Standardi postopka žigosanja zunanje plošče členov valjčnih verig

Standardi postopka žigosanja zunanje plošče členov valjčnih verig

V industrijskih prenosnih sistemih so valjčne verige osrednji sestavni deli prenosa, njihova zmogljivost pa neposredno določa učinkovitost delovanja in življenjsko dobo opreme. Zunanje povezovalne plošče, »okostje«valjčna veriga, igrajo ključno vlogo pri prenosu obremenitev in povezovanju členov verige. Standardizacija in natančnost njihovega proizvodnega procesa sta ključna dejavnika, ki vplivata na splošno kakovost valjčne verige. Žigosanje, glavna metoda za izdelavo zunanjih čelnih plošč, zahteva stroge standarde na vsakem koraku, od izbire surovine do dobave končnega izdelka, da se zagotovi zadostna trdnost, žilavost in dimenzijska natančnost zunanjih čelnih plošč valjčnih verig. Ta članek bo predstavil poglobljeno analizo celotnih procesnih standardov za žigosanje zunanjih čelnih plošč valjčnih verig, kar bo strokovnjakom v industriji zagotovilo strokovno referenco in končnim uporabnikom omogočilo jasnejše razumevanje procesne logike visokokakovostnih valjčnih verig.

I. Osnovna zagotovila pred žigosanjem: izbira surovin in standardi predobdelave

Zmogljivost zunanjih povezovalnih plošč se začne z visokokakovostnimi surovinami. Postopek žigosanja postavlja jasne zahteve glede mehanskih lastnosti in kemične sestave materiala, ki so predpogoji za nemoteno izvajanje nadaljnjih procesov. Trenutno so glavni materiali za zunanje povezovalne plošče v industriji nizkoogljična legirana konstrukcijska jekla (kot sta 20Mn2 in 20CrMnTi) in visokokakovostna ogljikova konstrukcijska jekla (kot je jeklo 45). Izbira materiala je odvisna od uporabe valjčne verige (npr. velike obremenitve, visoke hitrosti in korozivna okolja). Ne glede na izbrani material pa mora izpolnjevati naslednje osnovne standarde:

1. Standardi kemične sestave surovin
Nadzor vsebnosti ogljika (C): Pri jeklu 45 mora biti vsebnost ogljika med 0,42 % in 0,50 %. Višja vsebnost ogljika lahko poveča krhkost in razpokanje materiala med štancanjem, nižja vsebnost ogljika pa lahko vpliva na njegovo trdnost po poznejši toplotni obdelavi. Vsebnost mangana (Mn) v jeklu 20Mn2 je treba vzdrževati med 1,40 % in 1,80 %, da se izboljšata kaljivost in žilavost materiala, s čimer se zagotovi, da so zunanje povezovalne plošče odporne na lom pri udarnih obremenitvah. Omejitve škodljivih elementov: Vsebnost žvepla (S) in fosforja (P) je treba strogo nadzorovati pod 0,035 %. Ta dva elementa lahko tvorita spojine z nizkim tališčem, zaradi česar material med štancanjem postane "vroče krhek" ali "hladno krhek", kar vpliva na izkoristek končnih izdelkov.

2. Standardi predobdelave surovin

Preden surovine vstopijo v postopek štancanja, so podvržene trem korakom predobdelave: dekapiranju, fosfatiranju in oljenju. Vsak korak ima jasne zahteve glede kakovosti:

Dekapiranje: Z 15–20 % raztopino klorovodikove kisline namakajte jeklo pri sobni temperaturi 15–20 minut, da odstranite vodni kamen in rjo z jeklene površine. Po dekapiranju mora biti jeklena površina brez vidnega vodnega kamna in prekomerne korozije (jamičenja), ki lahko vpliva na oprijem naslednjega fosfatnega premaza.

