דרישות טכניות לטחינת שרשרת גלילים בדיוק גבוה

דרישות טכניות לטחינת שרשרת גלילים בדיוק גבוה

בתעשיית ההולכה התעשייתית,שרשראות גליליםהינם רכיבים מרכזיים להעברת כוח ובקרת תנועה. דיוקם קובע ישירות את יעילות התפעול, היציבות ואורך החיים של הציוד. תהליך ההשחזה, השלב הסופי בשיפור הדיוק בייצור שרשראות גלילים, הוא המבדיל העיקרי בין שרשראות סטנדרטיות לשרשראות מדויקות. מאמר זה יעמיק בדרישות הטכניות המרכזיות להשחזה של שרשראות גלילים מדויקות, תוך כיסוי עקרונות התהליך, בקרה מפורטת, תקני איכות ותרחישי יישום, ויספק הבנה מקיפה של טכנולוגיה קריטית זו התומכת בייצור ציוד מתקדם.

1. הערך המרכזי של שיוף שרשרת גלילים מדויק: מדוע זהו ה"עוגן" של דיוק תיבת ההילוכים

לפני שנדון בדרישות הטכניות, עלינו להבהיר תחילה: מדוע השחזה מקצועית חיונית לשרשראות גלילים מדויקות? בהשוואה לשיטות עיבוד שבבי מסורתיות כמו חריטה וכרסום, השחזה, על יתרונותיה הייחודיים, הפכה לאמצעי המרכזי להשגת דיוק ברמת מיקרון בשרשראות גלילים.

מנקודת מבט תעשייתית, בין אם מדובר במערכות תזמון מנוע בייצור רכב, הנעות מסוע עבור ציוד לוגיסטי חכם, או העברת כוח במכונות כלים מדויקות, דרישות הדיוק של שרשראות גלילים עברו מרמת מילימטר לרמת מיקרון. שגיאת העגלגלות של הגליל חייבת להיות מבוקרת בטווח של 5 מיקרון, סבילות חורי לוח השרשרת חייבת להיות קטנה מ-3 מיקרון, וחספוס פני השטח של הפינים חייב להגיע ל-Ra0.4 מיקרון או פחות. דרישות דיוק מחמירות אלו ניתנות להשגה באופן אמין רק באמצעות השחזה.

באופן ספציפי, הערך המרכזי של טחינת שרשרת גלילים בדיוק גבוה טמון בשלושה תחומים עיקריים:

יכולת תיקון שגיאות: באמצעות חיתוך במהירות גבוהה של גלגל השחזה, עיוותים וסטיות ממדיות הנגרמות מתהליכים קודמים (כגון חישול וטיפול בחום) מוסרים במדויק, מה שמבטיח עקביות ממדית עבור כל רכיב;

שיפור איכות פני השטח: ליטוש מפחית ביעילות את חספוס פני השטח של הרכיבים, מפחית אובדן חיכוך במהלך פעולת השרשרת ומאריך את חיי השירות;

הבטחת דיוק גיאומטרי: עבור סבילויות גיאומטריות קריטיות כגון עגלגלות וגליליות של הגליל, ישרות פינים ומקבילות של לוחות השרשרת, תהליך ההשחזה משיג דיוק בקרה העולה בהרבה על זה של שיטות עיבוד שבבי אחרות.

II. דרישות טכניות מרכזיות לטחינת שרשרת גלילים בדיוק גבוה: בקרה מקיפה מרכיב לרכיב

תהליך השחזה של שרשרת גלילים בדיוק גבוה אינו שלב אחד; אלא, זהו תהליך שיטתי המכסה את שלושת המרכיבים המרכזיים: גלילים, פינים ולוחות שרשרת. כל שלב כפוף לתקנים טכניים ומפרטי תפעול מחמירים.

(I) טחינת רולר: "קרב ברמת מיקרון" בין עגלגלות לצליליות

גלילים הם מרכיבים מרכזיים ביצירת רשת של שרשראות גלילים וגלגלי שיניים. העגלגלות והגליליות שלהם משפיעים ישירות על חלקות היצירתיות ועל יעילות ההעברה. במהלך שיוף גלילים, יש לשלוט בקפידה בדרישות הטכניות הבאות:
בקרת דיוק ממדית:
הסבולת לקוטר החיצוני של הגליל חייבת להיות בקפדנות בהתאם לתקן GB/T 1243-2006 או ISO 606. עבור כיתות דיוק גבוה (למשל, דרגה C ומעלה), יש לשלוט בסבולת הקוטר החיצוני בטווח של ±0.01 מ"מ. השחזה דורשת תהליך בן שלושה שלבים: השחזה גסה, השחזה חצי-גמר והשחזה גמר. כל שלב דורש בדיקה בקו באמצעות מד קוטר לייזר כדי להבטיח שסטיות המימד יישארו בטווח המותר. דרישות סבולת גיאומטרית:

עגלגלות: שגיאת העגלגלות של גלילים מדויקים חייבת להיות ≤5 מיקרומטר. יש להשתמש במיקום כפול במרכז במהלך השחזה, יחד עם סיבוב גלגל השחזה במהירות גבוהה (מהירות ליניארית ≥35 מטר/שנייה) כדי למזער את השפעות הכוח הצנטריפוגלי על העגלגלות.

