ขั้นตอนการผลิตเฟือง

เราเพิ่งทำชุดหนึ่งเกียร์นอกมาตรฐานส่วนใหญ่ใช้ในด้านเครื่องจักรอัตโนมัติ แล้วคุณรู้หรือไม่ว่าขั้นตอนการผลิตเกียร์ของเรามีอะไรบ้าง? ให้ฉันบอกคุณ

กระบวนการผลิตเกียร์โดยทั่วไปประกอบด้วยขั้นตอนต่อไปนี้:

1. การวางแผนการออกแบบ:

• กำหนดพารามิเตอร์: ตามข้อกำหนดเฉพาะของเฟืองและสภาพแวดล้อมการทำงาน กำหนดอัตราส่วนการส่งกำลังของเฟือง จำนวนฟัน โมดูลัส เส้นผ่านศูนย์กลางวงกลมดัชนี ความกว้างของฟัน และพารามิเตอร์อื่นๆ การคำนวณพารามิเตอร์เหล่านี้ต้องอิงตามหลักการของการส่งกำลังเชิงกลและสูตรการออกแบบที่เกี่ยวข้อง เช่น การกำหนดอัตราส่วนการส่งกำลังผ่านโซ่ส่งกำลังเคลื่อนที่ การคำนวณแรงรอบวงบนฟันเฟืองตามแรงบิดบนเฟืองท้าย จากนั้นคำนวณโมดูลัสของเฟืองและเส้นผ่านศูนย์กลางของวงกลมดัชนีโดยความแข็งแรงความล้าจากการดัดของฟันเฟืองและความแข็งแรงความล้าจากการสัมผัสของพื้นผิวฟัน

• การเลือกวัสดุ: การเลือกวัสดุของเฟืองมีความสำคัญต่อประสิทธิภาพและอายุการใช้งานของเฟือง วัสดุของเฟืองทั่วไป ได้แก่ เหล็กกล้าคาร์บอนปานกลาง (เช่น เหล็ก 45) เหล็กกล้าผสมคาร์บอนต่ำและปานกลาง (เช่น 20Cr, 40Cr, 20CrMnTi เป็นต้น) สำหรับเฟืองสำคัญที่มีความต้องการสูงกว่า สามารถเลือกเหล็กไนไตรด์ 38CrMoAlA ได้ และเฟืองส่งกำลังแบบไม่ใช้แรงยังสามารถทำจากเหล็กหล่อ ไม้อัด ไนลอน และวัสดุอื่นๆ ได้อีกด้วย

2. การเตรียมเอกสารเปล่า:

• การตีขึ้นรูป: เมื่อเฟืองต้องการความแข็งแรง ความทนทานต่อการสึกหรอ และทนต่อแรงกระแทกสูง มักจะใช้ชิ้นส่วนโลหะที่ตีขึ้นรูป การตีขึ้นรูปสามารถปรับปรุงการจัดระเบียบภายในของวัสดุโลหะ ทำให้มีความหนาแน่นมากขึ้น และปรับปรุงคุณสมบัติเชิงกลของเฟือง ชิ้นส่วนโลหะหลังการตีขึ้นรูปต้องได้รับการปรับสภาพด้วยการปรับอุณหภูมิคงที่เพื่อขจัดความเครียดตกค้างที่เกิดจากการตีขึ้นรูปและการกัดหยาบ ปรับปรุงความสามารถในการกลึงของวัสดุ และปรับปรุงคุณสมบัติเชิงกลโดยรวม

• การหล่อ: สำหรับเฟืองขนาดใหญ่ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางมากกว่า 400-600 มม. มักจะหล่อเป็นชิ้นๆ การหล่อสามารถผลิตเฟืองที่มีรูปร่างซับซ้อนได้ แต่โครงสร้างภายในของเฟืองหล่ออาจมีข้อบกพร่อง เช่น รูพรุน ซึ่งต้องได้รับการอบชุบด้วยความร้อนและการประมวลผลเชิงกลเพิ่มเติมเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพ

• วิธีการอื่น ๆ: สำหรับเฟืองที่มีขนาดเล็กและมีรูปร่างซับซ้อน กระบวนการใหม่ ๆ เช่น การหล่อแม่นยำ การหล่อด้วยความดัน การตีขึ้นรูปแม่นยำ การผงโลหะ การรีดร้อน และการอัดรีดแบบเย็น สามารถนำไปใช้เพื่อผลิตแท่งฟันที่มีฟันเฟืองเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตแรงงานและประหยัดวัตถุดิบ

