Normy procesu lisovania vonkajších článkových dosiek valčekových reťazí

Normy procesu lisovania vonkajších článkových dosiek valčekových reťazí

V priemyselných prevodových systémoch sú valčekové reťaze kľúčovými komponentmi prevodu a ich výkon priamo určuje prevádzkovú účinnosť a životnosť zariadenia. Vonkajšie článkové dosky, „kostra“valčeková reťaz, zohrávajú kľúčovú úlohu pri prenose zaťaženia a spájaní článkov reťaze. Štandardizácia a presnosť ich výrobného procesu sú kľúčovými faktormi ovplyvňujúcimi celkovú kvalitu valčekovej reťaze. Lisovanie, hlavná metóda výroby vonkajších článkových dosiek, vyžaduje prísne normy v každom kroku, od výberu suroviny až po dodanie hotového výrobku, aby sa zabezpečila dostatočná pevnosť, húževnatosť a rozmerová presnosť vonkajších článkových dosiek. Tento článok poskytne hĺbkovú analýzu všetkých procesných noriem pre lisovanie vonkajších článkových dosiek valčekových reťazí, čím poskytne odborníkom v danom odvetví odbornú referenciu a umožní koncovým používateľom jasnejšie pochopiť logiku procesu, ktorá stojí za vysoko kvalitnými valčekovými reťazami.

I. Základné záruky pred razením: Výber surovín a štandardy predbežnej úpravy

Výkonnosť vonkajších článkových dosiek začína vysoko kvalitnými surovinami. Proces lisovania stanovuje jasné požiadavky na mechanické vlastnosti a chemické zloženie materiálu, ktoré sú predpokladom pre bezproblémový priebeh následných procesov. V súčasnosti sú hlavnými materiálmi pre vonkajšie článkové dosky v tomto odvetví nízkouhlíkové legované konštrukčné ocele (ako napríklad 20Mn2 a 20CrMnTi) a vysoko kvalitné uhlíkové konštrukčné ocele (ako napríklad oceľ 45). Výber materiálu závisí od použitia valčekovej reťaze (napr. vysoké zaťaženie, vysoké rýchlosti a korozívne prostredie). Bez ohľadu na zvolený materiál však musí spĺňať nasledujúce základné normy:

1. Normy chemického zloženia surovín
Kontrola obsahu uhlíka (C): Pre oceľ 45 musí byť obsah uhlíka medzi 0,42 % a 0,50 %. Vyšší obsah uhlíka môže zvýšiť krehkosť a praskanie materiálu počas lisovania, zatiaľ čo nižší obsah uhlíka môže ovplyvniť jeho pevnosť po následnom tepelnom spracovaní. Obsah mangánu (Mn) v oceli 20Mn2 sa musí udržiavať medzi 1,40 % a 1,80 %, aby sa zlepšila kaliteľnosť a húževnatosť materiálu a zabezpečila sa odolnosť vonkajších spojovacích dosiek voči lomu pri nárazovom zaťažení. Limity škodlivých prvkov: Obsah síry (S) a fosforu (P) musí byť prísne kontrolovaný pod 0,035 %. Tieto dva prvky môžu tvoriť zlúčeniny s nízkou teplotou topenia, čo spôsobuje, že materiál sa počas procesu lisovania stáva „krehkým za tepla“ alebo „krehkým za studena“, čo ovplyvňuje výťažnosť hotových výrobkov.

2. Normy predúpravy surovín

Pred vstupom do procesu lisovania prechádzajú suroviny tromi krokmi predúpravy: morením, fosfátovaním a olejovaním. Každý krok má jasné požiadavky na kvalitu:

Morenie: Na odstránenie vodného kameňa a hrdze z oceľového povrchu použite 15 % – 20 % roztok kyseliny chlorovodíkovej a nechajte 15 – 20 minút namočené pri izbovej teplote. Po morení musí byť oceľový povrch bez viditeľných vodných kameňov a nadmernej korózie (jamkovej korózie), ktorá môže ovplyvniť priľnavosť následného fosfátového náteru.

