Qualité de l'arbre linéaire chromé : épaisseur du placage, finition de surface et inspection

A arbre linéaire chromédoit offrir plus qu’une apparence brillante et polie. Ses performances réelles dépendent du matériau de base, de la surface durcie, de la qualité du chromage, du diamètre fini, de la rectitude et de la rugosité de la surface. Si l'une de ces caractéristiques est mal contrôlée, l'arbre peut provoquer une friction accrue, une usure prématurée des roulements, un mouvement instable ou de la corrosion pendant le service.

Ceci est particulièrement important lorsque l'arbre fonctionne avec des roulements linéaires à recirculation. Les billes entrent en contact de manière répétée avec la même surface de roulement, de sorte qu'une rugosité locale, un placage inégal ou une variation dimensionnelle peuvent progressivement affecter le bruit, la résistance au roulement et la durée de vie.

Le chromage n'est qu'une partie de la qualité de l'arbre linéaire

Le chromage est appliqué pour améliorer la durabilité de la surface et offrir une protection supplémentaire contre l'humidité et la corrosion. Cependant, le placage ne peut pas compenser un matériau de base inadapté, un durcissement insuffisant, une mauvaise rectitude ou un usinage imprécis.

Un arbre linéaire chromé fiable nécessite plusieurs caractéristiques pour fonctionner ensemble :

• Matériau en acier adapté à la charge requise et à l'environnement de travail
• Dureté de surface adéquate et profondeur de couche durcie
• Chromage uniforme avec une adhérence fiable
• Diamètre final et rondeur contrôlés
• Une surface de contact de roulement lisse
• Rectitude suffisante sur toute la longueur de l'arbre
• Manipulation, lubrification et protection contre la corrosion correctes après la production

C’est pour cette raison que l’apparence de l’arbre ne doit jamais être utilisée comme seul critère d’acceptation.

Le matériau de base soutient la surface plaquée

Le matériau de base détermine la résistance fondamentale, la réponse au traitement thermique-et la stabilité dimensionnelle de la tige. L'acier à roulements tel que le GCr15 et l'acier au carbone moyen-tel que le C45 sont couramment utilisés pour les arbres linéaires industriels, en fonction des performances requises et du processus de production.

La couche de chrome est relativement fine par rapport au diamètre de l'arbre. Il ne peut pas empêcher la déformation de la surface si le matériau situé en dessous est trop mou pour la charge de contact appliquée. En cas de contact répété avec la bille, une dureté insuffisante du substrat peut permettre une indentation locale même lorsque la surface chromée semble initialement intacte.

Le matériau, le traitement thermique et le placage doivent donc être considérés comme un seul système de surface complet plutôt que comme trois spécifications indépendantes.

Dureté de surface et profondeur de la couche durcie

La dureté de la surface aide l'arbre linéaire à résister à l'indentation et à l'usure sous des contacts de roulement répétés. La profondeur de la couche durcie est tout aussi importante car elle détermine la quantité de matériau de support existant sous la surface de roulement.

Une couche superficielle très dure mais peu profonde peut ne pas fournir un support suffisant sous des charges de contact plus élevées. À l’inverse, spécifier la dureté sans confirmer le lieu de mesure et la méthode de test peut conduire à des résultats d’acceptation incohérents.

Les arbres linéaires DLY peuvent être fabriqués avec une profondeur de couche durcie d'environ0,6 à 3,5 mm, en fonction du diamètre de l'arbre, du matériau et des exigences de production. La dureté requise et la profondeur de durcissement doivent être confirmées par rapport au modèle d'arbre réel et à l'application avant la production.

L'épaisseur du chromage doit être clairement définie

L'épaisseur du chromage influence la protection contre la corrosion, la résistance à l'usure et le diamètre final de l'arbre. Une couche trop fine peut offrir une protection limitée dans des conditions humides ou corrosives. Un placage excessif ou irrégulier peut rendre plus difficile le maintien de la tolérance du diamètre et de la cohérence de la surface.

Un dessin doit indiquer clairement si l'épaisseur de placage requise se réfère à l'épaisseur d'un côté de l'arbre ou à l'augmentation totale du diamètre. Par exemple, une couche de placage appliquée sur les deux côtés augmente le diamètre de l'arbre mesuré d'environ deux fois l'épaisseur du revêtement sur un seul côté-avant la finition finale.

