Стандарди процеса штанцања спољних плоча карика ваљкастих ланаца
У индустријским преносним системима, ваљкасти ланци су основне компоненте преноса, а њихове перформансе директно одређују ефикасност рада и век трајања опреме. Спољне спојне плоче, „скелет“...ваљкасти ланац, играју кључну улогу у преношењу оптерећења и повезивању карика ланца. Стандардизација и прецизност њиховог производног процеса су кључни фактори који утичу на укупни квалитет ваљкастог ланца. Штанцање, главна метода за производњу спољних каричних плоча, захтева строге стандарде у сваком кораку, од избора сировина до испоруке готовог производа, како би се осигурало да спољне каричне плоче поседују довољну чврстоћу, жилавост и димензионалну тачност. Овај чланак ће пружити детаљну анализу комплетних процесних стандарда за штанцање спољних каричних плоча ваљкастих ланаца, пружајући стручњацима у индустрији стручну референцу и омогућавајући крајњим корисницима да јасније разумеју логику процеса која стоји иза висококвалитетних ваљкастих ланаца.
I. Основне гаранције пре штанцања: Избор сировина и стандарди претходне обраде
Перформансе спољашњих спојних плоча почињу са висококвалитетним сировинама. Процес штанцања поставља јасне захтеве за механичка својства и хемијски састав материјала, што су предуслови за несметано извршавање накнадних процеса. Тренутно, главни материјали за спољашње спојне плоче у индустрији су нискоугљенични легирани конструкциони челици (као што су 20Mn2 и 20CrMnTi) и висококвалитетни угљенични конструкциони челици (као што је челик 45). Избор материјала зависи од примене ваљкастог ланца (нпр. велика оптерећења, велике брзине и корозивна окружења). Међутим, без обзира на изабрани материјал, он мора испуњавати следеће основне стандарде:
1. Стандарди хемијског састава сировина
Контрола садржаја угљеника (C): За челик 45, садржај угљеника мора бити између 0,42% и 0,50%. Већи садржај угљеника може повећати кртост и пуцање материјала током штанцања, док нижи садржај угљеника може утицати на његову чврстоћу након накнадне термичке обраде. Садржај мангана (Mn) у челику 20Mn2 мора се одржавати између 1,40% и 1,80% како би се побољшала каљивост и жилавост материјала, осигуравајући да спољне спојне плоче отпорне на лом под ударним оптерећењима. Ограничења штетних елемената: Садржај сумпора (S) и фосфора (P) мора се строго контролисати испод 0,035%. Ова два елемента могу формирати једињења са ниском тачком топљења, узрокујући да материјал постане „топло крт“ или „хладно крт“ током процеса штанцања, што утиче на принос готових производа.
2. Стандарди претходне обраде сировина
Пре него што уђу у процес штанцања, сировине пролазе кроз три корака претходне обраде: кисељење, фосфатирање и уљење. Сваки корак има јасне захтеве квалитета:
Кисељење: Користећи раствор хлороводоничне киселине од 15%-20%, потопите на собној температури 15-20 минута да бисте уклонили каменца и рђу са површине челика. Након кисељења, површина челика мора бити без видљивих наслага и без прекомерне корозије (тачкасте корозије), која може утицати на пријањање накнадног фосфатног премаза.
Фосфатирање: Користећи раствор за фосфатирање на бази цинка, третирајте на 50-60°C током 10-15 минута да бисте формирали фосфатни премаз дебљине 5-8μm. Фосфатни премаз мора бити уједначен и густ, са адхезијом која достиже ниво 1 (без љуштења) користећи тест попречног сечења. Ово смањује трење између калупа за штанцање и челичне плоче, продужавајући век трајања калупа и побољшавајући отпорност спољне спојне плоче на рђу.
Наношење уља: На површину фосфатног премаза нанесите танак слој уља против рђе (дебљине ≤ 3μm). Филм уља треба равномерно нанети без икаквих празнина или накупљања. Ово спречава рђање челичне плоче током складиштења, а истовремено одржава тачност накнадних операција штанцања.
