Jusheng

Bien que le pignon soit petit, il joue un rôle clé dans l'équipement mécanique de précision, il doit transmettre la puissance régulière et contrôler avec précision le mouvement. La durée de cette petite partie peut être utilisée et la façon dont elle fonctionne dépend en grande partie du matériau que vous choisissez de le faire. Différents matériaux, tels que l'acier durable, le laiton résistant à la rouille ou les plastiques d'ingénierie légers, ont chacun leurs propres avantages et inconvénients et scénarios applicables.

Ensuite, jetons un coup d'œil aux caractéristiques des matériaux couramment utilisés pourusinage de pignonPour vous aider à choisir le bon matériel pour votre prochain projet et à résoudre facilement le problème de sélection des matériaux.

Qu'est-ce que l'usinage de pignon?

Habituellement, nous considérons les engrenages avec un module inférieur à 1 mm et un diamètre inférieur à 10 mm sous forme de pignons. Ils sont utilisés dans des micro-équipements compacts et extrêmement exigeants, tels que les dispositifs médicaux, les joints de robot et les micro-réducteurs. Cela nécessite que la précision d'usinage du pignon doit être extrêmement élevée et que la surface doit être aussi lisse qu'un miroir pour assurer une transmission lisse, un faible bruit, une grande efficacité et une longue durée de vie.

L'usinage de ces pignons est très difficile: la petite taille rend le serrure difficile, et la forme, la direction et l'espacement des minuscules dents doivent être extrêmement précis. Les tolérances de la taille, de la rondeur, du ruissellement, etc. sont très strictement contrôlées. En même temps, lesurface dentaireDoit être extrêmement lisse pour réduire les frictions et l'usure.

Comment fonctionne l'usinage de pignon?

1. Précision des matériaux de précision

• Sélection du matériau: couramment utilisé sont des plastiques en acier en alliage à haute résistance, en acier inoxydable ou en génie dur.
• Moulage préliminaire: Après avoir obtenu le matériau, la première étape consiste à faire un blanc près de la forme de l'équipement. Afin d'économiser du matériel et de réduire la quantité de traitement ultérieur,tournant de précisionou un cap froid (c'est-à-dire pour faire de la forme du métal une forme rugueuse) est généralement utilisé pour terminer cette étape.

2. Processus de base: usinage de forme de dent

Avec le blanc initial, la partie de forme dentaire la plus critique commence à être traitée. Il existe deux principales méthodes grand public:

(1) le combinaison du matériel

• Le principe est très simple: utilisez une plaque de cuisson rotative à grande vitesse et une pièce rotative pour se mordre, tout comme l'impression d'un moule et déployer une forme de dent involute précise.
• Exigences élevées de la machine: un ordinateurCNC Gear HobbingLa machine doit être utilisée, équipée d'une plaque de cuisson ultra-petit et ultra-précis (le module est aussi petit que 0,1 à 0,3, et la lame doit être plaquée par diamant, ce qui est plus difficile et plus résistant à l'usure).
• La précision est la clé: la machine elle-même doit être particulièrement stable, l'erreur de position ne peut pas dépasser 0,003 mm à chaque fois qu'elle est répétée et la broche doit balancer moins d'un millième de millimètres (1 micron) lorsqu'elle tourne.

(2) Gears Fraging

• Généralement utilisé pour gérer les structures spéciales. Certaines formes d'engrenages ne peuvent pas être entravées, comme celles avec des dents à l'intérieur ou plusieurs engrenages empilés (des engrenages multi-liens), de sorte que le maintien de l'engrenage ne peut être utilisé que.
• Il utilise un très petit coupeur de gigantesque (2 mm) qui saute de haut en bas à grande vitesse pour découper les dents une par une.