Fosfatiranje: Z raztopino za fosfatiranje na osnovi cinka obdelajte pri 50–60 °C 10–15 minut, da se tvori fosfatna prevleka debeline 5–8 μm. Fosfatna prevleka mora biti enakomerna in gosta, z oprijemom, ki doseže stopnjo 1 (brez luščenja) z uporabo prečnega prereza. To zmanjša trenje med štancanjem in jekleno ploščo, podaljša življenjsko dobo orodja in poveča odpornost zunanje vezne plošče proti rjavenju.

Nanos olja: Na površino fosfatnega premaza nanesite tanko plast olja proti rjavenju (debelina ≤ 3 μm). Oljni film je treba enakomerno nanesti brez vrzeli ali nabiranja. To preprečuje rjavenje jeklene plošče med skladiščenjem in hkrati ohranja natančnost nadaljnjih operacij žigosanja.

II. Standardi za postopke žigosanja jeder: Natančen nadzor od izrezovanja do oblikovanja

Postopek štancanja zunanjih členov valjčnih verig je sestavljen predvsem iz štirih ključnih korakov: štancanja, prebijanja, oblikovanja in obrezovanja. Parametri opreme, natančnost matrice in operativni postopki vsakega koraka neposredno vplivajo na dimenzijsko natančnost in mehanske lastnosti zunanjih členov. Strogo je treba upoštevati naslednje standarde:

1. Standardi postopka slepljenja
Izrezovanje vključuje prebijanje surovih jeklenih pločevin v surovce, ki ustrezajo razgrnjenim dimenzijam zunanjih členov. Zagotavljanje dimenzijske natančnosti in kakovosti robov surovcev je ključnega pomena za ta postopek.

Izbira opreme: Potrebna je zaprta enotočkovna stiskalnica (tonaža se razlikuje glede na velikost zunanjega člena, običajno 63–160 kN). Natančnost giba drsnika stiskalnice mora biti nadzorovana v območju ±0,02 mm, da se zagotovi enakomeren gib za vsako stiskalnico in se prepreči dimenzijsko odstopanje.

Natančnost matrice: Razmik med prebijalom in matrico izrezovalnega orodja je treba določiti glede na debelino materiala, običajno 5 %–8 % debeline materiala (npr. za debelino materiala 3 mm je razmik 0,15–0,24 mm). Hrapavost rezalnega roba matrice mora biti pod Ra 0,8 μm. Obraba roba, ki presega 0,1 mm, zahteva takojšnje ponovno brušenje, da se prepreči nastanek ostružkov na robu surovca ​​(višina ostružkov ≤ 0,05 mm).

Dimenzijske zahteve: Odstopanje dolžine surovca ​​mora biti po izrezu nadzorovano znotraj ±0,03 mm, odstopanje širine znotraj ±0,02 mm in diagonalno odstopanje znotraj 0,04 mm, da se zagotovijo natančne referenčne točke za nadaljnje korake obdelave.

2. Standardi postopka prebijanja

Prebijanje je postopek prebijanja lukenj za vijake in valjčne luknje za zunanje členke v surovec po izdelavi. Natančnost položaja luknje in natančnost premera neposredno vplivata na učinkovitost sestavljanja valjčne verige.

Metoda pozicioniranja: Uporablja se dvojno pozicioniranje referenčnih točk (z uporabo dveh sosednjih robov surovca ​​kot reference). Lokacijski zatiči morajo ustrezati natančnosti IT6, da se zagotovi dosleden položaj surovca ​​med vsakim prebijanjem. Odstopanje položaja luknje mora biti ≤ 0,02 mm (glede na referenčno površino zunanje povezovalne plošče). Natančnost premera luknje: Odstopanje premera med luknjo za vijak in valj mora ustrezati zahtevam tolerance IT9 (npr. za luknjo 10 mm je odstopanje +0,036 mm/-0 mm). Toleranca okroglosti luknje mora biti ≤ 0,01 mm, hrapavost stene luknje pa mora biti pod Ra1,6 μm. To preprečuje, da bi bili členi verige preveč ohlapni ali preveč tesni zaradi odstopanja premera luknje, kar bi lahko vplivalo na stabilnost prenosa.

