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피니언은 작지만 정밀 기계 장비에서 중요한 역할을 수행하지만 꾸준히 전력을 전달하고 움직임을 정확하게 제어해야합니다. 이 작은 부분을 얼마나 오래 사용할 수 있는지, 실제로 얼마나 잘 수행하는지는 어떤 재료를 만들려고 선택하는지에 달려 있습니다. 내구성 강철, 녹슬 방지 황동 또는 가벼운 엔지니어링 플라스틱과 같은 다양한 재료는 각각 고유 한 장점과 단점 및 적용 가능한 시나리오를 가지고 있습니다.
다음으로, 일반적으로 사용되는 재료의 특성을 살펴 보겠습니다.피니언 가공다음 프로젝트에 적합한 자료를 선택하고 재료 선택 문제를 쉽게 해결할 수 있도록 도와줍니다.
피니언 가공이란 무엇입니까?
일반적으로 모듈러스가 1mm 미만이고 피니언으로 10mm 미만의 기어를 간주합니다. 이들은 의료 기기, 로봇 조인트 및 마이크로 감소기와 같은 소형적이고 매우 까다로운 마이크로 피트에 사용됩니다. 이를 위해서는 피니언 가공 정밀도가 매우 높아야하며, 매끄러운 전송, 저음, 고효율 및 장수 수명을 보장하기 위해 표면이 거울만큼 매끄럽게되어야합니다.
이 피니언 가공은 매우 어려운 일입니다. 작은 크기는 클램핑이 어렵고 작은 치아의 모양, 방향 및 간격은 매우 정확해야합니다. 크기, 둥근, 런아웃 등의 공차는 매우 엄격하게 제어됩니다. 동시에치아 표면마찰과 마모를 줄이려면 매우 매끄럽게해야합니다.
피니언 가공은 어떻게 작동합니까?
1. 정밀 재료 준비
- 재료 선택 : 일반적으로 사용되는 것은 고강도 합금 강철, 스테인레스 스틸 또는 하드 엔지니어링 플라스틱입니다.
- 예비 성형 : 재료를 얻은 후 첫 번째 단계는 빈을 기어 모양에 가깝게 만드는 것입니다. 재료를 절약하고 후속 처리량을 줄이기 위해정밀 회선또는 콜드 제목 (즉, 금속을 거친 모양으로 만들기 위해)은 일반적 으로이 단계를 완료하는 데 사용됩니다.
2. 핵심 과정 : 치아 모양 가공
초기 공백으로 가장 중요한 치아 모양 부분이 처리되기 시작합니다. 두 가지 주요 주류 방법이 있습니다.
(1) 기어 호빙
- 원리는 매우 간단합니다. 고속 회전, 이가 호브와 회전 공작물을 사용하여 곰팡이를 인쇄하고 정확한 관련 치아 모양을 굴리기 위해 서로를 물었습니다.
- 높은 기계 요구 사항 : 컴퓨터 제어CNC 기어 호빙기계는 초소형 초 고정 호브를 장착해야합니다 (모듈러스는 0.1-0.3만큼 작으며 블레이드는 다이아몬드 도금이어야하므로 더 단단하고 내마모가 있어야합니다).
- 정밀도는 핵심입니다. 기계 자체는 특히 안정적이어야하고, 위치 오류는 반복 될 때마다 0.003mm를 초과 할 수 없으며, 스핀들은 회전 할 때 1 천 분의 1 마이크론 (1 미크론)보다 작은 스윙해야합니다.
(2) 기어 호빙
- 일반적으로 특수 구조를 처리하는 데 사용됩니다. 내부에 치아가있는 것과 같이 일부 기어 모양이나 여러 기어 (다중 링크 기어)와 같은 일부 기어 모양은 브레이브 할 수 없으므로 기어 호빙 만 사용할 수 있습니다.
- 매우 작은 (2mm) 소형 기어 호빙 커터를 사용하여 고속으로 위아래로 점프하여 치아를 하나씩 잘라냅니다.
