ניתוח מלא של תהליך חישול מדויק של שרשרת גלילים

ניתוח מלא של תהליך חישול מדויק של שרשרת גלילים: הסוד לאיכות מחומרי גלם ועד למוצר המוגמר

בתעשיית ההולכה התעשייתית, האמינות שלשרשראות גליליםקובע ישירות את יעילות התפעול ואת חיי הציוד של קו הייצור. כטכנולוגיית הייצור המרכזית של רכיבי שרשרת גלילים, חישול מדויק, עם יתרון הצורה הכמעט סופי שלו, משיג איזון מושלם בין דיוק ממדי הרכיבים, תכונות מכניות ויעילות ייצור. מאמר זה יעמיק בתהליך החישול המדויק של שרשרת גלילים כולה, ויחשוף את הסודות שמאחורי שרשראות גלילים איכותיות.

1. עיבוד מקדים: בחירת חומרי גלם וטיפול מקדים – בקרת איכות במקור

יסודות האיכות בחישול מדויק מתחילים בבחירה קפדנית של חומרי גלם ובטיפול מקדים מדעי. רכיבי הליבה הנושאים את העומס של שרשראות גלילים (גלילים, תותבים, לוחות שרשרת וכו') חייבים לעמוד בעומסים מתחלפים, פגיעות ובלאי. לכן, הבחירה והטיפול בחומרי הגלם משפיעים ישירות על ביצועי המוצר הסופי.

1. בחירת חומרי גלם: בחירת פלדה שתתאים לדרישות הביצועים
בהתאם ליישום של שרשרת הגלילים (כגון מכונות בנייה, תיבות הילוכים לרכב וכלים מדויקים), חומרי הגלם המשמשים בדרך כלל הם פלדת מבנה פחמן באיכות גבוהה או פלדת מבנה מסגסוגת. לדוגמה, גלילים ותותבים דורשים עמידות גבוהה בפני שחיקה וקשיחות, לרוב באמצעות פלדות קרבוריציה מסגסוגת כגון 20CrMnTi. לוחות שרשרת דורשים איזון בין חוזק לעמידות עייפות, לרוב באמצעות פלדות מבנה פחמן בינוני כגון 40Mn ו-50Mn. במהלך בחירת החומרים, ההרכב הכימי של הפלדה נבדק באמצעות ניתוח ספקטרלי כדי להבטיח שתכולת היסודות כגון פחמן, מנגן וכרום עומדת בתקנים לאומיים כגון GB/T 3077, ובכך נמנעת סדקים בחישול או ליקויים בביצועים הנגרמים עקב סטיות הרכב.

2. תהליך טיפול מקדים: "חימום" לקראת חישול

לאחר הכניסה למפעל, חומרי הגלם עוברים שלושה שלבי טיפול מקדים עיקריים:

ניקוי משטחים: התזת כדורים מסירה אבנית, חלודה ושמן מפני השטח של הפלדה כדי למנוע זיהומים להילחץ לתוך חומר העבודה במהלך הזיוף ולגרום לפגמים.

חיתוך: מסורים מדויקים או מספריים CNC משמשים לחיתוך הפלדה לבילטים במשקל קבוע, עם שגיאת דיוק חיתוך מבוקרת בטווח של ±0.5% כדי להבטיח מידות עקביות של חומר העבודה לאחר החישול.

חימום: הפלדה מוזן לתוך תנור חימום אינדוקציה בתדר בינוני. קצב החימום וטמפרטורת הזיוף הסופית נשלטים בהתאם לסוג הפלדה (לדוגמה, פלדת פחמן מחוממת בדרך כלל ל-1100-1250 מעלות צלזיוס) כדי להשיג את מצב הזיוף האידיאלי של "פלסטיות טובה ועמידות נמוכה לעיוות" תוך הימנעות מחימום יתר או שריפה יתר שעלולים לפגוע בתכונות החומר.

II. חישול ליבה: עיצוב מדויק לצורה כמעט סופית

תהליך הזיוף המרכזי הוא המפתח להשגת ייצור "בחיתוך נמוך או ללא חיתוך" של רכיבי שרשרת גלילים. בהתאם למבנה הרכיב, נעשה שימוש בעיקר בתבניות מדויקות ובחישול משופע, תוך שימוש בתבניות מדויקות ובציוד חכם להשלמת תהליך העיצוב.

1. הכנת תבנית: "המדיום המרכזי" לתיבת הילוכים מדויקת

תבניות חישול מדויקות מיוצרות מפלדת תבנית H13 לעיבוד חם. באמצעות כרסום CNC, עיבוד שבבי EDM וליטוש, חלל התבנית משיג דיוק ממדי של IT7 וחספוס פני שטח של Ra ≤ 1.6 מיקרומטר. יש לחמם את התבנית מראש ל-200-300 מעלות צלזיוס ולרסס אותה בחומר סיכה גרפיט. זה לא רק מפחית את החיכוך והבלאי בין התבנית לתבנית, אלא גם מאפשר פירוק מהיר של התבנית ומונע פגמי הידבקות. עבור רכיבים סימטריים כמו גלילים, יש לתכנן את התבנית גם עם חריצי הסטה ופתחי אוורור כדי להבטיח שהמתכת המותכת (התבנית החמה) תמלא את החלל באופן שווה ותסיר אוויר וזיהומים.

