A nagy pontosságú görgőslánc-köszörülés műszaki követelményei

A nagy pontosságú görgőslánc-köszörülés műszaki követelményei

Az ipari átviteli iparbangörgős láncokkulcsfontosságú alkatrészek az erőátvitelhez és a mozgásvezérléshez. Pontosságuk közvetlenül meghatározza a berendezés működési hatékonyságát, stabilitását és élettartamát. A görgőslánc-gyártás pontosságának javítását célzó utolsó lépés a köszörülési folyamat, amely a standard és a nagy pontosságú láncok közötti legfontosabb különbséget teszi. Ez a cikk a nagy pontosságú görgőslánc-köszörülés alapvető műszaki követelményeit tárgyalja, kitérve a folyamatelvekre, a részletes vezérlésre, a minőségi szabványokra és az alkalmazási forgatókönyvekre, átfogó képet adva erről a kritikus fontosságú technológiáról, amely a csúcskategóriás berendezések gyártását támogatja.

1. A nagy pontosságú görgőslánc-köszörülés alapvető értéke: Miért ez az átviteli pontosság „horgonya”?

Mielőtt a műszaki követelményekről beszélnénk, először tisztáznunk kell: Miért elengedhetetlen a professzionális köszörülés a nagy pontosságú görgősláncokhoz? A hagyományos megmunkálási módszerekhez, mint például az esztergálás és a marás, képest a köszörülés, egyedi előnyeivel, a görgősláncok mikronszintű pontosságának elérésének alapvető eszközévé vált.

Ipari szempontból, legyen szó akár az autóipari motorvezérlő rendszerekről, az intelligens logisztikai berendezések szállítószalag-hajtásairól, vagy a precíziós szerszámgépek erőátviteléről, a görgősláncok pontossági követelményei milliméteres szintről mikronos szintre helyeződtek át. A görgők kerekdedségi hibáját 5 μm-en belül kell tartani, a lánclemez furattűrésének 3 μm-nél kisebbnek kell lennie, a csapok felületi érdességének pedig el kell érnie az Ra0,4 μm-t vagy annál kisebb értéket. Ezeket a szigorú pontossági követelményeket csak köszörüléssel lehet megbízhatóan teljesíteni.

A nagy pontosságú görgőslánc-köszörülés alapvető értéke konkrétan három kulcsfontosságú területen rejlik:

Hibajavító képesség: A köszörűkorong nagysebességű forgácsolásával a korábbi folyamatok (például kovácsolás és hőkezelés) okozta deformáció és méretbeli eltérések pontosan eltávolíthatók, biztosítva az egyes alkatrészek méretbeli állandóságát;

Felületi minőség javítása: A csiszolás hatékonyan csökkenti az alkatrész felületi érdességét, a súrlódási veszteséget a lánc működése során, és meghosszabbítja az élettartamot;

Geometriai pontosság biztosítása: A kritikus geometriai tűrések, mint például a görgők kereksége és hengeressége, a csapok egyenessége és a lánclemez párhuzamossága esetében a köszörülési eljárás olyan szabályozási pontosságot ér el, amely messze meghaladja a többi megmunkálási módszerét.

II. A nagy pontosságú görgősláncos köszörülés alapvető műszaki követelményei: Átfogó vezérlés alkatrészről alkatrészre

A nagy pontosságú görgőslánc-köszörülési folyamat nem egyetlen lépésből áll, hanem egy szisztematikus folyamat, amely három fő alkotóelemet foglal magában: a görgőket, a csapokat és a lánctárcsákat. Minden lépés szigorú műszaki szabványoknak és üzemeltetési előírásoknak van alávetve.

(I) Hengeres köszörülés: „Mikronos szintű csata” a kerekség és a hengeresség között

A görgők kulcsfontosságú alkatrészek a görgősláncok és lánckerekek kapcsolódásában. Kerekségük és hengerességük közvetlenül befolyásolja a kapcsolódás simaságát és az átviteli hatékonyságot. A görgős köszörülés során a következő műszaki követelményeket kell gondosan ellenőrizni:
Méretpontosság-szabályozás:
A henger külső átmérőjének tűrését szigorúan meg kell felelni a GB/T 1243-2006 vagy az ISO 606 szabványnak. Nagy pontosságú minőségek (pl. C és afeletti minőség) esetén a külső átmérő tűrését ±0,01 mm-en belül kell szabályozni. A köszörülés három lépésből áll: durva köszörülés, elősimító köszörülés és simító köszörülés. Minden lépéshez lézeres átmérőmérővel gyártósori ellenőrzés szükséges, hogy a méretbeli eltérések a megengedett tartományon belül maradjanak. Geometriai tűréshatár-követelmények:

Kerekség: A nagy pontosságú hengerek kerekségi hibájának ≤5 μm-nek kell lennie. A köszörülés során kettős középpontú pozicionálást kell alkalmazni, valamint nagy sebességű köszörűkorong-forgatást (lineáris sebesség ≥35 m/s) kell alkalmazni a centrifugális erő kerekségre gyakorolt ​​hatásának minimalizálása érdekében.

