Augstas precizitātes rullīšu ķēžu slīpēšanas tehniskās prasības

Augstas precizitātes rullīšu ķēžu slīpēšanas tehniskās prasības

Rūpniecisko transmisiju nozarērullīšu ķēdesir galvenās jaudas pārvades un kustības vadības sastāvdaļas. To precizitāte tieši nosaka iekārtas darbības efektivitāti, stabilitāti un kalpošanas laiku. Slīpēšanas process, kas ir pēdējais solis precizitātes uzlabošanā rullīšu ķēžu ražošanā, ir galvenā atšķirība starp standarta un augstas precizitātes ķēdēm. Šajā rakstā tiks padziļināti aplūkotas galvenās tehniskās prasības augstas precizitātes rullīšu ķēžu slīpēšanai, aptverot procesa principus, detalizētu kontroli, kvalitātes standartus un pielietojuma scenārijus, sniedzot visaptverošu izpratni par šo kritiski svarīgo tehnoloģiju, kas atbalsta augstas klases iekārtu ražošanu.

1. Augstas precizitātes rullīšu ķēžu slīpēšanas pamatvērtība: kāpēc tā ir transmisijas precizitātes “enkurs”

Pirms tehnisko prasību apspriešanas vispirms jānoskaidro: kāpēc profesionāla slīpēšana ir tik svarīga augstas precizitātes rullīšu ķēdēm? Salīdzinot ar tradicionālajām apstrādes metodēm, piemēram, virpošanu un frēzēšanu, slīpēšana ar savām unikālajām priekšrocībām ir kļuvusi par galveno līdzekli mikronu līmeņa precizitātes sasniegšanai rullīšu ķēdēs.

No rūpnieciskā viedokļa, neatkarīgi no tā, vai tas ir dzinēja laika noteikšanas sistēmās automobiļu ražošanā, konveijeru piedziņās intelektuālām loģistikas iekārtām vai jaudas pārvadē precīzijas darbgaldos, veltņu ķēžu precizitātes prasības ir mainījušās no milimetru līmeņa uz mikronu līmeni. Veltņu apaļuma kļūda ir jākontrolē 5 μm robežās, ķēdes plāksnes caurumu pielaidēm jābūt mazākām par 3 μm, un tapas virsmas raupjumam jāsasniedz Ra0,4 μm vai mazāk. Šīs stingrās precizitātes prasības var droši sasniegt tikai ar slīpēšanu.

Konkrētāk, augstas precizitātes rullīšu ķēžu slīpēšanas pamatvērtība ir trīs galvenajās jomās:

Kļūdu labošanas iespējas: pateicoties slīpripas ātrgaitas griešanai, tiek precīzi novērstas iepriekšējo procesu (piemēram, kalšanas un termiskās apstrādes) radītās deformācijas un izmēru novirzes, nodrošinot katras detaļas izmēru konsekvenci;

Virsmas kvalitātes uzlabošana: slīpēšana efektīvi samazina detaļu virsmas raupjumu, samazina berzes zudumus ķēdes darbības laikā un pagarina kalpošanas laiku;

Ģeometriskās precizitātes nodrošināšana: kritiskām ģeometriskām pielaidēm, piemēram, veltņu apaļumam un cilindriskumam, tapas taisnumam un ķēdes plāksnes paralēlismam, slīpēšanas process sasniedz vadības precizitāti, kas ievērojami pārsniedz citu apstrādes metožu precizitāti.

II. Augstas precizitātes rullīšu ķēžu slīpēšanas pamattehniskās prasības: visaptveroša vadība no komponenta uz komponentu

Augstas precizitātes rullīšu ķēžu slīpēšanas process nav viens solis; drīzāk tas ir sistemātisks process, kas aptver trīs galvenās sastāvdaļas: rullīšus, tapas un ķēdes plāksnes. Katrs solis ir pakļauts stingriem tehniskajiem standartiem un ekspluatācijas specifikācijām.

