Jusheng

Sebbene il pignone sia piccolo, svolge un ruolo chiave nelle apparecchiature meccaniche di precisione, deve trasmettere costantemente energia e controllare il movimento in modo accurato. Per quanto tempo può essere utilizzata questa piccola parte e quanto bene si comporta in realtà dipende in gran parte dal materiale che scegli di farlo. Materiali diversi, come acciaio durevole, ottone a prova di ruggine o materie ingegneristiche leggere, hanno ciascuno i propri vantaggi e svantaggi e scenari applicabili.

Successivamente, diamo un'occhiata alle caratteristiche dei materiali comunemente usati perlavorazione del pignonePer aiutarti a scegliere il materiale giusto per il tuo prossimo progetto e risolvere facilmente il problema di selezione dei materiali.

Cos'è la lavorazione dei pignoni?

Di solito, consideriamo gli ingranaggi con un modulo inferiore a 1 mm e un diametro inferiore a 10 mm come pignoni. Sono utilizzati nella micro-equipaggiatura compatta ed estremamente impegnativa, come dispositivi medici, giunti di robot e micro riduttori. Ciò richiede che la precisione della lavorazione del pignone debba essere estremamente elevata e che la superficie deve essere liscia come uno specchio per garantire una trasmissione regolare, un basso rumore, un'alta efficienza e una lunga vita.

La lavorazione di questi pignoni è molto impegnativa: le dimensioni ridotte rendono difficile il serraggio e la forma, la direzione e la spaziatura dei piccoli denti devono essere estremamente accurati. Le tolleranze di dimensioni, rotondità, runout, ecc. Sono molto strettamente controllate. Allo stesso tempo, ilsuperficie dei dentiDeve essere estremamente liscio per ridurre l'attrito e l'usura.

Come funziona la lavorazione dei pignoni?

1. Preparazione del materiale di precisione

• Selezione del materiale: comunemente utilizzati sono in acciaio in lega ad alta resistenza, acciaio inossidabile o ingegneria dura.
• Mormatura preliminare: dopo aver ottenuto il materiale, il primo passo è quello di creare uno spazio vuoto vicino alla forma della marcia. Al fine di risparmiare materiale e ridurre la quantità di elaborazione successiva,rotazione di precisioneo l'intestazione fredda (cioè per rendere la forma del metallo una forma ruvida) viene generalmente utilizzata per completare questo passaggio.

2. Processo di core: lavorazione a forma di denti

Con il vuoto iniziale, la parte della forma del dente più critica inizia a essere elaborata. Esistono due principali metodi mainstream:

(1) Gear hobbing

• Il principio è molto semplice: usa un piano cottura a denti rotanti ad alta velocità e un pezzo di lavoro rotante per morsi l'un l'altro, proprio come stampare uno stampo e stendere una forma precisa involuta.
• Requisiti elevati della macchina: controllato da computerAttrezzatura CNC HobbingLa macchina deve essere utilizzata, dotata di un covo ultra-piccolo e ultra-precisione (il modulo è piccolo fino a 0,1-0,3 e la lama deve essere placcata con diamante, che è più difficile e più resistente all'usura).
• La precisione è la chiave: la macchina stessa deve essere particolarmente stabile, l'errore di posizione non può superare 0,003 mm ogni volta che viene ripetuta e il mandrino deve oscillare meno di un millesimo di millimetro (1 micron) quando ruota.

(2) Gear hobbing

• Generalmente utilizzato per gestire strutture speciali. Alcune forme di marcia non possono essere fottute, come quelle con i denti all'interno o più ingranaggi impilati insieme (ingranaggi multi-link), quindi gli hobbing di ingranaggi possono essere utilizzati solo.
• Utilizza un cutter per hobbing molto piccolo (2 mm) che salta su e giù ad alta velocità per tagliare i denti uno per uno.

3. Tecnologia di lavorazione e modanatura del pignone fine

A volte, al fine di ottenere migliori prestazioni o processi particolarmente difficili da tagliare, vengono utilizzati metodi di stampaggio più sofisticati:

Stampaggio a estrusione a freddo:

• In breve, è usare uno stampo molto duro, sotto una grande pressione, per spremere direttamente il vuoto di metallo in una forma di ingranaggio come impastare la plastilina. Questo non sta tagliando.
• La trama metallica all'interno della superficie del cambio dell'ingranaggio estruso è continua e completa, senza alcuna tracce di taglio e la resistenza complessiva può essere aumentata di oltre il 30%. Pertanto, usiamo spesso questo metodo per elaborare quelli piccoli eingranaggi impegnativinegli orologi.