2. חישול: עיבוד מותאם אישית המבוסס על מאפייני רכיבים

חישול גלילים: נעשה שימוש בתהליך דו-שלבי של "חישול סופי-חריצה". הבלט המחומם עובר תחילה חישול בתבנית טרום-חריצה, תוך עיוות החומר וממלא את חלל טרום-חריצה. לאחר מכן, הבלט מועבר במהירות לתבנית החישול הסופית. תחת לחץ גבוה של מכבש (בדרך כלל מכבש חישול חם עם כוח של 1000-3000 kN), הבלט מותאם לחלוטין לחלל החישול הסופי, ויוצר את המשטח הכדורי של הגליל, הקדח הפנימי ומבנים אחרים. יש לשלוט על מהירות ולחץ החישול לאורך כל התהליך כדי למנוע סדקים בחומר העבודה עקב עיוות מוגזם.

חישול שרוולים: נעשה שימוש בתהליך מרוכב של "ניקוב-התפשטות". תחילה חור עיוור מנוקב במרכז הבילטים באמצעות מחורר. לאחר מכן החור מורחב למידות המתוכננות באמצעות תבנית התפשטות, תוך שמירה על עובי דופן אחיד של שרוול של ≤0.1 מ"מ.

חישול לוחות שרשרת: בשל המבנה השטוח והדק של לוחות השרשרת, נעשה שימוש בתהליך של "חישול רציף רב-תחנות". לאחר החימום, החומר הריק עובר דרך תחנות של עיצוב מקדים, עיצוב סופי וחיתוך, ומשלים את עיבוד הפרופיל והחור של לוח השרשרת בפעולה אחת, עם קצב ייצור של 80-120 חלקים לדקה.

3. עיבוד לאחר חישול: ייצוב ביצועים ומראה

חומר העבודה המחושל עובר מיד תהליך של כיבוי חום שיורי או נרמול איזותרמי. על ידי שליטה בקצב הקירור (למשל, באמצעות קירור בהתזה של מים או קירור באמבט ניטראט), המבנה המטלוגרפי של חומר העבודה מותאם להשגת מבנה אחיד של סורביט או פרליט ברכיבים כגון גלילים ותותבים, ובכך משפר את הקשיות (קשיות גלילים דורשת בדרך כלל HRC 58-62) ואת חוזק העייפות. במקביל, נעשה שימוש במכונת חיתוך במהירות גבוהה להסרת סדקים וקצוות החומר המחושל, תוך הבטחה שמראה הרכיב עומד בדרישות התכנון.

3. גימור וחיזוק: שדרוג איכות בפרטים

לאחר חישול הליבה, לחומר העבודה כבר יש מראה בסיסי, אך נדרשים תהליכי גימור וחיזוק כדי לשפר עוד יותר את דיוקו וביצועיו על מנת לעמוד בדרישות המחמירות של תיבת הילוכים במהירות גבוהה של שרשרת גלילים.

1. תיקון מדויק: תיקון עיוותים קלים

עקב הצטמקות ושחרור מתחים לאחר החישול, חומרי עבודה עשויים להראות סטיות מידיות קלות. במהלך תהליך הגימור, נעשה שימוש במשבצת תיקון מדויקת כדי להפעיל לחץ על חומר העבודה הקר כדי לתקן סטיות מידיות בתוך IT8. לדוגמה, יש לשלוט על שגיאת העגלגלות של הקוטר החיצוני של הגליל מתחת ל-0.02 מ"מ, ושגיאת הגליל הפנימי של השרוול לא תעלה על 0.015 מ"מ כדי להבטיח העברה חלקה של השרשרת לאחר ההרכבה.
2. התקשות פני השטח: שיפור עמידות בפני שחיקה וקורוזיה

בהתאם לסביבת היישום, חומרי עבודה דורשים טיפול פני שטח ממוקד:

קרבוריזציה וקיבוע: גלילים ותותבים עוברים קרבוריזציה בכבשן קרבוריזציה בטמפרטורה של 900-950 מעלות צלזיוס למשך 4-6 שעות כדי להשיג תכולת פחמן על פני השטח של 0.8%-1.2%. לאחר מכן הם עוברים קירור וקיבוע בטמפרטורות נמוכות כדי ליצור מיקרו-מבנה גרדיאנטי המאופיין בקשיות פני שטח גבוהה וקשיחות ליבה גבוהה. קשיות פני השטח יכולה להגיע ליותר מ-HRC60, וקשיחות פגיעת ליבה ≥50J/cm².