Fosfátovanie: Pomocou fosfátovacieho roztoku na báze zinku sa pri teplote 50 – 60 °C počas 10 – 15 minút vytvorí fosfátový povlak s hrúbkou 5 – 8 μm. Fosfátový povlak musí byť rovnomerný a hustý s priľnavosťou dosiahnutou úrovne 1 (bez odlupovania) pri použití testu priečnym rezom. Tým sa znižuje trenie medzi raznicou a oceľovou doskou, predlžuje sa životnosť raznice a zvyšuje sa odolnosť vonkajšej spojovacej dosky proti hrdzi.

Aplikácia oleja: Nastriekajte tenkú vrstvu antikorózneho oleja (hrúbka ≤ 3 μm) na povrch fosfátovaného náteru. Olejový film by mal byť nanesený rovnomerne bez medzier alebo hromadenia. Tým sa zabráni hrdzaveniu oceľového plechu počas skladovania a zároveň sa zachová presnosť následných lisovacích operácií.

II. Normy pre procesy lisovania jadier: Presná kontrola od strihania až po tvárnenie

Proces lisovania vonkajších článkov valčekových reťazí pozostáva predovšetkým zo štyroch základných krokov: strihanie, dierovanie, tvarovanie a orezávanie. Parametre zariadenia, presnosť nástroja a prevádzkové postupy každého kroku priamo ovplyvňujú rozmerovú presnosť a mechanické vlastnosti vonkajších článkov. Musia sa prísne dodržiavať nasledujúce normy:

1. Štandardy procesu zaslepenia
Strihanie zahŕňa dierovanie surových oceľových plechov do polotovarov, ktoré zodpovedajú rozloženým rozmerom vonkajších článkov. Zabezpečenie rozmerovej presnosti a kvality hrán polotovarov je pre tento proces kľúčové.

Výber zariadenia: Vyžaduje sa uzavretý jednobodový lis (nosnosť sa líši v závislosti od veľkosti vonkajšieho článku, zvyčajne 63 – 160 kN). Presnosť zdvihu saní lisu musí byť riadená v rozmedzí ±0,02 mm, aby sa zabezpečil konzistentný zdvih pre každý lis a zabránilo sa rozmerovým odchýlkam.

Presnosť raznice: Vôľa medzi razníkom a raznicou vysekávacej matrice by sa mala určiť na základe hrúbky materiálu, vo všeobecnosti 5 % – 8 % hrúbky materiálu (napr. pre hrúbku materiálu 3 mm je vôľa 0,15 – 0,24 mm). Drsnosť reznej hrany raznice musí byť menšia ako Ra 0,8 μm. Opotrebenie hrany presahujúce 0,1 mm si vyžaduje okamžité prebrúsenie, aby sa zabránilo tvorbe otrepov na hrane polotovaru (výška otrepov ≤ 0,05 mm).

Rozmerové požiadavky: Odchýlka dĺžky polotovaru musí byť po vyrezaní kontrolovaná v rozmedzí ±0,03 mm, odchýlka šírky v rozmedzí ±0,02 mm a odchýlka uhlopriečky v rozmedzí 0,04 mm, aby sa zabezpečili presné vzťažné body pre následné kroky spracovania.

2. Normy procesu dierovania

Dierovanie je proces vyrazenia otvorov pre skrutky a otvorov pre valčeky pre vonkajšie článkové dosky do polotovaru po vyrezaní. Presnosť polohy otvoru a presnosť priemeru priamo ovplyvňujú montážny výkon valčekovej reťaze.

Metóda polohovania: Používa sa dvojité polohovanie s použitím dvoch susedných hrán polotovaru ako referencie. Polohovacie kolíky musia spĺňať presnosť IT6, aby sa zabezpečila konzistentná poloha polotovaru počas každého dierovania. Odchýlka polohy otvoru musí byť ≤ 0,02 mm (vzhľadom na referenčný povrch vonkajšej spojovacej dosky). Presnosť priemeru otvoru: Odchýlka priemeru medzi otvormi pre skrutku a valček musí spĺňať požiadavky tolerancie IT9 (napr. pre otvor s priemerom 10 mm je odchýlka +0,036 mm/-0 mm). Tolerancia kruhovitosti otvoru by mala byť ≤ 0,01 mm a drsnosť steny otvoru by mala byť menšia ako Ra1,6 μm. Tým sa zabráni prílišnému uvoľneniu alebo prílišnému utiahnutiu článkov reťaze v dôsledku odchýlky priemeru otvoru, čo by mohlo ovplyvniť stabilitu prevodu.

