Standarder för stansningsprocess för rullkedjors yttre länkplåt
I industriella transmissionssystem är rullkedjor centrala transmissionskomponenter, och deras prestanda avgör direkt utrustningens driftseffektivitet och livslängd. De yttre länkplattorna, "skelettet" avrullkedjan, spelar en avgörande roll för att överföra laster och sammankoppla kedjelänkar. Standardiseringen och precisionen i deras tillverkningsprocess är avgörande faktorer som påverkar rullkedjans övergripande kvalitet. Prägling, den vanligaste metoden för att tillverka ytterlänkplattor, kräver strikta standarder i varje steg, från val av råmaterial till leverans av färdig produkt, för att säkerställa att de ytterlänkplattorna har tillräcklig styrka, seghet och måttnoggrannhet. Den här artikeln kommer att ge en djupgående analys av de fullständiga processstandarderna för prägling av ytterlänkplattor för rullkedjor, vilket ger branschfolk en professionell referens och gör det möjligt för slutanvändare att tydligare förstå processlogiken bakom högkvalitativa rullkedjor.
I. Grundläggande garantier före stämpling: Val av råmaterial och förbehandlingsstandarder
Prestandan hos yttre länkplattor börjar med högkvalitativa råmaterial. Stansningsprocessen ställer tydliga krav på materialets mekaniska egenskaper och kemiska sammansättning, vilket är förutsättningar för ett smidigt utförande av efterföljande processer. För närvarande är de vanligaste materialen för yttre länkplattor i branschen lågkolhaltiga legerade konstruktionsstål (såsom 20Mn2 och 20CrMnTi) och högkvalitativa kolhaltiga konstruktionsstål (såsom 45-stål). Materialvalet beror på rullkedjans tillämpning (t.ex. tunga belastningar, höga hastigheter och korrosiva miljöer). Oavsett vilket material som väljs måste det dock uppfylla följande kärnstandarder:
1. Standarder för kemisk sammansättning av råmaterial
Kontroll av kolhalt (C): För 45-stål måste kolhalten ligga mellan 0,42 % och 0,50 %. En högre kolhalt kan öka materialets sprödhet och sprickbildning under stansning, medan en lägre kolhalt kan påverka dess hållfasthet efter efterföljande värmebehandling. Manganhalten (Mn) i 20Mn2-stål måste hållas mellan 1,40 % och 1,80 % för att förbättra materialets härdbarhet och seghet, vilket säkerställer att de yttre länkplattorna motstår brott under stötbelastningar. Gränsvärden för skadliga ämnen: Svavelhalten (S) och fosforhalten (P) måste kontrolleras strikt under 0,035 %. Dessa två ämnen kan bilda föreningar med låg smältpunkt, vilket gör att materialet blir "varmsprött" eller "kallsprött" under stansningsprocessen, vilket påverkar utbytet av färdiga produkter.
2. Standarder för förbehandling av råmaterial
Innan råmaterialen går in i stämplingsprocessen genomgår de tre förbehandlingssteg: betning, fosfatering och oljning. Varje steg har tydliga kvalitetskrav:
Betning: Använd en 15–20 % saltsyralösning och låt stålytan blötläggas i rumstemperatur i 15–20 minuter för att avlägsna glödspån och rost. Efter betning måste stålytan vara fri från synliga glödspån och fri från överdriven korrosion (gropfrätning), vilket kan påverka vidhäftningen hos den efterföljande fosfatbeläggningen.
Fosfatering: Använd en zinkbaserad fosfateringslösning och behandla vid 50–60 °C i 10–15 minuter för att bilda en fosfatbeläggning med en tjocklek på 5–8 μm. Fosfatbeläggningen måste vara jämn och tät, med vidhäftning som når nivå 1 (ingen flagning) enligt tvärsnittstestet. Detta minskar friktionen mellan stansformen och stålplattan, vilket förlänger formens livslängd och förbättrar rostbeständigheten hos den yttre länkplattan.
Oljeapplicering: Spraya ett tunt lager rostskyddsolja (tjocklek ≤ 3 μm) på fosfatbeläggningsytan. Oljefilmen ska appliceras jämnt utan några springor eller ansamlingar. Detta förhindrar rost på stålplåten under lagring samtidigt som noggrannheten vid efterföljande stansningsoperationer bibehålls.