Lors de la spécification du revêtement, confirmez :

• Épaisseur minimale ou cible du chromage
• Augmentation de l'épaisseur d'un seul-côté ou du diamètre total
• Variation d'épaisseur autorisée le long de l'arbre
• Méthode de mesure et positions d’inspection
• Si la dimension finale est mesurée avant ou après le meulage et le polissage
• Test de corrosion requis ou conditions environnementales, le cas échéant

Il n’existe pas d’épaisseur de placage unique qui soit automatiquement adaptée à chaque arbre linéaire. L'exigence appropriée dépend de l'environnement de travail, du diamètre de l'arbre, de la tolérance dimensionnelle et des conditions de service attendues.

La finition de surface affecte le mouvement linéaire des roulements

Après le placage, la surface de l'arbre doit être finie pour obtenir le diamètre et la rugosité requis. La finition de surface affecte directement le contact entre l'arbre et les billes, les joints et le lubrifiant.

Une surface de roulement trop rugueuse peut provoquer :

• Frottement plus élevé et résistance au glissement instable
• Usure accélérée des billes et des joints
• Dommages au film lubrifiant
• Bruit de fonctionnement accru
• Corrosion locale commençant au niveau des défauts de surface

Les arbres linéaires DLY sont généralement disponibles avec une rugosité de surface d'environRa 0,4–0,8 μm. La valeur applicable doit être confirmée en fonction de la série d'arbres, du diamètre, du type de roulement et des exigences du projet.

Un aspect très brillant ne prouve pas à lui seul que la rugosité requise est atteinte. La rugosité de la surface doit être mesurée avec un équipement d'inspection approprié plutôt que d'être évaluée uniquement par la vue ou le toucher.

Le diamètre final et la tolérance sont mesurés après le placage

Le chromage modifie le diamètre de l'arbre. L'exigence dimensionnelle finale doit donc s'appliquer à l'arbre terminé après le placage, le meulage et le polissage-et non à l'ébauche d'arbre non revêtue.

La tolérance de diamètre affecte le jeu interne entre l'arbre et le roulement linéaire. Un arbre surdimensionné peut rendre le roulement serré ou provoquer un grippage. Un arbre sous-dimensionné peut augmenter le jeu, réduire la stabilité du guidage et produire des vibrations ou du bruit lors des changements de direction.

L'inspection dimensionnelle doit prendre en compte :

• Diamètre extérieur fini
• Tolérance de diamètre, telle que h6 si nécessaire
• Rondeur aux différents points de mesure
• Variation de diamètre entre différentes positions
• Cylindricité sur la longueur d'inspection spécifiée

Les mesures doivent être prises à plusieurs positions et directions, en particulier sur les arbres longs. Une seule mesure près d’une extrémité ne peut pas représenter la cohérence dimensionnelle du produit complet.

La rectitude reste critique après le traitement de surface

La rectitude détermine si un roulement linéaire peut se déplacer en douceur le long de l'arbre complet. Ceci est particulièrement important pour les arbres longs sans support et les systèmes utilisant deux arbres parallèles.

Le traitement thermique, les contraintes du matériau, le placage et une mauvaise manipulation peuvent tous affecter la rectitude finale. Pour cette raison, la rectitude doit être vérifiée sur l'arbre terminé plutôt que déduite de l'état de la barre d'origine.

Les arbres linéaires DLY peuvent atteindre une rectitude allant jusqu'àInférieur ou égal à 5 ​​μm par 100 mmdans les conditions de production et d’inspection applicables. Pour les arbres longs, le dessin doit définir si l'exigence s'applique par unité de longueur, sur l'ensemble de l'arbre ou les deux.

Défauts courants de chromage

Certaines microfissures peuvent être liées à la structure du chromage dur et ne sont pas toujours visibles à l'œil nu. Leur acceptabilité dépend des spécifications du revêtement et de l'environnement prévu. Un pelage visible, un matériau de base exposé ou des zones rugueuses localisées sur la surface de déplacement du roulement nécessitent une évaluation plus approfondie.