Hengeresség: A hengerességi hiba ≤8 μm lehet. A köszörűkorong élezési szögének beállítása (jellemzően 1°-3°) biztosítja a henger külső átmérőjének egyenességét.

Homlokfelület párhuzamossága: A henger két homlokfelületének párhuzamossági hibája ≤0,01 mm lehet. A köszörülés során homlokpozicionáló készülékeket kell használni a homlokfelület dőléséből adódó illesztési eltérések elkerülése érdekében.

Felületminőségi követelmények:
A henger külső átmérőjének felületi érdességének Ra 0,4-0,8 μm között kell lennie. Kerülni kell a felületi hibákat, például a karcolásokat, égési sérüléseket és revét. Csiszolás közben a csiszolófolyadék koncentrációját (jellemzően 5%-8%) és a sugárnyomást (≥0,3 MPa) szabályozni kell, hogy a csiszolási hő gyorsan eloszlassa és megelőzze a felületi égést. Továbbá a finomcsiszolás során finomszemcsés csiszolókorongot (pl. 80#-120#) kell használni a felületminőség javítása érdekében.

(II) Csapcsiszolás: Az egyenesség és a koaxialitás „precíziós tesztje”

A csap a lánclemezeket és a görgőket összekötő központi elem. Egyenessége és koaxialitása közvetlenül befolyásolja a lánc rugalmasságát és élettartamát. A csapcsiszolásra vonatkozó műszaki követelmények a következő szempontokra összpontosítanak:

Egyenesség-szabályozás:
A csap egyenességi hibájának ≤0,005 mm/m-nek kell lennie. A köszörülés során a „stabil alátámasztás + dupla középponti pozicionálás” módszert kell alkalmazni a csap saját súlya által okozott hajlítási deformáció megakadályozására. 100 mm-nél hosszabb csapok esetén a köszörülési folyamat során 50 mm-enként egyenességi ellenőrzést kell végezni annak biztosítására, hogy az általános egyenesség megfeleljen a követelményeknek. Koaxialitási követelmények:
A csap mindkét végén található csapágyak koaxialitási hibájának ≤0,008 mm-nek kell lennie. Köszörülés közben a csap mindkét végén található középső furatokat kell referenciaként használni (a középső furat pontosságának meg kell felelnie a GB/T 145-2001 szabvány A osztályának). A köszörűkorongot úgy kell megmunkálni és elhelyezni, hogy mindkét végén biztosítva legyen a csapágyak tengelyének illeszkedése. Ezenkívül offline szúrópróbaszerű ellenőrzéseket kell végezni a koaxialitás szempontjából háromdimenziós koordináta-mérőgéppel, legalább 5%-os ellenőrzési arány mellett. Felületi keménység és köszörülési kompatibilitás:

A csapszegeket hőkezelésnek kell alávetni a köszörülés előtt (általában karbonizálás és edzés HRC 58-62 keménységre). A köszörülési paramétereket a keménységnek megfelelően kell beállítani:

Durva csiszolás: Közepes szemcsézetű köszörűkorongot (60#-80#) használjon, a csiszolási mélységet 0,05-0,1 mm-re állítsa be, és az előtolási sebességet 10-15 mm/perc között állítsa be.

Finomcsiszolás: Finomszemcsés köszörűkorongot (120#-150#) használjon, a csiszolási mélységet 0,01-0,02 mm-re állítsa be, és 5-8 mm/perc előtolási sebességgel kerülje a nem megfelelő csiszolási paraméterek okozta felületi repedéseket vagy keménységveszteséget.