פוספטציה: רכיבים כמו לוחות שרשרת עוברים פוספטציה ליצירת שכבת פוספט נקבובית על פני השטח, מה שמשפר את הידבקות השומן לאחר מכן ואת עמידות הקורוזיה.

יריעת ניילון: יריעת ניילון של פני השטח של לוחית השרשרת יוצרת מאמץ דחיסה שיורי כתוצאה מפגיעת פלדת פלדה מהירה, מה שמפחית את תחילת סדקי העייפות ומאריך את חיי העייפות של השרשרת.

IV. בדיקת תהליך מלא: הגנה על איכות לביטול פגמים

כל תהליך חישול מדויק נבדק בקפדנות, ויוצר מערכת בקרת איכות מקיפה מחומרי הגלם ועד למוצר המוגמר, המבטיחה 100% אבטחת איכות לכל רכיבי שרשרת הגלילים העוזבים את המפעל.

1. בדיקת תהליך: ניטור בזמן אמת של פרמטרים מרכזיים

בדיקת חימום: מדחומים אינפרא אדום משמשים לניטור טמפרטורת החימום של הבילטים בזמן אמת, עם שגיאה מבוקרת בטווח של ±10°C.

בדיקת תבנית: חלל התבנית נבדק לבלאי כל 500 חלקים המיוצרים. תיקוני ליטוש מבוצעים באופן מיידי אם חספוס פני השטח עולה על Ra3.2μm.

בדיקת מידות: מכונת מדידת קואורדינטות תלת-ממדית משמשת לדגימה ובדיקה של חלקים מזויפים, תוך התמקדות במידות מפתח כגון קוטר חיצוני, קוטר פנימי ועובי דופן. שיעור הדגימה אינו פחות מ-5%.

2. בדיקת מוצר מוגמר: אימות מקיף של מדדי ביצועים

בדיקת ביצועים מכניים: דגימה אקראית של מוצרים מוגמרים לבדיקת קשיות (בודק קשיות Rockwell), בדיקת קשיחות אימפקט (בודק אימפקט מטוטלת) ובדיקת חוזק מתיחה כדי להבטיח עמידה בתקני המוצר.

בדיקה לא הרסנית: בדיקה אולטרסאונד משמשת לגילוי פגמים פנימיים כגון נקבוביות וסדקים, בעוד שבדיקת חלקיקים מגנטיים משמשת לגילוי פגמים על פני השטח והתת-קרקעיים.

בדיקת הרכבה: רכיבים מתאימים מורכבים לשרשרת גלילים ועוברים בדיקות ביצועים דינמיות, כולל דיוק תיבת ההילוכים, רמת רעש ואורך חיים של עייפות. לדוגמה, רכיב נחשב מתאימים רק אם הוא פעל ברציפות ב-1500 סל"ד במשך 1000 שעות ללא כל בעיות.

V. יתרונות התהליך וערך היישום: מדוע חישול מדויק הוא הבחירה הראשונה בתעשייה?
בהשוואה לתהליך המסורתי של "חישול + חיתוך נרחב", חישול מדויק מציע שלושה יתרונות מרכזיים לייצור שרשראות גלילים:

ניצול חומרים גבוה: ניצול החומרים עלה מ-60%-70% בתהליכים מסורתיים ליותר מ-90%, מה שמפחית משמעותית את בזבוז חומרי הגלם;

יעילות ייצור גבוהה: באמצעות חישול רציף רב-תחנות וציוד אוטומטי, יעילות הייצור גבוהה פי 3-5 מתהליכים מסורתיים;

ביצועי מוצר מעולים: חישול מפזר את מבנה הסיבים של המתכת לאורך קווי המתאר של חומר העבודה, ויוצר מבנה יעיל, וכתוצאה מכך גדל אורך החיים של עייפות של 20%-30% בהשוואה לחלקים מעובדים.

יתרונות אלה הובילו לשימוש נרחב בשרשראות גלילים מחושלות מדויקות בייצור ציוד מתקדם, כגון הנעות זחליות למכונות בנייה, מערכות תזמון למנועי רכב והנעות ציר למכונות כלים מדויקות. הן הפכו לרכיבי הכוח המרכזיים המבטיחים את הפעולה היציבה של ציוד תעשייתי.

מַסְקָנָה
תהליך הזיוף המדויק של שרשראות גלילים הוא שיאו של גישה מקיפה המשלבת מדע חומרים, טכנולוגיית תבנית, בקרה אוטומטית ובדיקת איכות. החל מהסטנדרטים המחמירים בבחירת חומרי הגלם, דרך בקרת הדיוק ברמת המילימטר בזיוף הליבה, ועד לאימות מקיף בבדיקות המוצר המוגמר, כל תהליך מגלם את התושייה והחוזק הטכני של ייצור תעשייתי.