3. 파인 피니언 가공 및 성형 기술
때때로, 더 나은 성능이나 프로세스 특히 절단하기 어려운 재료를 달성하기 위해보다 정교한 성형 방법이 사용됩니다.
냉 압출 성형 :
- 요컨대, 그것은 매우 단단한 곰팡이를 사용하여 금속 블랭크를 플라스틱 반죽과 같은 기어 모양으로 직접 짜내는 것입니다. 이것은 절단되지 않습니다.
- 압출 기어의 기어 표면 내부의 금속 텍스처는 절단의 흔적없이 연속적이고 완전하며 전체 강도는 30%이상 증가 할 수 있습니다. 따라서 우리는 종종이 방법을 사용하여 작은 것을 처리하고까다로운 기어시계에서.
분말 야금 :
- 초 미세 금속 파우더 또는 세라믹 파우더를 사용하여 먼저 주입과 같은 금형에 주입 한 다음 최종 제품에 매우 가까운 모양의 녹색 빌릿을 얻은 다음 고온에서 가열하여 소결하고 모양을 만들어냅니다.
- 명백한 장점 : Helical Gears 및 Herringbone Gears와 같은 복잡한 모양의 치아는 직접 만들 수 있으며 완제품은 기본적으로 버가 없으므로 후속 프로세스를 절약 할 수 있습니다.
4. 최종 마무리 과정
치아 모양의 거친 가공 또는 형성 후 표면 정확도는 표준을 충족하지 못할 수 있으며 추가 마무리가 필요합니다.
- 정밀 면도 : 특수 블레이드가있는 면도 커터를 사용하여 롤/삽입 기어 치아 표면을 부드럽게 긁어 5 ~ 10 미크론 두께 만 제거하여 치아를 만듭니다.표면이 매끄럽다그리고 더 규칙적입니다.
- Honing : 기어와 연마체 코팅 된 세라믹 호닝 바퀴가 서로를 물고 회전하는 동안 연락하십시오. 그들 사이의 작은 마찰과 연마제의 효과를 사용하면 작은 결함은 조금씩 갈라지고 치아 표면은 더욱 연마되며 표면 거칠기는 매우 낮은 수준에 도달 할 수 있습니다 (RA 값은 0.1 미크론보다 낫다).
- 화학 기계적 연마 : 치아 표면이 매우 매끄럽고 미러 효과 (정밀 의료 장비에 사용)를 달성 해야하는 경우 CMP를 사용하십시오. 이 방법은 매우 높은 정밀 마감 처리 (0.05 미크론 미만)가있는 치아 표면을 얻을 수 있습니다.
5. 품질을 보장하십시오
기어가 아무리 잘 만들어 지더라도 품질을 보장하기 위해 엄격하게 검사해야합니다.
코어 검사 장비 : JS는 일반적으로 특수 컴퓨터 제어 좌표 측정기를 사용하여 주로 다음을 포함하는 기어의 주요 매개 변수를 정확하게 측정 할 수 있습니다.
- 치아 프로파일이 정확합니까?
- 치아의 방향이 왜곡 되었습니까?
- 중앙 주위에 모든 치아가 골고루 분포되어 있습니까?
실시간 조정 : 가장 중요한 것은 감지 된 데이터가 처리기에 직접 알 수 있다는 것입니다. 기계는 즉시 미세 조정할 수 있습니다도구의 모션 궤적이러한 결과를 기반으로 다음 공작물 또는 후속 처리 단계에서 방금 측정 한 오류를 보상합니다. 기어가 완벽한지 확인하기 위해 자동 측정, 보정 및 재 처리의 자동주기를 형성하십시오.
기술적 어려움과 솔루션 :
| 도전 | JS의 주요 기술 대책 |
| 절단 도구는 변형/파손이 발생하기 쉽습니다 | 다이아몬드/입방 붕소 질화 붕소 (CBN) 코팅 된 절단 도구. |
| 작은 공작물 클램핑 변형 | 진공 흡입 컵/낮은 응력 탄성 고정. |
| 열 절단은 치수 드리프트를 유발합니다 | 미세 윤활 (MQL) 저온 절단. |
| 버를 제거하기가 어렵습니다 | 전해성 디버 링/플라즈마 에칭. |
피니언 가공에 어떤 재료가 사용됩니까?
