Standaarden voor het stempelen van de buitenste schakelplaat van een rollenketting
In industriële transmissiesystemen zijn rollenkettingen essentiële transmissiecomponenten, en hun prestaties bepalen direct de operationele efficiëntie en levensduur van de apparatuur. De buitenste schakelplaten, het "skelet" vande rollenkettingDe buitenste schakelplaten van een rollenketting spelen een cruciale rol bij het overbrengen van lasten en het verbinden van de schakels. De standaardisatie en precisie van het productieproces zijn essentiële factoren die de algehele kwaliteit van de rollenketting beïnvloeden. Stempelen, de meest gebruikte methode voor het vervaardigen van de buitenste schakelplaten, vereist strikte normen in elke fase, van de selectie van grondstoffen tot de levering van het eindproduct, om te garanderen dat de buitenste schakelplaten voldoende sterkte, taaiheid en maatnauwkeurigheid bezitten. Dit artikel biedt een diepgaande analyse van de volledige procesnormen voor het stempelen van de buitenste schakelplaten van rollenkettingen. Het biedt professionals in de industrie een professioneel naslagwerk en stelt eindgebruikers in staat de proceslogica achter hoogwaardige rollenkettingen beter te begrijpen.
I. Basisgaranties vóór het stempelen: selectie van grondstoffen en voorbehandelingsnormen
De prestaties van de buitenste schakelplaten beginnen met hoogwaardige grondstoffen. Het stempelproces stelt duidelijke eisen aan de mechanische eigenschappen en chemische samenstelling van het materiaal, die essentieel zijn voor een soepel verloop van de daaropvolgende processen. Momenteel zijn de meest gebruikte materialen voor buitenste schakelplaten in de industrie koolstofarme gelegeerde constructiestalen (zoals 20Mn2 en 20CrMnTi) en hoogwaardige koolstofconstructiestalen (zoals 45-staal). De materiaalkeuze hangt af van de toepassing van de rollenketting (bijvoorbeeld zware belastingen, hoge snelheden en corrosieve omgevingen). Ongeacht het gekozen materiaal moet het echter aan de volgende kernnormen voldoen:
1. Normen voor de chemische samenstelling van grondstoffen
Controle van het koolstofgehalte (C): Voor 45-staal moet het koolstofgehalte tussen 0,42% en 0,50% liggen. Een hoger koolstofgehalte kan de brosheid en scheurvorming van het materiaal tijdens het stempelen verhogen, terwijl een lager koolstofgehalte de sterkte na een daaropvolgende warmtebehandeling kan beïnvloeden. Het mangaangehalte (Mn) van 20Mn2-staal moet tussen 1,40% en 1,80% worden gehouden om de hardbaarheid en taaiheid van het materiaal te verbeteren, zodat de buitenste verbindingsplaten bestand zijn tegen breuk onder impactbelastingen. Limieten voor schadelijke elementen: Het zwavelgehalte (S) en het fosforgehalte (P) moeten strikt onder de 0,035% worden gehouden. Deze twee elementen kunnen verbindingen met een laag smeltpunt vormen, waardoor het materiaal tijdens het stempelproces "warm bros" of "koud bros" wordt, wat de opbrengst van de eindproducten beïnvloedt.
2. Normen voor de voorbehandeling van grondstoffen
Voordat de grondstoffen het stempelproces ingaan, ondergaan ze drie voorbehandelingsstappen: beitsen, fosfateren en oliën. Aan elke stap zijn duidelijke kwaliteitseisen verbonden:
Beitsen: Week het staal 15-20 minuten in een 15-20% zoutzuuroplossing bij kamertemperatuur om aanslag en roest van het oppervlak te verwijderen. Na het beitsen moet het staaloppervlak vrij zijn van zichtbare aanslag en overmatige corrosie (putcorrosie), aangezien dit de hechting van de daaropvolgende fosfaatcoating kan beïnvloeden.