Vrstni red prebijanja: Najprej preluknjajte luknje za vijake, nato pa luknje za valjčke. Odstopanje med središčnima razdaljama med luknjama mora biti znotraj ±0,02 mm. Skupno odstopanje med središčnima razdaljama bo neposredno povzročilo odstopanje koraka v valjčni verigi, kar posledično vpliva na natančnost prenosa.

3. Oblikovanje procesnih standardov

Oblikovanje vključuje stiskanje izrezanega surovca ​​skozi matrico v končno obliko zunanje vezne plošče (npr. ukrivljeno ali stopničasto). Ta postopek zahteva zagotavljanje natančnosti oblike zunanje vezne plošče in nadzora vzmeti.

Zasnova kalupa: Oblikovalni matricni stroj mora imeti segmentirano strukturo z dvema postajama, predoblikovalno in končno oblikovno, konfiguriranima glede na obliko zunanje vezne plošče. Postaja predoblikovalne naprave najprej stisne surovec v predhodno obliko, da se zmanjša deformacijska napetost med končnim oblikovanjem. Hrapavost površine votline končnega oblikovalnega matrice mora doseči Ra0,8 μm, da se zagotovi gladka površina zunanje vezne plošče brez vdolbin.

Nadzor tlaka: Tlak oblikovanja je treba izračunati na podlagi meje tečenja materiala in je običajno 1,2–1,5-kratnik meje tečenja materiala (npr. meja tečenja jekla 20Mn2 je 345 MPa; tlak oblikovanja je treba nadzorovati med 414 in 517 MPa). Premajhen tlak bo povzročil nepopolno oblikovanje, prevelik tlak pa bo povzročil prekomerno plastično deformacijo, kar bo vplivalo na nadaljnjo toplotno obdelavo. Nadzor vzmeti: Po oblikovanju je treba vzmetenje zunanje povezovalne plošče nadzorovati znotraj 0,5°. To je mogoče preprečiti z nastavitvijo kompenzacijskega kota v votlini kalupa (določen na podlagi lastnosti vzmeti materiala, običajno 0,3–0,5°), da se zagotovi, da končni izdelek izpolnjuje konstrukcijske zahteve.

4. Standardi postopka obrezovanja
Obrezovanje je postopek odstranjevanja odvečnega materiala in ostankov, ki nastanejo med postopkom oblikovanja, da se zagotovi ravna površina robov zunanje povezovalne plošče.

Natančnost obrezovalnega orodja: Razmik med prebijalom in orodjem za obrezovanje mora biti v območju 0,01–0,02 mm, ostrina rezalnega roba pa mora biti pod Ra0,4 μm. Zagotovite, da so robovi zunanje povezovalne plošče po obrezovanju brez zarobkov (višina zarobkov ≤ 0,03 mm) in da je napaka ravnosti roba ≤ 0,02 mm/m.

Zaporedje obrezovanja: Najprej obrežite dolge robove, nato kratke robove. To prepreči deformacijo zunanje povezovalne plošče zaradi nepravilnega zaporedja obrezovanja. Po obrezovanju je treba zunanjo povezovalno ploščo vizualno pregledati, da se zagotovi, da ni prisotnih napak, kot so odkrušeni vogali ali razpoke.

III. Standardi nadzora kakovosti po žigosanju: celovit nadzor delovanja končnega izdelka

Po žigosanju zunanje povezovalne plošče opravijo tri stroge postopke kontrole kakovosti: dimenzijski pregled, pregled mehanskih lastnosti in pregled videza. Le izdelki, ki izpolnjujejo vse standarde, lahko nadaljujejo z nadaljnjimi postopki toplotne obdelave in montaže. Specifični standardi kontrole so naslednji:

1. Standardi dimenzijskega pregleda
Dimenzijska kontrola uporablja tridimenzionalni koordinatni merilni stroj (natančnost ≤ 0,001 mm) v kombinaciji s specializiranimi merilniki, s poudarkom na naslednjih ključnih dimenzijah:

Razdalja med zunanjimi veznimi ploščami (razdalja med luknjama za vijake) mora imeti toleranco ±0,02 mm, s kumulativno napako koraka ≤0,05 mm na 10 kosov. Prekomerno odstopanje koraka lahko povzroči vibracije in hrup med prenosom z valjčno verigo.