가장 일반적으로 사용되는 금속 재료
1. 고강도 합금강 :
- 기화 강철 : 일본의 SCM415, 중국의 20CRMNTI 및 미국 8620과 같은.
- 담금질 강 : SUJ2 및 GCR15와 같은 고 탄소 크롬 베어링 스틸.
처리 기술 :
- 기화 및 담금질 : 피니언의 표면을 매우 단단하게 (HRC58-62까지) 매우 내마모성이지만 코어는 좋은 강인성을 유지하고 파손하기가 쉽지 않습니다. 작은축소 기어자동차에서는 종종 이런 식으로 사용됩니다.
- 진공 열처리 : 특히 기어 변형을 효과적으로 감소시킬 수있는 매우 작고 매우 고밀도가 높은 피니언 (0.3mm 미만)을 처리하는 데 특히 적합합니다.
장점 :이 재료로 만든 피니언은 특히 내구성이 뛰어나고 큰 힘을 견딜 수 있으며 부러지기 쉽지 않으며 충격 저항이 우수합니다. 그들은 당신이 힘을 발휘하고 열심히 일 해야하는 장소에 가장 적합합니다.
2. 스테인리스 스틸
- 오스테 나이트 스테인리스 스틸 : 매우 부식성이 강하고 녹슬기 쉽지 않습니다. 우리는 종종 자주 청소하거나 특수 환경에 노출되어야하는 의료 장비 나 푸드 기계의 피니언에 사용합니다.
- Martensitic Stainless Steel : 열처리 (표면 경도는 HRC50을 초과 할 수 있음)에 의해 경화 될 수 있으며 상대적으로 내마모입니다.
- 특별 요구 사항 : 수술 로봇과 같은 피니언도 특별한 통과를 통과해야합니다.생체 안전 인증(예 : ISO 10993).
3. 특수 합금
- 티타늄 합금 : 가볍고 강하고 특히 부식성. 항공기 및 우주선의 작고 중요한 드라이브 시스템에서 사용됩니다.
- 구리 합금 : 특정 윤활 효과와 우수한 충격 흡수 능력이 있습니다. 일부 정밀 기기의 전송 소형 기어에 종종 사용됩니다.
엔지니어링 플라스틱
1. 일반적인 엔지니어링 플라스틱
| 재료 | 특성 | 응용 프로그램 시나리오 |
| POM (폴리 옥시 메틸렌) | 강성, 마찰 계수가 낮고 처리하기 쉽습니다. | 프린터 페이퍼 피드 기어. |
| PA66+유리 섬유 | 온도 저항 개선 (120 ℃) 및 크리프 저항. | 자동차 창 기계 드라이브 기어. |
| 엿보기 (PolyetherTherketone) | 260 ℃ 온도 저항 및 화학적 부식 저항. | 반도체 장비의 고온 전송. |
2. 특정 수정 플라스틱
- 흑연/PTFE로 채워진 : 자체 러브레이션 개선 (오일이없는 환경).
- 탄소 섬유 강화 : 강성 및 치수 안정성 향상 (로봇 공동 기어).
피니언 가공에 적합한 재료를 선택할 때 어떤 요인을 고려해야합니까?
1. 작업 조건 및 부하 요구 사항
(1) 하중 유형 및 크기 :
- 피니언 가공의 토크 및 굽힘 응력은 치아 뿌리와 치아 표면의 힘 수준에 직접적인 영향을 미칩니다. 하중이 클수록 재료 강도가 높아집니다.
- 시스템에 자주 시작, 정지, 과부하 또는 외부 충격이있는 경우, 재료는 이러한 갑작스런 힘을 견딜 수 있도록 좋은 강인함을 가져야합니다.
