Standarde ale procesului de ștanțare a plăcii exterioare a lanțului cu role
În sistemele de transmisie industriale, lanțurile cu role sunt componente esențiale ale transmisiei, iar performanța lor determină direct eficiența de funcționare și durata de viață a echipamentului. Plăcile de legătură exterioare, „scheletul”lanțul cu role, joacă un rol crucial în transmiterea sarcinilor și conectarea zalelor lanțului. Standardizarea și precizia procesului lor de fabricație sunt factori cruciali care afectează calitatea generală a lanțului cu role. Ștanțarea, metoda principală pentru fabricarea plăcilor de zale exterioare, necesită standarde stricte la fiecare etapă, de la selecția materiilor prime până la livrarea produsului finit, pentru a asigura că plăcile de zale exterioare posedă o rezistență, o tenacitate și o precizie dimensională suficiente. Acest articol va oferi o analiză aprofundată a standardelor complete de proces pentru ștanțarea plăcilor de zale exterioare ale lanțurilor cu role, oferind practicienilor din industrie o referință profesională și permițând utilizatorilor finali să înțeleagă mai clar logica procesului din spatele lanțurilor cu role de înaltă calitate.
I. Asigurări de bază înainte de ștanțare: Selecția materiilor prime și standarde de pretratare
Performanța plăcilor de legătură exterioare începe cu materii prime de înaltă calitate. Procesul de ștanțare stabilește cerințe clare pentru proprietățile mecanice și compoziția chimică a materialului, care sunt premise pentru executarea fără probleme a proceselor ulterioare. În prezent, materialele principale pentru plăcile de legătură exterioare din industrie sunt oțelurile structurale aliate cu conținut scăzut de carbon (cum ar fi 20Mn2 și 20CrMnTi) și oțelurile structurale cu carbon de înaltă calitate (cum ar fi oțelul 45). Alegerea materialului depinde de aplicația lanțului cu role (de exemplu, sarcini mari, viteze mari și medii corozive). Cu toate acestea, indiferent de materialul ales, acesta trebuie să îndeplinească următoarele standarde de bază:
1. Standarde de compoziție chimică a materiilor prime
Controlul conținutului de carbon (C): Pentru oțelul 45, conținutul de carbon trebuie să fie între 0,42% și 0,50%. Un conținut mai mare de carbon poate crește fragilitatea și fisurarea materialului în timpul ștanțării, în timp ce un conținut mai mic de carbon îi poate afecta rezistența după tratamentul termic ulterior. Conținutul de mangan (Mn) al oțelului 20Mn2 trebuie menținut între 1,40% și 1,80% pentru a îmbunătăți călibilitatea și tenacitatea materialului, asigurându-se că plăcile de legătură exterioare rezistă la fracturi sub sarcini de impact. Limite ale elementelor dăunătoare: Conținutul de sulf (S) și fosfor (P) trebuie controlat strict sub 0,035%. Aceste două elemente pot forma compuși cu punct de topire scăzut, determinând materialul să devină „fragil la cald” sau „fragil la rece” în timpul procesului de ștanțare, afectând randamentul produselor finite.
2. Standarde de pretratare a materiilor prime
Înainte de a intra în procesul de ștanțare, materiile prime trec prin trei etape de pretratare: decapare, fosfatare și ungere. Fiecare etapă are cerințe clare de calitate:
Decapare: Folosind o soluție de acid clorhidric 15%-20%, înmuiați la temperatura camerei timp de 15-20 de minute pentru a îndepărta crusta și rugina de pe suprafața oțelului. După decapare, suprafața oțelului trebuie să fie lipsită de crusta vizibilă și de coroziune excesivă (piciting), care poate afecta aderența stratului de fosfat ulterior.