Debelina: Odstopanje debeline zunanje plošče člena mora ustrezati zahtevam tolerance IT10 (npr. za debelino 3 mm je odstopanje +0,12 mm/-0 mm). Spremembe debeline znotraj serije morajo biti ≤ 0,05 mm, da se prepreči neenakomerna obremenitev členov verige zaradi neenakomerne debeline. Toleranca položaja luknje: Odstopanje položaja med luknjo za vijak in luknjo za valjček mora biti ≤ 0,02 mm, napaka koaksialnosti luknje pa mora biti ≤ 0,01 mm. Zagotovite, da razmik med zatičem in valjčkom ustreza zahtevam zasnove (razmik je običajno 0,01–0,03 mm).

2. Standardi za preskušanje mehanskih lastnosti

Preizkušanje mehanskih lastnosti zahteva naključno izbiro 3-5 vzorcev iz vsake serije izdelkov za preizkušanje natezne trdnosti, trdote in upogiba.

Natezna trdnost: Natezna trdnost zunanje povezovalne plošče, preizkušena z univerzalnim strojem za testiranje materialov, mora biti ≥600 MPa (po toplotni obdelavi jekla 45) ali ≥800 MPa (po toplotni obdelavi 20Mn2). Zlom se mora pojaviti na območju zunanje povezovalne plošče brez luknje. Poškodba v bližini luknje kaže na koncentracijo napetosti med postopkom prebijanja, zato je treba prilagoditi parametre matrice. Preskus trdote: Za merjenje površinske trdote zunanjih povezovalnih plošč uporabite Rockwellov tester trdote. Trdoto je treba nadzorovati znotraj HRB80-90 (žarjeno stanje) ali HRC35-40 (popuščeno stanje). Pretirano visoka trdota poveča krhkost materiala in dovzetnost za lom; pretirano nizka trdota vpliva na odpornost proti obrabi.

Preizkus upogibanja: Zunanje povezovalne plošče upognite vzdolž njihove dolžine za 90°. Po upogibanju se na površini ne smejo pojaviti razpoke ali zlomi. Vzmetenje po razbremenitvi mora biti ≤5°. To zagotavlja, da imajo zunanje povezovalne plošče zadostno žilavost, da prenesejo udarne obremenitve med prenosom.

3. Standardi pregleda videza

Pregled videza uporablja kombinacijo vizualnega pregleda in pregleda s povečevalnim steklom (10-kratna povečava). Posebne zahteve so naslednje:

Kakovost površine: Zunanja površina povezovalne plošče mora biti gladka in ravna, brez prask (globina ≤ 0,02 mm), vdolbin ali drugih napak. Fosfatni premaz mora biti enakomeren in brez manjkajočega premaza, porumenelosti ali luščenja. Kakovost robov: Robovi morajo biti brez ostružkov (višina ≤ 0,03 mm), odkruškov (velikost odkruškov ≤ 0,1 mm), razpok ali drugih napak. Manjše ostružke je treba odstraniti s pasivizacijo (potopitvijo v pasivacijsko raztopino za 5–10 minut), da se med montažo preprečijo praske na pogonu ali drugih komponentah.
Kakovost stene luknje: Stena luknje mora biti gladka, brez stopnic, prask, deformacij ali drugih napak. Pri pregledu z merilnikom za preverjanje veljavnosti/neveljavnosti mora merilnik za preverjanje veljavnosti gladko potekati, merilnik za preverjanje veljavnosti pa ne sme potekati, kar zagotavlja, da luknja izpolnjuje zahteve glede natančnosti montaže.