Metallurgia in polvere:

• Usa polvere di metallo ultra-fine o polvere ceramica, prima iniettalo nello stampo come un'iniezione e ottieni una billetta verde con una forma molto vicina al prodotto finale, quindi scaldalo ad alta temperatura per sinter
• Vantaggi evidenti: i denti a forma di complessa possono essere realizzati direttamente, come gli ingranaggi elicoidali e gli ingranaggi a spina di pesce, e il prodotto finito non ha sostanzialmente BURRS, salvando il processo successivo.

4. Processo di finitura finale

Dopo l'elaborazione o la formazione approssimativa della forma del dente, l'accuratezza della superficie potrebbe non soddisfare lo standard ed è necessario ulteriori finiture:

• Rasatura di precisione: utilizzare un taglierina con una lama speciale per raschiare delicatamente la superficie del dente di marcia arrotolata/inserita, rimuovendo solo un po 'di metallo di circa 5 a 10 micron di spessore, rendendo il dentesuperficie più fluidae più regolare.
• Affinarsi: lascia che l'attrezzatura e una ruota in ceramica con rivestimento abrasivo si mordi, contattando mentre si gira. Usando il piccolo attrito tra loro e l'effetto dell'abrasivo, i piccoli difetti sono macinati a poco a poco e la superficie del dente è ulteriormente lucidata e la rugosità superficiale può raggiungere un livello molto basso (il valore di RA è migliore di 0,1 micron).
• Polissione meccanica chimica: se la superficie del dente deve essere estremamente liscia e ottenere un effetto specchio (come utilizzato nelle apparecchiature mediche di precisione), utilizzare CMP. Questo metodo può ottenere una superficie del dente con finitura di precisione ultra-alta (RA inferiore a 0,05 micron).

5. Garantire la qualità

Non importa quanto bene siano fatti gli ingranaggi, devono essere strettamente ispezionati per garantire la qualità:

Apparecchiature di ispezione del core: JS di solito utilizza una speciale macchina di misurazione delle coordinate controllata da computer, che può misurare accuratamente i parametri chiave degli ingranaggi, principalmente includendo:

• Il profilo del dente è accurato?
• La direzione dei denti è distorta?
• Tutti i denti sono distribuiti uniformemente intorno al centro?

Regolazione in tempo reale: la cosa più importante è che i dati rilevati possono essere direttamente raccontati alla macchina di elaborazione. La macchina può perfezionare immediatamente ilTraiettoria di movimento dello strumentoSulla base di questi risultati e compensare l'errore appena misurato nel pezzo successivo o successive fasi di elaborazione. Formare un ciclo automatico di misurazione, correzione e ritrattamento per garantire che gli ingranaggi siano perfetti.

Difficoltà e soluzioni tecniche:

Sfida	Contromisure tecniche chiave per JS
Gli utensili da taglio sono soggetti a deformazione/rottura	Strumenti di taglio rivestiti con nitruro di boro diamantato/cubico (CBN).
Piccolo deformazione di serraggio del pezzo	Tarona di aspirazione sotto vuoto/apparecchio elastico a basso stress.
Il taglio del calore provoca deriva dimensionale	Micro lubrificazione (MQL) taglio a bassa temperatura.
Le borse sono difficili da rimuovere	Deburno elettrolitico/Incisione al plasma.

Quali materiali vengono utilizzati per la lavorazione dei pignoni?

Materiali metallici più comunemente usati

1. Acciaio in lega ad alta resistenza:

• Acciaio in carburi: come il Giappone SCM415, la Cina 20crmnti e l'8620 degli Stati Uniti.
• Acciaio di spegnimento: acciaio per cuscinetti al cromo ad alto contenuto di carbonio come Suj2 e GCR15.