(III) Lánclemez-csiszolás: A furat pontosságának és síkfelületének részletes ellenőrzése

A lánctárcsák a görgősláncok gerincét alkotják. Furatpontosságuk és síklapúságuk közvetlenül befolyásolja a láncszerelés pontosságát és az átviteli stabilitást. A lánctárcsák csiszolása elsősorban két kulcsfontosságú területet céloz meg: a lánctárcsák furatát és a lánctárcsák felületét. A műszaki követelmények a következők:
Lánclemez furatcsiszolási pontossága:
Nyílástűrés: A nagy pontosságú lánclemezek furattűrését H7-en belül kell szabályozni (pl. φ8 mm-es furat esetén a tűréshatár +0,015 mm és 0 mm között van). A pontos furatméretek biztosításához gyémántcsiszoló kerekeket (150#-200# szemcseméret) és nagy sebességű orsót (≥8000 ford/perc) használnak.
Furatpozíció-tűrés: A szomszédos furatok közötti középtávolságnak ≤0,01 mm-nek, a furattengely és a lánctárcsa felülete közötti merőlegességi hibának pedig ≤0,005 mm-nek kell lennie. A köszörüléshez speciális szerszámokra és valós idejű megfigyelésre van szükség CCD-vizuális ellenőrző rendszerrel.
Lánclemez felületcsiszolási követelményei:
A lánclap síklapúsági hibájának ≤0,003 mm/100 mm-nek kell lennie, a felületi érdességnek pedig el kell érnie az Ra0,8 μm-t. A köszörülés „kétoldalas köszörülési” eljárást igényel. A felső és alsó köszörűkorongok szinkronizált forgása (lineáris sebesség ≥ 40 m/s) és előtolása biztosítja a párhuzamosságot és a síklapúságot a lánc mindkét oldalán. Továbbá a köszörülési nyomást (jellemzően 0,2-0,3 MPa) szabályozni kell, hogy elkerüljük a lánc deformálódását az egyenetlen erőhatás miatt.

III. Nagy pontosságú görgősláncos köszörülés folyamatirányítása: Átfogó garancia a berendezésektől a vezetőségig

Ezen szigorú műszaki követelmények teljesítéséhez a feldolgozási paraméterek egyszerű beállítása nem elegendő. Ezenkívül egy átfogó folyamatirányítási rendszert is létre kell hozni, amely magában foglalja a berendezések kiválasztását, a szerszámtervezést, a paraméterek monitorozását és a minőségellenőrzést.

(I) Berendezésválasztás: A nagy pontosságú köszörülés „hardveralapja”
Köszörűgép kiválasztása: Válasszon nagy pontosságú CNC köszörűgépet (pozicionálási pontosság ≤ 0,001 mm, ismétlési pontosság ≤ 0,0005 mm), például Junker (Németország) vagy Okamoto (Japán). Győződjön meg arról, hogy a gép pontossága megfelel a feldolgozási követelményeknek.
Köszörűkorong kiválasztása: Válassza ki a megfelelő köszörűkorong típust az alkatrész anyaga (jellemzően 20CrMnTi vagy 40Cr) és a feldolgozási követelmények alapján. Például korund köszörűkorongot használnak görgős köszörüléshez, szilícium-karbid köszörűkorongot csapköszörüléshez, és gyémánt köszörűkorongot lánctárcsa furatköszörüléshez.
Vizsgálóberendezések konfigurációja: Nagy pontosságú vizsgálóberendezésekre, például lézeres átmérőmérőre, háromdimenziós koordináta-mérőgépre, felületi érdességmérőre és kerekségmérőre van szükség az online és offline szúrópróbaszerű ellenőrzések kombinálásához a feldolgozási folyamat során. (II) Szerszámtervezés: A precizitás és a stabilitás „kulcsfontosságú támogatása”.

Pozícionáló szerelvények: Tervezzen speciális pozicionáló szerelvényeket görgőkhöz, csapokhoz és láncokhoz. Például a görgők dupla középpontú pozicionáló szerelvényeket, a csapok középkeretes tartószerkezeteket, a láncok pedig furatpozicionáló szerelvényeket használnak. Ez biztosítja a precíz pozicionálást és a nulla holtjátékot a köszörülési folyamat során.

