Процес виготовлення шестерень

Нещодавно ми зробили партіюнестандартні шестерні, що використовується переважно в галузі автоматизації машин, то чи знаєте ви, які етапи виробництва наших шестерень? Дозвольте мені розповісти вам

Процес виробництва шестерень зазвичай включає такі етапи:

1. Планування дизайну:

• Визначення параметрів: відповідно до конкретних вимог до зубчастої передачі та робочого середовища, визначення передавального числа зубчастої передачі, кількості зубів, модуля пружності, діаметра поворотного кола, ширини зуба та інших параметрів. Розрахунок цих параметрів повинен базуватися на принципі механічної передачі та відповідних формулах проектування, таких як визначення передавального числа через ланцюг передачі руху, розрахунок окружної сили на зубах шестерні відповідно до крутного моменту на шестерні, а потім розрахунок модуля шестерні та діаметра поворотного кола на основі міцності на втому при вигині зубів шестерні та контактної міцності поверхні зуба.

• Вибір матеріалу: Вибір матеріалу шестерні має вирішальне значення для її продуктивності та терміну служби. Поширеними матеріалами для шестерень є середньовуглецева сталь (наприклад, сталь 45), низько- та середньовуглецева легована сталь (наприклад, 20Cr, 40Cr, 20CrMnTi тощо), для важливих шестерень з підвищеними вимогами можна вибрати нітридну сталь 38CrMoAlA, а шестерні без силової передачі також можуть бути виготовлені з чавуну, фанери або нейлону та інших матеріалів.

2. Підготовка холостої проби:

• Кування: Коли для шестерень потрібна висока міцність, зносостійкість та ударостійкість, зазвичай використовуються заготовки для кування. Кування може покращити внутрішню організацію металевого матеріалу, зробити його більш щільним та покращити механічні властивості шестерні. Заготовку після кування необхідно обробити ізотермічною нормалізацією, щоб усунути залишкові напруження, спричинені куванням та чорновою обробкою, покращити оброблюваність матеріалу та покращити комплексні механічні властивості.

• Лиття: Для великих шестерень діаметром понад 400-600 мм зазвичай відливають заготовки. Лиття може створювати шестерні складної форми, але внутрішня організація литої шестерні може мати такі дефекти, як пористість, які потребують подальшої термічної та механічної обробки для покращення її експлуатаційних характеристик.

• Інші методи: Для зубчастих коліс малого розміру та складної форми можна використовувати нові процеси, такі як точне лиття, лиття під тиском, точне кування, порошкова металургія, гаряче прокатки та холодне пресування, для виготовлення зубчастих заготовок із зубцями шестерень, що підвищує продуктивність праці та заощаджує сировину.

3. Механічна обробка:

• Обробка заготовок зуба:

• Чорнова обробка: чорнове токарство, чорнове фрезерування та інша обробка заготовки зуба для видалення більшої частини запасу, залишаючи запас обробки 0,5-1 мм для подальшої чистової обробки. Під час чорнової обробки необхідно забезпечити відповідність розмірної точності та шорсткості поверхні заготовки зуба конструкційним вимогам.

• Напівчистова обробка: напівчистове токарство, напівчистове фрезерування та інші види обробки для подальшого покращення точності розмірів та якості поверхні заготовки зуба, підготовки до обробки форми зуба. Під час напівчистової обробки слід звертати увагу на контроль рівномірності припуску на обробку, щоб уникнути надмірного або занадто малого припуску.

• Оздоблення: Точне точення, точне фрезерування, шліфування та інша обробка заготовки зуба для забезпечення відповідності точності розмірів, форми та шорсткості поверхні заготовки зуба вимогам конструкції. Під час оздоблення слід обрати відповідну технологію обробки та інструмент для підвищення ефективності та якості обробки.

• Обробка форми зуба:

• Фрезерування зубів: Використання дискових фрез або пальцевих фрез належить до процесу формування. Форма перерізу зубів фрези відповідає формі зубів шестерні, і фрезерні зуби можуть обробляти шестерні різної форми, але ефективність обробки та точність обробки низькі, що підходить для виробництва одиничних виробів невеликими серіями або ремонту.

• Зубчаста обробка: це процес виробництва, а принцип роботи еквівалентний зачепленню пари косозубих шестерень. Прототипом зубчастої обробки є спіральна шестерня з великим кутом спіралі, оскільки кількість зубів дуже мала (зазвичай кількість зубів), зуби дуже довгі, навколо вала утворюють черв'як з малим кутом спіралі, а потім через паз і зуби вона стає зубчастою обробкою з ріжучою кромкою та заднім кутом. Зубчаста обробка підходить для всіх видів масового виробництва, обробки зовнішніх циліндричних шестерень середньої якості та черв'ячних передач.

• Зуборізний верстат: це також вид обробки, що розвиває процес. При використанні зуборізного верстата різець зуборізного верстата та заготовка еквівалентні зачепленню пари циліндричних шестерень. Зворотно-поступальний рух зуборізного верстата є основним рухом зуборізного верстата, а круговий рух, що здійснюється зуборізним верстатом та заготовкою відповідно до певної пропорції, є рухом подачі зуборізного верстата. Зуборізний верстат підходить для всіх видів масового виробництва, обробки внутрішніх та зовнішніх циліндричних шестерень середньої якості, багатозчепних шестерень та невеликих рейок.

Стригування: Стригування – це поширений метод обробки незагартованих поверхонь зубів у масовому виробництві. Принцип роботи полягає у використанні стружкового різця та шестерні, що обробляється, для вільного руху в зачепленні, за допомогою відносного ковзання між ними, для зняття дуже дрібної стружки з поверхні зуба та підвищення точності обробки поверхні зуба. Стрижкові зуби також можуть утворювати барабанні зуби для покращення положення контактної поверхні зуба.

Шліфування зубчастих коліс: це метод обробки профілю зуба, особливо для загартованих зубчастих коліс, часто єдиний метод обробки. Шліфування зубчастих коліс може бути шліфуванням черв'ячним шліфувальним кругом, також може бути шліфуванням конічним шліфувальним кругом або дисковим шліфувальним кругом. Точність обробки зубчастих коліс висока, значення шорсткості поверхні невелике, але ефективність виробництва низька, а вартість висока.

4. Термічна обробка:

• Термічна обробка заготовки: Організуйте попередню термічну обробку до та після обробки зубчастої заготовки, таку як нормалізація або відпуск, основною метою є усунення залишкових напружень, спричинених куванням та чорновою обробкою, покращення оброблюваності матеріалу та покращення комплексних механічних властивостей.

• Термічна обробка поверхні зуба: Після обробки форми зуба, для покращення твердості та зносостійкості поверхні зуба, часто проводяться процеси цементаційного гартування, гартування високочастотним індукційним нагріванням, нітроцементації та азотування.

5. Обробка торців зубів: торці зубів шестерні обробляються шляхом заокруглення, зняття фасок, зняття фасок та видалення задирок. Обробка торців зубів повинна виконуватися перед гартуванням шестерні, зазвичай після вальцювання (інтерполяції) зубів, перед струганням торців зубів.

6. Перевірка якості: перевіряються різні параметри шестерні, такі як форма зуба, крок зуба, напрямок зуба, товщина зуба, загальна нормальна довжина, биття тощо, щоб переконатися, що точність і якість шестерні відповідають проектним вимогам. Методи виявлення включають ручне вимірювання за допомогою вимірювальних інструментів та прецизійне вимірювання за допомогою приладів для вимірювання зубчастих коліс.