Poradie dierovania: Najprv vyrazte otvory pre skrutky a potom otvory pre valčeky. Odchýlka vzdialenosti medzi stredmi medzi týmito dvoma otvormi musí byť v rozmedzí ±0,02 mm. Kumulatívna odchýlka vzdialenosti medzi stredmi priamo povedie k odchýlke rozstupu vo valčekovej reťazi, čo následne ovplyvňuje presnosť prevodu.

3. Tvorba procesných štandardov

Tvarovanie zahŕňa pretlačenie vyrazeného polotovaru cez matricu do konečného tvaru vonkajšej spojovacej dosky (napr. zakriveného alebo stupňovitého). Tento proces vyžaduje zabezpečenie presnosti tvaru vonkajšej spojovacej dosky a kontroly pružnosti.

Konštrukcia formy: Tvarovacia forma by mala mať segmentovanú štruktúru s dvoma stanicami, predtvarovacou a konečnou tvárniacou, konfigurovanými podľa tvaru vonkajšej spojovacej dosky. Stanica predtvarovania najprv stlačí polotovar do predbežného tvaru, aby sa znížilo deformačné napätie počas konečného tvárnenia. Drsnosť povrchu dutiny konečnej tvarovacej formy musí dosiahnuť Ra0,8 μm, aby sa zabezpečil hladký povrch vonkajšej spojovacej dosky bez preliačin.

Regulácia tlaku: Tvarovací tlak by sa mal vypočítať na základe medze klzu materiálu a vo všeobecnosti je 1,2 – 1,5-násobok medze klzu materiálu (napr. medza klzu ocele 20Mn2 je 345 MPa; tvarovací tlak by sa mal regulovať medzi 414 – 517 MPa). Príliš nízky tlak bude mať za následok neúplné tvárnenie, zatiaľ čo príliš vysoký tlak spôsobí nadmernú plastickú deformáciu, čo ovplyvní následný výkon tepelného spracovania. Regulácia spätného rázu: Po tvárnení musí byť spätný ráz vonkajšej spojovacej dosky regulovaný v rozmedzí 0,5°. Tomu sa dá predísť nastavením kompenzačného uhla v dutine formy (určeného na základe charakteristík spätného rázu materiálu, vo všeobecnosti 0,3 – 0,5°), aby sa zabezpečilo, že hotový výrobok spĺňa konštrukčné požiadavky.

4. Normy procesu orezávania
Orezávanie je proces odstraňovania olupkov a prebytočného materiálu vytvoreného počas procesu tvárnenia, aby sa zabezpečili rovné okraje vonkajšej spojovacej dosky.

Presnosť orezávacej matrice: Medzera medzi razníkom a orezávacou matricou musí byť v rozmedzí 0,01 – 0,02 mm a ostrosť reznej hrany musí byť menšia ako Ra 0,4 μm. Uistite sa, že hrany vonkajšej spojovacej dosky po orezaní sú bez otrepov (výška otrepov ≤ 0,03 mm) a chyba priamosti hrany je ≤ 0,02 mm/m.

Postup orezávania: Najprv orežte dlhé hrany, potom krátke hrany. Tým sa zabráni deformácii vonkajšej spojovacej dosky v dôsledku nesprávneho postupu orezávania. Po orezaní sa musí vonkajšia spojovacia doska podrobiť vizuálnej kontrole, aby sa zabezpečilo, že nie sú prítomné žiadne chyby, ako sú odštiepené rohy alebo praskliny.