II. Standarder för kärnstansningsprocesser: Precisionskontroll från stansning till formning
Stansningsprocessen för rullkedjors ytterlänkar består huvudsakligen av fyra huvudsteg: stansning, formning och trimning. Utrustningsparametrarna, formnoggrannheten och driftsprocedurerna för varje steg påverkar direkt dimensionsnoggrannheten och de mekaniska egenskaperna hos de yttre länkarna. Följande standarder måste följas strikt:
1. Standarder för blankningsprocessen
Blankning innebär att stansa råa stålplåtar till ämnen som överensstämmer med de utvikta måtten på de yttre länkarna. Att säkerställa ämnenas måttnoggrannhet och eggkvalitet är avgörande för denna process.
Utrustningsval: En sluten enpunktspress krävs (vikten varierar beroende på den yttre länkens storlek, vanligtvis 63–160 kN). Pressens noggrannhet i slidens slaglängd måste kontrolleras inom ±0,02 mm för att säkerställa en jämn slaglängd för varje press och undvika dimensionsavvikelser.
Matrisnoggrannhet: Spelet mellan stansen och matrisen på stansmatrisen bör bestämmas baserat på materialtjockleken, vanligtvis 5–8 % av materialtjockleken (t.ex. för en materialtjocklek på 3 mm är spelet 0,15–0,24 mm). Skärkantens ojämnhet måste vara under Ra 0,8 μm. Kantslitage som överstiger 0,1 mm kräver snabb omslipning för att förhindra att grader bildas på ämnets kant (graderhöjd ≤ 0,05 mm).
Måttkrav: Ämneslängdsavvikelsen måste kontrolleras inom ±0,03 mm, breddavvikelsen inom ±0,02 mm och diagonalavvikelsen inom 0,04 mm efter avbländning för att säkerställa noggranna referensvärden för efterföljande bearbetningssteg.
2. Standarder för stansprocess
Stansning är processen att stansa bulthålen och rullhålen för de yttre länkplattorna i ämnet efter stansning. Hålpositionens noggrannhet och diameternoggrannhet påverkar direkt rullkedjans monteringsprestandan.
Positioneringsmetod: Dubbel utgångspositionering (med två intilliggande kanter på ämnet som referens) används. Styrstiften måste uppfylla IT6-noggrannheten för att säkerställa en konsekvent ämnesposition under varje stansning. Hålets positionsavvikelse måste vara ≤ 0,02 mm (i förhållande till den yttre länkplattans referensyta). Håldiameternoggrannhet: Diameteravvikelsen mellan bult- och rullhålen måste uppfylla IT9-toleranskraven (t.ex. för ett 10 mm hål är avvikelsen +0,036 mm/-0 mm). Hålets rundhetstolerans bör vara ≤0,01 mm och hålväggens ojämnhet bör vara under Ra1,6 μm. Detta förhindrar att kedjelänkarna blir för lösa eller för spända på grund av håldiameteravvikelse, vilket kan påverka transmissionens stabilitet.
Stansningsordning: Stansa först bulthålen, följt av rullhålen. Avvikelsen mellan centrumavståndet mellan de två hålen måste vara inom ±0,02 mm. Kumulativ avvikelse mellan centrumavståndet leder direkt till stigningsavvikelse i rullkedjan, vilket i sin tur påverkar transmissionens noggrannhet.
3. Utformning av processstandarder
Formning innebär att det stansade ämnet pressas genom en matris till den slutliga formen på den yttre länkplattan (t.ex. böjd eller stegad). Denna process kräver att man säkerställer den yttre länkplattans formnoggrannhet och återfjädringskontroll.
Formkonstruktion: Formformen bör ha en segmenterad struktur, med två stationer, förformning och slutformning, konfigurerade enligt den yttre länkplattans form. Förformningsstationen pressar initialt ämnet till en preliminär form för att minska deformationsspänningen under slutformningen. Den slutliga formformens ytjämnhet måste uppnå Ra0,8μm för att säkerställa en jämn, indentationsfri yta på den yttre länkplattan.
Tryckreglering: Formningstrycket bör beräknas utifrån materialets sträckgräns och är i allmänhet 1,2–1,5 gånger materialets sträckgräns (t.ex. sträckgränsen för 20Mn2-stål är 345 MPa; formningstrycket bör kontrolleras mellan 414–517 MPa). För lågt tryck leder till ofullständig formning, medan för högt tryck orsakar överdriven plastisk deformation, vilket påverkar den efterföljande värmebehandlingens prestanda. Återfjädringsreglering: Efter formning måste den yttre länkplattans återfjädring kontrolleras inom 0,5°. Detta kan motverkas genom att ställa in en kompensationsvinkel i formhåligheten (bestämd utifrån materialets återfjädringsegenskaper, i allmänhet 0,3°–0,5°) för att säkerställa att den färdiga produkten uppfyller konstruktionskraven.
