Fabricação de Engrenagens: Usinagem e Processos de Engrenagens Personalizadas | JS Precision

Principais conclusões

• A precisão é um sistema de engenharia: os equipamentos de precisão da mais alta qualidade baseiam-se numa integração abrangente em termos de "design - materiais - tratamento térmico - usinagem de precisão".
• Fabricado na China ≠ Fabricação de baixa qualidade: As principais empresas de fabricação de engrenagens na China se desafiaram a alcançar os melhores níveis globais em equipamentos, processos e sistemas de qualidade.
• O tratamento térmico é fundamental para o desempenho do material. Os processos de tratamento térmico devem ser adaptados ao material específico em questão. Fornecedores com sólida capacidade de tratamento, mesmo que não sejam os mais baratos, receberão maior atenção.
• Fornecedores confiáveis > Fornecedores com preços baixos: É preciso avaliar a profundidade técnica, os dados de qualidade e a capacidade de suporte de engenharia desses fornecedores, em vez de apenas observar os preços unitários.
• A colaboração digital é importante: ferramentas de comunicação digital para troca de arquivos e monitoramento de progresso podem ajudar a eliminar as dificuldades associadas à colaboração remota.

Escolha a JS Precision Gear Manufacturing: Suporte a processos personalizados disponível

A JS Precision especializou-se na usinagem e fabricação de engrenagens nos últimos 15 anos, com vasta experiência nessa área. Podemos garantir aos nossos clientes engrenagens de precisão com módulos que variam de 0,5 a 5.

Temos clientes em mais de 20 países na Europa, América e Sudeste Asiático. No último ano, concluímos mais de 300 engrenagens personalizadas para nossos clientes. Conseguimos reduzir os prazos de entrega em 65% para uma empresa de robótica no Vale do Silício e atingimos o nível de precisão ISO 5 para uma empresa de equipamentos médicos.

Nossa precisão de usinagem está em total conformidade com a norma internacional ISO 1328-1:2013 "Requisitos de Precisão para Engrenagens Cilíndricas Parte 1: Tolerâncias de Passo, Perfil e Orientação", que especifica as tolerâncias para os parâmetros principais de engrenagens de alta qualidade.

Este guia é o resultado de nossas inúmeras experiências em projetos, e cada sugestão foi verificada na prática. Você pode confiar plenamente nele.

Deseja uma solução personalizada para usinagem de engrenagens? Agora você pode enviar o módulo da sua engrenagem, o material e as quantidades para receber uma avaliação gratuita do processo de usinagem em até 48 horas, feita pelos engenheiros da JS Precision, evitando riscos no processo.

Quais são as principais tecnologias que definem a fabricação moderna de engrenagens de precisão?

A produção de engrenagens de precisão é um sistema de processos de engenharia interconectados. O ciclo tecnológico do núcleo influencia diretamente as melhorias na precisão e eficiência da produção de engrenagens em todas as etapas do processo de fabricação.

Da formação ao produto final: O desenvolvimento das tecnologias de fresagem, conformação e acabamento.

Os métodos antigos de fresagem e modelagem são ineficientes e produzem um acabamento superficial e de qualidade inferior nos dentes. A técnica de raspagem, com corte contínuo, proporciona um melhor acabamento superficial e maior precisão no perfil dos dentes.

Os Reis do Acabamento: Retificação de Formas e Retificação com Roda Helicoidal

• Retificação de forma: Alta precisão, controle exato do erro de perfil do dente, adequada para produção de pequenas séries e processamento de superfícies duras, eficiência relativamente baixa.
• Retificação com roda helicoidal: Retificação contínua, 3 a 5 vezes mais eficiente que a retificação convencional, adequada para fabricação de precisão em larga escala.

Medição é Controle: Centro de Medição de Engrenagens e Monitoramento de Processos

O controle de qualidade não pode depender apenas dos testes finais; todo o processo de usinagem de engrenagens exige medições precisas. Utilizamos um centro de medição de engrenagens para gerar mapas de cores de erros completos, fornecendo dados de suporte para a otimização do processo e monitoramento em tempo real da produção por meio de Controle Estatístico de Processo (CEP) online, garantindo a consistência dos lotes.