3. การประมวลผลทางกล:

• การประมวลผลช่องว่างฟัน:

• การกลึงหยาบ: การกลึงหยาบ การกัดหยาบ และการประมวลผลอื่นๆ ของฟันเปล่าเพื่อขจัดขอบส่วนใหญ่ โดยเหลือขอบการประมวลผล 0.5-1 มม. ไว้สำหรับการตกแต่งในขั้นตอนต่อไป เมื่อทำการกลึงหยาบ จำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าความแม่นยำของมิติและความหยาบของพื้นผิวของฟันเปล่าตรงตามข้อกำหนดการออกแบบ

• กึ่งสำเร็จรูป: การกลึงกึ่งสำเร็จรูป การกัดกึ่งสำเร็จรูป และการประมวลผลอื่นๆ เพื่อปรับปรุงความแม่นยำของขนาดและคุณภาพพื้นผิวของชิ้นงานเปล่าเพื่อเตรียมการสำหรับการประมวลผลรูปร่างของฟัน ในระหว่างกึ่งสำเร็จรูป ควรใส่ใจในการควบคุมความสม่ำเสมอของค่าเผื่อการประมวลผลเพื่อหลีกเลี่ยงค่าเผื่อที่มากเกินไปหรือน้อยเกินไป

• การตกแต่ง: การกลึงละเอียด การกัดละเอียด การเจียร และการประมวลผลอื่นๆ ของฟันเปล่า เพื่อให้แน่ใจว่าความแม่นยำของขนาด ความแม่นยำของรูปร่าง และความหยาบของพื้นผิวของฟันเปล่าตรงตามข้อกำหนดการออกแบบ เมื่อตกแต่ง ควรเลือกเทคโนโลยีการประมวลผลและเครื่องมือที่เหมาะสมเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการประมวลผลและคุณภาพการประมวลผล

• การประมวลผลรูปร่างฟัน:

• ฟันกัด: การใช้ฟันกัดโมดูลัสดิสก์หรือฟันกัดนิ้วเป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการขึ้นรูป รูปร่างของส่วนตัดฟันจะสอดคล้องกับรูปร่างของฟันเฟือง และฟันกัดสามารถประมวลผลเฟืองที่มีรูปร่างต่างๆ ได้ แต่ประสิทธิภาพในการประมวลผลและความแม่นยำในการประมวลผลจะต่ำ ซึ่งเหมาะสำหรับการผลิตหรือซ่อมแซมเป็นชิ้นเดียวในปริมาณน้อย

• การกลึง: เป็นของกระบวนการสร้าง และหลักการทำงานเทียบเท่ากับการประกบกันของเฟืองเกลียวคู่หนึ่ง ต้นแบบการกลึงเฟืองเป็นเฟืองเกลียวที่มีมุมเกลียวใหญ่ เนื่องจากจำนวนฟันมีขนาดเล็กมาก (โดยปกติคือจำนวนฟัน) ฟันยาวมาก รอบๆ เพลาเพื่อสร้างตัวหนอนที่มีมุมเกลียวเล็ก จากนั้นผ่านช่องและฟัน มันจะกลายเป็นการกลึงที่มีขอบตัดและมุมด้านหลัง การกลึงเฟืองเหมาะสำหรับการผลิตจำนวนมากทุกประเภท การประมวลผลเฟืองทรงกระบอกภายนอกคุณภาพปานกลางและเฟืองตัวหนอน

• เครื่องขึ้นรูปเฟือง: เป็นวิธีการประมวลผลประเภทหนึ่งที่พัฒนาขึ้น เมื่อใช้เครื่องขึ้นรูปเฟือง เครื่องตัดเครื่องขึ้นรูปเฟืองและชิ้นงานจะเทียบเท่ากับการประกบกันของเฟืองทรงกระบอกคู่หนึ่ง การเคลื่อนที่แบบลูกสูบของเครื่องขึ้นรูปเฟืองเป็นการเคลื่อนที่หลักของเครื่องขึ้นรูปเฟือง และการเคลื่อนที่แบบวงกลมที่ทำโดยเครื่องขึ้นรูปเฟืองและชิ้นงานตามสัดส่วนที่แน่นอนคือการเคลื่อนที่ป้อนของเครื่องขึ้นรูปเฟือง เครื่องขึ้นรูปเฟืองเหมาะสำหรับการผลิตจำนวนมากทุกประเภท การประมวลผลเฟืองทรงกระบอกภายในและภายนอกคุณภาพปานกลาง เฟืองหลายข้อต่อ และแร็คขนาดเล็ก