Fosfatering: Behandel het materiaal met een fosfateringsoplossing op zinkbasis bij 50-60 °C gedurende 10-15 minuten om een fosfaatlaag met een dikte van 5-8 μm te vormen. De fosfaatlaag moet uniform en dicht zijn, met een hechtingsniveau van 1 (geen afbladderen) volgens de kruisproef. Dit vermindert de wrijving tussen de stempelmatrijs en de stalen plaat, verlengt de levensduur van de matrijs en verbetert de roestbestendigheid van de buitenste verbindingsplaat.
Olie aanbrengen: Spuit een dunne laag antiroestolie (dikte ≤ 3 μm) op het fosfaatgecoate oppervlak. De oliefilm moet gelijkmatig worden aangebracht, zonder onderbrekingen of ophopingen. Dit voorkomt roestvorming van de staalplaat tijdens opslag en zorgt ervoor dat de nauwkeurigheid van latere stempelbewerkingen behouden blijft.
II. Normen voor kernstempelprocessen: Precisiecontrole van stansen tot vormen
Het stempelproces voor de buitenste schakels van een rollenketting bestaat hoofdzakelijk uit vier kernstappen: stansen, ponsen, vormen en trimmen. De parameters van de apparatuur, de nauwkeurigheid van de matrijs en de werkprocedures van elke stap hebben een directe invloed op de maatnauwkeurigheid en de mechanische eigenschappen van de buitenste schakels. De volgende normen moeten strikt worden nageleefd:
1. Normen voor het stansproces
Bij het stansen worden ruwe staalplaten tot stansvormen gevormd die overeenkomen met de afmetingen van de uitgevouwen buitenste schakels. Het is van cruciaal belang dat de dimensionale nauwkeurigheid en de kwaliteit van de randen van de stansvormen in dit proces gewaarborgd zijn.
Apparatuurselectie: Er is een gesloten enkelpunts pers nodig (het tonnage varieert afhankelijk van de grootte van de buitenste schakel, doorgaans 63-160 kN). De nauwkeurigheid van de slag van de schuif van de pers moet binnen ±0,02 mm worden gehouden om een consistente slag voor elke pers te garanderen en maatafwijkingen te voorkomen.
Matrijsnauwkeurigheid: De speling tussen de stempel en de matrijs van de stansmatrijs moet worden bepaald op basis van de materiaaldikte, over het algemeen 5%-8% van de materiaaldikte (bijvoorbeeld, voor een materiaaldikte van 3 mm is de speling 0,15-0,24 mm). De ruwheid van de snijkant van de matrijs moet lager zijn dan Ra0,8 μm. Slijtage van de snijkant van meer dan 0,1 mm vereist onmiddellijk naslijpen om te voorkomen dat er bramen ontstaan op de snijkant van het werkstuk (braamhoogte ≤ 0,05 mm).
Maateisen: De lengteafwijking van het stanswerkstuk moet binnen ±0,03 mm blijven, de breedteafwijking binnen ±0,02 mm en de diagonale afwijking binnen 0,04 mm na het stansen om nauwkeurige referentiepunten voor de daaropvolgende bewerkingsstappen te garanderen.
2. Normen voor het ponsenproces
Ponsen is het proces waarbij de boutgaten en rolgaten voor de buitenste schakelplaten in de blanco worden geponst na het stansen. De nauwkeurigheid van de gatpositie en de diameter heeft een directe invloed op de montageprestaties van de rollenketting.
Positioneringsmethode: Er wordt gebruikgemaakt van dubbele referentiepunten (twee aangrenzende randen van de plaat als referentie). De positioneringspennen moeten voldoen aan de IT6-nauwkeurigheidsnorm om een consistente plaatpositie tijdens elke ponsbewerking te garanderen. De afwijking in de gatpositie moet ≤ 0,02 mm zijn (ten opzichte van het referentieoppervlak van de buitenste schakelplaat). Nauwkeurigheid van de gatdiameter: De diameterafwijking tussen de bout- en rolgaten moet voldoen aan de IT9-tolerantie-eisen (bijvoorbeeld voor een gat van 10 mm is de afwijking +0,036 mm/-0 mm). De tolerantie voor de rondheid van het gat moet ≤ 0,01 mm zijn en de ruwheid van de gatwand moet lager zijn dan Ra1,6 μm. Dit voorkomt dat de schakels van de ketting te los of te strak komen te zitten als gevolg van een afwijking in de gatdiameter, wat de transmissiestabiliteit zou kunnen beïnvloeden.