Deseja verificar se o projeto do seu equipamento é adequado para o método de processamento mais eficiente? Forneça informações sobre os parâmetros do perfil de dente que você precisa e a JS Precision fará um diagnóstico e indicará o método de processamento mais adequado para aumentar a eficiência da fabricação de engrenagens.

Figura 1. O projeto e a fabricação de engrenagens podem seguir muitos caminhos, como a retificação contínua por geração, que utiliza rebolos roscados que permanecem em contato constante com a estrutura do dente da engrenagem em desenvolvimento.

Por que o tratamento térmico é a fase mais crítica no processo de fabricação de engrenagens?

O tratamento térmico é a "alma" do processo de fabricação de engrenagens , determinando a resistência, a dureza e a durabilidade da engrenagem. É necessário utilizar o método correto para otimizar a funcionalidade da engrenagem.

O rei das técnicas de endurecimento superficial: Cementação e têmpera

Os processos de cementação e têmpera permitem que a engrenagem tenha uma estrutura "dura por fora, resistente por dentro", com dureza de HRC 58-62 e excelente tenacidade do núcleo, adequada para condições de alta pressão de contato , como no processamento de engrenagens por robôs, embora com altos requisitos de controle de deformação.

Métodos de baixa deformação: nitretação e endurecimento por indução

• Método de nitretação: Baixa deformação, maior resistência ao desgaste e à corrosão, profundidade de endurecimento de 0,1 a 0,5 mm. Utilizado principalmente em engrenagens de transmissão de precisão.
• Endurecimento por indução: aquecimento rápido, alta eficiência, deformação controlável, profundidade da camada de endurecimento ajustável e adequado para determinados perfis de dentes e engrenagens de grande módulo.

Nosso sistema de tratamento térmico em atmosfera controlada

Seguimos rigorosamente os requisitos do processo da norma ASTM A890-18 “Especificação Padrão para Fundidos, Aço Inoxidável Duplex” no tratamento térmico de componentes de engrenagens em aço inoxidável. Utilizamos fornos multifuncionais de atmosfera controlada para controlar com precisão o potencial de carbono e a temperatura . Criamos curvas de processo personalizadas de acordo com as propriedades do material e a rastreabilidade dos processos realizados.

Figura 2. Ao alterar as propriedades físicas, químicas e metalúrgicas das engrenagens, o tratamento térmico pode otimizar ou até mesmo prolongar a vida útil das engrenagens.

Proposta de valor global: o que impulsiona a vantagem de custo de uma empresa líder na fabricação de engrenagens na China?

Como uma empresa líder na fabricação de engrenagens na China, nossa vantagem de custo não vem da competição por preços baixos, mas sim do fortalecimento múltiplo da cadeia industrial, da aplicação de tecnologia e da eficiência de gestão.

Efeito Multiplicador dos Clusters da Cadeia Industrial

Estamos inseridos em um polo industrial profissional, que conta com empresas afiliadas, como siderúrgicas, de ferramentas e de tratamento térmico. Isso nos garante fácil acesso a matérias-primas, processamento conjunto e compartilhamento de custos de manutenção de equipamentos e P&D, algo impossível para fábricas isoladas.

Democratização e aplicação em larga escala da tecnologia

O vasto mercado chinês estimula a ampla aplicação de equipamentos de processamento de alta tecnologia. Nossas retificadoras de engrenagens CNC e centros de medição importados se beneficiam de custos mais baixos devido à aquisição em grande volume , enquanto a equipe de manutenção técnica qualificada reduz o tempo de processamento, diminuindo assim o custo unitário das tecnologias.

Revolução da Eficiência Impulsionada pela Digitalização e Automação

Por meio do sistema ERP/MES, conseguimos integrar pedidos e planejamento. Os principais processos incluem o uso de sistemas automatizados de carga e descarga, que reduzem a necessidade de mão de obra humana e aumentam a eficiência da produção.

Como avaliar um fabricante de engrenagens personalizadas para garantir verdadeira precisão e confiabilidade?

Ao selecionar um fabricante de equipamentos personalizados , não se limite ao discurso de marketing; é preciso avaliá-lo rigorosamente em três aspectos: processos, dados e ferramentas de colaboração.