(2) 속도 :
기어가 더 빨리 회전할수록 더 많은 열이 생성되고 동적 하중 및 관성력이 더 커집니다. 이는 재료의 고온 강도, 피로 손상에 저항하는 능력 및 내마모성에 대한 수요가 높아집니다. 고속에서, 재료의 중량은 또한 관성 모멘트에 영향을 줄 수 있으며, 이는 고려해야합니다.
(3) 작업 환경 :
- 온도 : 고온은 재료를 더 부드럽게 만들고 강도와 경도를 줄이며 느린 변형을 유발할 수도 있습니다. 저온은 재료를 부서지기 쉽고 인성을 줄입니다. 재료를 선택할 때 재료가 작업 온도에서 필요한 성능을 유지할 수 있는지 확인하십시오.
- 부식 : 피니언 가공이 수분, 산, 알칼리, 소금 스프레이 또는 기타 부식성 환경에 노출되면 부식은 재료의 피로 강도를 크게 줄입니다. 이 경우 선택해야합니다부식 방지 재료또는 피니언 표면 (예 : 코팅, 전기 도금)을 보호하십시오.
2. 피니언의 기능적 요구 사항
- 강도와 강성은 기초입니다. 치아 뿌리는 굽힘 방지 및 치아 파손이며 치아 표면 접촉은 방지 및 스펠링입니다. 열쇠는 재료의 항복 강도, 인장 강도, 굽힘 및 접촉 피로 강도입니다.
- 치아 표면은 단단하고 내마모해야합니다. 접촉 표면 경도는 연마성 흠집과 접착제 마모에 저항하기 위해 높아야하며 내마모성은 표면 경도에 직접적으로 의존합니다.
- 강인함 : 재료는 힘들고 부서지기 쉬운 골절을 방지해야합니다. 고강도와 강인함은 고려하기 어렵습니다. 기화 된 강철은 종종 충격을 위해 선택되며, 높은 하강 켄 펜트 강철은 안정적인 하중을 위해 선택됩니다.
- 피로 저항 기능 : 피니언은 반복적으로 스트레스를 받고 피로 손상 (치아 파손, 구덩이)이 주요 원인입니다. 굽힘 및 접촉 피로 한계가 중요합니다.
- 치수 안정성 : 피니언 가공의 정밀 요구 사항이 높습니다. 재료 선택은 경화성, 작은 열처리 변형 및 후속의 편의성을 고려해야합니다.연삭 교정.
- 경량 : 항공, 자동차 등의 체중을 줄여야 할 때는 경량 재료 (알루미늄 합금, 엔지니어링 플라스틱, 분말 야금) 또는 가벼운 설계를 선택하면서 강도와 강성을 보장 할 수 있습니다.
3. 재료의 열처리 성
- 경화성 : 특히 크기가 클 때 필요한 경도를 얻는 재료의 능력. 피니언은 크기가 작고 강화 가능성은 일반적으로 큰 문제가 아니지만 균일 성을 고려해야합니다.
- 열처리 변형 : 다른 재료와 열처리 과정으로 인한 크기와 모양 변화는 크게 다릅니다. 열처리 변형은 피니언의 정밀도에 영향을 미치는 주요 요인 중 하나입니다. 열 처리 가공성이 우수한 재료를 선택하거나 작은 변형을 선택하거나 후속 마무리를 위해 충분한 마진을 예약해야합니다. 기화 된 담금질 및 유도 담금질은 종종 단단한 치아 표면에 사용됩니다.
4. 피니언의 특수성
- 고장 위험 : 기어 트레인에서 피니언 가공에는 적은 수의 치아가 있으며 각 치아는 더 많은 시간을 맞추는 데 참여합니다. 이론적으로는 큰 기어보다 피로 실패가 발생하기 쉽습니다. 재료의 선택은 피로 강도와표면 내구성.
- 설계 크기 : 작은 크기는 비교적 강화하기 쉽고 열처리 과정은 선택의 여지가 더 많을 수 있습니다.
더 내구성, 강철 또는 플라스틱 기어는 무엇입니까?