II. Стандарди за процесе штанцања језгра: Прецизна контрола од брушења до обликовања
Процес штанцања спољних чланака ваљкастих ланаца се првенствено састоји од четири основна корака: израда, пробијање, обликовање и сечење. Параметри опреме, тачност калупа и оперативни поступци сваког корака директно утичу на димензионалну тачност и механичка својства спољних чланака. Морају се строго поштовати следећи стандарди:
1. Стандарди процеса бланкирања
Израда плоче подразумева штанцање сирових челичних лимова у бланкове који одговарају расклопљеним димензијама спољних веза. Обезбеђивање димензионалне тачности и квалитета ивица бланкова је кључно за овај процес.
Избор опреме: Потребна је затворена преса са једном тачком (тонажа варира у зависности од величине спољашњег дела, генерално 63-160 kN). Тачност хода клизача пресе мора бити контролисана унутар ±0,02 mm како би се осигурао конзистентан ход за сваку пресу и избегло димензионално одступање.
Тачност матрице: Размак између бушилице и матрице за бланкирање треба одредити на основу дебљине материјала, генерално 5%-8% дебљине материјала (нпр. за дебљину материјала од 3 мм, размак је 0,15-0,24 мм). Храпавост ивице резња матрице мора бити испод Ra0,8μm. Хабање ивице веће од 0,1 мм захтева брзо поновно брушење како би се спречило стварање неравнина на ивици бланка (висина неравнине ≤ 0,05 мм).
Димензионални захтеви: Одступање дужине бланка мора се контролисати унутар ±0,03 мм, одступање ширине унутар ±0,02 мм, а дијагонално одступање унутар 0,04 мм након сечења како би се осигурале тачне податке за наредне кораке обраде.
2. Стандарди процеса бушења
Бушење је процес бушења рупа за вијке и рупа за ваљке за спољне карике у бланк након бушења. Тачност положаја рупа и тачност пречника директно утичу на перформансе склапања ваљкастог ланца.
Метод позиционирања: Користи се двоструко позиционирање података (коришћењем две суседне ивице бланка као референце). Локациони клинови морају испуњавати тачност IT6 како би се осигурао конзистентан положај бланка током сваког бушења. Одступање положаја отвора мора бити ≤ 0,02 мм (у односу на референтну површину спољашње спојне плоче). Тачност пречника отвора: Одступање пречника између отвора за вијак и ваљак мора испуњавати захтеве толеранције IT9 (нпр., за отвор од 10 мм, одступање је +0,036 мм/-0 мм). Толеранција округлости отвора треба да буде ≤0,01 мм, а храпавост зида отвора треба да буде испод Ra1,6μm. Ово спречава да карике ланца буду превише лабаве или превише затегнуте због одступања пречника отвора, што би могло утицати на стабилност преноса.
Редослед бушења: Прво пробушите рупе за вијке, а затим рупе за ваљке. Одступање растојања између центра и центра између два отвора мора бити унутар ±0,02 мм. Кумулативно одступање растојања између центра и центра директно ће довести до одступања корака у ланцу ваљака, што заузврат утиче на тачност преноса.
3. Формирање процесних стандарда
Обликовање подразумева утискивање избушеног бланка кроз калуп у коначни облик спољашње спојне плоче (нпр. закривљени или степенасти). Овај процес захтева обезбеђивање тачности облика спољашње спојне плоче и контроле опруге.
Дизајн калупа: Калуп за обликовање треба да усвоји сегментирану структуру, са две станице, за претходно обликовање и за коначно обликовање, конфигурисане према облику спољашње спојне плоче. Станица за претходно обликовање првобитно притиска бланк у прелиминарни облик како би се смањио деформациони напон током коначног обликовања. Храпавост површине шупљине калупа за коначно обликовање мора достићи Ra0,8μm како би се осигурала глатка површина спољашње спојне плоче без удубљења.
Контрола притиска: Притисак обликовања треба израчунати на основу границе течења материјала и генерално је 1,2-1,5 пута већи од границе течења материјала (нпр. граница течења челика 20Mn2 је 345MPa; притисак обликовања треба контролисати између 414-517MPa). Премали притисак ће резултирати непотпуним обликовањем, док ће превелики притисак изазвати прекомерну пластичну деформацију, што ће утицати на накнадне перформансе термичке обраде. Контрола отпуштања: Након обликовања, отпуштање спољашње спојне плоче мора се контролисати унутар 0,5°. Ово се може супротставити подешавањем угла компензације у шупљини калупа (одређеног на основу карактеристика отпуштања материјала, генерално 0,3°-0,5°) како би се осигурало да готов производ испуњава захтеве дизајна.