"Como" em vez de "Pode": Analise os detalhes do processo

Fabricantes de classe mundial também devem ser capazes de descrever seu fluxo de processo. Você pode perguntar: "Para uma engrenagem de aço 42CrMo com módulo 2, como vocês realizam o acabamento e qual é o controle de erro do perfil da engrenagem?"

Solicite dados, não promessas: revise registros históricos de qualidade.

Promessas verbais não são confiáveis. Exija dados de relatórios de inspeção (incluindo gráficos de curvas de erro), certificados de materiais e dados de tratamento térmico de projetos similares para avaliar a precisão do processo.

Avalie a profundidade da colaboração em engenharia: DFM é o ponto de referência.

Os projetistas de fabricantes profissionais podem oferecer conselhos sobre otimização de projeto mesmo antes do envio de orçamentos, como modificações no perfil da engrenagem ou recomendações de materiais, por exemplo. A quantidade de feedback detalhado em DFM (Design for Manufacturing) indica o nível de entusiasmo técnico que eles demonstram.

Como a fabricação de engrenagens para aplicações robóticas é projetada para obter o máximo desempenho?

A fabricação de engrenagens para robótica é uma tecnologia de ponta que exige extrema precisão, baixo peso e longa vida útil. Cada etapa requer controle preciso.

Retificação de engrenagens de ultraprecisão e modificação de perfil: projetadas para funcionamento silencioso e suave.

Os níveis de ruído e vibração das juntas robóticas atendem a padrões extremamente rigorosos. Nossa empresa adota tecnologia de retificação de engrenagens de ultraprecisão , que ajusta o perfil e a direção dos dentes, compensando a deformação causada pelas cargas e, assim, proporcionando um nível de ruído inferior a 45 dB, o que satisfaz plenamente as exigências da robótica.

Aplicação prática da ciência dos materiais: da liga de aço de alta qualidade ao metal sinterizado.

• As engrenagens flexíveis dos redutores harmônicos são feitas de aço inoxidável especial endurecido por precipitação, que é forte e resistente.
• As engrenagens utilizadas em um braço robótico são feitas de materiais de metalurgia do pó para proporcionar resistência e leveza, sendo 30% mais leves do que outras engrenagens feitas de metal.

Análise abrangente de falhas e suporte para testes de vida útil

Auxiliamos nossos clientes na realização de análises de contato entre dentes (TCA), na previsão das forças de engrenamento, na prestação de serviços de teste de vida útil limitada e no fornecimento de suporte de dados para a integração de sistemas robóticos, a fim de garantir a operação estável das engrenagens.

Precisa de engrenagens personalizadas para seus robôs? Então, forneça o modelo do seu robô, a carga desejada e a vida útil esperada da engrenagem, e a JS Precision se tornará sua solução completa, desde a escolha do material até a otimização do processo, para que a fabricação de engrenagens para robôs se torne mais precisa.

Figura 3: Conjunto de engrenagens helicoidais e de dentes retos de alto desempenho para acionamento de mão robótica.

Superando a corrosão e a dureza: quais são os desafios únicos na usinagem de engrenagens de aço inoxidável?

O processamento de engrenagens de aço inoxidável é um ponto crítico na fabricação de engrenagens , e as propriedades do material trazem muitos desafios ao processo, que precisam ser abordados de forma específica.

Endurecimento por trabalho: Cada corte torna a tarefa mais difícil.

Aços inoxidáveis austeníticos, como o 304, são conhecidos por sofrerem "endurecimento por deformação" durante o processo de corte. Isso resulta em uma camada endurecida que pode ser até 30% a 50% mais dura que o restante do material, causando alto desgaste da ferramenta. Utilizamos uma abordagem de corte com "baixa tensão" baseada no controle da velocidade e da taxa de avanço.

Problemas de aderência da ferramenta e remoção de cavacos devido à alta tenacidade.

O aço inoxidável é muito duro e resistente, resultando em cavacos que não quebram e tendem a se enrolar ao redor da ferramenta. Utilizamos ferramentas profissionais de remoção de cavacos com PCD e fluido de corte de alta pressão a 150 bar para remover os cavacos e resfriar a ferramenta.

Retenção da resistência à corrosão: um equilíbrio entre tratamento térmico e pós-tratamento.