גליליות: שגיאת הגליליות חייבת להיות ≤8 מיקרומטר. כוונון זווית השחזה של גלגל השחזה (בדרך כלל 1°-3°) מבטיח את ישרות הקוטר החיצוני של הגלגל.

מקבילות פני הקצה: שגיאת המקבילות של שני פני הקצה של הגליל חייבת להיות ≤0.01 מ"מ. יש להשתמש במתקני מיקום פני הקצה במהלך השחזה כדי למנוע סטייה ברשת הנגרמת מהטיה של פני הקצה.

דרישות איכות פני השטח:
הקוטר החיצוני של הגליל חייב להיות בעל חספוס פני שטח של Ra 0.4-0.8 מיקרומטר. יש להימנע מפגמים פני השטח כגון שריטות, כוויות ואבנית. במהלך השחזה, יש לשלוט בריכוז נוזל השחזה (בדרך כלל 5%-8%) ובלחץ הסילון (≥0.3MPa) כדי לפזר את חום השחזה במהירות ולמנוע כוויות פני השטח. יתר על כן, יש להשתמש בגלגל השחזה בעל גריט דק (למשל, 80#-120#) במהלך שלב השחזה הדק כדי לשפר את גימור פני השטח.

(II) ליטוש פינים: "מבחן דיוק" של ישרות וקואקסיאליות

הפין הוא המרכיב המרכזי המחבר את לוחות השרשרת והגלילים. ישרותו וקואקסיאליותו משפיעים ישירות על הגמישות ואורך החיים של השרשרת. הדרישות הטכניות לטחינת פינים מתמקדות בהיבטים הבאים:

בקרת ישרות:
שגיאת הישר של הפין חייבת להיות ≤0.005 מ"מ/מ'. במהלך השחזה, יש להשתמש בשיטת "תמיכה יציבה + מיקום מרכזי כפול" כדי למנוע עיוות כיפוף הנגרם ממשקל הפין עצמו. עבור פינים שאורכם עולה על 100 מ"מ, יש לבצע בדיקות ישר כל 50 מ"מ במהלך תהליך השחזה כדי להבטיח שהישר הכולל עומד בדרישות. דרישות קואקסיאליות:
שגיאת הקואקסיאליות של הציר בשני קצוות הפין חייבת להיות ≤0.008 מ"מ. במהלך השחזה, יש להשתמש בחורים המרכזיים בשני קצוות הפין כנקודת ייחוס (דיוק החור המרכזי חייב לעמוד בתקן Class A בתקן GB/T 145-2001). יש לעבד ולמקם את גלגל השחזה כדי להבטיח את יישור הציר של הציר בשני הקצוות. בנוסף, יש לבצע בדיקות נקודתיות לא מקוונות לקואקסיאליות באמצעות מכונת מדידה תלת-ממדית של קואורדינטות, עם שיעור בדיקה מינימלי של 5%. קשיות פני השטח ותאימות לטחינה:

צירי פינים חייבים לעבור טיפול בחום לפני השחזה (בדרך כלל קרבוריזציה וקיבוע לקשיות של HRC 58-62). יש להתאים את פרמטרי השחזה בהתאם לקשיות:

ליטוש גס: השתמשו בגלגל ליטוש בעל דרגת גריט בינונית (60#-80#), שלטו בעומק הליטוש ל-0.05-0.1 מ"מ, והשתמשו בקצב הזנה של 10-15 מ"מ/דקה.

טחינה עדינה: השתמשו בגלגל טחינה בעל גריט דק (120#-150#), שלטו בעומק הטחינה ל-0.01-0.02 מ"מ, והשתמשו בקצב הזנה של 5-8 מ"מ/דקה כדי למנוע סדקים או אובדן קשיות על פני השטח הנגרמים מפרמטרי טחינה לא נכונים.