3. Technologie d'usinage et de moulage du pignon fin

Parfois, afin d'obtenir de meilleures performances ou de meilleures matériaux particulièrement difficiles à couper, des méthodes de moulage plus sophistiquées sont utilisées:

Moulage d'extrusion à froid:

• En bref, il s'agit d'utiliser un moule très dur, sous une grande pression, pour serrer directement le blanc métallique dans une forme d'engrenage comme la plastification de pétrissage. Ce n'est pas une coupe.
• La texture métallique à l'intérieur de la surface de l'engrenage de l'engrenage extrudé est continue et complète, sans aucune trace de coupe, et la résistance globale peut être augmentée de plus de 30%. Par conséquent, nous utilisons souvent cette méthode pour traiter ces petits etGears exigeantsdans les montres.

Métallurgie de la poudre:

• Utilisez de la poudre de métal ultra-fin ou de la poudre de céramique, injectez-la d'abord dans le moule comme une injection, et obtenez une billette verte avec une forme très proche du produit final, puis chauffez-la à haute température au feutre et façonnez-la.
• Avantages évidents: les dents en forme de complexe peuvent être réalisées directement, telles que les engrenages hélicoïdaux et les engrenages à chevrons, et le produit fini n'a pratiquement pas de bavures, ce qui permet d'économiser le processus ultérieur.

4. processus final final

Après le traitement brut ou la formation de la forme de la dent, la précision de la surface peut ne pas respecter la norme et une finition supplémentaire est nécessaire:

• Rasage de précision: Utilisez un coupe-rasage avec une lame spéciale pour gratter doucement la surface dentaire roulée / insérée, enlevant seulement un peu de métal d'environ 5 à 10 microns d'épaisseur, ce qui fait la dentsurface plus fluideet plus régulier.
• Conserver: Laissez l'équipement et une roue de perculement en céramique à revêtement abrasif se mordre les uns les autres, en contactant en tournant. En utilisant la minuscule frottement entre eux et l'effet de l'abrasif, les minuscules défauts sont peu éloignés à petit, et la surface dentaire est encore polie, et la rugosité de surface peut atteindre un niveau très faible (la valeur RA est meilleure que 0,1 micron).
• Polissage mécanique chimique: Si la surface dentaire doit être extrêmement lisse et obtenir un effet miroir (comme celle utilisée dans l'équipement médical de précision), utilisez le CMP. Cette méthode peut obtenir une surface dentaire avec une finition de précision ultra-élevée (PR inférieure à 0,05 microns).

5. Assurer la qualité

Peu importe la façon dont les engrenages sont fabriqués, ils doivent être strictement inspectés pour assurer la qualité:

Équipement d'inspection de base: JS utilise généralement une machine de mesure des coordonnées spéciale contrôlée par ordinateur, qui peut mesurer avec précision les paramètres clés des engrenages, y compris principalement:

• Le profil dentaire est-il précis?
• La direction des dents est-elle biaisée?
• Toutes les dents sont-elles uniformément réparties autour du centre?

Ajustement en temps réel: La chose la plus importante est que les données détectées peuvent être directement indiquées à la machine de traitement. La machine peut immédiatement affiner leTrajectoire de mouvement de l'outilSur la base de ces résultats, et compenser l'erreur qui vient de mesurer dans la prochaine pièce ou les étapes de traitement suivantes. Formez un cycle automatique de mesure, de correction et de retraitement pour s'assurer que les engrenages sont parfaits.

Difficultés techniques et solutions:

Défi	Contre-mesures techniques clés pour JS
Les outils de coupe sont sujets à la déformation / bris	Outils de coupe enrobés de nitrure de bore diamant / cubique (CBN).
Petite pièce de serrage de la pièce de serrage	Aspiration sous vide / luminaire élastique à faible contrainte.
La chaleur de coupe provoque une dérive dimensionnelle	Coupe à basse température micro-lubrification (MQL).
Les terrifiants sont difficiles à supprimer	Débourning électrolytique / gravure du plasma.

Quels matériaux sont utilisés pour l'usinage de pignon?

Matériaux métalliques les plus couramment utilisés

1. Acier en alliage à haute résistance:

• Acier carburisant: comme le Japon SCM415, le 20CRMNI de la Chine et le 8620 des États-Unis.
• Acier de trempe: acier à roulement de chrome à haut carbone tel que Suj2 et GCR15.