4. Стандарди процеса орезивања
Обрезивање је процес уклањања остатака и вишка материјала насталог током процеса обликовања како би се осигурало да су ивице спољне спојне плоче равне.
Тачност алата за сечење: Размак између бушача и алата за сечење мора бити у границама од 0,01-0,02 мм, а оштрина сечива мора бити испод Ra0,4μm. Уверите се да су ивице спољне спојне плоче након сечења без неравнина (висина неравнина ≤ 0,03 мм) и да је грешка правости ивице ≤ 0,02 мм/м.
Редослед орезивања: Прво орежите дуге ивице, а затим кратке ивице. Ово спречава деформацију спољашње спојне плоче услед неправилног редоследа орезивања. Након орезивања, спољашња спојна плоча мора бити визуелно прегледана како би се осигурало да нема оштећења попут окрњених углова или пукотина.
III. Стандарди контроле квалитета након штанцања: Свеобухватна контрола перформанси готовог производа
Након штанцања, спољне спојне плоче пролазе кроз три ригорозна процеса контроле квалитета: димензионалну контролу, контролу механичких својстава и контролу изгледа. Само производи који испуњавају све стандарде могу проћи кроз накнадне процесе термичке обраде и монтаже. Специфични стандарди контроле су следећи:
1. Стандарди за димензионалну инспекцију
Димензионална инспекција користи тродимензионалну координатну мерну машину (тачност ≤ 0,001 мм) у комбинацији са специјализованим мерним инструментима, фокусирајући се на следеће кључне димензије:
Растојање: Растојање спољашње спојне плоче спојнице (растојање између два отвора за вијке) мора имати толеранцију од ±0,02 мм, са кумулативном грешком корака од ≤0,05 мм на 10 комада. Прекомерно одступање корака може изазвати вибрације и буку током преноса ваљкастим ланцем.
Дебљина: Одступање дебљине спољашње плоче карике мора да испуњава захтеве толеранције IT10 (нпр. за дебљину од 3 мм, одступање је +0,12 мм/-0 мм). Варијације дебљине унутар серије морају бити ≤0,05 мм како би се спречило неравномерно оптерећење карика ланца због неравномерне дебљине. Толеранција положаја отвора: Одступање положаја између отвора за вијак и отвора за ваљак мора бити ≤0,02 мм, а грешка коаксијалности отвора мора бити ≤0,01 мм. Уверите се да зазор између клина и ваљка испуњава захтеве пројектовања (зазор је генерално 0,01-0,03 мм).
2. Стандарди за испитивање механичких својстава
Испитивање механичких својстава захтева насумично одабир 3-5 узорака из сваке серије производа за испитивање затезне чврстоће, тврдоће и савијања.
Затезна чврстоћа: Тестирана помоћу универзалне машине за испитивање материјала, затезна чврстоћа спољашње спојне плоче мора бити ≥600MPa (након термичке обраде челика 45) или ≥800MPa (након термичке обраде челика 20Mn2). Лом мора да се деси у подручју спољашње спојне плоче без рупе. Квар у близини рупе указује на концентрацију напона током процеса пробијања и параметри матрице морају бити подешени. Тест тврдоће: Користите Роквел тестер тврдоће за мерење површинске тврдоће спољашњих спојних плоча. Тврдоћа мора бити контролисана у оквиру HRB80-90 (жарено стање) или HRC35-40 (каљено и отпуштено стање). Прекомерно висока тврдоћа ће повећати кртост материјала и подложност ломљењу; претерано ниска тврдоћа ће утицати на отпорност на хабање.
Тест савијања: Савијте спољне спојне плоче за 90° дуж њихове дужине. Након савијања, на површини не би требало да се појаве пукотине или ломови. Еластичност након растерећења треба да буде ≤5°. Ово осигурава да спољне спојне плоче имају довољну жилавост да издрже ударна оптерећења током преноса.
