Cerințe tehnice pentru rectificarea lanțurilor cu role de înaltă precizie
În industria transmisiilor industriale,lanțuri cu rolesunt componente cheie pentru transmiterea puterii și controlul mișcării. Precizia lor determină direct eficiența de funcționare, stabilitatea și durata de viață a echipamentului. Procesul de rectificare, pasul final în îmbunătățirea preciziei în fabricarea lanțurilor cu role, este factorul cheie de diferențiere dintre lanțurile standard și cele de înaltă precizie. Acest articol va aprofunda cerințele tehnice de bază pentru rectificarea lanțurilor cu role de înaltă precizie, acoperind principiile procesului, controlul detaliat, standardele de calitate și scenariile de aplicare, oferind o înțelegere cuprinzătoare a acestei tehnologii critice care susține fabricarea echipamentelor de înaltă performanță.
1. Valoarea fundamentală a rectificării lanțurilor cu role de înaltă precizie: De ce este „ancora” preciziei transmisiei
Înainte de a discuta cerințele tehnice, trebuie să clarificăm mai întâi: De ce este esențială rectificarea profesională pentru lanțurile cu role de înaltă precizie? Comparativ cu metodele tradiționale de prelucrare, cum ar fi strunjirea și frezarea, rectificarea, cu avantajele sale unice, a devenit mijlocul principal de a obține o precizie la nivel micronic în lanțurile cu role.
Dintr-o perspectivă industrială, fie că este vorba de sistemele de distribuție a motorului în producția de automobile, acționările benzilor transportoare pentru echipamente logistice inteligente sau transmisia puterii în mașinile-unelte de precizie, cerințele de precizie pentru lanțurile cu role au trecut de la nivel milimetric la nivel micronic. Eroarea de rotunjime a rolelor trebuie controlată în limita a 5 μm, toleranțele orificiului plăcii lanțului trebuie să fie mai mici de 3 μm, iar rugozitatea suprafeței știftului trebuie să atingă Ra0,4 μm sau mai puțin. Aceste cerințe stricte de precizie pot fi atinse în mod fiabil doar prin rectificare.
Mai exact, valoarea fundamentală a rectificării lanțurilor cu role de înaltă precizie constă în trei domenii cheie:
Capacitate de corectare a erorilor: Prin tăierea la viteză mare a pietrei abrazive, deformarea și abaterile dimensionale cauzate de procesele anterioare (cum ar fi forjarea și tratamentul termic) sunt îndepărtate cu precizie, asigurând consecvența dimensională pentru fiecare componentă;
Îmbunătățirea calității suprafeței: Șlefuirea reduce eficient rugozitatea suprafeței componentelor, reduce pierderile prin frecare în timpul funcționării lanțului și prelungește durata de viață;
Asigurarea preciziei geometrice: Pentru toleranțe geometrice critice, cum ar fi rotunjimea și cilindricitatea rolelor, rectilinierea știftului și paralelismul plăcii de lanț, procesul de rectificare atinge o precizie de control mult mai mare decât cea a altor metode de prelucrare.
II. Cerințe tehnice de bază pentru rectificarea lanțurilor cu role de înaltă precizie: Control complet de la o componentă la alta
Procesul de rectificare a lanțurilor cu role de înaltă precizie nu este o singură etapă; mai degrabă, este un proces sistematic care acoperă cele trei componente principale: role, știfturi și plăci de lanț. Fiecare etapă este supusă unor standarde tehnice stricte și specificații de funcționare.
(I) Rectificarea cu role: O „bătălie la nivel de microni” între rotunjime și cilindricitate
Rolele sunt componente cheie în angrenarea lanțurilor cu role și a pinioanelor. Rotunjimea și cilindricitatea lor au un impact direct asupra netezimii angrenării și a eficienței transmisiei. În timpul șlefuirii rolelor, următoarele cerințe tehnice trebuie controlate cu atenție:
Controlul preciziei dimensionale:
Toleranța diametrului exterior al rolei trebuie să respecte cu strictețe GB/T 1243-2006 sau ISO 606. Pentru clasele de înaltă precizie (de exemplu, clasa C și superioare), toleranța diametrului exterior trebuie controlată în limita a ±0,01 mm. Rectificarea necesită un proces în trei etape: rectificare de grosime, rectificare semi-finisare și rectificare de finisare. Fiecare etapă necesită inspecție în linie folosind un calibru laser pentru diametru, pentru a se asigura că abaterile dimensionale rămân în intervalul permis. Cerințe de toleranță geometrică:
Rotunjime: Eroarea de rotunjime a rolelor de înaltă precizie trebuie să fie ≤5 μm. În timpul rectificării trebuie utilizată poziționarea cu două centre, împreună cu rotația de mare viteză a pietrei abrazive (viteză liniară ≥35 m/s) pentru a minimiza efectele forței centrifuge asupra rotunjimii.