Technologie de traitement:

• Carburant et extinction: rendez la surface du pignon très fort (jusqu'à HRC58-62), très résistant à l'usure, tandis que le noyau maintient une bonne ténacité et n'est pas facile à casser. Petitréductionsdans les voitures sont souvent utilisées de cette manière.
• Traitement thermique sous vide: Particulièrement adapté au traitement des pignon très petits et extrêmement élevés (module inférieur à 0,3 mm), ce qui peut réduire efficacement la déformation des engrenages.

Avantages: le pignon composé de ce matériau est particulièrement durable, peut résister à une grande force et ne sont pas faciles à briser et ont une bonne résistance à l'impact. Ils conviennent le plus aux endroits où vous devez exercer de la force et travailler dur.

2. Areal inoxydable

• ACTEUR AUSTÉTITIQUE INOXDUBLE: très résistant à la corrosion, pas facile à rouiller, nous l'utilisons souvent sur le pignon dans des équipements médicaux ou des machines alimentaires qui doivent être nettoyées fréquemment ou exposées à des environnements spéciaux.
• Acier inoxydable martensitique: il peut être durci par un traitement thermique (la dureté de surface peut dépasser le HRC50) et est relativement résistant à l'usure.
• Exigences spéciales: le pignon comme ceux des robots chirurgicaux doit également passer spécialcertification de biosécurité(comme ISO 10993).

3. Alloys spéciaux

• Alliage de titane: léger, fort et particulièrement résistant à la corrosion. Il est utilisé dans les systèmes d'entraînement petits et critiques dans les avions et les vaisseaux spatiaux.
• Alliage de cuivre: il a un certain effet de lubrification et une bonne capacité d'absorption des chocs. Il est souvent utilisé dans la transmission de petits engrenages dans certains instruments de précision.

Plastiques d'ingénierie

1. Plastiques d'ingénierie communs

Matériel	Caractéristiques	Scénarios d'application
POM (polyoxyméthylène)	Rimidité élevée, coefficient de frottement faible, facile à traiter.	Équipement d'alimentation du papier d'imprimante.
PA66 + Fibre	Amélioration de la résistance à la température (120 ℃) et résistance au fluage.	Pignon d'entraînement de la machine de fenêtre de voiture.
Peek (PolyetheTheThekeTone)	260 ℃ Résistance à la température et résistance à la corrosion chimique.	Transmission à haute température de l'équipement semi-conducteur.

2. plastiques modifiés spéciaux

• Rempli de graphite / PTFE: améliorer l'auto-lubrification (environnement sans huile).
• Renforcement des fibres de carbone: améliorer la rigidité et la stabilité dimensionnelle (Robot Joint Gears).

Quels facteurs doivent être pris en compte lors du choix du bon matériau pour l'usinage de pignon?

1. Conditions de travail et exigences de charge

(1) Type de charge et taille:

• Le couple et la contrainte de flexion de l'usinage du pignon affectent directement le niveau de force de la racine dentaire et de la surface dentaire. Plus la charge est grande, plus la résistance du matériau est élevée.
• Si le système a des départs fréquents, des arrêts, des surcharges ou des chocs externes, le matériau doit avoir une bonne ténacité pour résister à ces forces soudaines.

(2) vitesse:

Plus la vitesse tourne plus vite, plus la chaleur est générée et plus la charge dynamique et la force d'inertie sont soumises à laquelle elle est soumise. Cela accorde des exigences plus élevées à la résistance à haute température du matériau, à la capacité de résister aux dommages à la fatigue et à la résistance à l'usure. À des vitesses élevées, le poids du matériau peut également affecter le moment d'inertie, qui doit être pris en compte.