Fosfatare: Folosind o soluție de fosfatare pe bază de zinc, tratați la 50-60°C timp de 10-15 minute pentru a forma un strat de fosfat cu o grosime de 5-8 μm. Stratul de fosfat trebuie să fie uniform și dens, cu o aderență care atinge Nivelul 1 (fără exfoliere) utilizând testul de tăiere transversală. Aceasta reduce frecarea dintre matrița de ștanțare și placa de oțel, prelungind durata de viață a matriței și sporind rezistența la rugină a plăcii de legătură exterioare.
Aplicarea uleiului: Pulverizați un strat subțire de ulei antirugină (grosime ≤ 3 μm) pe suprafața de acoperire cu fosfat. Pelicula de ulei trebuie aplicată uniform, fără goluri sau acumulări. Acest lucru previne ruginirea plăcii de oțel în timpul depozitării, menținând în același timp precizia operațiunilor ulterioare de ștanțare.
II. Standarde pentru procesele de ștanțare a miezurilor: Control de precizie de la ștanțare până la formare
Procesul de ștanțare pentru zalele exterioare ale lanțurilor cu role constă în principal în patru etape principale: ștanțare, perforare, formare și tăiere. Parametrii echipamentului, precizia matriței și procedurile de operare ale fiecărei etape au un impact direct asupra preciziei dimensionale și a proprietăților mecanice ale zalelor exterioare. Următoarele standarde trebuie respectate cu strictețe:
1. Standarde ale procesului de ștergere a suprafețelor
Debitarea implică perforarea tablelor de oțel brute în semifabricate care se conformează dimensiunilor nepliate ale legăturilor exterioare. Asigurarea preciziei dimensionale și a calității muchiilor semifabricatelor este crucială pentru acest proces.
Selectarea echipamentului: Este necesară o presă închisă cu un singur punct (tonajul variază în funcție de dimensiunea legăturii exterioare, în general 63-160 kN). Precizia cursei glisiere a presei trebuie controlată în limita a ±0,02 mm pentru a asigura o cursă consistentă pentru fiecare presă și a evita abaterile dimensionale.
Precizia matriței: Jocul dintre perforator și matrița matriței de ștanțare trebuie determinat în funcție de grosimea materialului, în general 5%-8% din grosimea materialului (de exemplu, pentru o grosime a materialului de 3 mm, jocul este de 0,15-0,24 mm). Rugozitatea muchiei așchietoare a matriței trebuie să fie sub Ra0,8 μm. Uzura muchiei care depășește 0,1 mm necesită o rectificare rapidă pentru a preveni formarea de bavuri pe muchia matriței (înălțimea bavurii ≤ 0,05 mm).
Cerințe dimensionale: Abaterea lungimii semifabricatului trebuie controlată în limita a ±0,03 mm, abaterea lățimii în limita a ±0,02 mm, iar abaterea diagonală în limita a 0,04 mm după debitare, pentru a asigura repere precise pentru etapele ulterioare de procesare.
2. Standarde ale procesului de perforare
Perforarea este procesul de perforare a găurilor pentru șuruburi și role pentru plăcile de legătură exterioare în semifabricat după perforare. Precizia poziției găurii și precizia diametrului au un impact direct asupra performanței de asamblare a lanțului cu role.
Metodă de poziționare: Se utilizează poziționarea cu două puncte de referință (folosind două muchii adiacente ale semifabricatului ca referință). Știfturile de localizare trebuie să îndeplinească precizia IT6 pentru a asigura o poziție consistentă a semifabricatului în timpul fiecărei perforații. Abaterea poziției găurii trebuie să fie ≤ 0,02 mm (față de suprafața de referință a plăcii de legătură exterioare). Precizia diametrului găurii: Abaterea diametrului dintre găurile șurubului și rolei trebuie să îndeplinească cerințele de toleranță IT9 (de exemplu, pentru o gaură de 10 mm, abaterea este de +0,036 mm/-0 mm). Toleranța de rotunjime a găurii trebuie să fie ≤ 0,01 mm, iar rugozitatea peretelui găurii trebuie să fie sub Ra1,6 μm. Acest lucru previne ca zalele lanțului să fie prea slăbite sau prea strânse din cauza abaterii diametrului găurii, ceea ce ar putea afecta stabilitatea transmisiei.
