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No subestimes elengranajes de piñón¡Son un papel vital en el mundo mecánico! La operación de varios equipos grandes es inseparable de la coordinación precisa entre los piñones. No son grandes, pero juegan un papel importante en la transmisión de energía, ajustando la velocidad y garantizando la precisión.
No es fácil convertir una pieza ordinaria de material metálico en una parte tan pequeña con una forma de diente de tamaño pequeño, una forma de diente precisa, superficie lisa y puede soportar un trabajo de alta intensidad.Piniones de procesamientorequiere que rompamos constantemente los límites de procesamiento. En un espacio muy pequeño, debemos garantizar la precisión absoluta de la forma del engranaje, hacer que la superficie sea suave y resistente al desgaste, y asegurar que el rendimiento del material en sí sea lo suficientemente excelente.
Este artículo hablará sobre qué pasos clave pasa una pieza de materia prima antes de que finalmente se transforme en un engranaje de piñón confiable y preciso. Desmongaremos todo el proceso de materias primas hasta productos terminados paso a paso.
¿Qué es el mecanizado de piñones?
El mecanizado de piñones es en realidad el proceso de fabricación de una rueda pequeña con dientes. Esta rueda pequeña (el nombre científico es piñón) suele ser la parte clave responsable de transmitir energía en la máquina, y debe funcionar estrechamente con la marcha más grande.
El núcleo de procesamiento es utilizar máquinas herramientas de precisión para cortar dientes muy precisos en metal o materiales de alta resistencia poco a poco, al igual que la talla. ¿Por qué es tan particular? Porque si la forma y el ángulo de los dientes son incluso ligeramente diferentes, toda la máquina será ruidosa, se desgastará rápidamente o incluso se atascará cuando esté funcionando. Se puede decir que es un vínculo importante para garantizar la tranquilidad, la eficiencia y la larga vida útil de la máquina. Es indispensable para lugares comocajas de cambios de automóvile instrumentos de precisión.
¿Qué pasos se requieren para el mecanizado de piñones?
1. Prepare el blanco
Primero, prepare las materias primas del piñón. De acuerdo con el tamaño y la forma diseñados, corte la barra de metal (comúnmente utilizada hay varios aceros) en secciones, o prepare espacios en blanco preferidos o fundidos que estén cerca de la forma del piñón.
2. Girando la forma
Arregle el espacio en blanco al torno y use elherramienta de giroPara procesar el círculo exterior, el agujero interno y dos caras del blanco para lograr el tamaño preciso y el acabado superficial requerido por el dibujo. Este paso es principalmente para determinar la forma básica del esqueleto del piñón.
3. Procesamiento de dientes
Este es el paso central del mecanizado de piñones, que se usa especialmente para procesar los dientes del piñón. Instale el espacio en blanco mecanizado en la máquina de engranaje o la máquina de formación de engranajes.
- Engranaje aficionado: use una placa giratoria con forma de gusano o peine, que gira y se mueve lentamente a lo largo del espacio en blanco para roer la ranura del diente. Es eficiente y más comúnmente utilizado.
- Formación de engranajes: use un cortador de forma de engranaje en forma de engranaje que se recubra hacia arriba y hacia abajo para sacar la forma del diente en el blanco uno por uno. Es adecuado para procesarengranaje internoo engranajes cerca de los pasos.
Este paso determina la forma básica, el número, el tamaño y la posición de los dientes del piñón.
4. Tratamiento térmico
El piñón que acaba de cortar los dientes generalmente no es lo suficientemente difícil, y se desgastará y se deformará rápidamente si se usa directamente. Por lo tanto, debe tratarse térmicamente y colocar en un horno especial para el tratamiento.
Los métodos comunes de tratamiento térmico son:
| Proceso de tratamiento térmico | Propósito principal y efecto | Escenarios aplicables |
| Carburador y enfriamiento | Permita que los elementos de carbono se infiltren en la superficie del engranaje y luego lo apague. La superficie se vuelve muy dura (HRC 58-62), mientras que el corazón mantiene la dureza. | Engranajes de maquinaria automotriz y de ingeniería que requieren alta resistencia al desgaste y resistencia al impacto. |
| Endurecimiento por inducción | Permita que los elementos de carbono se infiltren en la superficie del engranaje y luego lo apague. La superficie se vuelve muy dura (HRC 58-62), mientras que el corazón mantiene la dureza. |
Los engranajes medianos a grandes requieren endurecimiento en áreas específicas.
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| Apagado+temperatura de alta temperatura |
Enfronado de calentamiento completo seguido de templado de alta temperatura. Obtenga buenas propiedades mecánicas integrales (equilibrio de resistencia y tenacidad).
