Usinagem de Engrenagens Personalizadas de Precisão: Soluções para Robótica e Aeroespacial | JS Precision

A usinagem de engrenagens personalizadas é a espinha dorsal da operação de máquinas de última geração e é essencial em situações que exigem precisão submilimétrica em movimentos repetitivos de juntas robóticas e no funcionamento de motores de aeronaves a velocidades de dezenas de milhares de rotações por minuto.

Esses dois campos têm requisitos quase contraditórios e exigentes para a transmissão por engrenagens: uma densidade de potência extremamente alta, uma vida útil extremamente longa, um nível de operação extremamente silencioso e uma confiabilidade absoluta em ambientes hostis. Esses requisitos estão além dos métodos convencionais de fabricação de engrenagens industriais.

Este artigo irá explorar como a JS Precision pode elevar a fabricação de engrenagens CNC a novos patamares por meio de seu processo inovador de fabricação de engrenagens, fornecendo energia essencial para seus equipamentos inovadores.

Tabela de Respostas Principais

Principais conclusões

• A especialização técnica influencia diretamente o seu potencial máximo: um verdadeiro especialista em usinagem de engrenagens personalizadas deve dominar toda a cadeia de processos, desde a ciência dos materiais até a retificação de precisão.
• A otimização de processos é o segredo para a gestão de custos, onde o valor agregado de um processo de fabricação de engrenagens ideal vem da minimização do desperdício e da maximização do rendimento na primeira passagem , em vez de apenas reduzir custos.
• A certificação e a conformidade são o requisito básico para ingressar na indústria aeroespacial: escolher um fornecedor com um sistema de gestão de qualidade aeroespacial consolidado é fundamental para o sucesso do projeto.
• Ter capacidade de produção flexível é fundamental para reagir às mudanças do mercado. Sua capacidade de produção de engrenagens CNC deve permitir atender a pedidos de poucas peças de uma variedade de produtos , ajudando a reduzir o ciclo de desenvolvimento do produto.

JS Precision: Usinagem de Engrenagens Personalizadas, Entrega Rápida em Pequenos Lotes

A JS Precision é uma fabricante profissional de máquinas de usinagem de engrenagens com muitos anos de experiência na área. Ela segue rigorosamente os padrões de qualidade ISO 9001. Com base nessa expertise e experiência, tornou-se uma empresa modelo em usinagem de engrenagens personalizadas.

A principal vantagem da empresa reside no domínio de toda a cadeia de processos, desde a seleção de materiais e o projeto de engrenagens até a usinagem de precisão, o tratamento térmico e os testes. Cada etapa possui padrões rigorosos e suporte técnico especializado.

Em relação à entrega rápida de pequenos lotes, gradualmente alcançamos o topo do setor em pedidos de peças únicas e entrega expressa em 3 a 5 semanas. Em uma ocasião, produzimos uma engrenagem articulada personalizada para uma empresa europeia de robótica com precisão de nível DIN 4. Entregamos 20 amostras em apenas 4 semanas, contribuindo para a redução do ciclo de P&D do cliente em 40%.

Fornecemos com sucesso soluções de engrenagens personalizadas para centenas de projetos de robótica, aeroespacial e equipamentos industriais em todo o mundo.

Nossas engrenagens geralmente atingem a precisão DIN 5-6, e os componentes principais podem ser aprimorados para DIN 4 ou superior após a otimização do processo. Além disso, com qualidade estável e serviço eficiente, nos tornamos um fornecedor estratégico fundamental para muitos clientes de alto padrão.

Se você busca um parceiro confiável para usinagem de engrenagens personalizadas, entre em contato conosco e nos informe suas necessidades de produto e prazos de entrega para receber uma solução personalizada e um orçamento gratuitos.

Como a usinagem de engrenagens personalizadas atende às exigências de ultraprecisão das juntas robóticas?

Os requisitos de precisão na usinagem de engrenagens para juntas robóticas são extremamente exigentes. A usinagem de engrenagens personalizada é especialmente projetada para atender a esses requisitos com tecnologia inovadora. Do controle em nível micrométrico à leveza, cada aspecto é crucial para o funcionamento.