IV. Smernice za optimizacijo procesa žigosanja: od standardizacije do inteligence

Z nenehnim napredkom industrijske proizvodne tehnologije se nenehno nadgrajujejo tudi standardi za postopke žigosanja zunanjih členov valjčnih verig. Prihodnji razvoj bo usmerjen v inteligentne, zelene in visoko natančne postopke. Specifične smernice optimizacije so naslednje:

1. Uporaba inteligentne proizvodne opreme

Uvedba CNC štancalskih strojev in industrijskih robotov za doseganje avtomatiziranega in inteligentnega nadzora nad procesom štancanja:

CNC stroji za štancanje: Opremljeni z visoko natančnim servo sistemom omogočajo prilagajanje parametrov v realnem času, kot sta tlak štancanja in hitrost hoda, z natančnostjo krmiljenja ±0,001 mm. Imajo tudi zmogljivosti samodiagnoze, ki omogočajo pravočasno odkrivanje težav, kot so obraba matrice in anomalije materiala, s čimer se zmanjša število okvarjenih izdelkov.

Industrijski roboti: Uporabljajo se pri nalaganju surovin, prenosu delov za štancanje in sortiranju končnih izdelkov ter nadomeščajo ročne operacije. To ne le izboljša učinkovitost proizvodnje (omogoča 24-urno neprekinjeno proizvodnjo), temveč tudi odpravi dimenzijska odstopanja, ki jih povzroča ročno delovanje, in zagotavlja dosledno kakovost izdelkov.

2. Spodbujanje zelenih procesov

Zmanjšanje porabe energije in onesnaževanja okolja ob hkratnem izpolnjevanju procesnih standardov:

Optimizacija materiala kalupa: Uporaba kompozitnega kalupa iz hitroreznega jekla (HSS) in cementiranega karbida (WC) podaljša življenjsko dobo kalupa (življenjska doba se lahko podaljša za 3-5-krat), zmanjša pogostost menjave kalupa in zmanjša količino odpadnega materiala.

Izboljšave postopka predobdelave: Spodbujanje tehnologije fosfatiranja brez fosforja in uporaba okolju prijaznih raztopin za fosfatiranje zmanjšujeta onesnaženje s fosforjem. Poleg tega elektrostatično brizganje olja, odpornega proti rji, izboljša izkoriščenost olja, odpornega proti rji (stopnja izkoriščenosti se lahko poveča na več kot 95 %), in zmanjša emisije oljne meglice.

3. Nadgradnja tehnologije visoko natančnega pregleda

Uveden je bil sistem za strojni vidni pregled, ki omogoča hiter in natančen pregled kakovosti zunanjih povezovalnih plošč.

Sistem za pregled s strojnim vidom, opremljen z visokoločljivostno kamero (ločljivost ≥ 20 milijonov slikovnih pik) in programsko opremo za obdelavo slik, lahko hkrati pregleda zunanje povezovalne plošče glede dimenzijske natančnosti, videznih napak, odstopanj položaja lukenj in drugih parametrov. Sistem se ponaša s hitrostjo pregleda 100 kosov na minuto, kar dosega več kot 10-krat večjo natančnost kot ročni pregled. Omogoča tudi shranjevanje in analizo podatkov pregleda v realnem času, kar zagotavlja podatkovno podporo za optimizacijo procesov.

Zaključek: Standardi so ključ do kakovosti, podrobnosti pa določajo zanesljivost prenosa.

Postopek žigosanja zunanjih čelnih plošč valjčne verige se morda zdi preprost, vendar je treba na vsaki stopnji upoštevati stroge standarde – od nadzora kemične sestave surovin do zagotavljanja dimenzijske natančnosti med postopkom žigosanja in celovitega pregleda kakovosti končnega izdelka. Spregledanje katere koli podrobnosti lahko povzroči poslabšanje delovanja zunanje čelne plošče in posledično vpliva na zanesljivost prenosa celotne valjčne verige.