Ponsvolgorde: Pons eerst de boutgaten, gevolgd door de gaten voor de rollen. De hart-op-hartafstand tussen de twee gaten mag maximaal ±0,02 mm bedragen. Een cumulatieve hart-op-hartafstandafwijking leidt direct tot een steekafwijking in de rollenketting, wat op zijn beurt de overbrengingsnauwkeurigheid beïnvloedt.
3. Vormgevingsprocesnormen
Vormgeving houdt in dat de gestanste plaat door een matrijs wordt geperst tot de uiteindelijke vorm van de buitenste verbindingsplaat (bijvoorbeeld gebogen of getrapt). Dit proces vereist dat de vorm van de buitenste verbindingsplaat nauwkeurig is en dat de terugvering gecontroleerd wordt.
Matrijsontwerp: De vormmatrijs moet een gesegmenteerde structuur hebben, met twee stations, voorvormen en eindvormen, geconfigureerd volgens de vorm van de buitenste verbindingsplaat. Het voorvormstation perst de plaat eerst in een voorlopige vorm om vervormingsspanning tijdens het eindvormen te verminderen. De oppervlakteruwheid van de matrijsopening voor het eindvormen moet Ra0,8 μm bedragen om een glad, deukvrij oppervlak van de buitenste verbindingsplaat te garanderen.
Drukregeling: De vormdruk moet worden berekend op basis van de vloeigrens van het materiaal en bedraagt over het algemeen 1,2 tot 1,5 keer de vloeigrens (bijvoorbeeld: de vloeigrens van 20Mn2-staal is 345 MPa; de vormdruk moet worden geregeld tussen 414 en 517 MPa). Te lage druk leidt tot onvolledige vorming, terwijl te hoge druk overmatige plastische vervorming veroorzaakt, wat de prestaties van de daaropvolgende warmtebehandeling beïnvloedt. Terugvering: Na het vormen moet de terugvering van de buitenste verbindingsplaat binnen 0,5° worden gehouden. Dit kan worden tegengegaan door een compensatiehoek in de matrijs te plaatsen (bepaald op basis van de terugveringseigenschappen van het materiaal, over het algemeen 0,3°-0,5°) om ervoor te zorgen dat het eindproduct aan de ontwerpvereisten voldoet.
4. Normen voor het trimproces
Trimmen is het proces waarbij braam en overtollig materiaal dat tijdens het vormproces ontstaat, wordt verwijderd om ervoor te zorgen dat de randen van de buitenste verbindingsplaat recht zijn.
Nauwkeurigheid van de trimmatrijs: De spleet tussen de stempel en de matrijs van de trimmatrijs moet binnen 0,01-0,02 mm worden gehouden en de scherpte van de snijkant moet lager zijn dan Ra0,4 μm. Zorg ervoor dat de randen van de buitenste verbindingsplaat na het trimmen braamvrij zijn (braamhoogte ≤ 0,03 mm) en dat de randrechtheidsfout ≤ 0,02 mm/m is.
Trimvolgorde: Trim eerst de lange randen, daarna de korte randen. Dit voorkomt vervorming van de buitenste verbindingsplaat door een onjuiste trimvolgorde. Na het trimmen moet de buitenste verbindingsplaat visueel worden geïnspecteerd om er zeker van te zijn dat er geen defecten zoals afgebroken hoeken of scheuren aanwezig zijn.
III. Kwaliteitsinspectienormen na het stempelen: Uitgebreide controle van de prestaties van het eindproduct
Na het stempelen ondergaan de buitenste verbindingsplaten drie strenge kwaliteitscontroles: maatinspectie, inspectie van de mechanische eigenschappen en inspectie van het uiterlijk. Alleen producten die aan alle normen voldoen, kunnen doorgaan naar de daaropvolgende warmtebehandeling en assemblage. De specifieke inspectienormen zijn als volgt:
1. Normen voor dimensionale inspectie
Bij dimensionale inspectie wordt gebruikgemaakt van een driedimensionale coördinatenmeetmachine (nauwkeurigheid ≤ 0,001 mm) in combinatie met speciale meetinstrumenten, waarbij de focus ligt op de volgende belangrijke afmetingen:
Steek: De steek van de buitenste schakelplaat (de afstand tussen de twee boutgaten) moet een tolerantie hebben van ±0,02 mm, met een cumulatieve steekfout van ≤0,05 mm per 10 stuks. Een te grote steekafwijking kan trillingen en lawaai veroorzaken tijdens de overbrenging van de rollenketting.