1. 스틸 피니언은 일반적으로 내구성이 뛰어나 수명이 길다.
- 재료는 강하고 단단합니다 : 강철 자체는 매우 강력하고 단단하며 많은 힘을 견딜 수 있으며 특히 마모에 저항합니다. 이것은 같은 노력으로 강철 치아가 쉽게 평평하게 착용하거나 모양이 떨어지지 않음을 의미합니다.
- 열과 압력 저항 : 더 높은 작업 온도, 더 큰 압력 및 비틀림 힘을 견딜 수 있으며, 오랜 시간이 지나면 피곤하고 변형되거나 금이 가기가 쉽지 않습니다.
- 수명 이점 : 일반적으로, 무거운 작업, 고력, 고속 또는 높은 주변 온도가 필요한 곳에서는 스틸 피니언 가공이 더 긴 사용 시간을 제공합니다.
2. 플라스틱 피니언은 일반적으로 강철만큼 내마모가 아닙니다.
- 열과 변형을 두려워 : 플라스틱은 고온에 노출 될 때 연화되고 변형되는 경향이 있으며 강도도 나쁘다. 지속적인 강한 힘 또는 고속 회전 하에서 직접 마모, 금이 가거나 변형 될 가능성이 높습니다.
- 노화를 두려워 : 일부 플라스틱은 시간이 지남에 따라 부서지기 쉬워 지거나 특정 오일 및 화학 물질과 접촉 한 후에 성능이 악화 될 것입니다.
- 경량과 조용 : 플라스틱의 장점은 가벼운 무게, 조용한 작동이며, 많은 경우에 추가 오일 링 및 유지 보수가 필요하지 않으며 녹슬지 않습니다.
우리의 선택 권장 사항 :
- 마모를 견딜 수 있고 오랫동안 사용해야하는 경우 스틸 기어가 첫 번째 선택입니다. 예를 들어, 자동차 기어 박스의 키 기어와 공장 기계의 고출력 변속기를 담당하는 부품.
- 가벼운 무게, 저음 및 환경 제한이 거의 없다면플라스틱 기어사용하고 비용 효율적일 수 있습니다. 예를 들어, 장난감의 피니언 가공 및 홈 어플라이언스 타이머의 라이트로드 기어.
저렴한 재료를 선택하면 피니언의 수명이 단축됩니까?
일반적으로 저렴한 재료를 선택하면 작은 기어의 수명이 단축 될 수 있지만 이는 재료를 변경하는 방법과 기어가 사용되는 위치에 따라 다릅니다.
1. 더 나쁜 재료로 변경 (플라스틱으로 강철로) :
이것은 피니언 가공의 수명을 거의 단축시킬 것입니다. 플라스틱은 강도, 내선 저항 및 내마모성에서 강철보다 훨씬 열등합니다. 스틸을 사용하여 비용을 절약하기 위해 스틸을 사용하는 경우 플라스틱을 사용하는 경우 기어를 쉽게 변형, 마모 또는 고속 또는 고온에서 쉽게 변형 시키거나 마모되며 수명이 크게 단축됩니다.
2. 저렴한 유사한 재료 사용 :
이것은 위험합니다. 무언가 잘못 될 것이라고 100% 확신하지는 않지만 무언가 잘못 될 확률은 더 높습니다.
예를 들어, 저렴한 강철은 불순물, 열처리가 열악하거나 강도 수준이 낮을 수 있습니다. 이러한 종류의 피니언 가공은 무거운 하중에서 변형, 더 빨리 착용하거나 금속 피로를 쉽게 생산할 가능성이 높습니다. 즉시 파손되지는 않지만 확실히 내구성이 뛰어나지 않습니다.좋은 강철, 수명은 무의식적으로 감소 될 수 있습니다.
또는 더 부드럽고, 열을 두려워하며, 노화와 브리티 니스가 더 쉽게 나오는 더 저렴한 플라스틱을 사용하십시오. 동일한 사용 환경에서는 더 빨리 파손됩니다.