(I) Veltņu slīpēšana: “mikronu līmeņa cīņa” starp apaļumu un cilindriskumu

Veltņi ir galvenās rullīšu ķēžu un zobratu sazobes sastāvdaļas. To apaļums un cilindriskums tieši ietekmē sazobes gludumu un pārraides efektivitāti. Veltņu slīpēšanas laikā rūpīgi jākontrolē šādas tehniskās prasības:
Izmēru precizitātes kontrole:
Veltņa ārējā diametra pielaidei stingri jāatbilst GB/T 1243-2006 vai ISO 606 standartam. Augstas precizitātes pakāpēm (piemēram, C pakāpei un augstākai) ārējā diametra pielaide jākontrolē ±0,01 mm robežās. Slīpēšanai nepieciešams trīs posmu process: rupjā slīpēšana, pusapstrādes slīpēšana un apdares slīpēšana. Katram posmam nepieciešama pārbaude ražošanas līnijā, izmantojot lāzera diametra mērītāju, lai nodrošinātu, ka izmēru novirzes paliek atļautajā diapazonā. Ģeometriskās pielaides prasības:

Apaļums: Augstas precizitātes veltņu apaļuma kļūdai jābūt ≤5 μm. Slīpēšanas laikā jāizmanto divu centru pozicionēšana, kā arī slīpripas ātrgaitas rotācija (lineārais ātrums ≥35 m/s), lai samazinātu centrbēdzes spēka ietekmi uz apaļumu.

Cilindriskums: Cilindriskuma kļūdai jābūt ≤8 μm. Slīpripas slīpēšanas leņķa regulēšana (parasti 1°–3°) nodrošina veltņa ārējā diametra taisnumu.

Gala virsmas paralēlisms: Veltņa abu gala virsmu paralēlisma kļūdai jābūt ≤0,01 mm. Slīpēšanas laikā jāizmanto gala virsmas pozicionēšanas ierīces, lai novērstu sazobes novirzi, ko izraisa gala virsmas slīpums.

Virsmas kvalitātes prasības:
Veltņa ārējam diametram jābūt ar virsmas raupjumu Ra 0,4–0,8 μm. Jāizvairās no virsmas defektiem, piemēram, skrāpējumiem, apdegumiem un plāvas. Slīpēšanas laikā ir jākontrolē slīpēšanas šķidruma koncentrācija (parasti 5–8 %) un strūklas spiediens (≥0,3 MPa), lai ātri izkliedētu slīpēšanas siltumu un novērstu virsmas apdegumus. Turklāt smalkgraudainas slīpēšanas posmā jāizmanto smalkgraudaina slīpripa (piemēram, 80#–120#), lai uzlabotu virsmas apdari.

(II) Tapu slīpēšana: Taisnuma un koaksialitātes “precīzs tests”

Tapa ir galvenā sastāvdaļa, kas savieno ķēdes plāksnes un veltņus. Tās taisnums un koaksialitāte tieši ietekmē ķēdes elastību un kalpošanas laiku. Tapu slīpēšanas tehniskās prasības koncentrējas uz šādiem aspektiem:

Taisnuma kontrole:
Tapas taisnuma kļūdai jābūt ≤0,005 mm/m. Slīpēšanas laikā jāizmanto metode “stabils atbalsts + dubulta centra pozicionēšana”, lai novērstu lieces deformāciju, ko izraisa tapas paša svars. Tapām, kas garākas par 100 mm, slīpēšanas procesa laikā ik pēc 50 mm jāveic taisnuma pārbaudes, lai pārliecinātos, ka kopējais taisnums atbilst prasībām. Koaksialitātes prasības:
Abu tapas galu kakliņu koaksialitātes kļūdai jābūt ≤0,008 mm. Slīpēšanas laikā par atskaites punktu jāizmanto abu tapas galu centrālie caurumi (centrālā cauruma precizitātei jāatbilst A klasei saskaņā ar GB/T 145-2001). Slīpripai jābūt apstrādātai un novietotai tā, lai nodrošinātu kakliņu asu izlīdzināšanu abos galos. Turklāt bezsaistes koaksialitātes pārbaudes jāveic, izmantojot trīsdimensiju koordinātu mērīšanas iekārtu ar minimālo pārbaudes biežumu 5%. Virsmas cietība un slīpēšanas saderība:

Pirms slīpēšanas tapu vārpstas ir termiski jāapstrādā (parasti jācementē un jārūda līdz HRC 58–62 cietībai). Slīpēšanas parametri jāpielāgo atkarībā no cietības:

Rupja slīpēšana: Izmantojiet vidēja graudainības slīpripu (60#-80#), kontrolējiet slīpēšanas dziļumu līdz 0,05-0,1 mm un izmantojiet padeves ātrumu 10-15 mm/min.

Smalka slīpēšana: Lai izvairītos no virsmas plaisām vai cietības zuduma nepareizu slīpēšanas parametru dēļ, izmantojiet smalkgraudainu slīpripu (120#-150#), kontrolējiet slīpēšanas dziļumu līdz 0,01-0,02 mm un izmantojiet padeves ātrumu 5-8 mm/min.

(III) Ķēdes plāksnes slīpēšana: detalizēta caurumu precizitātes un līdzenuma kontrole

Ķēdes plāksnes ir rullīšu ķēžu mugurkauls. To caurumu precizitāte un līdzenums tieši ietekmē ķēdes montāžas precizitāti un transmisijas stabilitāti. Ķēdes plāksnes slīpēšana galvenokārt ir vērsta uz divām galvenajām zonām: ķēdes plāksnes caurumu un ķēdes plāksnes virsmu. Tehniskās prasības ir šādas:
Ķēdes plāksnes caurumu slīpēšanas precizitāte:
Atveres pielaide: Augstas precizitātes ķēdes plākšņu caurumu pielaide jākontrolē H7 robežās (piemēram, φ8 mm caurumam pielaide ir no +0,015 mm līdz 0 mm). Lai nodrošinātu precīzus caurumu izmērus, tiek izmantoti dimanta slīpripas (150#-200# graudi) un ātrgaitas vārpsta (≥8000 apgr./min).
Urbuma pozīcijas pielaide: Centra attālumam starp blakus esošajiem urbumiem jābūt ≤0,01 mm, un perpendikulitātes kļūdai starp urbuma asi un ķēdes plāksnes virsmu jābūt ≤0,005 mm. Slīpēšanai nepieciešami īpaši instrumenti un reāllaika uzraudzība ar CCD redzes pārbaudes sistēmu.
Ķēdes plāksnes virsmas slīpēšanas prasības:
Ķēdes plāksnes līdzenuma kļūdai jābūt ≤0,003 mm/100 mm, un virsmas raupjumam jāsasniedz Ra0,8 μm. Slīpēšanai nepieciešams “divpusējs slīpēšanas” process. Augšējo un apakšējo slīpripu sinhronizētā rotācija (lineārais ātrums ≥ 40 m/s) un padeve nodrošina paralēlismu un līdzenumu abās ķēdes pusēs. Turklāt slīpēšanas spiediens (parasti 0,2–0,3 MPa) ir jākontrolē, lai novērstu ķēdes deformāciju nevienmērīga spēka dēļ.

III. Augstas precizitātes rullīšu ķēžu slīpēšanas procesa kontrole: visaptveroša garantija no iekārtām līdz vadībai

Lai izpildītu šīs stingrās tehniskās prasības, nepietiek tikai ar apstrādes parametru iestatīšanu. Ir jāizveido arī visaptveroša procesa kontroles sistēma, kas ietver iekārtu izvēli, instrumentu projektēšanu, parametru uzraudzību un kvalitātes pārbaudi.