Dikte: De afwijking in de dikte van de buitenste schakelplaat moet voldoen aan de tolerantie-eisen van IT10 (bijvoorbeeld, voor een dikte van 3 mm is de afwijking +0,12 mm/-0 mm). Diktevariaties binnen een batch moeten ≤0,05 mm zijn om ongelijkmatige belasting van de kettingschakels door ongelijke dikte te voorkomen. Tolerantie voor gatpositie: De positieafwijking tussen het boutgat en het rolgat moet ≤0,02 mm zijn en de coaxialiteitsfout van de gaten moet ≤0,01 mm zijn. Zorg ervoor dat de speling tussen de pen en de rol voldoet aan de ontwerpeisen (de speling is over het algemeen 0,01-0,03 mm).
2. Normen voor het testen van mechanische eigenschappen
Voor het testen van de mechanische eigenschappen moeten willekeurig 3-5 monsters uit elke productbatch worden geselecteerd voor treksterkte-, hardheids- en buigproeven.
Treksterkte: De treksterkte van de buitenste verbindingsplaat, getest met een universele materiaaltestmachine, moet ≥600 MPa (na warmtebehandeling van 45-staal) of ≥800 MPa (na warmtebehandeling van 20Mn2) bedragen. De breuk moet optreden in het gedeelte van de buitenste verbindingsplaat waar geen gat zit. Breuk nabij het gat duidt op spanningsconcentratie tijdens het ponsen, en de matrijsparameters moeten worden aangepast. Hardheidstest: De oppervlaktehardheid van de buitenste verbindingsplaten wordt gemeten met een Rockwell-hardheidsmeter. De hardheid moet binnen HRB80-90 (gegloeide toestand) of HRC35-40 (gehard en getemperd) liggen. Een te hoge hardheid verhoogt de brosheid en breukgevoeligheid van het materiaal; een te lage hardheid beïnvloedt de slijtvastheid.
Buigproef: Buig de buitenste verbindingsplaten 90° over de lengte. Na het buigen mogen er geen scheuren of breuken aan het oppervlak verschijnen. De terugvering na ontlasting moet ≤5° zijn. Dit garandeert dat de buitenste verbindingsplaten voldoende taaiheid hebben om de schokbelastingen tijdens de transmissie te weerstaan.
3. Normen voor uiterlijke inspectie
Bij de uiterlijke inspectie wordt een combinatie van visuele inspectie en inspectie met een vergrootglas (10x vergroting) gebruikt. De specifieke eisen zijn als volgt:
Oppervlaktekwaliteit: Het oppervlak van de buitenste verbindingsplaat moet glad en vlak zijn, vrij van krassen (diepte ≤ 0,02 mm), deuken of andere defecten. De fosfaatcoating moet uniform zijn en vrij van ontbrekende coating, vergeling of afbladdering. Randkwaliteit: De randen moeten vrij zijn van bramen (hoogte ≤ 0,03 mm), afsplinteringen (afsplinteringsgrootte ≤ 0,1 mm), scheuren of andere defecten. Kleine bramen moeten worden verwijderd door passivering (onderdompeling in een passiveringsoplossing gedurende 5-10 minuten) om krassen op de gebruiker of andere onderdelen tijdens de montage te voorkomen.
Kwaliteit van de gatwand: De gatwand moet glad zijn, vrij van oneffenheden, krassen, vervormingen of andere defecten. Bij inspectie met een go/no-go-meter moet de go-meter de wand glad passeren, terwijl de no-go-meter de wand niet mag passeren. Dit garandeert dat het gat voldoet aan de nauwkeurigheidseisen voor de montage.