(3) Environnement de travail:

• Température: une température élevée rendra le matériau plus doux, réduira la résistance et la dureté et peut même provoquer une déformation lente. La basse température rendra le matériau cassant et réduira la ténacité. Lors de la sélection des matériaux, assurez-vous que les matériaux peuvent maintenir les performances requises à la température de travail.
• Corrosion: Si l'usinage de pignon est exposé à l'humidité, à l'acide, à l'alcali, à un spray salin ou à d'autres environnements corrosifs, la corrosion réduira considérablement la résistance à la fatigue du matériau. Dans ce cas, il est nécessaire de sélectionnerMatériaux résistants à la corrosionou protéger la surface du pignon (comme le revêtement, l'électroples).

2. Exigences fonctionnelles du pignon

• La résistance et la rigidité sont la base: la racine dentaire est anti-flexion et la rupture anti-dents, et le contact de surface dentaire est anti-indice et écaillant. La clé est la limite d'élasticité, la résistance à la traction, la flexion et la résistance à la fatigue de contact du matériau.
• La surface dentaire doit être dure et résistante à l'usure: la dureté de surface de contact doit être élevée pour résister aux rayures abrasives et à l'usure adhésive, et la résistance à l'usure dépend directement de la dureté de surface.
• Ténacité: le matériau doit être difficile et empêcher la fracture fragile. Une forte résistance et une forte ténacité sont difficiles à prendre en compte. L'acier carburisé est souvent sélectionné pour l'impact et l'acier éteint élevé est sélectionné pour une charge stable.
• Fonction de résistance à la fatigue: le pignon est stressé à plusieurs reprises, et les dommages à la fatigue (rupture de dent, piqûres) sont la principale cause. Les limites de flexion et de fatigue de contact sont cruciales.
• Stabilité dimensionnelle: Les exigences de précision de l'usinage des pignon sont élevées. La sélection des matériaux doit tenir compte de la durabilité, de la déformation du traitement thermique et de la commoditéCorrection de broyage.
• Léger: lorsque l'aviation, les automobiles, etc. doivent réduire le poids, les matériaux légers (alliage d'aluminium, les plastiques d'ingénierie, la métallurgie en poudre) ou la conception légère peuvent être sélectionnés tout en garantissant la résistance et la rigidité.

3. Traité thermique des matériaux

• Drecabilité: la capacité d'un matériau à obtenir la dureté requise, en particulier lorsque la taille est grande. Les pignons sont de petite taille et la durabilité n'est généralement pas un gros problème, mais l'uniformité doit être prise en compte.
• Déformation du traitement thermique: les changements de taille et de forme causés par différents matériaux et les processus de traitement thermique varient considérablement. La déformation du traitement thermique est l'un des principaux facteurs affectant la précision des pignons. Il est nécessaire de sélectionner des matériaux avec une bonne procédure de traitement thermique et une petite déformation, ou de réserver une marge suffisante pour la finition ultérieure. La trempe carburisée et la trempe d'induction sont souvent utilisées pour les surfaces dentaires dures.

4. La particularité des pignons

• Risque de défaillance: Dans le train de vitesse, l'usinage de pignon a un petit nombre de dents et chaque dent participe à la maillage plus de fois. En théorie, il est plus sujet à la défaillance de la fatigue que les grands engrenages. La sélection de matériaux devrait se concentrer davantage sur leur résistance à la fatigue etdurabilité de surface.
• Taille de conception: la petite taille est relativement plus facile à durcir, et le processus de traitement thermique peut avoir plus de place pour la sélection.

Qu'est-ce que des engrenages plus durables, en acier ou en plastique?

1. Les pignons en acier sont généralement plus durables et ont une durée de vie plus longue:

• Le matériau est fort et dur: l'acier lui-même est très fort et dur, et peut résister à beaucoup de force et est particulièrement résistant à l'usure. Cela signifie que sous le même travail acharné, les dents en acier ne sont pas facilement portées à plat ou hors de forme.
• Résistance à la chaleur et à la pression: il peut résister à des températures de travail plus élevées, une plus grande pression et une force de torsion, et il n'est pas facile de se fatiguer et de déformer ou de craquer après un long lancement.
• Avantage de la vie: En général, dans des endroits où un travail lourd, une force élevée, une vitesse élevée ou une température ambiante élevée sont nécessaires, l'usinage en pignon en acier vous donnera un temps d'utilisation plus long.