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Los engranajes que no requieren alta dureza de la superficie, pero requieren una fuerte resistencia general. |
| Nitrurro | Calentar en una atmósfera que contiene nitrógeno para permitir que el nitrógeno se infiltren en la superficie y forme una capa dura. Alta dureza, deformación mínima y buena resistencia a la corrosión. | Los instrumentos de precisión y los engranajes de aviación requieren dimensiones estables y resistencia al desgaste. |
5.Gear molido
Después del tratamiento térmico, los piñones inevitablemente tendrán deformaciones extremadamente pequeñas y la precisión decorte de engranajesNo es suficiente para ocasiones con requisitos de precisión extremadamente altos. En este momento, se necesita la máquina de molienda. Utiliza una rueda de molienda giratoria de alta velocidad y de forma extremadamente precisa para moler cada lado de los dientes con mucha precisión y suave poco a poco.
Este paso es la clave para garantizar que los piñones puedan transmitir energía de manera silenciosa, suave y eficiente. El bajo ruido, la larga vida útil y la transmisión precisa dependen de ello.
El nivel de precisión que se puede lograr mediante la molienda de engranajes suele ser mucho más alto que el de corte de engranajes:
| Niveles de precisión comunes (ISO 1328) | Escenarios de aplicación principal | Característica |
| Nivel 5-6 | Huso de la máquina herramienta de alta precisión, motor de aeronaves, reductor de precisión. | Requiere un ruido extremadamente bajo, estabilidad de transmisión extremadamente alta y una larga vida útil. |
| Nivel 7 | Caja de cambios de automóvil (alta marcha), juntas de robot industriales, instrumentos de precisión. | Requiere bajo ruido, alta eficiencia de transmisión y larga vida útil. |
| Nivel 8 | Cajas de cambios industriales generales, cajas de cambios automotrices (engranajes bajos medios) y maquinaria de construcción. | Buena rentabilidad, satisfacer las necesidades industriales generales. |
| Nivel 9 y debajo | Maquinaria agrícola, transmisión de bajo requisito. | Bajo costo, adecuado para ocasiones con bajos requisitos para la vida útil del ruido. |
6. Terminando
Después de que el mecanizado del piñón se complete básicamente, se puede requerir un trabajo de acabado menor:
- Decuración: nuestros operadores generalmente usan manual o máquina para eliminar cuidadosamente las pequeñas rebabas y rebabas que quedan del borde y la raíz del engranaje para evitar rascar o afectar el ensamblaje.
- Limpieza: limpie bien el piñón para eliminar las manchas de aceite, los restos de metal, etc. manchados durante el procesamiento.
- Prevención del óxido: según los requisitos del cliente, también podemos aplicar aceite anti-rominación o hacer otroTratamientos contra la romisiónPara evitar el óxido durante el almacenamiento o el transporte.
7. Inspección final
Después de que el piñón se limpie a fondo, entrará en un estricto enlace de inspección. Use diversas herramientas e instrumentos de medición de precisión para medir cada detalle, como la forma y el contorno de los dientes, la distancia entre los dientes, la inclinación de la superficie del diente, la suavidad de la superficie, etc., para garantizar que cumpla completamente los requisitos estrictos de los dibujos de diseño.
Solo los piñones que pasan todas las inspecciones pueden considerarse productos calificados y se les permite instalar en la máquina para trabajar.
¿Cómo funcionan los bastidores y los piñones juntos?
1. Fit perfecto
Los dientes del piñón y las ranuras de los dientes en la rejilla están especialmente diseñadas para que coincidan perfectamente (generalmente la forma del diente involuntario). Eldiente de piñónLa protuberancia se ajusta firmemente a la ranura del estante, al igual que una llave en una cerradura.
2. Acción central
- El primer caso: el piñón gira y el estante se mueve en línea recta. Cuando el piñón es conducido por el motor para que gire, sus dientes empujan las ranuras del diente correspondientes en la rejilla. Debido a que el estante en sí está restringido para moverse en línea recta (como cuando está montada en un riel de guía), el piñón lo conduce hacia adelante o hacia atrás en línea recta.
- El segundo caso es que el estante se mueve en línea recta y el piñón gira. Si una fuerza externa empuja directamente el estante para moverse en línea recta, los dientes del estante empujarán contra los dientes del piñón, lo que obliga al piñón a girar alrededor de su eje.
3. Coordinación del nodo clave
Los dientes deben ser del mismo tamaño: ¡este es un requisito difícil! La especificación de tamaño (módulo) de cada diente en el piñón y la rejilla debe ser exactamente la misma.