Ordinea de perforare: Perforați mai întâi găurile pentru șuruburi, apoi găurile pentru role. Abaterea distanței dintre centrele celor două găuri trebuie să fie de ±0,02 mm. Abaterea cumulată a distanței dintre centre va duce direct la o abatere a pasului lanțului cu role, ceea ce, la rândul său, afectează precizia transmisiei.
3. Standarde de proces de formare
Formarea implică presarea semifabricatului perforat printr-o matriță în forma finală a plăcii de legătură exterioară (de exemplu, curbată sau în trepte). Acest proces necesită asigurarea preciziei formei plăcii de legătură exterioare și controlul revenirii elastice.
Proiectarea matriței: Matrița de formare trebuie să adopte o structură segmentată, cu două stații, de preformare și de formare finală, configurate în funcție de forma plăcii de legătură exterioare. Stația de preformare presează inițial semifabricatul într-o formă preliminară pentru a reduce tensiunea de deformare în timpul formării finale. Rugozitatea suprafeței cavității matriței de formare finală trebuie să atingă Ra0,8 μm pentru a asigura o suprafață netedă și fără indentații a plăcii de legătură exterioare.
Controlul presiunii: Presiunea de formare trebuie calculată pe baza limitei de curgere a materialului și este, în general, de 1,2-1,5 ori mai mare decât limita de curgere a materialului (de exemplu, limita de curgere a oțelului 20Mn2 este de 345MPa; presiunea de formare trebuie controlată între 414-517MPa). O presiune prea mică va duce la o formare incompletă, în timp ce o presiune prea mare va provoca o deformare plastică excesivă, afectând performanța tratamentului termic ulterioar. Controlul revenirii elastice: După formare, revenirea elastică a plăcii de legătură exterioare trebuie controlată cu o marjă de 0,5°. Acest lucru poate fi contracarat prin setarea unui unghi de compensare în cavitatea matriței (determinat pe baza caracteristicilor de revenire elastică ale materialului, în general 0,3°-0,5°) pentru a se asigura că produsul finit îndeplinește cerințele de proiectare.
4. Standarde ale procesului de tăiere
Tăierea este procesul de îndepărtare a bavurilor și a excesului de material generat în timpul procesului de formare pentru a asigura că marginile plăcii de legătură exterioare sunt drepte.
Precizia matriței de tăiere: Distanța dintre perforator și matrița matriței de tăiere trebuie controlată între 0,01-0,02 mm, iar ascuțimea muchiei așchietoare trebuie să fie sub Ra0,4 μm. Asigurați-vă că marginile plăcii de legătură exterioare după tăiere sunt fără bavuri (înălțimea bavurii ≤ 0,03 mm) și că eroarea de rectilinie a muchiei este ≤ 0,02 mm/m.
Secvență de tăiere: Tăiați mai întâi marginile lungi, apoi marginile scurte. Acest lucru previne deformarea plăcii de legătură exterioare din cauza unei secvențe de tăiere necorespunzătoare. După tăiere, placa de legătură exterioară trebuie supusă unei inspecții vizuale pentru a se asigura că nu există defecte precum colțuri ciobite sau crăpături.
III. Standarde de inspecție a calității post-ștanțare: Control complet al performanței produsului finit
După ștanțare, plăcile de legătură exterioare sunt supuse a trei procese riguroase de inspecție a calității: inspecție dimensională, inspecție a proprietăților mecanice și inspecție a aspectului. Doar produsele care îndeplinesc toate standardele pot trece la procesele ulterioare de tratament termic și asamblare. Standardele specifice de inspecție sunt următoarele:
1. Standarde de inspecție dimensională
Inspecția dimensională utilizează o mașină de măsurat în coordonate tridimensionale (precizie ≤ 0,001 mm) combinată cu calibre specializate, concentrându-se pe următoarele dimensiuni cheie:
Pas: Pasul plăcii de legătură exterioare (distanța dintre cele două găuri pentru șuruburi) trebuie să aibă o toleranță de ±0,02 mm, cu o eroare cumulată a pasului de ≤0,05 mm la 10 bucăți. O abatere excesivă a pasului poate provoca vibrații și zgomot în timpul transmisiei lanțului cu role.