2. Les pignons en plastique ne sont généralement pas aussi résistants à l'usure que l'acier:

• Peur de la chaleur et de la déformation: les plastiques ont tendance à ramollir et à se déformer lorsqu'ils sont exposés à des températures élevées, et leur force est également médiocre. Sous une force forte continue ou une rotation à grande vitesse, il est plus susceptible de porter, de fissurer ou de se déformer directement.
• Peur du vieillissement: certains plastiques deviendront cassants au fil du temps, ou leurs performances se détérioreront après le contact avec certaines huiles et produits chimiques.
• Léger et silencieux: les avantages du plastique sont légers, un fonctionnement silencieux et, dans de nombreux cas, aucun huilage et entretien supplémentaires ne sont nécessaires, et il ne rouille pas.

Nos recommandations de sélection:

• Si vous devez résister à l'usure et à l'utiliser pendant longtemps, les engrenages en acier sont le premier choix. Par exemple, les engrenages clés de la boîte de vitesses de voiture et les pièces responsables de la transmission haute puissance dans les machines d'usine.
• Si vous vous souciez davantage du poids léger, du faible bruit et de quelques restrictions environnementales,engrenages en plastiquePeut être utilisé et plus rentable. Par exemple, l'usinage de pignon dans les jouets et les engrenages à chargement léger dans les minuteries de l'appareil domestique.

Le choix des matériaux bon marché raccourcira-t-il la durée de vie du pignon?

De manière générale, le choix de matériaux bon marché est susceptible de raccourcir la durée de vie des petits engrenages, mais cela dépend de la façon de changer les matériaux et où les engrenages sont utilisés. ​​

1. Changer en pires matériaux (comme le plastique en acier):

Cela raccourcira presque certainement la durée de vie de l'usinage de pignon. Les plastiques sont bien inférieurs à l'acier dans la résistance, la résistance à la chaleur et la résistance à l'usure. Si le plastique est utilisé lorsque l'acier doit être utilisé pour économiser de l'argent, les engrenages sont facilement déformés, usés ou fissurés sous une force élevée, à haute vitesse ou à haute température, et la durée de vie est considérablement raccourcie.

2. Utilisez des matériaux similaires moins chers:

C'est risqué. Il n'est pas certain de 100% que quelque chose ne va pas, mais la probabilité de quelque chose qui ne va pas est plus élevée.
Par exemple, l'acier bon marché peut avoir plus d'impuretés, un mauvais traitement thermique ou un niveau de résistance inférieur. Ce type d'usinage de pignon est plus susceptible de se déformer, de porter plus rapidement ou de produire facilement de la fatigue en métal sous des charges lourdes. Il peut ne pas se casser immédiatement, mais il n'est certainement pas aussi durable quebon acier, et la durée de vie peut être réduite sans le savoir.

Ou utilisez du plastique moins cher, qui peut être plus doux, plus peur de la chaleur et plus sujet au vieillissement et à la fragilité. Dans le même environnement d'utilisation, il se brisera plus rapidement.

Points clés pour noter:

• Si l'usinage de pignon n'est qu'une rotation douce dans un mélangeur domestique, il peut être bien d'utiliser des matériaux moins chers. Mais s'il tourne à grande vitesse dans une machine d'usine, économiser de l'argent sur les matériaux est très risqué, et il y a une forte probabilité de démontage précoce.
• Que signifie bon marché? Par exemple, le plastique est utilisé lorsque l'acier doit être utilisé? Ou est le même matériau de mauvaise qualité? De toute évidence, le premier a un impact plus important, mais le second peut également avoir de grands risques.