IV. Richtlijnen voor optimalisatie van het stempelproces: van standaardisatie naar intelligentie
Met de voortdurende vooruitgang van de industriële productietechnologie worden ook de normen voor het stempelen van de buitenste schakels van rollenkettingen continu verbeterd. Toekomstige ontwikkelingen zullen gericht zijn op intelligente, milieuvriendelijke en uiterst nauwkeurige processen. Specifieke optimalisatierichtingen zijn als volgt:
1. Toepassing van intelligente productieapparatuur
Introductie van CNC-stempelmachines en industriële robots voor geautomatiseerde en intelligente besturing van het stempelproces:
CNC-stempelmachines: Uitgerust met een uiterst nauwkeurig servosysteem, maken ze realtime aanpassing van parameters zoals stempeldruk en slagsnelheid mogelijk, met een regelnauwkeurigheid van ±0,001 mm. Ze beschikken ook over zelfdiagnosemogelijkheden, waardoor problemen zoals matrijsslijtage en materiaalafwijkingen tijdig kunnen worden opgespoord en het aantal defecte producten wordt verminderd.
Industriële robots: Deze robots worden gebruikt voor het laden van grondstoffen, het transporteren van gestempelde onderdelen en het sorteren van eindproducten, en vervangen handmatige handelingen. Dit verbetert niet alleen de productie-efficiëntie (waardoor 24 uur per dag continu geproduceerd kan worden), maar elimineert ook maatafwijkingen die door handmatige handelingen worden veroorzaakt, waardoor een constante productkwaliteit wordt gegarandeerd.
2. Bevordering van groene processen
Het energieverbruik en de milieubelasting verminderen en tegelijkertijd aan de procesnormen voldoen:
Optimalisatie van het matrijsmateriaal: Het gebruik van een composietmatrijs van snelstaal (HSS) en hardmetaal (WC) verlengt de levensduur van de matrijs (de levensduur kan 3 tot 5 keer langer zijn), vermindert de frequentie van matrijsvervanging en beperkt materiaalverspilling.
Verbeteringen in het voorbehandelingsproces: Door fosforvrije fosfateringstechnologie te bevorderen en milieuvriendelijke fosfateringsoplossingen te gebruiken, wordt de fosforvervuiling verminderd. Bovendien verbetert elektrostatisch spuiten van roestwerende olie de benutting ervan (de benuttingsgraad kan worden verhoogd tot meer dan 95%) en worden de uitstoot van olienevel verminderd.
3. Verbetering van de precisie-inspectietechnologie
Er werd een machinevisiesysteem geïntroduceerd om een snelle en nauwkeurige kwaliteitscontrole van de buitenste schakelplaten mogelijk te maken.
Het machinevisie-inspectiesysteem is uitgerust met een high-definition camera (resolutie ≥ 20 megapixels) en beeldverwerkingssoftware. Hiermee kan het systeem tegelijkertijd buitenste schakelplaten inspecteren op maatnauwkeurigheid, uiterlijke defecten, afwijkingen in de positie van gaten en andere parameters. Het systeem heeft een inspectiesnelheid van 100 stuks per minuut, wat meer dan 10 keer nauwkeuriger is dan handmatige inspectie. Bovendien maakt het realtime opslag en analyse van inspectiegegevens mogelijk, wat dataondersteuning biedt voor procesoptimalisatie.
Conclusie: Normen zijn de levensader van kwaliteit, en details bepalen de betrouwbaarheid van de transmissie.
Het stempelproces voor de buitenste schakelplaten van een rollenketting lijkt misschien eenvoudig, maar er moeten in elke fase strikte normen worden nageleefd – van het controleren van de chemische samenstelling van de grondstoffen en het waarborgen van de maatnauwkeurigheid tijdens het stempelproces tot een uitgebreide kwaliteitscontrole van het eindproduct. Het over het hoofd zien van welk detail dan ook kan leiden tot een verslechtering van de prestaties van de buitenste schakelplaat en daardoor de betrouwbaarheid van de transmissie van de gehele rollenketting beïnvloeden.
Geplaatst op: 26 september 2025