El ángulo de inclinación de los dientes es consistente: el ángulo de inclinación del lado de los dientes también debe ser el mismo. Esto determina si la dirección de la transmisión de la fuerza es suave y estable cuando se empujan entre sí. Diferentes ángulos son propensos a atascarse y al ruido.
Deje un pequeño espacio: cuando los dientes muerden, se debe dejar un pequeño espacio entre los lados. Esta brecha es hacer que funcionen sin problemas sin atascarse, agregar aceite lubricante y compensar los ligeros errores en la expansión térmica y la contracción o la instalación. Pero esta brecha no puede ser demasiado grande, de lo contrario hará un sonido ruido, se desgastará rápidamente y la posición será inexacta. Es importante ajustar esta brecha durante la instalación.
4. Método de ensamblaje
- Alineación paralela: eleje de rotacióndel piñón debe ser paralelo a la dirección del movimiento del estante. Si está torcido, solo se tensará parte de los dientes, y se desgastarán rápidamente, y serán ruidosos y vibrantes.
- Diente a diente: la dirección de ancho de los dientes del piñón debe alinearse con la dirección de longitud de los dientes de la rejilla.
¿Hay una gran diferencia entre el mecanizado de engranajes y piñones?
1. Los engranajes pequeños son relativamente difíciles de operar
El piñón es de tamaño pequeño, y es más difícil sujetarlo en la máquina herramienta. Debe sujetarse firmemente sin aflojar, pero no debe deformarse sujetándolo demasiado fuerte. La operación requiere más habilidades.
Debido a que las piezas son pequeñas, un pequeño error tiene un gran impacto, por lo que la medición es naturalmente más delicada y lenta que la de los grandes engranajes.
2. Requisitos de mayor precisión
El mecanizado del piñón a menudo impulsa el engranaje o la rejilla grande, y es el punto de partida de la transmisión de energía. Una ligera desviación de forma o una posición inexacta en sus dientes se amplificará por el engranaje grande detrás de él, lo que resulta en un mayor ruido y vibración, y una transmisión inestable. Por lo tanto, la precisión de la forma del diente y la precisión del tono de la marcha pequeña suelen ser más estrictas que las de la marcha pasiva.
3. La estructura es fácil de deformar
El engranaje pequeño generalmente tiene una pared más delgada o una forma más compleja. Durante el proceso de corte de dientes y el tratamiento térmico posterior, es más probable que se distorsione y deforme que el gruesoengranaje grande. Controlar esta deformación es un desafío clave en el piñón de procesamiento.
¿Cómo sirve la tecnología de procesamiento de piñones diferentes industrias?
1. Dispositivos médicos
Utilizado en juntas de robot quirúrgicos, ejercicios dentales de precisión, bombas de insulina y sondas endoscopios.
La vida humana está en juego, lo que requiere una precisión de transmisión de marcha extremadamente alta, operación absolutamente confiable y ruido extremadamente bajo.Tecnología de procesamientoAsegura un movimiento suave y preciso, y el material también debe tener una buena biocompatibilidad y resistencia a la corrosión.
2. Industria automotriz
Oculto en transmisiones automáticas (especialmente juegos de engranajes planetarios), mecanismos de ajuste del turbocompresor, motores de ventana eléctrica/asiento, varios sensores y actuadores.
Afectando directamente la experiencia y la fiabilidad de la conducción, la tecnología de procesamiento permite que estos piñones resistan la alta resistencia al desgaste y el desgaste, asegurando un cambio de funcionamiento funcional suave y suave, y mejorando la eficiencia de la transmisión yVida de fatiga del vehículo.
3. Electrónica de consumo
Impulsa motores de micro vibración en teléfonos móviles, autofocus y mecanismos de estabilización de imágenes ópticas en módulos de cámara, perillas de relojes inteligentes, gimbals de drones, etc.
Persiguiendo la miniaturización y el silencio extremos, el procesamiento de la tecnología logra una malla precisa en tamaños extremadamente pequeños, con movimientos sensibles y confiables y una operación casi silenciosa, lo que afecta directamente la sensación y la estabilidad funcional del producto.
4. Industria aeroespacial y militar
Se utiliza en sistemas de actuación de aeronaves, servos de misiles, mecanismos de ajuste de instrumentos ópticos de precisión y equipos de navegación inercial.
Los entornos extremos tienen requisitos estrictos. La tecnología de procesamiento asegura que los engranajes mantengan la estabilidad dimensional y la precisión de la transmisión bajo vibración severa y enormes diferencias de temperatura. La resistencia del material y el peso ligero son la clave, que afecta directamente el rendimiento y la confiabilidad del equipo.