Tecnologia di elaborazione:

• Carburazione e tempra: rendere molto dura la superficie del pignone (fino a HRC58-62), molto resistente all'usura, mentre il nucleo mantiene una buona tenacia e non è facile da rompere. Piccoloingranaggi di riduzioneLe auto sono spesso usate in questo modo.
• Trattamento del calore a vuoto: particolarmente adatto per l'elaborazione di pini molto piccoli ed estremamente ad alta precisione (modulo inferiore a 0,3 mm), che può ridurre efficacemente la deformazione degli ingranaggi.

Vantaggi: i pignoni fatti di questo materiale sono particolarmente resistenti, possono resistere alla grande forza e non sono facili da rompere e avere una buona resistenza all'impatto. Sono più adatti per i luoghi in cui è necessario esercitare la forza e lavorare sodo.

2. Acciaio inossidabile

• Acciaio inossidabile austenitico: molto resistente alla corrosione, non facile da arrugginire, spesso lo usiamo sul pignone in attrezzature mediche o macchinari alimentari che devono essere puliti frequentemente o esposti ad ambienti speciali.
• L'acciaio inossidabile martensitico: può essere indurito dal trattamento termico (la durezza superficiale può superare l'HRC50) ed è relativamente resistente all'usura.
• Requisiti speciali: anche i pignoni come quelli nei robot chirurgici devono passare specialeCertificazione di biosicurezza(come ISO 10993).

3. Leghe speciali

• Lega di titanio: luce, forte e particolarmente resistente alla corrosione. Viene utilizzato nei sistemi di trasmissione piccoli e critici in aeromobili e veicoli spaziali.
• Lega di rame: ha un certo effetto di lubrificazione e una buona capacità di assorbimento degli urti. Viene spesso utilizzato nella trasmissione piccoli ingranaggi in alcuni strumenti di precisione.

Ingegneria Plastica

1. Plastica ingegneristica comune

Materiale	Caratteristica	Scenari di applicazione
POM (polioximetilene)	Elevata rigidità, coefficiente di attrito a bassa attrito, facile da elaborare.	Ingranaggio di alimentazione della carta stampante.
PA66+fibra di vetro	Resistenza alla temperatura migliorata (120 ℃) e resistenza al creep.	Carrello di trasmissione della macchina per auto.
PEEK (POLETERETHETONE)	260 ℃ Resistenza alla temperatura e resistenza alla corrosione chimica.	Trasmissione ad alta temperatura di apparecchiature a semiconduttore.

2. Plastiche modificate speciali

• Pieno con grafite/PTFE: migliorare l'auto-lubrificazione (ambiente senza olio).
• Rinforzo in fibra di carbonio: migliorare la rigidità e la stabilità dimensionale (marce articolari robot).

Quali fattori dovrebbero essere considerati quando si sceglie il materiale giusto per la lavorazione dei pignoni?

1. Condizioni di lavoro e requisiti di carico

(1) Tipo di carico e dimensioni:

• La coppia e lo stress di piegatura della lavorazione del pignone influenzano direttamente il livello di forza della radice del dente e della superficie del dente. Maggiore è il carico, maggiore è la resistenza del materiale richiesta.
• Se il sistema ha partite frequenti, fermate, sovraccarico o shock esterni, il materiale deve avere una buona durezza per resistere a queste forze improvvise.

(2) Velocità:

Più veloce ruota l'ingranaggio, più calore viene generato e maggiore è il carico dinamico e la forza di inerzia a cui è soggetto. Ciò pone maggiori richieste sulla resistenza ad alta temperatura del materiale, sulla capacità di resistere ai danni da fatica e alla resistenza all'usura. Ad alta velocità, il peso del materiale può anche influire sul momento dell'inerzia, che deve essere considerato.

(3) Ambiente di lavoro:

• Temperatura: l'alta temperatura renderà il materiale più morbido, ridurrà la resistenza e la durezza e potrebbe persino causare una lenta deformazione. La bassa temperatura renderà il materiale fragile e ridurrà la tenacità. Quando si selezionano i materiali, assicurarsi che i materiali possano mantenere le prestazioni richieste a temperatura di lavoro.
• Corrosione: se la lavorazione del pignone è esposta a umidità, acido, alcali, spruzzo salino o altri ambienti corrosivi, la corrosione ridurrà notevolmente la resistenza a fatica del materiale. In questo caso, è necessario selezionareMateriali resistenti alla corrosioneo proteggere la superficie del pignone (come il rivestimento, l'elettroplazione).