(I) Iekārtu izvēle: augstas precizitātes slīpēšanas “aparatūras pamats”
Slīpmašīnas izvēle: Izvēlieties augstas precizitātes CNC slīpmašīnu (pozicionēšanas precizitāte ≤ 0,001 mm, atkārtojamība ≤ 0,0005 mm), piemēram, Junker (Vācija) vai Okamoto (Japāna). Pārliecinieties, vai mašīnas precizitāte atbilst apstrādes prasībām.
Slīpripas izvēle: Izvēlieties atbilstošu slīpripas veidu, pamatojoties uz detaļas materiālu (parasti 20CrMnTi vai 40Cr) un apstrādes prasībām. Piemēram, korunda slīpripa tiek izmantota veltņu slīpēšanai, silīcija karbīda slīpripa - tapu slīpēšanai, bet dimanta slīpripa - ķēdes plāksnes caurumu slīpēšanai.
Testēšanas iekārtu konfigurācija: Lai apvienotu tiešsaistes un bezsaistes pārbaudes apstrādes procesā, ir nepieciešams augstas precizitātes testēšanas aprīkojums, piemēram, lāzera diametra mērītājs, trīsdimensiju koordinātu mērīšanas iekārta, virsmas raupjuma testeris un apaļuma testeris. (II) Instrumentu projektēšana: “galvenais atbalsts” precizitātei un stabilitātei.

Pozicionēšanas stiprinājumi: izstrādājiet specializētus pozicionēšanas stiprinājumus veltņiem, tapām un ķēdēm. Piemēram, veltņiem tiek izmantoti divu centru pozicionēšanas stiprinājumi, tapām — centrālā rāmja atbalsta stiprinājumi, bet ķēdēm — caurumu pozicionēšanas stiprinājumi. Tas nodrošina precīzu pozicionēšanu un nulles brīvkustību slīpēšanas procesa laikā.

Spriegošanas ierīces: Izmantojiet elastīgas iespīlēšanas metodes (piemēram, pneimatisko vai hidraulisko iespīlēšanu), lai kontrolētu iespīlēšanas spēku (parasti 0,1–0,2 MPa), lai novērstu detaļu deformāciju, ko izraisa pārmērīgs iespīlēšanas spēks. Turklāt, lai nodrošinātu pozicionēšanas precizitāti, stiprinājumu pozicionēšanas virsmas regulāri jāpulē (līdz virsmas raupjumam Ra 0,4 μm vai mazāk). (III) Parametru uzraudzība: “Dinamiska garantija” ar regulēšanu reāllaikā.
Apstrādes parametru uzraudzība: CNC sistēma reāllaikā uzrauga tādus galvenos parametrus kā slīpēšanas ātrums, padeves ātrums, slīpēšanas dziļums, slīpēšanas šķidruma koncentrācija un temperatūra. Ja kāds parametrs pārsniedz iestatīto diapazonu, sistēma automātiski izdod trauksmi un izslēdz iekārtu, lai novērstu bojātu produktu rašanos.
Temperatūras kontrole: Slīpēšanas procesā radītais siltums ir galvenais detaļu deformācijas un virsmas apdegumu cēlonis. Temperatūras kontrole ir nepieciešama, izmantojot šādas metodes:
Slīpēšanas šķidruma cirkulācijas sistēma: Izmantojiet slīpēšanas šķidrumu ar augstu dzesēšanas jaudu (piemēram, emulsijas vai sintētisko slīpēšanas šķidrumu), kas aprīkots ar dzesēšanas iekārtu, lai uzturētu 20–25 °C temperatūru.
Periodiska slīpēšana: Sastāvdaļām, kurām ir tendence uz siltuma veidošanos (piemēram, tapām), tiek izmantots periodisks slīpēšanas process “slīpēšana-dzesēšana-atkārtota slīpēšana”, lai novērstu siltuma uzkrāšanos. (IV) Kvalitātes pārbaude: “pēdējā aizsardzības līnija” precizitātes sasniegšanai

Tiešsaistes pārbaude: Lāzera diametra mērierīces, CCD redzes pārbaudes sistēmas un cits aprīkojums ir uzstādīts slīpēšanas stacijas tuvumā, lai veiktu detaļu izmēru, formas un pozīcijas pielaižu pārbaudes reāllaikā. Tikai kvalificētas detaļas var pāriet uz nākamo procesu.