การโกน: การโกนเป็นวิธีการตกแต่งที่ใช้กันทั่วไปสำหรับพื้นผิวฟันที่ยังไม่แข็งตัวในการผลิตจำนวนมาก หลักการทำงานคือการใช้เครื่องตัดโกนและเกียร์ที่จะประมวลผลเพื่อการเคลื่อนไหวแบบตาข่ายอิสระด้วยความช่วยเหลือของการลื่นไถลสัมพันธ์ระหว่างทั้งสองเพื่อโกนเศษโลหะที่ละเอียดมากจากพื้นผิวฟันเพื่อปรับปรุงความแม่นยำของพื้นผิวฟัน ฟันโกนยังสามารถสร้างฟันกลองเพื่อปรับปรุงตำแหน่งของพื้นที่สัมผัสของพื้นผิวฟัน

การเจียรเฟือง: เป็นวิธีการตกแต่งโปรไฟล์ฟันโดยเฉพาะสำหรับเฟืองที่ชุบแข็ง ซึ่งมักจะเป็นวิธีการตกแต่งเพียงวิธีเดียว การเจียรเฟืองสามารถเจียรด้วยล้อเจียรแบบเกลียว หรืออาจเจียรด้วยล้อเจียรทรงกรวยหรือล้อเจียรแบบจานก็ได้ ความแม่นยำในการเจียรเฟืองนั้นสูง ค่าความหยาบของพื้นผิวนั้นน้อย แต่ประสิทธิภาพการผลิตนั้นต่ำและมีต้นทุนสูง

4. การอบด้วยความร้อน:

• การอบชุบด้วยความร้อนสำหรับชิ้นงานเปล่า: จัดเตรียมการอบชุบด้วยความร้อนล่วงหน้าก่อนและหลังการแปรรูปชิ้นงานเปล่า เช่น การทำให้เป็นปกติหรือการอบชุบ วัตถุประสงค์หลักคือเพื่อขจัดความเค้นตกค้างที่เกิดจากการดัดและกลึงหยาบ ปรับปรุงความสามารถในการตัดเฉือนของวัสดุ และปรับปรุงคุณสมบัติเชิงกลที่ครอบคลุม

• การอบชุบความร้อนบนพื้นผิวฟัน: หลังจากการแปรรูปรูปร่างของฟัน เพื่อปรับปรุงความแข็งและความต้านทานการสึกหรอของบนพื้นผิวฟัน จึงมักดำเนินการชุบแข็งด้วยคาร์บูไรซิ่ง การชุบแข็งด้วยความร้อนเหนี่ยวนำความถี่สูง การอบชุบด้วยคาร์บอนไนไตรด์ และการอบชุบด้วยไนไตรด์

5. การประมวลผลปลายฟัน: ปลายฟันของเฟืองได้รับการประมวลผลโดยการปัดเศษ การลบมุม การลบมุม และการขัดแต่ง การประมวลผลปลายฟันจะต้องดำเนินการก่อนการชุบแข็งของเฟือง โดยปกติแล้วหลังจากการรีด (การแทรก) ฟัน ก่อนที่จะทำการโกนการประมวลผลปลายฟันที่จัดเรียงไว้

6. การตรวจสอบคุณภาพ: ทดสอบพารามิเตอร์ต่างๆ ของเฟือง เช่น รูปร่างของฟัน ระยะห่างของฟัน ทิศทางของฟัน ความหนาของฟัน ความยาวปกติทั่วไป การวิ่งออก ฯลฯ เพื่อให้แน่ใจว่าความแม่นยำและคุณภาพของเฟืองตรงตามข้อกำหนดการออกแบบ วิธีการตรวจจับได้แก่ การวัดด้วยมือด้วยเครื่องมือวัด และการวัดความแม่นยำด้วยเครื่องมือวัดเฟือง