Výrobný proces ozubených kolies

Nedávno sme vyrobili várkuneštandardné ozubené kolesá, používané hlavne v oblasti automatizačných strojov, viete, aké sú naše kroky výroby ozubených kolies? Dovoľte mi, aby som vám to povedal

Výrobný proces ozubených kolies vo všeobecnosti zahŕňa nasledujúce kroky:

1. Plánovanie návrhu:

• Určenie parametrov: podľa špecifických požiadaviek ozubeného kolesa a pracovného prostredia určte prevodový pomer ozubeného kolesa, počet zubov, modul, priemer indexovej kružnice, šírku zubov a ďalšie parametre. Výpočet týchto parametrov musí byť založený na princípe mechanického prevodu a súvisiacich konštrukčných vzorcoch, ako je určenie prevodového pomeru cez reťaz prenosu pohybu, výpočet obvodovej sily na zuby ozubeného kolesa podľa krútiaceho momentu na pastorku a následný výpočet modulu ozubeného kolesa a priemeru indexovej kružnice pomocou únavovej pevnosti zubov ozubeného kolesa v ohybe a únavovej pevnosti povrchu zuba v kontakte.

• Výber materiálu: Výber materiálu ozubeného kolesa je rozhodujúci pre výkon a životnosť ozubeného kolesa. Bežné materiály ozubených kolies sú stredne uhlíková oceľ (napríklad oceľ 45), nízko a stredne uhlíková legovaná oceľ (napríklad 20Cr, 40Cr, 20CrMnTi atď.), pre dôležité ozubené kolesá s vyššími požiadavkami je možné zvoliť nitridovú oceľ 38CrMoAlA a ozubené kolesá bez prevodu sily môžu byť vyrobené aj z liatiny, preglejky alebo nylonu a iných materiálov.

2. Príprava slepého pokusu:

• Kovanie: Keď ozubené kolesá vyžadujú vysokú pevnosť, odolnosť proti opotrebovaniu a odolnosť proti nárazu, zvyčajne sa používajú výkovkové polotovary. Kovanie môže zlepšiť vnútornú organizáciu kovového materiálu, zvýšiť jeho hustotu a zlepšiť mechanické vlastnosti ozubeného kolesa. Polotovar po kovaní je potrebné ošetriť izotermickou normalizáciou, aby sa eliminovalo zvyškové napätie spôsobené kovaním a hrubovaním, zlepšila sa obrobiteľnosť materiálu a zlepšili sa komplexné mechanické vlastnosti.

• Odlievanie: Pre veľké ozubené kolesá s priemerom väčším ako 400 – 600 mm sa bežne odlievajú polotovary. Odliatky môžu produkovať ozubené kolesá so zložitými tvarmi, ale vnútorná organizácia odliateho ozubeného kolesa môže mať chyby, ako je pórovitosť a poróznosť, ktoré si vyžadujú následné tepelné a mechanické spracovanie na zlepšenie jeho výkonu.

• Iné metódy: Pre ozubené kolesá malých rozmerov a zložitého tvaru sa na výrobu ozubených predvalkov so zubami ozubených kolies môžu použiť nové procesy, ako je presné odlievanie, tlakové odlievanie, presné kovanie, prášková metalurgia, valcovanie za tepla a extrúzia za studena, aby sa zvýšila produktivita práce a ušetrili suroviny.

3. Mechanické spracovanie:

• Spracovanie polotovarov zubov:

• Hrubovanie: hrubé sústruženie, hrubé frézovanie a iné opracovanie zubného polotovaru na odstránenie väčšiny okraja, pričom sa ponechá okraj na opracovanie 0,5 – 1 mm pre následné dokončovanie. Pri hrubovaní je potrebné zabezpečiť, aby rozmerová presnosť a drsnosť povrchu zubného polotovaru spĺňali konštrukčné požiadavky.

• Polodokončovanie: polodokončovacie sústruženie, polodokončovacie frézovanie a iné spracovanie na ďalšie zlepšenie rozmerovej presnosti a kvality povrchu polotovaru zuba, na prípravu na tvarové spracovanie zuba. Počas polodokončovania by sa mala venovať pozornosť kontrole rovnomernosti prídavku na spracovanie, aby sa predišlo nadmernému alebo príliš malému prídavku.

• Dokončovanie: Jemné sústruženie, jemné frézovanie, brúsenie a iné spracovanie zubného polotovaru, aby sa zabezpečila rozmerová presnosť, presnosť tvaru a drsnosť povrchu zubného polotovaru, ktoré spĺňajú konštrukčné požiadavky. Pri dokončovaní by sa mala zvoliť vhodná technológia spracovania a nástroj, aby sa zlepšila účinnosť spracovania a kvalita spracovania.