Szorítóelemek: Rugalmas szorítómódszereket (például pneumatikus vagy hidraulikus szorítást) kell alkalmazni a szorítóerő (jellemzően 0,1-0,2 MPa) szabályozására, hogy megakadályozzák az alkatrész túlzott szorítóerő által okozott deformációját. Továbbá a szerelvények pozicionáló felületeit rendszeresen polírozni kell (Ra 0,4 μm vagy kisebb felületi érdességre) a pozicionálási pontosság biztosítása érdekében. (III) Paramétermonitorozás: „Dinamikus garancia” valós idejű beállítással
Feldolgozási paraméterek monitorozása: A CNC rendszer valós időben figyeli a kulcsfontosságú paramétereket, például a köszörülési sebességet, az előtolási sebességet, a köszörülési mélységet, a köszörűfolyadék koncentrációját és a hőmérsékletet. Amikor bármelyik paraméter meghaladja a beállított tartományt, a rendszer automatikusan riasztást ad, és leállítja a gépet a hibás termékek megelőzése érdekében.
Hőmérséklet-szabályozás: A csiszolási folyamat során keletkező hő az alkatrészek deformációjának és felületi égésének elsődleges oka. A hőmérséklet-szabályozás a következő módszerekkel szükséges:
Őrlőfolyadék-keringető rendszer: Használjon nagy hűtőkapacitású őrlőfolyadékot (például emulziós vagy szintetikus őrlőfolyadékot), amelyet hűtőegységgel kell ellátni a 20-25°C-os hőmérséklet fenntartása érdekében.
Szakaszos köszörülés: A hőképződésre hajlamos alkatrészek (például csapok) esetében a hő felhalmozódásának megakadályozása érdekében a „köszörülés-hűtés-újraköntözés” szakaszos köszörülési folyamatot alkalmazzák. (IV) Minőségellenőrzés: A precízió elérésének „utolsó védelmi vonala”

Online ellenőrzés: Lézeres átmérőmérőket, CCD-s kamerás vizsgálórendszereket és egyéb berendezéseket telepítenek a csiszolóállomás közelében az alkatrész méreteinek, valamint az alak- és pozíciótűrések valós idejű ellenőrzésére. Csak a minősített alkatrészek léphetnek tovább a következő folyamatba.

Offline mintavételi ellenőrzés: Minden egyes terméktétel 5–10%-át offline ellenőrzésnek vetik alá koordináta-mérőgéppel (CMM) a kulcsfontosságú mutatók, például a furattűrés és a koaxialitás, kerekségvizsgálóval a görgő kerekdedségének, és felületi érdességvizsgálóval a felületi minőség ellenőrzésére.

Teljes körű ellenőrzési követelmények: A csúcskategóriás berendezésekben (például repülőgépiparban és precíziós szerszámgépekben) használt nagy pontosságú görgősláncok esetében 100%-os teljes körű ellenőrzés szükséges annak biztosítására, hogy minden alkatrész megfeleljen a szükséges pontosságnak.

IV. Alkalmazási forgatókönyvek és jövőbeli trendek a nagy pontosságú görgősláncos köszörülési technológiában

(I) Tipikus alkalmazási forgatókönyvek
A nagy pontosságú görgősláncok kiváló pontosságukkal és stabilitásukkal széles körben használatosak a szigorú átviteli követelményekkel rendelkező területeken:

Autóipar: A motor vezérműláncainak és a sebességváltó láncainak el kell viselniük a nagy sebességet (≥6000 ford/perc) és a nagyfrekvenciás ütéseket, ami rendkívül magas követelményeket támaszt a görgők kerekségével és a csapok egyenességével szemben;

Okos logisztika: Az automatizált válogatóberendezések és a magasraktári szállítószalag-rendszerek precíz sebességszabályozást és pozicionálást igényelnek. A lánclemez furatainak pontossága és a görgők hengeressége közvetlenül befolyásolja a működési stabilitást;

Precíziós szerszámgépek: A CNC szerszámgépek orsóhajtásai és előtoló rendszerei mikron szintű mozgásvezérlést igényelnek. A csap koaxialitása és a lánclemez sík felülete kulcsfontosságú az átviteli pontosság biztosításához.

(II) Jövőbeli technológiai trendek

Az Ipar 4.0 és az intelligens gyártás fejlődésével a nagy pontosságú görgőslánc-csiszolási folyamatok a következő irányokban fejlődnek:

Intelligens megmunkálás: Mesterséges intelligencia által vezérelt vizuális ellenőrző rendszerek bevezetése az alkatrészek méreteinek és felületi minőségének automatikus azonosítására, lehetővé téve a paraméterek módosítását, valamint javítva a megmunkálási hatékonyságot és következetességet;

Zöld őrlés: Környezetbarát őrlőfolyadékok (például biológiailag lebomló őrlőfolyadékok) fejlesztése hatékony szűrőrendszerekkel kombinálva a környezetszennyezés csökkentése érdekében; Ezzel egyidejűleg alacsony hőmérsékletű őrlési technológia bevezetése az energiafogyasztás csökkentése érdekében;

Összetett köszörülés: A görgők, csapok és lánclemezek köszörülési folyamatainak integrálása egy „egyablakos” kompozit folyamatba, többtengelyes CNC köszörűgépek használatával a folyamatok közötti pozicionálási hibák csökkentése és az általános pontosság további javítása érdekében.