Cilindricitate: Eroarea de cilindricitate trebuie să fie ≤8μm. Reglarea unghiului de rectificare a pietrei abrazive (de obicei 1°-3°) asigură rectitudinea diametrului exterior al rolei.
Paralelism al fețelor frontale: Eroarea de paralelism a celor două fețe frontale ale rolei trebuie să fie ≤0,01 mm. În timpul rectificarii trebuie utilizate dispozitive de poziționare a fețelor frontale pentru a preveni abaterea de angrenare cauzată de înclinarea feței frontale.
Cerințe privind calitatea suprafeței:
Diametrul exterior al rolei trebuie să aibă o rugozitate a suprafeței Ra 0,4-0,8 μm. Trebuie evitate defectele de suprafață, cum ar fi zgârieturile, arsurile și depunerile de crustă. În timpul șlefuirii, concentrația fluidului de șlefuire (de obicei 5%-8%) și presiunea jetului (≥0,3 MPa) trebuie controlate pentru a disipa rapid căldura de șlefuire și a preveni arsurile de suprafață. În plus, în etapa de șlefuire fină trebuie utilizată o piatră de șlefuit cu granulație fină (de exemplu, 80#-120#) pentru a îmbunătăți finisajul suprafeței.
(II) Rectificarea știfturilor: Un „test de precizie” al rectilinietății și coaxialității
Știftul este componenta centrală care conectează plăcile lanțului și rolele. Rectanțialitatea și coaxialitatea sa au un impact direct asupra flexibilității și duratei de viață a lanțului. Cerințele tehnice pentru rectificarea știfturilor se concentrează pe următoarele aspecte:
Controlul rectiliniei:
Eroarea de liniaritate a știftului trebuie să fie ≤0,005 mm/m. În timpul rectificării, trebuie utilizată o metodă de „suport stabil + poziționare dublă centrală” pentru a preveni deformarea prin încovoiere cauzată de greutatea proprie a știftului. Pentru știfturile mai lungi de 100 mm, verificările de liniaritate trebuie efectuate la fiecare 50 mm în timpul procesului de rectificare pentru a se asigura că liniaritatea generală îndeplinește cerințele. Cerințe de coaxialitate:
Eroarea de coaxialitate a fusurilor de la ambele capete ale știftului trebuie să fie ≤0,008 mm. În timpul rectificării, găurile centrale de la ambele capete ale știftului trebuie utilizate ca referință (precizia găurii centrale trebuie să îndeplinească Clasa A din GB/T 145-2001). Pietra de șlefuit trebuie rectificată și poziționată pentru a asigura alinierea axelor fusurilor de la ambele capete. În plus, verificările punctuale offline pentru coaxialitate trebuie efectuate utilizând o mașină de măsurat în coordonate tridimensionale, cu o rată minimă de inspecție de 5%. Duritatea suprafeței și compatibilitatea rectificării:
Arborele cu știft trebuie să fie supuse unui tratament termic înainte de rectificare (de obicei, carburare și călire la o duritate de HRC 58-62). Parametrii de rectificare trebuie ajustați în funcție de duritate:
Rectificare grosieră: Folosiți o piatră abrazivă cu granulație medie (60#-80#), controlați adâncimea de rectificare la 0,05-0,1 mm și utilizați o viteză de avans de 10-15 mm/min.
Rectificare fină: Folosiți o piatră abrazivă cu granulație fină (120#-150#), controlați adâncimea de rectificare la 0,01-0,02 mm și utilizați o viteză de avans de 5-8 mm/min pentru a evita fisurile superficiale sau pierderea durității cauzate de parametrii de rectificare necorespunzătoare.