III. Normy kontroly kvality po razení: Komplexná kontrola výkonu hotového výrobku

Po lisovaní prechádzajú vonkajšie spojovacie dosky tromi prísnymi procesmi kontroly kvality: rozmerovou kontrolou, kontrolou mechanických vlastností a kontrolou vzhľadu. Iba výrobky, ktoré spĺňajú všetky normy, môžu pokračovať v následných procesoch tepelného spracovania a montáže. Konkrétne kontrolné normy sú nasledovné:

1. Normy pre rozmerovú kontrolu
Rozmerová kontrola využíva trojrozmerný súradnicový merací stroj (presnosť ≤ 0,001 mm) v kombinácii so špecializovanými meradlami, pričom sa zameriava na nasledujúce kľúčové rozmery:

Rozstup: Rozstup vonkajšieho článkového plechu (vzdialenosť medzi dvoma otvormi pre skrutky) musí mať toleranciu ±0,02 mm s kumulatívnou chybou rozstupu ≤0,05 mm na 10 kusov. Nadmerná odchýlka rozstupu môže spôsobiť vibrácie a hluk počas prevodu valčekovou reťazou.

Hrúbka: Odchýlka hrúbky vonkajšej článkovej dosky musí spĺňať požiadavky na toleranciu IT10 (napr. pre hrúbku 3 mm je odchýlka +0,12 mm/-0 mm). Zmeny hrúbky v rámci dávky musia byť ≤ 0,05 mm, aby sa zabránilo nerovnomernému zaťaženiu článkov reťaze v dôsledku nerovnomernej hrúbky. Tolerancia polohy otvoru: Odchýlka polohy medzi otvorom pre skrutku a otvorom pre valček musí byť ≤ 0,02 mm a chyba súosovosti otvoru musí byť ≤ 0,01 mm. Uistite sa, že vôľa medzi čapom a valčekom spĺňa konštrukčné požiadavky (vôľa je vo všeobecnosti 0,01 – 0,03 mm).

2. Normy pre skúšanie mechanických vlastností

Skúšanie mechanických vlastností vyžaduje náhodný výber 3 až 5 vzoriek z každej šarže výrobkov na skúšku pevnosti v ťahu, tvrdosti a ohybu.

Pevnosť v ťahu: Pevnosť v ťahu vonkajšej spojovacej dosky sa testuje pomocou univerzálneho skúšobného stroja na materiály a musí byť ≥600 MPa (po tepelnom spracovaní ocele 45) alebo ≥800 MPa (po tepelnom spracovaní ocele 20Mn2). K lomu musí dôjsť v oblasti vonkajšej spojovacej dosky bez otvoru. Porucha v blízkosti otvoru naznačuje koncentráciu napätia počas procesu razenia a je potrebné upraviť parametre nástroja. Skúška tvrdosti: Na meranie povrchovej tvrdosti vonkajších spojovacích dosiek použite Rockwellov tester tvrdosti. Tvrdosť sa musí kontrolovať v rozmedzí HRB80-90 (žíhaný stav) alebo HRC35-40 (kalený a popúšťaný stav). Príliš vysoká tvrdosť zvýši krehkosť materiálu a náchylnosť na lom; príliš nízka tvrdosť ovplyvní odolnosť proti opotrebovaniu.

Skúška ohybom: Ohnite vonkajšie spojovacie dosky o 90° pozdĺž ich dĺžky. Po ohnutí by sa na povrchu nemali objaviť žiadne praskliny ani zlomy. Pruženie po odľahčení by malo byť ≤ 5°. Tým sa zabezpečí, že vonkajšie spojovacie dosky majú dostatočnú tuhosť, aby odolali rázovému zaťaženiu počas prenosu.

3. Normy kontroly vzhľadu

Kontrola vzhľadu využíva kombináciu vizuálnej kontroly a kontroly lupou (10-násobné zväčšenie). Špecifické požiadavky sú nasledovné:

Kvalita povrchu: Vonkajší povrch spojovacej dosky musí byť hladký a rovný, bez škrabancov (hĺbka ≤ 0,02 mm), preliačin alebo iných defektov. Fosfátový povlak musí byť rovnomerný a bez chýbajúceho povlaku, žltnutia alebo odlupovania. Kvalita hrán: Hrany musia byť bez otrepov (výška ≤ 0,03 mm), odštiepení (veľkosť odštiepenia ≤ 0,1 mm), prasklín alebo iných defektov. Drobné otrepy sa musia odstrániť pasiváciou (ponorenie do pasivačného roztoku na 5 – 10 minút), aby sa predišlo poškriabaniu pohonu alebo iných komponentov počas montáže.
Kvalita steny otvoru: Stena otvoru musí byť hladká, bez stupňov, škrabancov, deformácií alebo iných chýb. Pri kontrole pomocou meradla typu „go/no-go“ musí meradlo typu „go“ prechádzať hladko, zatiaľ čo meradlo typu „no-go“ prechádzať nesmie, aby sa zabezpečilo, že otvor spĺňa požiadavky na presnosť montáže.