주목할만한 요점 :
- 피니언 가공이 가정용 믹서기의 부드러운 회전 일 경우 더 저렴한 재료를 사용하는 것이 좋습니다. 그러나 공장 기계에서 고속으로 회전하면 재료에 돈을 절약하는 것이 매우 위험하며 조기 폐기 가능성이 높습니다.
- 저렴한 의미는 무엇입니까? 예를 들어, 스틸을 사용해야 할 때 플라스틱이 사용됩니까? 아니면 품질이 좋지 않은 동일한 재료입니까? 분명히, 첫 번째는 더 큰 영향을 미치지 만 두 번째는 큰 위험이있을 수 있습니다.
우리의 돈 절약 팁 :
- 기어에 필요한 힘에 대해주의 깊게 생각하십시오. 힘이 실제로 작 으면 속도가 느리고 환경이 가혹하지 않으면 올바른 플라스틱을 선택할 수 있습니다.
- 신뢰할 수있는 공급 업체를 찾으십시오 : 동일한 나일론 또는 강철, 다른 제조업체는 매우 다른 품질을 만듭니다. 규칙적이고 저렴한 재료를 사용하는 평판이 좋은 공급 업체를 찾는 것은 일반적으로브랜드 제조업체.
요약
피니언 가공, 재료를 선택하기는 쉽지 않습니다. JS에서는 이것이 재료의 강도, 강인성, 내마모성, 가공 및 제조 가능성에 대한 포괄적 인 평가가 필요하다는 것을 알고 있습니다.우리의 전문 팀다양한 재료의 특성을 깊이 이해하고 피니언 가공의 작업 시나리오와 성능 요구 사항을 밀접하게 결합하고 정확한 선택을합니다.
정밀 전송 시스템의 경우, Pinions와 일치하는 고성능 재료는 전체 시스템이 장기적이고 안정적으로 작동 할 수 있는지, 이는 기술 축적의 핵심 가치 인 것을 직접 결정합니다.
부인 성명
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FAQ
1. 재료를 선택할 때 주요 고려 사항은 무엇입니까?
피니언 재료 선택에 대한 주요 고려 사항은 작업 조건의 성능 요구 사항을 충족하고 처리 기술의 타당성을 일치 시키며 비용 효율성을 최적화하는 것입니다. 예를 들어, 합금 강철은 중대한 시나리오에서 사용되며, 스테인레스 스틸은 부식성 환경에서 선택되며 경제적 인 탄소강은 일반적인 작업 조건에서 사용됩니다.
2. 스테인레스 스틸을 언제 사용해야합니까?
스테인레스 스틸은 부식이 높은 시나리오 또는 엄격한 청결 요구 사항에 적합합니다. 예를 들어, 식품 가공 장비의 기어가 산 및 알칼리 세제에 노출되면 선박 기어는 소금 스프레이 환경에 노출되거나 의료 장비가 자주 소독되어야합니다. 현재 일부 절감 경제는 부식 저항과 교환하여 희생되지만 비용은 탄소강보다 40% -60% 높습니다.
3. 합금 강의 장점은 무엇입니까?
Alloy Steel은 크롬 및 니켈과 같은 요소를 추가하여 핵심 성능을 향상시킵니다. 강인함을 유지하면서 강도와 경도를 크게 향상시킵니다. 내마모성과 피로 저항을 향상시키고 기어 수명을 연장합니다. 열처리를 통한 성능을 잘 조정할 수 있습니다. 하중 및 고속과 같은 가혹한 근무 조건에 적합하지만 비용은 탄소강보다 높지만 비용 성능이 우수합니다.
4. 마무리 요구 사항은 재료와 관련이 있습니까?
마무리 요구 사항은 재료 특성과 직접 관련이 있습니다. 재료 경도는 도구 선택 및 표면 마감에 영향을 미칩니다. 연성은 버 컨트롤과 관련이 있습니다. 열처리 안정성은 치수 정확도를 결정합니다. 다른 재료는 절단 매개 변수의 목표 조정이 필요합니다.
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