4. Standarder för trimningsprocess
Trimning är processen att ta bort avlagringar och överflödigt material som genereras under formningsprocessen för att säkerställa att kanterna på den yttre länkplattan är raka.
Noggrannhet vid trimning av stansmatrisen: Avståndet mellan stansen och trimmatrisens stans måste hållas inom 0,01–0,02 mm, och skäreggsskärpan måste vara under Ra 0,4 μm. Se till att kanterna på den yttre länkplattan är fria från gradar efter trimning (gradhöjd ≤ 0,03 mm) och att eggens rakhetsfel är ≤ 0,02 mm/m.
Trimningssekvens: Trimma först långsidorna, sedan kortsidorna. Detta förhindrar deformation av den yttre länkplattan på grund av felaktig trimningssekvens. Efter trimningen måste den yttre länkplattan genomgå en visuell inspektion för att säkerställa att inga defekter som flisade hörn eller sprickor finns.
III. Kvalitetskontrollstandarder efter stämpling: Omfattande kontroll av färdig produktprestanda
Efter stansning genomgår de yttre länkplattorna tre rigorösa kvalitetskontrollprocesser: dimensionskontroll, mekanisk egenskapskontroll och utseendekontroll. Endast produkter som uppfyller alla standarder kan gå vidare till efterföljande värmebehandling och monteringsprocesser. Specifika inspektionsstandarder är följande:
1. Dimensionella inspektionsstandarder
Dimensionsinspektion använder en tredimensionell koordinatmätmaskin (noggrannhet ≤ 0,001 mm) i kombination med specialiserade mått, med fokus på följande nyckeldimensioner:
Stigning: Den yttre länkplattans stigning (avståndet mellan de två bulthålen) måste ha en tolerans på ±0,02 mm, med ett kumulativt stigningsfel på ≤0,05 mm per 10 stycken. För stor stigningsavvikelse kan orsaka vibrationer och buller under rullkedjeöverföring.
Tjocklek: Tjockleksavvikelsen för den yttre länkplattan måste uppfylla IT10-toleranskraven (t.ex. för en tjocklek på 3 mm är avvikelsen +0,12 mm/-0 mm). Tjockleksvariationer inom en sats måste vara ≤0,05 mm för att förhindra ojämn belastning på kedjelänkarna på grund av ojämn tjocklek. Hålpositionstolerans: Positionsavvikelsen mellan bulthålet och rullhålet måste vara ≤0,02 mm, och hålets koaxialitetsfel måste vara ≤0,01 mm. Säkerställ att spelet mellan stift och rulle uppfyller konstruktionskraven (spelet är generellt 0,01–0,03 mm).
2. Standarder för mekaniska egenskaper
Testning av mekaniska egenskaper kräver slumpmässigt urval av 3–5 prover från varje produktsats för draghållfasthet, hårdhet och böjprovning.
Draghållfasthet: Testad med en universell materialtestmaskin måste draghållfastheten hos den yttre länkplattan vara ≥600 MPa (efter värmebehandling av 45-stål) eller ≥800 MPa (efter värmebehandling av 20Mn2). Brottet måste inträffa i den yttre länkplattans icke-hålområde. Brott nära hålet indikerar spänningskoncentration under stansningsprocessen, och formparametrarna måste justeras. Hårdhetstest: Använd en Rockwell-hårdhetsprovare för att mäta ythårdheten på de yttre länkplattorna. Hårdheten måste kontrolleras inom HRB80-90 (glödgat tillstånd) eller HRC35-40 (härdat tillstånd). För hög hårdhet ökar materialets sprödhet och känslighet för brott; för låg hårdhet påverkar slitstyrkan.
Böjningstest: Böj de yttre länkplattorna 90° längs deras längd. Inga sprickor eller brott ska uppstå på ytan efter böjning. Återfjädringen efter avlastning ska vara ≤5°. Detta säkerställer att de yttre länkplattorna har tillräcklig seghet för att motstå stötbelastningarna under överföringen.