2. Requisiti funzionali del pignone

• La resistenza e la rigidità sono la base: la radice del dente è anti-piega e la rottura anti-dero e il contatto della superficie del dente è anti-pizzico e spalling. La chiave è la resistenza alla snervamento, la resistenza alla trazione, la flessione e la resistenza alla fatica del contatto del materiale.
• La superficie del dente deve essere dura e resistente all'usura: la durezza della superficie di contatto deve essere elevata per resistere a graffi abrasivi e usura adesiva e la resistenza all'usura dipende direttamente dalla durezza della superficie.
• Daltiosità: il materiale deve essere duro e prevenire fratture fragili. Sono difficili da tenere ad alta forza e alta tenacità. L'acciaio carburoso viene spesso selezionato per l'impatto e l'acciaio estinto ad alta resistenza viene selezionato per un carico stabile.
• Funzione di resistenza alla fatica: il pignone viene ripetutamente stressato e il danno alla fatica (rottura del dente, vaiolatura) è la causa principale. I limiti di flessione e di fatica a contatto sono cruciali.
• Stabilità dimensionale: i requisiti di precisione per la lavorazione dei pignoni sono elevati. La selezione del materiale dovrebbe considerare la potenziabilità, la deformazione del trattamento termico e la convenienza per il successivocorrezione di macinazione.
• Lightweight: quando l'aviazione, le automobili, ecc. Devono ridurre il peso, i materiali leggeri (lega di alluminio, la plastica ingegneristica, la metallurgia delle polveri) o possono essere selezionati un design leggero garantendo resistenza e rigidità.

3. Trattabilità termica dei materiali

• Affidamento: la capacità di un materiale di ottenere la durezza richiesta, specialmente quando le dimensioni sono grandi. I pignoni sono di dimensioni ridotte e la intensità di solito non è un grosso problema, ma l'uniformità deve essere considerata.
• Deformazione del trattamento termico: le dimensioni e i cambiamenti di forma causati da diversi materiali e processi di trattamento termico variano notevolmente. La deformazione del trattamento termico è uno dei principali fattori che influenzano la precisione dei pignoni. È necessario selezionare materiali con una buona elaborazione del trattamento termico e una piccola deformazione, oppure riservare un margine sufficiente per la finitura successiva. L'estinzione in carburizzazione e l'estinzione a induzione sono spesso utilizzate per le superfici dei denti dura.

4. La particolarità dei pignoni

• Rischio di guasto: nel treno del cambio, la lavorazione del pignone ha un piccolo numero di denti e ogni dente partecipa a meshing più volte. In teoria, è più incline a un fallimento della fatica rispetto a ingranaggi di grandi dimensioni. La selezione dei materiali dovrebbe concentrarsi maggiormente sulla loro forza a fatica edurata superficiale.
• Dimensioni del design: le dimensioni ridotte sono relativamente più facili da indurire e il processo di trattamento termico può avere più spazio per la selezione.

Qual è gli ingranaggi più durevoli, in acciaio o in plastica?

1. I pignoni in acciaio sono generalmente più durevoli e hanno una durata più lunga:

• Il materiale è forte e duro: l'acciaio stesso è molto forte e duro e può resistere a molta forza ed è particolarmente resistente all'usura. Ciò significa che, sotto lo stesso duro lavoro, i denti in acciaio non sono facilmente indossati piatti o schiacciati fuori forma.
• Resistenza al calore e alla pressione: può resistere a temperature di lavoro più elevate, maggiore pressione e forza torsionale e non è facile stancarsi, deformarsi o rotti dopo un lungo periodo di duro lavoro.
• Vantaggio della vita: in generale, in luoghi in cui sono richiesti lavori pesanti, alta forza, alta velocità o temperatura ambiente elevata, la lavorazione del pignone in acciaio ti darà un tempo di utilizzo più lungo.