5. Instrumentos de precisión y automatización
Impulse la etapa de muestra de los instrumentos analíticos de laboratorio, la plataforma de movimiento de precisión de los equipos de fabricación de semiconductores (como máquinas de litografía) y el interior del reductor armónico de la industrial industrialarticulaciones de robots.
El núcleo radica en la precisión del posicionamiento y la repetibilidad de los micrómetros o incluso los nanómetros. La tecnología de procesamiento es la base para lograr la transmisión de ultra precisión, eliminar la autorización de retorno y garantizar la operación estable a largo plazo de equipos.
¿Cuáles son los factores clave a considerar en el mecanizado de piñones?
1. Requisitos de precisión
La forma del diente del piñón y la dirección del diente deben ser muy precisos, la tolerancia de las dimensiones clave debe controlarse estrictamente (nivel de micrómetro), y el engranaje se agita cuando gira debe ser muy pequeña.
2. Calidad de la superficie del diente
La superficie del diente debe ser muy suave, dura y resistente al desgaste, lo que generalmente requiere un tratamiento térmico del piñón.
3. Selección de material
El material depende de dónde se use el equipo, como alta resistencia, resistencia al desgaste o resistencia a la corrosión. Los materiales de uso común son acero de aleación, acero inoxidable o plásticos de ingeniería, que deben cumplir con los requisitos de rendimiento y ser fáciles de procesar. JS proporciona más de 50 tipos de materiales para satisfacer sus necesidades deMateriales de mecanizado de piñones.
4. Diseño estructural
La raíz del engranaje debe estar diseñada para ser lo suficientemente fuerte, y toda la estructura debe ser fácil de procesar y fabricar.
5. Tecnología de procesamiento
Seleccione el método de procesamiento apropiado de acuerdo con los requisitos de precisión y la cantidad de producción. La fallecimiento o la conformación de engranajes se usan comúnmente para el procesamiento rugoso, y la molienda o perfeccionar se usa para un procesamiento fino.
- Use máquinas herramientas y herramientas de alta precisión.
- El piñón debe arreglarse muy firmemente durante el procesamiento para evitar la deformación.
- El calor generado durante el procesamiento debe controlarse para evitar afectar la precisión.
6. Postprocesamiento
- Se deben limpiar los rebabas: todas las rebabas y flash quedan después del procesamiento deben eliminarse por completo.
- La limpieza no puede ser descuidada: algunas industrias, como los engranajes utilizados en equipos médicos y semiconductores, tienen requisitos extremadamente estrictos para la limpieza.
Resumen
El mecanizado de piñones combina selección de material, mecanizado de precisión, tratamiento térmico y pruebas estrictas. En JS, comenzamos con un diseño preciso y seleccionamos acero adecuado para procesar elengranaje en blanco. En el proceso crítico de tratamiento térmico, JS se basa en la experiencia para controlar con precisión y garantizar que cada tamaño y forma de dientes estén perfectamente estándar.
Son estos pasos precisos e entrelazados los que aseguran que los piñones producidos por JS puedan lograr una transmisión de potencia precisa, confiable y silenciosa en entornos duros, como cajas de cambios automotrices y equipos de precisión.
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Preguntas frecuentes
1. ¿Qué es un piñón?
Un piñón es una marcha más pequeña en una transmisión mecánica. Por lo general, se combina con un engranaje más grande para formar un par de cambios, que se usa para transmitir potencia y movimiento, y cambiar la velocidad o el par. Se encuentra comúnmente en varios sistemas mecánicos, relojes, cajas de cambios de automóviles y otros equipos.
2. ¿A qué se debe prestar atención al diseñar un piñón?
Seleccione materiales de alta resistencia (como acero de aleación), calcule con precisión la forma y el tamaño del diente para garantizar un malejo suave, realice un tratamiento de endurecimiento de la superficie para mejorar la resistencia al desgaste, diseñar lubricación efectiva para reducir la fricción y el desgaste, y garantizar la precisión y la rigidez de la instalación para prevenir la falla de carga parcial.
3. ¿Cuáles son los estándares para un buen equipo?
Transmisión suave y precisa, una fuerte capacidad de carga, resistencia al desgaste y resistencia a la fatiga, no fácil de fallar en las condiciones de trabajo esperadas, y la precisión de fabricación cumple con los estándares.
4. ¿Cuánto tiempo se procesa la vida de un piñón?
La vida de un piñón procesado por JS generalmente puede alcanzar más de 10 años, dependiendo del escenario de uso y la intensidad de la carga. Mejoramos significativamente la resistencia al desgaste a través de materiales seleccionados, tratamiento térmico preciso y pulido de la superficie dental a nivel de micras. Treinta años de experiencia en fabricación de precisión aseguran que cada equipo sea duradero.
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