3. Standarder för utseendeinspektion
Utseendekontroll använder en kombination av visuell inspektion och förstoringsglasinspektion (10x förstoring). Specifika krav är följande:
Ytkvalitet: Den yttre länkplattans yta måste vara slät och plan, fri från repor (djup ≤ 0,02 mm), inbuktningar eller andra defekter. Fosfatbeläggningen måste vara enhetlig och fri från saknad beläggning, gulning eller flagning. Kantkvalitet: Kanterna måste vara fria från grader (höjd ≤ 0,03 mm), flisning (flisstorlek ≤ 0,1 mm), sprickor eller andra defekter. Mindre grader måste avlägsnas genom passivering (nedsänkning i en passiveringslösning i 5–10 minuter) för att förhindra repor på operatören eller andra komponenter under montering.
Hålväggens kvalitet: Hålväggen måste vara slät, fri från steg, repor, deformationer eller andra defekter. Vid inspektion med en "go/no go"-mätare måste "go"-mätaren gå smidigt, medan "no go"-mätaren inte får gå, vilket säkerställer att hålet uppfyller kraven för monteringsnoggrannhet.
IV. Optimeringsriktningar för stämplingsprocesser: Från standardisering till intelligens
I takt med att industriell tillverkningsteknik kontinuerligt utvecklas, uppdateras även standarderna för stansningsprocesser för yttre länkar på rullkedjor kontinuerligt. Framtida utveckling kommer att inriktas mot intelligenta, gröna och högprecisionsprocesser. Specifika optimeringsriktningar är följande:
1. Tillämpning av intelligent produktionsutrustning
Introduktion av CNC-stansmaskiner och industrirobotar för att uppnå automatiserad och intelligent styrning av stansningsprocessen:
CNC-stansmaskiner: Utrustade med ett högprecisionsservosystem möjliggör de realtidsjustering av parametrar som stanstryck och slaghastighet, med en styrnoggrannhet på ±0,001 mm. De har också självdiagnosfunktioner, vilket möjliggör snabb upptäckt av problem som formslitage och materialavvikelser, vilket minskar antalet defekta produkter.
Industrirobotar: Används vid lastning av råmaterial, överföring av stansade delar och sortering av färdiga produkter, och ersätter manuella operationer. Detta förbättrar inte bara produktionseffektiviteten (möjliggör kontinuerlig produktion dygnet runt), utan eliminerar även dimensionsavvikelser orsakade av manuell drift, vilket säkerställer en jämn produktkvalitet.
2. Främjande av gröna processer
Minska energiförbrukning och miljöföroreningar samtidigt som processstandarder uppfylls:
Optimering av formmaterial: Användning av en kompositform tillverkad av snabbstål (HSS) och hårdmetall (WC) ökar formens livslängd (livslängden kan förlängas med 3–5 gånger), minskar antalet formutbyten och minskar materialspillet.
Förbättringar av förbehandlingsprocessen: Genom att främja fosforfri fosfateringsteknik och använda miljövänliga fosfateringslösningar minskas fosforföroreningar. Dessutom förbättrar elektrostatisk sprutning av rostskyddsolja utnyttjandet av rostskyddsolja (utnyttjandegraden kan ökas till över 95 %) och minskar oljedimmautsläppen.
3. Uppgradering av högprecisionsinspektionsteknik
Ett maskinseendeinspektionssystem introducerades för att möjliggöra snabb och noggrann kvalitetsinspektion av yttre länkplattor.
Utrustad med en HD-kamera (upplösning ≥ 20 megapixlar) och bildbehandlingsprogramvara kan maskininspektionssystemet samtidigt inspektera yttre länkplattor för måttnoggrannhet, utseendedefekter, avvikelse i hålposition och andra parametrar. Systemet har en inspektionshastighet på 100 stycken per minut, vilket uppnår över 10 gånger högre noggrannhet än manuell inspektion. Det möjliggör också lagring och analys av inspektionsdata i realtid, vilket ger datastöd för processoptimering.
Slutsats: Standarder är livslinan för kvalitet, och detaljer avgör överföringens tillförlitlighet.
Stansningsprocessen för rullkedjors ytterlänkplattor kan verka enkel, men strikta standarder måste följas i varje steg – från kontroll av råmaterialens kemiska sammansättning, till att säkerställa dimensionsnoggrannhet under stansningsprocessen, till omfattande kvalitetskontroll av den färdiga produkten. Att förbise detaljer kan leda till försämrad ytterlänkplattas prestanda och följaktligen påverka hela rullkedjans transmissionstillförlitlighet.
Publiceringstid: 26 sep-2025