Nos conseils d'économie d'argent:

• Réfléchissez attentivement à l'importance de la force dont l'équipement a besoin: si la force est vraiment petite, la vitesse est lente et l'environnement n'est pas dur, vous pourrez peut-être choisir le bon plastique.
• Trouvez un fournisseur fiable: le même nylon ou acier, différents fabricants font de la qualité très différente. Trouver un fournisseur réputé, l'utilisation de matériaux réguliers et moins chers est généralement plus sûr que de trouver unfabricant de marques.

Résumé

Machinage de pignon, il n'est pas facile de choisir des matériaux pour cela. Chez JS, nous savons que cela nécessite une évaluation complète de la résistance du matériau, de la ténacité, de la résistance à l'usure et de la transformation et de la faisabilité de la fabrication.Notre équipe professionnelleComprendra profondément les caractéristiques des différents matériaux, combinera étroitement les scénarios de travail et les exigences de performance de l'usinage des pignon et fera des choix précis.

N'oubliez pas que pour les systèmes de transmission de précision, les matériaux à haute performance que JS correspondent pour les pignons déterminent directement si l'ensemble du système peut fonctionner à long terme et de manière fiable, ce qui est la valeur fondamentale de notre accumulation de technologie.

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Équipe JS

JS est une entreprise de pointeConcentrez-vous sur les solutions de fabrication personnalisées. Nous avons plus de 20 ans d'expérience avec plus de 5 000 clients, et nous nous concentrons sur une haute précisionUsinage CNC,Fabrication de tôles,Impression 3D,Moulage par injection,Estampage en métal,et d'autres services de fabrication à guichet unique.

Notre usine est équipée de plus de 100 centres d'usinage à 5 axes de pointe, certifié ISO 9001: 2015. Nous fournissons des solutions de fabrication rapides, efficaces et de haute qualité aux clients dans plus de 150 pays à travers le monde. Qu'il s'agisse de production à petit volume ou de personnalisation à grande échelle, nous pouvons répondre à vos besoins avec la livraison la plus rapide dans les 24 heures. choisirTechnologie JSCela signifie l'efficacité de sélection, la qualité et le professionnalisme.
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FAQ

1. Quelle est la principale considération lors de la sélection des matériaux?

La principale considération pour sélectionner des matériaux de pignon est de répondre aux exigences de performance des conditions de travail, de faire correspondre la faisabilité de la technologie de traitement et enfin d'optimiser la rentabilité. Par exemple, l'acier en alliage est utilisé dans des scénarios lourds, l'acier inoxydable est sélectionné dans des environnements corrosifs et l'acier au carbone économique est utilisé dans des conditions de travail ordinaires.

2. Quand utiliser l'acier inoxydable?

L'acier inoxydable convient aux scénarios à forte corrosion ou aux exigences de propreté stricte. Par exemple, lorsque les engrenages des équipements de transformation des aliments sont exposés aux détergents acides et alcalins, les engrenages des navires sont exposés à des environnements de spray salin ou les équipements médicaux doivent être fréquemment désinfectés. À l'heure actuelle, une certaine économie de coupe est sacrifiée en échange d'une résistance à la corrosion, mais le coût est de 40% à 60% plus élevé que l'acier au carbone.

3. Quels sont les avantages de l'acier en alliage?

L'acier en alliage améliore les performances de base en ajoutant des éléments tels que le chrome et le nickel: améliore considérablement la résistance et la dureté tout en maintenant une bonne ténacité. Améliore la résistance à l'usure et la résistance à la fatigue et prolonge la durée de vie de l'engrenage. Permet un ajustement fin des performances par le traitement thermique. Convient aux conditions de travail difficiles telles que des charges lourdes et des vitesses élevées, bien que le coût soit plus élevé que l'acier au carbone, il a d'excellentes performances de coût.

4. Les exigences de finition sont-elles liées aux matériaux?

Les exigences de finition sont directement liées aux propriétés des matériaux. La dureté du matériau affecte la sélection des outils et la finition de surface. La ductilité est liée au contrôle de la bavure. La stabilité du traitement thermique détermine la précision dimensionnelle. Différents matériaux nécessitent un ajustement ciblé des paramètres de coupe.

Ressource

Plastique

Crémaillère

Mise en forme