Grosime: Abaterea grosimii plăcii de legătură exterioară trebuie să îndeplinească cerințele de toleranță IT10 (de exemplu, pentru o grosime de 3 mm, abaterea este de +0,12 mm/-0 mm). Variațiile de grosime în cadrul unui lot trebuie să fie ≤0,05 mm pentru a preveni sarcina neuniformă pe zalele lanțului din cauza grosimii neuniforme. Toleranța poziției găurii: Abaterea pozițională dintre gaura șurubului și gaura rolei trebuie să fie ≤0,02 mm, iar eroarea de coaxialitate a găurii trebuie să fie ≤0,01 mm. Asigurați-vă că jocul dintre știft și rolă îndeplinește cerințele de proiectare (jogul este în general de 0,01-0,03 mm).
2. Standarde de testare a proprietăților mecanice
Testarea proprietăților mecanice necesită selectarea aleatorie a 3-5 probe din fiecare lot de produse pentru rezistența la tracțiune, duritatea și testarea la îndoire.
Rezistența la tracțiune: Testată folosind o mașină universală de testare a materialelor, rezistența la tracțiune a plăcii de legătură exterioare trebuie să fie ≥600MPa (după tratamentul termic al oțelului 45) sau ≥800MPa (după tratamentul termic al oțelului 20Mn2). Fractura trebuie să apară în zona fără gaură a plăcii de legătură exterioare. Ruperea în apropierea găurii indică concentrarea stresului în timpul procesului de perforare, iar parametrii matriței trebuie ajustați. Test de duritate: Utilizați un aparat de testare a durității Rockwell pentru a măsura duritatea superficială a plăcilor de legătură exterioare. Duritatea trebuie controlată în limitele HRB80-90 (stare recoaptă) sau HRC35-40 (stare călită și revenită). O duritate excesiv de mare va crește fragilitatea și susceptibilitatea materialului la rupere; o duritate excesiv de mică va afecta rezistența la uzură.
Test de încovoiere: Îndoiți plăcile de legătură exterioare la 90° pe lungimea lor. Nu trebuie să apară fisuri sau rupturi pe suprafață după încovoiere. Revenirea elastică după descărcare trebuie să fie ≤5°. Acest lucru asigură că plăcile de legătură exterioare au o rezistență suficientă pentru a rezista la sarcinile de impact în timpul transmisiei.
3. Standarde de inspecție a aspectului
Inspecția aspectului utilizează o combinație de inspecție vizuală și inspecție cu lupă (mărire de 10x). Cerințele specifice sunt următoarele:
Calitatea suprafeței: Suprafața exterioară a plăcii de legătură trebuie să fie netedă și plană, fără zgârieturi (adâncime ≤ 0,02 mm), indentații sau alte defecte. Stratul de fosfat trebuie să fie uniform și fără lipsuri de strat, îngălbenire sau exfoliere. Calitatea muchiilor: Marginile trebuie să fie lipsite de bavuri (înălțime ≤ 0,03 mm), ciobiri (dimensiunea așchiilor ≤ 0,1 mm), fisuri sau alte defecte. Bavurile minore trebuie îndepărtate prin pasivare (imersie într-o soluție de pasivare timp de 5-10 minute) pentru a preveni zgârieturile pe operator sau pe alte componente în timpul asamblării.
Calitatea peretelui găurii: Peretele găurii trebuie să fie neted, fără trepte, zgârieturi, deformări sau alte defecte. La inspectarea cu un calibru pentru trecere/nu trecere, calibrul pentru trecere trebuie să treacă lin, în timp ce calibrul pentru nu trecere nu trebuie să treacă, asigurându-se că gaura îndeplinește cerințele de precizie de asamblare.