(III) Rectificarea plăcii de lanț: Control detaliat al preciziei și planeității găurii
Plăcile de lanț sunt coloana vertebrală a lanțurilor cu role. Precizia găurilor și planeitatea acestora au un impact direct asupra preciziei ansamblului lanțului și a stabilității transmisiei. Rectificarea plăcilor de lanț vizează în principal două zone cheie: găurile plăcii de lanț și suprafața plăcii de lanț. Cerințele tehnice sunt următoarele:
Precizia de rectificare a găurii plăcii de lanț:
Toleranță la deschidere: Toleranța la gaură a plăcilor de lanț de înaltă precizie trebuie controlată în limita a H7 (de exemplu, pentru o gaură de φ8 mm, toleranța este de +0,015 mm până la 0 mm). Pentru a asigura dimensiuni precise ale găurii se utilizează corpuri de șlefuit diamantate (granulație 150#-200#) și un ax de mare viteză (≥8000 rpm).
Toleranța poziției găurii: Distanța centrală dintre găurile adiacente trebuie să fie ≤0,01 mm, iar eroarea de perpendicularitate dintre axa găurii și suprafața plăcii de lanț trebuie să fie ≤0,005 mm. Rectificarea necesită scule dedicate și monitorizare în timp real cu un sistem de inspecție vizuală CCD.
Cerințe de șlefuire a suprafeței plăcii de lanț:
Eroarea de planeitate a plăcii lanțului trebuie să fie ≤0,003 mm/100 mm, iar rugozitatea suprafeței trebuie să atingă Ra0,8 μm. Rectificarea necesită un proces de „rectificare pe ambele părți”. Rotația sincronizată (viteză liniară ≥ 40 m/s) și avansul pietrelor abrazive superioare și inferioare asigură paralelismul și planeitatea pe ambele părți ale lanțului. În plus, presiunea de rectificare (de obicei 0,2-0,3 MPa) trebuie controlată pentru a preveni deformarea lanțului din cauza forței inegale.
III. Controlul procesului pentru rectificarea lanțurilor cu role de înaltă precizie: Asigurare completă de la echipament până la management
Pentru a îndeplini aceste cerințe tehnice stricte, simpla stabilire a parametrilor de procesare este insuficientă. De asemenea, trebuie stabilit un sistem cuprinzător de control al procesului, care să cuprindă selecția echipamentelor, proiectarea sculelor, monitorizarea parametrilor și inspecția calității.
(I) Selectarea echipamentelor: „Fundamentul hardware” al rectificării de înaltă precizie
Selectarea mașinii de rectificat: Alegeți o mașină de rectificat CNC de înaltă precizie (precizie de poziționare ≤ 0,001 mm, repetabilitate ≤ 0,0005 mm), cum ar fi Junker (Germania) sau Okamoto (Japonia). Asigurați-vă că precizia mașinii îndeplinește cerințele de procesare.
Selectarea pietrei abrazive: Selectați tipul de piatră abrazivă adecvat în funcție de materialul componentei (de obicei 20CrMnTi sau 40Cr) și de cerințele de procesare. De exemplu, o piatră abrazivă din corindon se utilizează pentru rectificarea cu role, o piatră abrazivă din carbură de siliciu se utilizează pentru rectificarea știfturilor, iar o piatră abrazivă cu diamant se utilizează pentru rectificarea găurilor plăcii de lanț.
Configurația echipamentului de testare: Pentru a combina verificările la fața locului online și offline în timpul procesului de procesare, sunt necesare echipamente de testare de înaltă precizie, cum ar fi un aparat de măsurare a diametrului cu laser, o mașină de măsurat în coordonate tridimensionale, un aparat de testare a rugozității suprafeței și un aparat de testare a rotunjimii. (II) Proiectarea sculelor: „Suportul cheie” pentru precizie și stabilitate
Dispozitive de poziționare: Proiectați dispozitive de poziționare specializate pentru role, știfturi și lanțuri. De exemplu, rolele utilizează dispozitive de poziționare cu două centre, știfturile utilizează dispozitive de susținere a cadrului central, iar lanțurile utilizează dispozitive de poziționare a găurilor. Acest lucru asigură o poziționare precisă și joc zero în timpul procesului de rectificare.
Dispozitive de prindere: Se utilizează metode flexibile de prindere (cum ar fi strângerea pneumatică sau hidraulică) pentru a controla forța de prindere (de obicei 0,1-0,2 MPa) pentru a preveni deformarea componentelor cauzată de forța excesivă de prindere. În plus, suprafețele de poziționare ale dispozitivelor de prindere trebuie lustruite periodic (până la o rugozitate a suprafeței de Ra 0,4 μm sau mai puțin) pentru a asigura precizia poziționării. (III) Monitorizarea parametrilor: „Garanție dinamică” cu ajustare în timp real
Monitorizarea parametrilor de procesare: Sistemul CNC monitorizează în timp real parametrii cheie, cum ar fi viteza de șlefuire, viteza de avans, adâncimea de șlefuire, concentrația fluidului de șlefuire și temperatura. Când orice parametru depășește intervalul setat, sistemul emite automat o alarmă și oprește mașina pentru a preveni apariția produselor defecte.