• Spracovanie tvaru zubov:

• Frézovanie zubov: Použitie kotúčových fréz alebo prstových fréz patrí do procesu tvárnenia. Tvar prierezu zubov frézy zodpovedá tvaru zubov ozubeného kolesa a frézovacie zuby môžu obrábať ozubené kolesá rôznych tvarov, ale účinnosť a presnosť obrábania sú nízke, čo je vhodné pre výrobu kusov v malých sériách alebo opravy.

• Odvaľovanie: Patrí do výrobného procesu a princíp fungovania je ekvivalentný záberu dvojice špirálových ozubených kolies. Prototyp odvaľovacej frézy je špirálové ozubené koleso s veľkým uhlom špirály, pretože počet zubov je veľmi malý (zvyčajne počet zubov), zuby sú veľmi dlhé, okolo hriadeľa tvoria závitovku s malým uhlom špirály a potom cez drážku a zuby sa stáva odvaľovacou frézou s reznou hranou a zadným uhlom. Odvaľovanie ozubených kolies je vhodné pre všetky druhy hromadnej výroby, spracovanie vonkajších valcových ozubených kolies strednej kvality a závitovkových ozubených kolies.

• Ozubené koleso: Je to tiež druh vyvolávacej metódy obrábania. Pri použití ozubeného kolesa sú fréza ozubeného kolesa a obrobok ekvivalentom záberu dvojice valcových ozubených kolies. Vratný pohyb ozubeného kolesa je hlavným pohybom ozubeného kolesa a kruhový pohyb vykonávaný ozubeným kolesom a obrobkom podľa určitého pomeru je posuvným pohybom ozubeného kolesa. Ozubené koleso je vhodné pre všetky druhy hromadnej výroby, spracovanie vnútorných a vonkajších valcových ozubených kolies strednej kvality, ozubených kolies s viacerými spojkami a malých ozubených hrebeňov.

Hoblinovanie: Hoblinovanie je bežne používaná metóda konečnej úpravy nekalených povrchov zubov v hromadnej výrobe. Princíp práce spočíva vo voľnom zábere medzi hoblinkovou frézou a ozubeným kolesom, ktoré sa má obrábať, a pomocou relatívneho kĺzania medzi nimi sa z povrchu zuba odstránia veľmi jemné triesky, čím sa zlepší presnosť povrchu zuba. Hoblinovacie zuby môžu tiež tvoriť bubnové zuby, ktoré zlepšujú polohu kontaktnej plochy povrchu zuba.

Brúsenie ozubených kolies: je metóda konečnej úpravy profilu zubov, najmä pri kalených ozubených kolesách, často jediná metóda konečnej úpravy. Brúsenie ozubených kolies môže byť brúsené závitovkovým brúsnym kotúčom, tiež môže byť brúsené kužeľovým brúsnym kotúčom alebo kotúčovým brúsnym kotúčom. Presnosť obrábania brúsením ozubených kolies je vysoká, hodnota drsnosti povrchu je malá, ale efektivita výroby je nízka a náklady vysoké.

4. Tepelné spracovanie:

• Tepelné spracovanie polotovaru: Pred a po spracovaní zubového polotovaru zabezpečte predbežné tepelné spracovanie, ako je normalizácia alebo popúšťanie, hlavným účelom je eliminovať zvyškové napätie spôsobené kovaním a hrubovaním, zlepšiť obrobiteľnosť materiálu a zlepšiť komplexné mechanické vlastnosti.

• Tepelné spracovanie povrchu zuba: Po tvarovaní zuba sa na zlepšenie tvrdosti a odolnosti povrchu zuba proti opotrebovaniu často vykonáva cementačné kalenie, vysokofrekvenčné indukčné kalenie, karbonitridácia a nitridácia ako tepelné spracovanie.

5. Opracovanie konca zuba: koniec zuba ozubeného kolesa sa opracuje zaoblením, zrazením hrán, skosením a odhrotovaním. Opracovanie konca zuba sa musí vykonať pred kalením ozubeného kolesa, zvyčajne po valcovaní (interpolácii) zubov, pred obrábaním usporiadaného konca zuba hoblinovaním.

6. Kontrola kvality: testujú sa rôzne parametre ozubeného kolesa, ako je tvar zuba, rozstup zubov, smer zubov, hrúbka zuba, bežná normálna dĺžka, hádzanie atď., aby sa zabezpečilo, že presnosť a kvalita ozubeného kolesa spĺňajú konštrukčné požiadavky. Detekčné metódy zahŕňajú manuálne meranie pomocou meracích nástrojov a presné meranie pomocou prístrojov na meranie ozubených kolies.