O revenimento de materiais de aço inoxidável martensítico, como o 440C, é necessário após a têmpera, caso contrário, pode afetar sua resistência à corrosão. Para superar esse desafio, foi proposto um método para determinar o processo de revenimento que não apenas aumenta a dureza (HRC 55-58), mas também a resistência à corrosão.

Precisa usinar suas engrenagens de aço inoxidável? Basta nos fornecer os detalhes sobre o tipo de aço inoxidável, o nível de tolerância e as condições de trabalho, e a JS Precision elaborará um plano de usinagem personalizado para você, a fim de superar os desafios inerentes ao aço inoxidável e garantir que suas engrenagens funcionem com alta precisão.

Onde posso comprar engrenagens para protótipos e pequenos lotes com rapidez e garantia?

Quando se trata de protótipos e requisitos de engrenagens para pequenas séries, a pergunta "onde posso comprar engrenagens" não se resume a " fabricante de engrenagens perto de mim ", mas sim a selecionar um fornecedor que esteja pronto para responder e se comprometer com a qualidade.

"Perto de mim" ganha uma nova definição: Proximidade e capacidade de resposta online.

As formas modernas de comunicação e logística superaram as limitações geográficas. Oferecemos suporte técnico online 24 horas por dia, 7 dias por semana. Nossa plataforma online se conecta facilmente às suas necessidades. Do momento em que você entra em contato até o recebimento do orçamento, o processo leva apenas 4 horas. Isso é significativamente mais rápido do que o padrão do setor.

Plataforma online completa: uma experiência que abrange desde a consulta até a entrega.

Nossa plataforma online permite a digitalização de todo o processo, desde o envio dos desenhos e o preenchimento dos requisitos para obter um orçamento inicial até a visualização do andamento da obra e o download dos relatórios.

Unidade de fabricação flexível para protótipos

Temos uma linha especial para protótipos e produtos de pequenas séries. Com a ajuda de módulos padronizados e sistemas de troca rápida, reduzimos o prazo de entrega para pedidos de pequenas séries (menos de 100 unidades) para 2 a 4 semanas , o que representa uma redução de 50% em relação à média do setor.

De 8 semanas para 19 dias: como uma startup de robótica dos EUA escalou com a fabricação de engrenagens chinesas.

Gargalo do cliente:

Uma startup de robótica do Vale do Silício enfrentava o seguinte problema:

Os conjuntos de engrenagens redutoras harmônicas para as novas juntas do robô colaborativo tinham um prazo de produção de 8 semanas e um preço de US$ 200 por conjunto, fornecidos por um fabricante de engrenagens personalizadas nos EUA. Este fabricante não conseguiu atender às condições de deformação por tratamento térmico e a maioria dos fornecedores não estava preparada para atender a um pedido de apenas 20 conjuntos de engrenagens protótipos.

Solução JS Precision:

A JS Precision aceitou esse desafio.

• Concluímos a tarefa de revisar os desenhos em 48 horas por meio de nossa plataforma online e fizemos sugestões para a otimização da fabricação (DFM) dos parâmetros do perfil da engrenagem, visando facilitar a retificação das mesmas.
• Simultaneamente, lançamos nossa linha de produção flexível de pequenos lotes e avançamos na aquisição de materiais e na preparação de ferramentas.
• No caso do O material especial de aço inoxidável endurecível por precipitação utilizado em nosso projeto, " tratamento térmico a vácuo + tratamento criogênico profundo ", foi aplicado em combinação para limitar a deformação a 0,005 mm.
• Posteriormente, a utilização de máquinas CNC de conformação e retificação de engrenagens com medição online garante a precisão das engrenagens de acordo com os requisitos.

Resultado final bem-sucedido:

Os pedidos foram confirmados e a entrega na Califórnia levou apenas 19 dias. O nível de precisão do equipamento atendeu aos padrões da ISO 5 e o custo por unidade foi de US$ 80, o que representa uma redução de 60% em relação à estimativa da empresa americana . O cliente pôde realizar testes com o protótipo e o produto chegou ao mercado 4 meses antes do previsto.

