પાદન નિરીક્ષણ: પ્રદર્શન સૂચકાંકોની વ્યાપક ચકાસણી

યાંત્રિક કામગીરી પરીક્ષણ: ઉત્પાદન ધોરણોનું પાલન સુનિશ્ચિત કરવા માટે કઠિનતા પરીક્ષણ (રોકવેલ કઠિનતા પરીક્ષણ), અસર કઠિનતા પરીક્ષણ (લોલક અસર પરીક્ષણ), અને તાણ શક્તિ પરીક્ષણ માટે તૈયાર ઉત્પાદનોના રેન્ડમ નમૂના લો.

બિન-વિનાશક પરીક્ષણ: અલ્ટ્રાસોનિક પરીક્ષણનો ઉપયોગ છિદ્રો અને તિરાડો જેવા આંતરિક ખામીઓ શોધવા માટે થાય છે, જ્યારે ચુંબકીય કણ પરીક્ષણનો ઉપયોગ સપાટી અને ઉપ-સપાટી ખામીઓ શોધવા માટે થાય છે.

એસેમ્બલી ટેસ્ટિંગ: લાયક ઘટકોને રોલર ચેઇનમાં એસેમ્બલ કરવામાં આવે છે અને ટ્રાન્સમિશન ચોકસાઈ, અવાજ સ્તર અને થાક જીવન સહિત ગતિશીલ પ્રદર્શન પરીક્ષણને આધિન કરવામાં આવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, કોઈ ઘટક ફક્ત ત્યારે જ લાયક માનવામાં આવે છે જો તે કોઈપણ સમસ્યા વિના 1500 આર/મિનિટ પર 1000 કલાક સુધી સતત ચાલે.

V. પ્રક્રિયાના ફાયદા અને એપ્લિકેશન મૂલ્ય: શા માટે પ્રિસિઝન ફોર્જિંગ ઉદ્યોગની પ્રથમ પસંદગી છે?
પરંપરાગત "ફોર્જિંગ + વ્યાપક કટીંગ" પ્રક્રિયાની તુલનામાં, ચોકસાઇ ફોર્જિંગ રોલર ચેઇન ઉત્પાદન માટે ત્રણ મુખ્ય ફાયદા પ્રદાન કરે છે:

ઉચ્ચ સામગ્રીનો ઉપયોગ: પરંપરાગત પ્રક્રિયાઓમાં સામગ્રીનો ઉપયોગ 60%-70% થી વધીને 90% થી વધુ થયો છે, જેનાથી કાચા માલના કચરામાં નોંધપાત્ર ઘટાડો થયો છે;

ઉચ્ચ ઉત્પાદન કાર્યક્ષમતા: મલ્ટી-સ્ટેશન સતત ફોર્જિંગ અને સ્વચાલિત સાધનોનો ઉપયોગ કરીને, ઉત્પાદન કાર્યક્ષમતા પરંપરાગત પ્રક્રિયાઓ કરતા 3-5 ગણી વધારે છે;

ઉત્કૃષ્ટ ઉત્પાદન પ્રદર્શન: ફોર્જિંગ મેટલના ફાઇબર સ્ટ્રક્ચરને વર્કપીસ કોન્ટૂર સાથે વિતરિત કરે છે, એક સુવ્યવસ્થિત માળખું બનાવે છે, જેના પરિણામે મશીનવાળા ભાગોની તુલનામાં થાક જીવનમાં 20%-30% વધારો થાય છે.

આ ફાયદાઓને કારણે ઉચ્ચ કક્ષાના સાધનોના ઉત્પાદનમાં ચોકસાઇવાળા બનાવટી રોલર ચેઇનનો વ્યાપક ઉપયોગ થયો છે, જેમ કે બાંધકામ મશીનરી માટે ટ્રેક ડ્રાઇવ્સ, ઓટોમોટિવ એન્જિન માટે ટાઇમિંગ સિસ્ટમ્સ અને ચોકસાઇ મશીન ટૂલ્સ માટે સ્પિન્ડલ ડ્રાઇવ્સ. તેઓ મુખ્ય પાવર ઘટકો બની ગયા છે જે ઔદ્યોગિક સાધનોના સ્થિર સંચાલનને સુનિશ્ચિત કરે છે.

નિષ્કર્ષ
રોલર ચેઇન્સ માટે ચોકસાઇ ફોર્જિંગ પ્રક્રિયા એ મટીરીયલ સાયન્સ, મોલ્ડ ટેકનોલોજી, ઓટોમેટેડ કંટ્રોલ અને ગુણવત્તા નિરીક્ષણને જોડતા વ્યાપક અભિગમની પરાકાષ્ઠા છે. કાચા માલની પસંદગીમાં કડક ધોરણોથી લઈને કોર ફોર્જિંગમાં મિલિમીટર-સ્તરના ચોકસાઇ નિયંત્રણ સુધી, ફિનિશ્ડ પ્રોડક્ટ પરીક્ષણમાં વ્યાપક ચકાસણી સુધી, દરેક પ્રક્રિયા ઔદ્યોગિક ઉત્પાદનની ચાતુર્ય અને તકનીકી શક્તિને મૂર્ત બનાવે છે.