2. I pignoni di plastica non sono generalmente resistenti all'usura come l'acciaio:

• Paura del calore e della deformazione: le materie plastiche tendono ad ammorbidirsi e deformare se esposte ad alte temperature e anche la loro resistenza è scarsa. Sotto una forza continua o una rotazione ad alta velocità, è più probabile che si logora, si spezzino o si deformi direttamente.
• Paura dell'invecchiamento: alcune materie plastiche diventeranno fragili nel tempo, o le loro prestazioni si deteriorano dopo il contatto con determinati oli e sostanze chimiche.
• Leggero e silenzioso: i vantaggi della plastica sono di peso leggero, funzionamento silenzioso e in molti casi non sono necessari ulteriori olio e manutenzione e non arrugginiranno.

I nostri consigli di selezione:

• Se hai bisogno di resistere all'usura e usarla a lungo, gli ingranaggi in acciaio sono la prima scelta. Ad esempio, gli ingranaggi chiave nel cambio dell'auto e le parti responsabili della trasmissione ad alta potenza nelle macchine di fabbrica.
• Se ti preoccupi di più di peso leggero, basso rumore e poche restrizioni ambientali,ingranaggi di plasticapuò essere in grado di essere utilizzato e più conveniente. Ad esempio, la lavorazione del pignone nei giocattoli e gli ingranaggi carichi di luce nei timer per elettrodomestici domestici.

Scegliere i materiali a basso costo accorciano la vita del pignone?

In generale, è probabile che la scelta dei materiali a basso costo abbrezzi la vita dei piccoli ingranaggi, ma ciò dipende da come cambiare i materiali e dove vengono utilizzati gli ingranaggi. ​​

1. Passa a materiali peggiori (come la plastica in acciaio):

Questo quasi certamente accorcerà la vita della lavorazione del pignone. Le materie plastiche sono di gran lunga inferiori all'acciaio in resistenza, resistenza al calore e resistenza all'usura. Se viene utilizzata la plastica in cui l'acciaio deve essere utilizzato per risparmiare denaro, gli ingranaggi sono facilmente deformati, usurati o rotti a forza alta, ad alta velocità o ad alta temperatura e la vita è notevolmente ridotta.

2. Usa materiali simili più economici:

Questo è rischioso. Non è certo al 100% che qualcosa andrà storto, ma la probabilità che qualcosa vada storto è più alta.
Ad esempio, l'acciaio a basso costo può avere più impurità, scarso trattamento termico o un livello di resistenza inferiore. Questo tipo di lavorazione dei pignoni ha maggiori probabilità di deformare, indossare più velocemente o produrre facilmente affaticamento in metallo sotto carichi pesanti. Potrebbe non rompersi immediatamente, ma sicuramente non è durevole comebuon acciaioe la durata della vita può essere ridotta inconsapevolmente.

Oppure usa la plastica più economica, che può essere più morbida, più paura del calore e più inclini all'invecchiamento e alla fragilità. Nella stessa ambiente d'uso, si romperà più velocemente.

Punti chiave da notare:

• Se la lavorazione del pignone è solo una rotazione delicata in un frullatore domestico, può essere bene usare materiali più economici. Ma se sta ruotando ad alta velocità in una macchina di fabbrica, risparmiare denaro sui materiali è molto rischioso e c'è un'alta probabilità di demolizione precoce.
• Cosa significa economico? Ad esempio, la plastica viene utilizzata quando è necessario utilizzare l'acciaio? O è lo stesso materiale di scarsa qualità? Ovviamente, il primo ha un impatto maggiore, ma il secondo può anche avere grandi rischi.

I nostri consigli per il risparmio di denaro:

• Pensa attentamente a quanta forza ha bisogno l'attrezzatura: se la forza è davvero piccola, la velocità è lenta e l'ambiente non è dura, potresti essere in grado di scegliere la plastica giusta.
• Trova un fornitore affidabile: lo stesso nylon o acciaio, diversi produttori producono qualità molto diversa. Trova un fornitore rispettabile, utilizzando materiali regolari ed economici di solito è più sicuro della ricerca di unproduttore di marca.

Riepilogo

La lavorazione dei pignoni, non è facile scegliere i materiali per esso. In JS sappiamo che ciò richiede una valutazione completa della forza, della tenacità, della resistenza all'usura del materiale e della fattibilità di elaborazione e produzione.Il nostro team professionisticoComprenderò profondamente le caratteristiche dei diversi materiali, combinerà attentamente gli scenari di lavoro e i requisiti di prestazione della lavorazione dei pignoni e fare scelte accurate.