(III) ליטוש לוחות שרשרת: בקרה מפורטת של דיוק ושטיחות חורים

לוחות שרשרת הם עמוד השדרה של שרשראות גלילים. דיוק החורים והשטוחות שלהם משפיעים ישירות על דיוק הרכבת השרשרת ועל יציבות תיבת ההילוכים. ליטוש לוחות שרשרת מתמקד בעיקר בשני תחומים עיקריים: חור לוח השרשרת ומשטח לוח השרשרת. הדרישות הטכניות הן כדלקמן:
דיוק טחינת חור צלחת שרשרת:
סבילות צמצם: יש לשלוט בסבילות החורים של לוחות שרשרת מדויקים בטווח של H7 (לדוגמה, עבור חור φ8 מ"מ, הסבילות היא +0.015 מ"מ עד 0 מ"מ). גלגלי השחזה יהלום (קוטר 150#-200# גריט) וציר במהירות גבוהה (≥8000 סל"ד) משמשים להבטחת מידות מדויקות של החורים.
סובלנות למיקום חור: מרחק המרכז בין חורים סמוכים חייב להיות ≤0.01 מ"מ, ושגיאת הניצב בין ציר החור למשטח לוח השרשרת חייבת להיות ≤0.005 מ"מ. ליטוש דורש כלים ייעודיים וניטור בזמן אמת עם מערכת בדיקת ראייה CCD.
דרישות ליטוש פני השטח של לוחות שרשרת:
שגיאת השטיחות של לוח השרשרת חייבת להיות ≤0.003 מ"מ/100 מ"מ, וחספוס פני השטח חייב להגיע ל-Ra0.8μm. ליטוש דורש תהליך "ליטוש דו-צדדי". הסיבוב המסונכרן (מהירות ליניארית ≥ 40 מטר/שנייה) וההזנה של גלגלי ההליטוש העליונים והתחתונים מבטיחים מקבילות ושטיחות משני צידי השרשרת. יתר על כן, יש לשלוט בלחץ ההליטוש (בדרך כלל 0.2-0.3 מגה פסקל) כדי למנוע עיוות של השרשרת עקב כוח לא אחיד.

ג. בקרת תהליכים לטחינת שרשרת גלילים בדיוק גבוה: אבטחה מקיפה מהציוד ועד להנהלה

כדי לעמוד בדרישות טכניות מחמירות אלו, קביעת פרמטרי עיבוד בלבד אינה מספיקה. יש גם ליצור מערכת בקרת תהליכים מקיפה, הכוללת בחירת ציוד, תכנון כלים, ניטור פרמטרים ובדיקת איכות.

(I) בחירת ציוד: "יסודות החומרה" של ליטוש מדויק
בחירת מכונת השחזה: בחרו מכונת השחזה CNC מדויקת במיוחד (דיוק מיקום ≤ 0.001 מ"מ, חזרתיות ≤ 0.0005 מ"מ), כגון Junker (גרמניה) או Okamoto (יפן). ודאו שדיוק המכונה עומד בדרישות העיבוד.
בחירת גלגל השחזה: בחרו את סוג גלגל ההשחזה המתאים בהתבסס על חומר הרכיב (בדרך כלל 20CrMnTi או 40Cr) ודרישות העיבוד. לדוגמה, גלגל השחזה מקורונדום משמש לטחינת גלילים, גלגל השחזה סיליקון קרביד משמש לטחינת פינים, וגלגל השחזה יהלום משמש לטחינת חורים בצלחות.
תצורת ציוד בדיקה: ציוד בדיקה מדויק במיוחד כגון מד קוטר לייזר, מכונת מדידת קואורדינטות תלת-ממדית, בודק חספוס פני השטח ובודק עגלגלות נדרשים כדי לשלב בדיקות נקודתיות מקוונות ולא מקוונות במהלך תהליך העיבוד. (II) תכנון כלים: "התמיכה המרכזית" לדיוק ויציבות

מתקני מיקום: תכננו מתקני מיקום ייעודיים עבור גלילים, פינים ושרשראות. לדוגמה, גלילים משתמשים במתקני מיקום דו-מרכזיים, פינים משתמשים במתקני תמיכה מרכזיים במסגרת, ושרשראות משתמשות במתקני מיקום חורים. זה מבטיח מיקום מדויק ואפס משחק במהלך תהליך ההשחזה.