IV. Smery optimalizácie procesu lisovania: Od štandardizácie k inteligencii

S neustálym pokrokom v technológii priemyselnej výroby sa neustále aktualizujú aj štandardy pre procesy lisovania vonkajších článkov valčekových reťazí. Budúci vývoj bude zameraný na inteligentné, ekologické a vysoko presné procesy. Konkrétne smery optimalizácie sú nasledovné:

1. Aplikácia inteligentných výrobných zariadení

Zavádzame CNC raziace stroje a priemyselné roboty na dosiahnutie automatizovaného a inteligentného riadenia procesu razenia:

CNC raziace stroje: Vybavené vysoko presným servosystémom umožňujú nastavenie parametrov v reálnom čase, ako je tlak razenia a rýchlosť zdvihu, s presnosťou riadenia ±0,001 mm. Sú tiež vybavené funkciami autodiagnostiky, ktoré umožňujú včasnú detekciu problémov, ako je opotrebovanie matrice a anomálie materiálu, čím sa znižuje počet chybných výrobkov.

Priemyselné roboty: Používajú sa pri nakladaní surovín, presune dielov pri lisovaní a triedení hotových výrobkov a nahrádzajú manuálne operácie. To nielen zlepšuje efektivitu výroby (umožňuje 24-hodinovú nepretržitú výrobu), ale tiež eliminuje rozmerové odchýlky spôsobené manuálnou obsluhou a zabezpečuje konzistentnú kvalitu výrobkov.

2. Podpora zelených procesov

Zníženie spotreby energie a znečistenia životného prostredia pri súčasnom splnení procesných štandardov:

Optimalizácia materiálu formy: Použitie kompozitnej formy vyrobenej z rýchloreznej ocele (HSS) a spekaného karbidu (WC) zvyšuje životnosť formy (životnosť sa môže predĺžiť 3 až 5-krát), znižuje frekvenciu výmeny formy a znižuje plytvanie materiálom.

Zlepšenia procesu predúpravy: Podpora technológie fosfátovania bez obsahu fosforu a používanie ekologických fosfátovacích roztokov znižuje znečistenie fosforom. Okrem toho elektrostatické striekanie oleja odolného voči hrdzi zlepšuje jeho využitie (miera využitia sa môže zvýšiť na viac ako 95 %) a znižuje emisie olejovej hmly.

3. Modernizácia vysoko presnej inšpekčnej technológie

Bol zavedený systém strojovej kontroly, ktorý umožňuje rýchlu a presnú kontrolu kvality vonkajších spojovacích dosiek.

Systém strojovej kontroly, vybavený kamerou s vysokým rozlíšením (rozlíšenie ≥ 20 megapixelov) a softvérom na spracovanie obrazu, dokáže súčasne kontrolovať vonkajšie spojovacie dosky z hľadiska rozmerovej presnosti, vzhľadových chýb, odchýlok polohy otvorov a ďalších parametrov. Systém sa môže pochváliť rýchlosťou kontroly 100 kusov za minútu, čím dosahuje viac ako 10-násobnú presnosť v porovnaní s manuálnou kontrolou. Umožňuje tiež ukladanie a analýzu údajov z kontroly v reálnom čase, čím poskytuje dátovú podporu pre optimalizáciu procesov.

Záver: Normy sú základom kvality a detaily určujú spoľahlivosť prenosu.

Proces lisovania vonkajších článkových dosiek valčekových reťazí sa môže zdať jednoduchý, ale v každej fáze sa musia dodržiavať prísne normy – od kontroly chemického zloženia surovín, cez zabezpečenie rozmerovej presnosti počas procesu lisovania, až po komplexnú kontrolu kvality hotového výrobku. Prehliadnutie akéhokoľvek detailu môže viesť k zhoršeniu výkonu vonkajšej článkovej dosky a následne ovplyvniť spoľahlivosť prevodu celej valčekovej reťaze.