3. Стандарди инспекције изгледа
Преглед изгледа користи комбинацију визуелног прегледа и прегледа помоћу лупе (увећање од 10 пута). Специфични захтеви су следећи:
Квалитет површине: Спољна површина спојне плоче мора бити глатка и равна, без огреботина (дубина ≤ 0,02 мм), удубљења или других оштећења. Фосфатни премаз мора бити уједначен и без недостајућег премаза, жутила или љуштења. Квалитет ивица: Ивице морају бити без неравнина (висина ≤ 0,03 мм), крхотина (величина крхотина ≤ 0,1 мм), пукотина или других оштећења. Мање неравнине морају се уклонити пасивацијом (потапањем у раствор за пасивацију на 5-10 минута) како би се спречиле огреботине на оператеру или другим компонентама током монтаже.
Квалитет зида отвора: Зид отвора мора бити гладак, без степеница, огреботина, деформација или других оштећења. Приликом контроле помоћу мерача за проверу исправности/неправилности, мерач за проверу исправности мора глатко проћи, док мерач за проверу исправности не сме проћи, осигуравајући да отвор испуњава захтеве тачности склапања.
IV. Правци оптимизације процеса штанцања: Од стандардизације до интелигенције
Са континуираним напретком индустријске производне технологије, стандарди за процесе штанцања спољних карика ваљкастих ланаца се такође континуирано унапређују. Будући развој биће усмерен ка интелигентним, зеленим и високопрецизним процесима. Конкретни правци оптимизације су следећи:
1. Примена интелигентне производне опреме
Увођење CNC машина за штанцање и индустријских робота за постизање аутоматизоване и интелигентне контроле процеса штанцања:
CNC машине за штанцање: Опремљене високопрецизним серво системом, омогућавају подешавање параметара у реалном времену као што су притисак штанцања и брзина хода, са тачношћу контроле од ±0,001 мм. Такође имају могућности самодијагностике, омогућавајући благовремено откривање проблема као што су хабање алата и аномалије материјала, смањујући број неисправних производа.
Индустријски роботи: Користе се за утовар сировина, пренос делова за штанцање и сортирање готових производа, замењујући ручне операције. Ово не само да побољшава ефикасност производње (омогућавајући 24-часовну континуирану производњу), већ и елиминише димензионална одступања узрокована ручним радом, обезбеђујући конзистентан квалитет производа.
2. Промоција зелених процеса
Смањење потрошње енергије и загађења животне средине уз испуњавање процесних стандарда:
Оптимизација материјала калупа: Коришћење композитног калупа направљеног од брзорезног челика (HSS) и цементираног карбида (WC) повећава век трајања калупа (век трајања се може продужити 3-5 пута), смањује учесталост замене калупа и смањује отпад материјала.
Побољшања процеса претходне обраде: Промовисање технологије фосфатирања без фосфора и коришћење еколошки прихватљивих раствора за фосфатирање смањује загађење фосфором. Штавише, електростатичко прскање уља отпорног на рђу побољшава искоришћење уља отпорног на рђу (стопа искоришћења може се повећати на преко 95%) и смањује емисију уљне магле.
3. Унапређење технологије високопрецизне инспекције
Уведен је систем за машинску визуелну инспекцију како би се омогућила брза и прецизна инспекција квалитета спољних спојних плоча.
Опремљен камером високе дефиниције (резолуција ≥ 20 мегапиксела) и софтвером за обраду слика, систем за машинску визуелну инспекцију може истовремено да инспектира спољне спојне плоче ради димензионалне тачности, недостатака изгледа, одступања положаја рупа и других параметара. Систем се може похвалити брзином инспекције од 100 комада у минути, постижући преко 10 пута већу тачност од ручне инспекције. Такође омогућава складиштење и анализу података инспекције у реалном времену, пружајући подршку подацима за оптимизацију процеса.
Закључак: Стандарди су жила линија квалитета, а детаљи одређују поузданост преноса.
Процес штанцања спољних кариских плоча ваљкастих ланаца може изгледати једноставно, али строги стандарди морају се поштовати у свакој фази - од контроле хемијског састава сировина, преко обезбеђивања димензионалне тачности током процеса штанцања, до свеобухватне контроле квалитета готовог производа. Превид било ког детаља може довести до деградације перформанси спољне каричне плоче и последично утицати на поузданост преноса целог ваљкастог ланца.
Време објаве: 26. септембар 2025.