מתקני הידוק: השתמשו בשיטות הידוק גמישות (כגון הידוק פנאומטי או הידראולי) כדי לשלוט בכוח ההידוק (בדרך כלל 0.1-0.2 מגה פסקל) כדי למנוע עיוות רכיבים הנגרם מכוח הידוק מוגזם. יתר על כן, יש ללטש באופן קבוע את משטחי המיקום של המתקני (לחספוס פני שטח של Ra 0.4 מיקרומטר או פחות) כדי להבטיח דיוק מיקום. (III) ניטור פרמטרים: "הבטחה דינמית" עם כוונון בזמן אמת
ניטור פרמטרים של עיבוד: מערכת ה-CNC מנטרת פרמטרים מרכזיים כגון מהירות שחיקה, קצב הזנה, עומק שחיקה, ריכוז נוזל שחיקה וטמפרטורה בזמן אמת. כאשר פרמטר כלשהו חורג מהטווח שנקבע, המערכת מפיקה אזעקה אוטומטית ומכבה את המכונה כדי למנוע מוצרים פגומים.
בקרת טמפרטורה: חום הנוצר במהלך תהליך השחזה הוא הגורם העיקרי לעיוות רכיבים ולכוויות פני השטח. בקרת טמפרטורה נדרשת באמצעות השיטות הבאות:
מערכת סירקולציית נוזל טחינה: יש להשתמש בנוזל טחינה בעל קיבולת קירור גבוהה (כגון אמולסיה או נוזל טחינה סינתטי) המצויד ביחידת קירור לשמירה על טמפרטורה של 20-25 מעלות צלזיוס.
ליטוש לסירוגין: עבור רכיבים הנוטים ליצירת חום (כגון פינים), נעשה שימוש בתהליך ליטוש לסירוגין של "ליטוש-קירור-ליטוש מחדש" כדי למנוע הצטברות חום. (IV) בדיקת איכות: "קו ההגנה האחרון" להשגת דיוק

בדיקה מקוונת: מדי קוטר לייזר, מערכות בדיקת ראייה CCD וציוד אחר מותקנים ליד תחנת ההשחזה כדי לבצע בדיקות בזמן אמת של מידות רכיבים וסבולות צורה ומיקום. רק רכיבים מוסמכים יכולים להמשיך לתהליך הבא.

בדיקת דגימה לא מקוונת: 5%-10% מכל אצווה של מוצרים עוברת בדיקה לא מקוונת באמצעות מכונת מדידת קואורדינטות (CMM) לבדיקת אינדיקטורים מרכזיים כגון סבילות חורים וקואקסיאליות, בודק עגלגלות לבדיקת עגלגלות גלילים ובודק חספוס פני השטח לבדיקת איכות פני השטח.

דרישות בדיקה מלאה: עבור שרשראות גלילים מדויקות המשמשות בציוד יוקרתי (כגון כלי עבודה למכונות תעופה וחלל), נדרשת בדיקה מלאה של 100% כדי להבטיח שכל רכיב עומד בדרישות הדיוק הנדרשות.

IV. תרחישי יישום ומגמות עתידיות של טכנולוגיית השחזה של שרשרת גלילים מדויקת במיוחד

(א) תרחישי יישום אופייניים
שרשראות גלילים מדויקות במיוחד, בעלות דיוק ויציבות מעולים, נמצאות בשימוש נרחב בתחומים עם דרישות תמסורת מחמירות:

תעשיית הרכב: שרשראות תזמון מנוע ושרשראות תיבת הילוכים חייבות לעמוד במהירויות גבוהות (≥6000 סל"ד) ובפגיעות בתדירות גבוהה, דבר המעמיד דרישות גבוהות ביותר לעגלגלות הגלילים וישור הפינים;

לוגיסטיקה חכמה: ציוד מיון אוטומטי ומערכות מסוע למחסנים גבוהים דורשות בקרת מהירות ומיקום מדויקים. דיוק חורי השרשרת וגליליות הגלילים משפיעים ישירות על יציבות התפעול;

כלי עבודה מדויקים: מערכות הנעת ציר ומערכות הזנה של מכונות CNC דורשות בקרת תנועה ברמת מיקרון. קואקסיאליות הפינים ושטיחות לוח השרשרת הן קריטיות להבטחת דיוק התמסורת.

(II) מגמות טכנולוגיות עתידיות

עם התקדמות תעשייה 4.0 וייצור חכם, תהליכי השחזה של שרשראות גלילים מדויקים מתפתחים בכיוונים הבאים:

עיבוד שבבי חכם: הצגת מערכות בדיקה חזותית המופעלות על ידי בינה מלאכותית לזיהוי אוטומטי של מידות רכיבים ואיכות פני השטח, המאפשרות התאמת פרמטרים ושיפור יעילות ועקביות העיבוד השבבי;

טחינה ירוקה: פיתוח נוזלי טחינה ידידותיים לסביבה (כגון נוזלי טחינה מתכלים) בשילוב עם מערכות סינון יעילות להפחתת זיהום סביבתי; במקביל, אימוץ טכנולוגיית טחינה בטמפרטורה נמוכה להפחתת צריכת אנרגיה;

השחזה מורכבת: שילוב תהליכי ההשחזה של גלילים, פינים ולוחות שרשרת לתהליך מורכב "מקיף", באמצעות מכונות השחזה CNC מרובות צירים כדי להפחית שגיאות מיקום בין תהליכים ולשפר עוד יותר את הדיוק הכללי.