Controlul temperaturii: Căldura generată în timpul procesului de șlefuire este principala cauză a deformării componentelor și a arderilor de suprafață. Controlul temperaturii este necesar prin următoarele metode:
Sistem de circulație a fluidului de măcinare: Utilizați un fluid de măcinare cu capacitate mare de răcire (cum ar fi emulsie sau fluid de măcinare sintetic) echipat cu o unitate de refrigerare pentru a menține o temperatură de 20-25°C.
Rectificare intermitentă: Pentru componentele predispuse la generarea de căldură (cum ar fi știfturile), se utilizează un proces de rectificare intermitentă de „rectificare-răcire-reactificare” pentru a preveni acumularea de căldură. (IV) Inspecția calității: „Ultima linie de apărare” pentru obținerea preciziei
Inspecție online: Aparate laser pentru măsurarea diametrului, sisteme de inspecție vizuală CCD și alte echipamente sunt instalate în apropierea stației de rectificare pentru a efectua inspecții în timp real ale dimensiunilor componentelor și ale toleranțelor de formă și poziție. Doar componentele calificate pot trece la procesul următor.
Inspecție prin eșantionare offline: 5%-10% din fiecare lot de produse este supus inspecției offline utilizând o mașină de măsurat în coordonate (CMM) pentru a verifica indicatorii cheie, cum ar fi toleranța găurii și coaxialitatea, un aparat de testare a rotunjimii pentru a verifica rotunjimea rolelor și un aparat de testare a rugozității suprafeței pentru a verifica calitatea suprafeței.
Cerințe de inspecție completă: Pentru lanțurile cu role de înaltă precizie utilizate în echipamente de ultimă generație (cum ar fi industria aerospațială și mașini-unelte de precizie), este necesară o inspecție completă de 100% pentru a se asigura că fiecare componentă îndeplinește precizia necesară.
IV. Scenarii de aplicare și tendințe viitoare ale tehnologiei de rectificare a lanțurilor cu role de înaltă precizie
(I) Scenarii tipice de aplicare
Lanțurile cu role de înaltă precizie, cu precizia și stabilitatea lor excelente, au fost utilizate pe scară largă în domenii cu cerințe stricte de transmisie:
Industria auto: Lanțurile de distribuție ale motorului și lanțurile de transmisie trebuie să reziste la viteze mari (≥6000 rpm) și impacturi de înaltă frecvență, impunând cerințe extrem de mari privind rotunjimea rolelor și rectilinierea știfturilor;
Logistică inteligentă: Echipamentele automate de sortare și sistemele de transportoare pentru depozite înalte necesită un control precis al vitezei și o poziționare precisă. Precizia găurilor plăcii de lanț și cilindricitatea rolelor au un impact direct asupra stabilității operaționale;
Mașini-unelte de precizie: Sistemele de acționare a axului și de alimentare ale mașinilor-unelte CNC necesită un control al mișcării la nivel de microni. Coaxialitatea știftului și planeitatea plăcii lanțului sunt cruciale pentru asigurarea preciziei transmisiei.
(II) Tendințe tehnologice viitoare
Odată cu avansarea Industriei 4.0 și a producției inteligente, procesele de rectificare a lanțurilor cu role de înaltă precizie se dezvoltă în următoarele direcții:
Prelucrare inteligentă: Introducerea unor sisteme de inspecție vizuală bazate pe inteligență artificială pentru a identifica automat dimensiunile componentelor și calitatea suprafeței, permițând ajustarea parametrilor și îmbunătățind eficiența și consecvența prelucrării;
Măcinare ecologică: Dezvoltarea de fluide de măcinare ecologice (cum ar fi fluidele de măcinare biodegradabile) combinate cu sisteme eficiente de filtrare pentru a reduce poluarea mediului; Simultan, adoptarea tehnologiei de măcinare la temperatură joasă pentru a reduce consumul de energie;
Rectificare compusă: Integrarea proceselor de rectificare a rolelor, știfturilor și plăcilor de lanț într-un proces compozit „cu o singură oprire”, utilizând mașini de rectificat CNC multiaxe pentru a reduce erorile de poziționare între procese și a îmbunătăți în continuare precizia generală.
Data publicării: 29 septembrie 2025