فرآیند تولید چرخ دنده

ما اخیراً مجموعه‌ای ازچرخ دنده های غیر استاندارد، که عمدتاً در زمینه ماشین آلات اتوماسیون استفاده می شود، پس آیا می دانید مراحل تولید چرخ دنده ما چیست؟ بگذارید به شما بگویم.

فرآیند تولید چرخ دنده ها به طور کلی شامل مراحل زیر است:

۱. برنامه‌ریزی طراحی:

• تعیین پارامترها: با توجه به الزامات خاص چرخ‌دنده و محیط کار، نسبت انتقال نیرو، تعداد دندانه‌ها، مدول، قطر دایره شاخص، عرض دندانه و سایر پارامترها را تعیین کنید. محاسبه این پارامترها باید بر اساس اصل انتقال مکانیکی و فرمول‌های طراحی مرتبط باشد، مانند تعیین نسبت انتقال نیرو از طریق زنجیره انتقال حرکت، محاسبه نیروی محیطی روی دندانه‌های چرخ‌دنده بر اساس گشتاور روی پینیون، و سپس محاسبه مدول چرخ‌دنده و قطر دایره شاخص با استفاده از مقاومت خستگی خمشی دندانه‌های چرخ‌دنده و مقاومت خستگی تماسی سطح دندانه.

• انتخاب جنس: انتخاب جنس چرخ دنده برای عملکرد و طول عمر چرخ دنده بسیار مهم است. جنس چرخ دنده های رایج عبارتند از فولاد کربن متوسط ​​(مانند فولاد ۴۵)، فولاد آلیاژی کم و متوسط ​​کربن (مانند ۲۰Cr، ۴۰Cr، ۲۰CrMnTi و غیره)، برای چرخ دنده های مهم با نیازهای بالاتر، می توان فولاد نیترید ۳۸CrMoAlA را انتخاب کرد و چرخ دنده های انتقال غیر نیرو نیز می توانند از چدن، تخته سه لا یا نایلون و سایر مواد ساخته شوند.

۲. آماده‌سازی نمونه اولیه:

• آهنگری: وقتی چرخ‌دنده‌ها به استحکام بالا، مقاومت در برابر سایش و مقاومت در برابر ضربه نیاز دارند، معمولاً از قطعات خام آهنگری استفاده می‌شود. آهنگری می‌تواند ساختار داخلی ماده فلزی را بهبود بخشد، آن را متراکم‌تر کند و خواص مکانیکی چرخ‌دنده را بهبود بخشد. قطعه خام پس از آهنگری باید با نرمال‌سازی همدما درمان شود تا تنش پسماند ناشی از آهنگری و خشن‌کاری از بین برود، قابلیت ماشینکاری ماده بهبود یابد و خواص مکانیکی جامع بهبود یابد.

• ریخته‌گری: برای چرخ‌دنده‌های بزرگ با قطر بیش از ۴۰۰-۶۰۰ میلی‌متر، معمولاً قطعات خام ریخته‌گری می‌شوند. ریخته‌گری می‌تواند چرخ‌دنده‌هایی با اشکال پیچیده تولید کند، اما ساختار داخلی چرخ‌دنده ریخته‌گری شده ممکن است دارای عیوبی مانند تخلخل و تخلخل باشد که برای بهبود عملکرد آن نیاز به عملیات حرارتی و پردازش مکانیکی بعدی است.

• سایر روش‌ها: برای چرخ‌دنده‌های با اندازه کوچک و شکل پیچیده، می‌توان از فرآیندهای جدیدی مانند ریخته‌گری دقیق، ریخته‌گری تحت فشار، آهنگری دقیق، متالورژی پودر، نورد گرم و اکستروژن سرد برای تولید شمش دندانه‌دار با دندانه‌های چرخ‌دنده استفاده کرد تا بهره‌وری نیروی کار بهبود یافته و در مصرف مواد اولیه صرفه‌جویی شود.

۳. پردازش مکانیکی:

• پردازش خالی دندان:

• خشن‌کاری: تراشکاری خشن، فرزکاری خشن و سایر فرآیندهای مربوط به قطعه دندانه برای حذف بیشتر حاشیه، و باقی گذاشتن 0.5 تا 1 میلی‌متر حاشیه پردازش برای پرداخت‌های بعدی. هنگام خشن‌کاری، لازم است اطمینان حاصل شود که دقت ابعادی و زبری سطح قطعه دندانه مطابق با الزامات طراحی باشد.

• نیمه پرداخت: تراشکاری نیمه پرداخت، فرزکاری نیمه پرداخت و سایر پردازش‌ها، برای بهبود بیشتر دقت ابعادی و کیفیت سطح قطعه خام دندانه، برای آماده‌سازی برای پردازش شکل دندانه. در طول نیمه پرداخت، باید به کنترل یکنواختی میزان مجاز پردازش توجه شود تا از میزان مجاز بیش از حد یا خیلی کم جلوگیری شود.

• پرداخت نهایی: تراشکاری دقیق، فرزکاری دقیق، سنگ زنی و سایر پردازش‌های قطعه دندانه برای اطمینان از اینکه دقت ابعادی، دقت شکل و زبری سطح قطعه دندانه مطابق با الزامات طراحی است. هنگام پرداخت نهایی، باید فناوری و ابزار پردازش مناسب برای بهبود راندمان پردازش و کیفیت پردازش انتخاب شود.