Você também precisa de engrenagens produzidas em pequenos lotes ou de engrenagens de alta precisão? Ligue para nossa central de atendimento e descreva suas dificuldades técnicas e requisitos de entrega. A JS Precision desenvolverá uma solução personalizada para você, replicando esse sucesso.

Figura 4 Conjunto de engrenagens redutoras harmônicas para juntas de robôs

Perguntas frequentes

P1: Qual é o menor módulo de engrenagem que vocês conseguem produzir?

O processamento de engrenagens de precisão é possível se o módulo for de 0,5 ou superior. Para módulos menores, o processamento deve ser avaliado de acordo com os requisitos do projeto. A empresa também possui instalações para processamento de microengrenagens para atender a demandas especiais.

Q2: Como escolher entre engrenagens de plástico e engrenagens de metal?

Engrenagens de plástico são apropriadas para sistemas de transmissão com cargas leves e baixas velocidades , distinguindo-se por características como funcionamento silencioso, leveza, resistência à corrosão e baixo custo. Já as engrenagens metálicas são robustas e resistentes ao calor, sendo adequadas para aplicações de transmissão com cargas elevadas que exigem alta precisão.

Q3: Como fornecer desenhos de engrenagens ou requisitos técnicos?

Propomos o fornecimento de desenhos 2D detalhados em PDF/DWG, que devem conter todos os dados referentes ao perfil completo do dente, tolerâncias, material e tratamento térmico. Arquivos 3D em formato STEP podem servir como referências adicionais.

Q4: Qual é o prazo de entrega normal e o custo da entrega a partir da China?

O frete aéreo tem um prazo de entrega de 3 a 7 dias , enquanto o frete marítimo tem um prazo de entrega de 20 a 35 dias . O custo dependerá do peso e do tamanho dos produtos. Os orçamentos para serviço porta a porta (DDP) incluem todos os custos de transporte e impostos.

Q5: Existe serviço de alinhamento e montagem de engrenagens?

Sim, podemos. Basta nos fornecer a distância entre os centros das engrenagens e os requisitos de montagem, e nós podemos acoplar o pinhão e a engrenagem com precisão. Em seguida, tanto o ajuste por interferência quanto a montagem simples podem garantir o encaixe confiável dos componentes.

Q6: Existe uma quantidade mínima de encomenda (MOQ) para encomendas de pequenos lotes?

Atualmente, não temos requisitos específicos quanto à quantidade mínima de pedido, incluindo prototipagem de itens individuais e produção em pequenos lotes. Acreditamos firmemente que a prototipagem em pequenos lotes, que realizamos hoje, tem um grande potencial para ser desenvolvida em futuras colaborações para produção em massa.

Q7: Qual é o prazo de entrega habitual para um pedido de equipamento de um cliente?

Normalmente, para engrenagens personalizadas produzidas com materiais padrão, o prazo de produção é de 3 a 5 semanas para pedidos com menos de 100 peças. No entanto, esse prazo pode ser negociado dependendo da complexidade das engrenagens. Também oferecemos serviços expressos para atender às necessidades urgentes dos clientes.

Q8: No meu projeto, a confidencialidade é imprescindível. Como vocês garantem isso?

Firmaremos um acordo de confidencialidade vinculativo (NDA) com nossos clientes. Os documentos relacionados ao projeto são mantidos em um ambiente criptografado e oferecemos treinamento intensivo a todos os funcionários para evitar o vazamento de informações do projeto.

Resumo

A chave para a fabricação de engrenagens é a precisão e a confiabilidade. Se você tiver dificuldade em encontrar um parceiro confiável, poderá se desviar do caminho certo quando se trata de processamento de engrenagens personalizadas. A JS Precision é uma fornecedora confiável de serviços de processamento de engrenagens que se concentra em processos eficientes e precisos.

Já é hora de reformular sua perspectiva em relação a um "fornecedor de equipamentos para fabricantes de engrenagens".

Comece hoje mesmo o seu projeto de engrenagens de precisão! Basta acessar o site da JS Precision e enviar seus projetos de engrenagens ou especificações técnicas. Você receberá um " Relatório de Fabricação de Engrenagens " completo e um orçamento detalhado em até 24 horas. Juntos, podemos dar um "coração" forte e robusto à sua máquina.