Bezsaistes paraugu ņemšanas pārbaude: 5–10 % no katras produktu partijas tiek pārbaudīta bezsaistē, izmantojot koordinātu mērīšanas iekārtu (CMM), lai pārbaudītu galvenos rādītājus, piemēram, caurumu pielaidi un koaksialitāti, apaļuma testeri, lai pārbaudītu veltņu apaļumu, un virsmas raupjuma testeri, lai pārbaudītu virsmas kvalitāti.

Pilnīgas pārbaudes prasības: augstas precizitātes rullīšu ķēdēm, ko izmanto augstas klases iekārtās (piemēram, kosmosa un precīzijas darbgaldos), ir nepieciešama 100% pilnīga pārbaude, lai nodrošinātu, ka katra sastāvdaļa atbilst nepieciešamajai precizitātei.

IV. Augstas precizitātes rullīšu ķēžu slīpēšanas tehnoloģijas pielietojuma scenāriji un nākotnes tendences

(I) Tipiski lietošanas scenāriji
Augstas precizitātes rullīšu ķēdes ar izcilu precizitāti un stabilitāti ir plaši izmantotas jomās ar stingrām transmisijas prasībām:

Automobiļu rūpniecība: Dzinēja sadales ķēdēm un transmisijas ķēdēm jāiztur lieli ātrumi (≥6000 apgr./min) un augstfrekvences triecieni, izvirzot ārkārtīgi augstas prasības veltņu apaļumam un tapu taisnumam;

Viedā loģistika: Automatizētām šķirošanas iekārtām un augstplauktu noliktavu konveijeru sistēmām ir nepieciešama precīza ātruma kontrole un pozicionēšana. Ķēdes plākšņu caurumu precizitāte un veltņu cilindriskums tieši ietekmē darbības stabilitāti;

Precīzijas darbgaldi: CNC darbgaldu vārpstas piedziņām un padeves sistēmām ir nepieciešama mikronu līmeņa kustības vadība. Tapu koaksialitāte un ķēdes plāksnes līdzenums ir ļoti svarīgi, lai nodrošinātu pārraides precizitāti.

(II) Nākotnes tehnoloģiju tendences

Attīstoties Industrijai 4.0 un viedajai ražošanai, augstas precizitātes rullīšu ķēžu slīpēšanas procesi attīstās šādos virzienos:

Inteliģenta apstrāde: ieviešam mākslīgā intelekta darbināmas vizuālās pārbaudes sistēmas, lai automātiski noteiktu detaļu izmērus un virsmas kvalitāti, nodrošinot parametru pielāgošanu un uzlabojot apstrādes efektivitāti un konsekvenci;

Zaļā malšana: videi draudzīgu malšanas šķidrumu (piemēram, bioloģiski noārdāmu malšanas šķidrumu) izstrāde apvienojumā ar efektīvām filtrācijas sistēmām, lai samazinātu vides piesārņojumu; vienlaikus zemas temperatūras malšanas tehnoloģijas ieviešana, lai samazinātu enerģijas patēriņu;

Saliktā slīpēšana: Veltņu, tapu un ķēdes plākšņu slīpēšanas procesu integrēšana “vienas pieturas” saliktā procesā, izmantojot daudzu asu CNC slīpmašīnas, lai samazinātu pozicionēšanas kļūdas starp procesiem un vēl vairāk uzlabotu kopējo precizitāti.