• پردازش شکل دندان:

• دندانه‌های فرز: استفاده از فرزهای مدول دیسکی یا فرزهای انگشتی، به فرآیند شکل‌دهی مربوط می‌شود. شکل مقطع دندانه فرز با شکل دندانه‌های چرخ‌دنده مطابقت دارد و دندانه‌های فرز می‌توانند چرخ‌دنده‌هایی با اشکال مختلف را پردازش کنند، اما راندمان پردازش و دقت پردازش پایین است که برای تولید یا تعمیر دسته‌ای کوچک تک‌قطعه‌ای مناسب است.

• هوبینگ: این فرآیند به فرآیند تولید تعلق دارد و اصل کار آن معادل درگیری یک جفت چرخ‌دنده مارپیچ است. نمونه اولیه هاب چرخ‌دنده، یک چرخ‌دنده مارپیچی با زاویه مارپیچ بزرگ است، زیرا تعداد دندانه‌ها بسیار کم است (معمولاً تعداد دندانه‌ها)، دندانه‌ها بسیار بلند هستند، در اطراف شفت قرار می‌گیرند تا یک حلزون با زاویه مارپیچ کوچک تشکیل دهند و سپس از طریق شکاف و دندانه‌ها، به یک هاب با لبه برش و زاویه برگشت تبدیل می‌شوند. هابینگ چرخ‌دنده برای انواع تولید انبوه، پردازش چرخ‌دنده استوانه‌ای خارجی با کیفیت متوسط ​​و چرخ‌دنده حلزونی مناسب است.

• چرخ‌دنده شکل‌دهنده: این نیز نوعی روش توسعه پردازش است. هنگامی که از چرخ‌دنده شکل‌دهنده استفاده می‌شود، برش‌دهنده چرخ‌دنده شکل‌دهنده و قطعه کار معادل درگیری یک جفت چرخ‌دنده استوانه‌ای هستند. حرکت رفت و برگشتی چرخ‌دنده شکل‌دهنده، حرکت اصلی چرخ‌دنده شکل‌دهنده است و حرکت دایره‌ای که توسط چرخ‌دنده شکل‌دهنده و قطعه کار با نسبت مشخصی انجام می‌شود، حرکت تغذیه چرخ‌دنده شکل‌دهنده است. چرخ‌دنده شکل‌دهنده برای انواع تولید انبوه، پردازش چرخ‌دنده‌های استوانه‌ای داخلی و خارجی با کیفیت متوسط، چرخ‌دنده‌های چند کوپلینگ و قفسه کوچک مناسب است.

تراشیدن: تراشیدن یک روش پرداخت متداول برای سطوح دندانه سخت نشده در تولید انبوه است. اصل کار این است که از ابزار تراشیدن و چرخ دنده مورد پردازش برای حرکت آزاد درگیری استفاده شود، با کمک لغزش نسبی بین این دو، تراشه‌های بسیار ریز از سطح دندانه تراشیده می‌شوند تا دقت سطح دندانه بهبود یابد. دندانه‌های تراشیده همچنین می‌توانند دندانه‌های درام را تشکیل دهند تا موقعیت ناحیه تماس سطح دندانه بهبود یابد.

سنگ زنی چرخ دنده: روشی برای پرداخت پروفیل دندانه، به خصوص برای چرخ دنده های سخت کاری شده، است که اغلب تنها روش پرداخت است. سنگ زنی چرخ دنده می تواند با چرخ سنگ زنی حلزونی، همچنین با چرخ سنگ زنی مخروطی یا چرخ سنگ زنی دیسکی انجام شود. دقت ماشینکاری سنگ زنی چرخ دنده بالا، مقدار زبری سطح کم، اما راندمان تولید پایین و هزینه بالا است.

۴. عملیات حرارتی:

• عملیات حرارتی قطعه کار: قبل و بعد از پردازش قطعه کار دندانه، عملیات پیش حرارتی مانند نرمال سازی یا تمپر کردن را ترتیب دهید، هدف اصلی از بین بردن تنش پسماند ناشی از آهنگری و زبرکاری، بهبود قابلیت ماشینکاری مواد و بهبود خواص مکانیکی جامع است.

• عملیات حرارتی سطح دندانه: پس از پردازش شکل دندانه، به منظور بهبود سختی و مقاومت به سایش سطح دندانه، اغلب فرآیندهای سخت کاری کربوره کننده، سخت کاری با حرارت القایی با فرکانس بالا، کربونیتراسیون و عملیات حرارتی نیتریداسیون انجام می‌شود.

5. پردازش انتهای دندانه: انتهای دندانه چرخ دنده با گرد کردن، پخ زدن، پخ زدن و پلیسه گیری پردازش می شود. ماشینکاری انتهای دندانه باید قبل از کوئنچ چرخ دنده، معمولاً پس از غلتاندن (درون یابی) دندانه، قبل از تراشیدن و ماشینکاری انتهای دندانه مرتب شده انجام شود.

۶. بازرسی کیفیت: پارامترهای مختلف چرخ‌دنده، مانند شکل دندانه، گام دندانه، جهت دندانه، ضخامت دندانه، طول نرمال معمول، میزان انحراف و غیره، آزمایش می‌شوند تا اطمینان حاصل شود که دقت و کیفیت چرخ‌دنده مطابق با الزامات طراحی است. روش‌های تشخیص شامل اندازه‌گیری دستی با ابزار اندازه‌گیری و اندازه‌گیری دقیق با ابزارهای اندازه‌گیری چرخ‌دنده است.