IV. Direcții de optimizare a procesului de ștanțare: de la standardizare la inteligență
Odată cu avansarea continuă a tehnologiei de fabricație industrială, standardele pentru procesele de ștanțare a zalelor exterioare ale lanțurilor cu role sunt, de asemenea, actualizate continuu. Dezvoltarea viitoare va fi orientată către procese inteligente, ecologice și de înaltă precizie. Direcțiile specifice de optimizare sunt următoarele:
1. Aplicarea echipamentelor inteligente de producție
Introducerea mașinilor de ștanțat CNC și a roboților industriali pentru a obține un control automatizat și inteligent al procesului de ștanțare:
Mașini de ștanțat CNC: Echipate cu un sistem servo de înaltă precizie, acestea permit reglarea în timp real a parametrilor precum presiunea de ștanțare și viteza cursei, cu o precizie de control de ±0,001 mm. De asemenea, dispun de capacități de autodiagnosticare, permițând detectarea la timp a problemelor precum uzura matrițelor și anomaliile materialelor, reducând numărul de produse defecte.
Roboți industriali: Utilizați în încărcarea materiilor prime, transferul pieselor de ștanțare și sortarea produselor finite, aceștia înlocuiesc operațiunile manuale. Acest lucru nu numai că îmbunătățește eficiența producției (permițând producția continuă 24 de ore din 24), dar elimină și abaterile dimensionale cauzate de operarea manuală, asigurând o calitate constantă a produsului.
2. Promovarea proceselor ecologice
Reducerea consumului de energie și a poluării mediului, respectând în același timp standardele de proces:
Optimizarea materialului matriței: Utilizarea unei matrițe compozite din oțel rapid (HSS) și carbură cimentată (WC) crește durata de viață a matriței (durata de viață poate fi prelungită de 3-5 ori), reduce frecvența de înlocuire a matriței și reduce risipa de material.
Îmbunătățiri ale procesului de pretratare: Promovarea tehnologiei de fosfatare fără fosfor și utilizarea soluțiilor de fosfatare ecologice reduc poluarea cu fosfor. În plus, pulverizarea electrostatică a uleiului antioxidant îmbunătățește utilizarea uleiului antioxidant (rata de utilizare poate fi crescută la peste 95%) și reduce emisiile de ceață de ulei.
3. Modernizarea tehnologiei de inspecție de înaltă precizie
A fost introdus un sistem de inspecție cu vedere artificială pentru a permite o inspecție rapidă și precisă a calității plăcilor de legătură exterioare.
Echipat cu o cameră de înaltă definiție (rezoluție ≥ 20 megapixeli) și un software de procesare a imaginilor, sistemul de inspecție prin viziune artificială poate inspecta simultan plăcile de legătură exterioare pentru precizie dimensională, defecte de aspect, abateri de la poziția găurii și alți parametri. Sistemul se mândrește cu o viteză de inspecție de 100 de piese pe minut, atingând o precizie de peste 10 ori mai mare decât inspecția manuală. De asemenea, permite stocarea și analiza în timp real a datelor de inspecție, oferind suport pentru optimizarea procesului.
Concluzie: Standardele sunt cheia calității, iar detaliile determină fiabilitatea transmisiei.
Procesul de ștanțare pentru plăcile exterioare ale lanțurilor cu role poate părea simplu, dar trebuie respectate standarde stricte în fiecare etapă - de la controlul compoziției chimice a materiilor prime, la asigurarea preciziei dimensionale în timpul procesului de ștanțare, până la inspecția completă a calității produsului finit. Supravegherea oricărui detaliu poate duce la degradarea performanței plăcii exterioare și, în consecință, poate afecta fiabilitatea transmisiei întregului lanț cu role.
Data publicării: 26 septembrie 2025