Ricorda che per i sistemi di trasmissione di precisione, i materiali ad alte prestazioni che JS abbinano per i pignoni determinano direttamente se l'intero sistema può funzionare a lungo termine e in modo affidabile, che è il valore fondamentale del nostro accumulo tecnologico.

Disclaimer

I contenuti di questa pagina sono solo a scopo informativo.Serie JSNon ci sono dichiarazioni o garanzie, espresse o implicite, per quanto riguarda l'accuratezza, la completezza o la validità delle informazioni. Non si dovrebbe dedurre che un fornitore o un produttore di terze parti fornirà parametri di prestazione, tolleranze geometriche, caratteristiche di progettazione specifiche, qualità e tipo di lavorazione del materiale o lavorazione attraverso la rete Longsheng. È la responsabilità dell'acquirenteRichiedi la citazione delle partiIdentificare i requisiti specifici per queste sezioni.Si prega di contattarci per ulteriori informazioni.

Squadra JS

JS è un'azienda leader del settoreConcentrati su soluzioni di produzione personalizzate. Abbiamo oltre 20 anni di esperienza con oltre 5.000 clienti e ci concentriamo sull'alta precisioneMACCHING CNC,Produzione di lamiera,Stampa 3D,Stampaggio a iniezione,Stamping in metallo,e altri servizi di produzione unica.

La nostra fabbrica è dotata di oltre 100 centri di lavorazione a 5 assi all'avanguardia, ISO 9001: 2015 certificato. Forniamo soluzioni di produzione rapide, efficienti e di alta qualità ai clienti in oltre 150 paesi in tutto il mondo. Che si tratti di una produzione di piccoli volumi o personalizzazione su larga scala, possiamo soddisfare le tue esigenze con la consegna più veloce entro 24 ore. scegliereTecnologia JSCiò significa efficienza di selezione, qualità e professionalità.
Per saperne di più, visita il nostro sito Web:www.cncprotolabs.com

FAQ

1. Qual è la considerazione principale quando si selezionano i materiali?

La considerazione principale per la selezione dei materiali pignoni è soddisfare i requisiti di prestazione delle condizioni di lavoro, corrispondere alla fattibilità della tecnologia di elaborazione e infine ottimizzare l'efficacia in termini di costi. Ad esempio, l'acciaio in lega viene utilizzato in scenari pesanti, l'acciaio inossidabile viene selezionato in ambienti corrosivi e l'acciaio economico di carbonio viene utilizzato in condizioni di lavoro ordinarie.

2. Quando usare l'acciaio inossidabile?

L'acciaio inossidabile è adatto per scenari con elevata corrosione o requisiti di pulizia rigorosi. Ad esempio, quando gli ingranaggi delle attrezzature di trasformazione alimentare sono esposti a detergenti acidi e alcalini, gli ingranaggi delle navi sono esposti ad ambienti di spruzzo salino o le attrezzature mediche devono essere spesso disinfettate. Al momento, un po 'di economia di taglio viene sacrificata in cambio della resistenza alla corrosione, ma il costo è superiore del 40% -60% rispetto all'acciaio al carbonio.

3. Quali sono i vantaggi dell'acciaio in lega?

L'acciaio in lega migliora le prestazioni di base aggiungendo elementi come Chromium e Nickel: migliora significativamente la forza e la durezza mantenendo una buona tenacità. Migliora la resistenza all'usura e la resistenza alla fatica e estende la durata della marcia. Consente una regolazione fine delle prestazioni attraverso il trattamento termico. Adatto a condizioni di lavoro dure come carichi pesanti e velocità elevate, sebbene il costo sia superiore all'acciaio al carbonio, ha eccellenti prestazioni dei costi.

4. I requisiti di finitura sono relativi ai materiali?

I requisiti di finitura sono direttamente correlati alle proprietà dei materiali. La durezza del materiale influisce sulla selezione degli strumenti e sulla finitura superficiale. La duttilità è correlata al controllo di Burr. La stabilità del trattamento termico determina l'accuratezza dimensionale. Materiali diversi richiedono una regolazione mirata dei parametri di taglio.

Risorsa

Plastica

Rack e pignone

Modellatura degli ingranaggi