Comment inspecter un arbre linéaire chromé

1. Vérifiez les exigences en matière de matériaux et de-traitement thermique.Confirmez la qualité d'acier spécifiée, la dureté de la surface et la profondeur de la couche durcie.
2. Inspectez toute la surface.Vérifiez la zone de déplacement du roulement pour déceler, piqûres, rayures, acier exposé, rouille et finition inégale.
3. Mesurez le diamètre fini.Prenez des mesures à plusieurs positions axiales et dans plusieurs directions radiales.
4. Vérifiez l’épaisseur du placage.Utilisez une méthode d'épaisseur de revêtement-appropriée et suivez les positions d'inspection définies par le dessin.
5. Mesurer la rugosité de la surface.Inspectez la surface de déplacement réelle du roulement au lieu de vous fier à la brillance visuelle.
6. Vérifiez la rectitude.Évaluez l’arbre terminé sur la longueur d’inspection spécifiée.
7. Vérifier l'adhérence du revêtement si nécessaire.La méthode d'inspection doit correspondre à la norme technique convenue et ne doit pas endommager les pièces de production utilisables à moins que des tests destructifs ne soient spécifiés.
8. Effectuez un assemblage ou une vérification en cours.Lorsque cela est possible, testez l'arbre avec le roulement linéaire spécifié pour identifier une étanchéité, un bruit ou une résistance anormale.

Le chromage améliore la résistance à la corrosion mais n'élimine pas la rouille

Un arbre linéaire chromé offre généralement une meilleure protection contre la corrosion qu'une surface en acier au carbone-non traité, mais il ne doit pas être traité comme étant totalement antirouille. Les pores, les rayures, les extrémités coupées, les sections filetées et les zones usinées peuvent encore exposer l'acier sous-jacent.

La résistance à la corrosion dépend également de :

• Épaisseur et continuité du placage
• État de la surface finie
• Humidité et exposition aux produits chimiques
• Lubrification et étanchéité
• Protection des extrémités coupées et usinées
• Conditions d'emballage et de stockage

L'acier inoxydable ou un autre arbre spécialement traité peut être plus approprié lorsque l'équipement est régulièrement exposé à l'eau, au brouillard salin, aux produits chimiques de nettoyage ou à d'autres milieux agressifs. La sélection des matériaux doit être basée sur l'environnement réel plutôt que sur le seul mot « chrome ».

Informations à inclure dans une demande de prix ou un dessin technique

Pour obtenir un arbre linéaire chromé fabriqué avec précision, respectez autant que possible les exigences suivantes :

• Diamètre et tolérance de l'arbre fini
• Longueur totale et tolérance de longueur
• Structure pleine ou creuse
• Matériau de base
• Dureté de surface et profondeur de couche durcie
• Épaisseur du chromage et méthode d'inspection
• Rugosité de la surface
• Exigence de rectitude
• Environnement opérationnel
• Usinage des extrémités requis, y compris les filetages, les marches, les méplats, les rainures de clavette ou les trous taraudés
• Type de roulement linéaire adapté
• Quantité commandée et-exigences en matière de documents d'inspection

Un plan est fortement recommandé pour les arbres à extrémités usinées ou à tolérances particulières. Il réduit l'ambiguïté sur l'épaisseur du revêtement, les dimensions de référence et les zones qui doivent rester non plaquées.

Sélection d'un arbre linéaire chromé fiable

La qualité d'un arbre linéaire chromé ne peut pas être déterminée uniquement par le placage. Le matériau de base, le durcissement, l’uniformité du revêtement, l’état de surface, la tolérance dimensionnelle et la rectitude doivent tous être évalués ensemble.

Pour un système de mouvement linéaire stable, spécifiez les exigences qui affectent directement l'interface du roulement et vérifiez-les sur l'arbre fini. Cela fournit une base plus fiable pour comparer les produits que l’apparence ou le prix seuls.

Vous pouvez également lireArbre linéaire chromé vs arbre linéaire ordinairepour une comparaison des deux options de surface, ou consultezComment choisir un arbre linéaire pour les roulements linéairespour des considérations complètes sur l’appariement de l’arbre et du roulement.

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