Precisão em nível de mícron, sem folga

Modificação de Precisão do Perfil e Direção dos Dentes: Utilizando tecnologia de retificação de precisão no processamento de engrenagens CNC, a JS Precision consegue realizar modificações em nível micrométrico no perfil e na direção da hélice dos dentes, compensando assim a deformação das engrenagens sob carga, de forma a obter folga próxima de zero na transmissão. Isso proporciona precisão de posicionamento e repetibilidade para o robô.

Eliminação da Cadeia de Erros de Múltiplas Configurações por meio de Projeto Integrado: Como os suportes dos rolamentos das engrenagens, as estrias e outros elementos relacionados são usinados simultaneamente com os perfis das engrenagens, quaisquer erros decorrentes de múltiplos processos de configuração são eliminados. Isso constitui um alicerce fundamental para a usinagem de engrenagens em níveis de ultraprecisão por meio de usinagem de engrenagens personalizada.

Materiais e processos leves e de alta rigidez

Utilização de ligas especiais: Dependendo dos materiais selecionados, como ligas especiais de alumínio leve , ligas de titânio ou materiais compósitos à base de metal, o peso das juntas pode ser reduzido, ao mesmo tempo que a rigidez e a resistência à fadiga das engrenagens serão melhoradas.

Otimização da Topologia da Estrutura: A otimização para redução de peso é realizada por meio de um projeto científico de redução de peso para regiões de tensão não críticas da engrenagem, em que estruturas leves e complexas que não podem ser produzidas por processos convencionais são fabricadas por meio de usinagem de engrenagens personalizada de cinco eixos.

Figura 1. As engrenagens podem regular o movimento, equilibrar o torque e fornecer a estabilidade e a precisão necessárias para que os robôs realizem tarefas complexas.

Selecionando o tratamento térmico ideal no processo de fabricação de engrenagens

O tratamento térmico no processo de fabricação de engrenagens é uma etapa crucial para o desempenho e a vida útil das engrenagens. Processos específicos são necessários para diferentes aplicações. A JS Precision possui vasta experiência em usinagem de engrenagens e oferece serviços precisos de tratamento térmico para engrenagens de diversos tipos.

A escolha do processo de tratamento térmico adequado pode melhorar significativamente a confiabilidade das engrenagens e reduzir o risco de falhas futuras. Informe-nos as condições de operação e os requisitos de desempenho das suas engrenagens, e nossa equipe técnica recomendará a solução ideal de tratamento térmico para o seu processo de fabricação, além de fornecer consultoria gratuita para a verificação do processo.

Figura 2. Taxas de transferência de calor de meios de têmpera comuns.

Normas especiais para usinagem de engrenagens personalizadas na indústria aeroespacial.

Os requisitos para usinagem de engrenagens personalizadas na indústria aeroespacial são muito mais rigorosos do que em indústrias comuns. O ambiente hostil e as exigências de altíssima confiabilidade determinam que a fabricação de engrenagens deve seguir padrões especiais.

A JS Precision possui um sistema completo e habilidades profissionais que lhe permitem atender aos requisitos de usinagem personalizada da indústria aeroespacial para a fabricação de engrenagens.

Implementação completa do processo de certificação AS9100

A norma AS9100 é mais do que apenas o nome no documento de certificação; ela representa o processo de qualidade rastreado em toda a etapa de fabricação de engrenagens. Desde a inspeção da matéria-prima recebida até os relatórios de lote no momento do envio, o processo é auditável e rastreável para garantir que cada engrenagem produzida atenda às especificações aeroespaciais.

Requisitos especiais de materiais e processos

Somente materiais com especificações aprovadas para o setor aeroespacial são permitidos. Todos os processos são comprovados e consolidados, e quaisquer alterações devem passar por um rigoroso PPAP (Processo de Aprovação de Pré-produção). A JS Precision oferece canais de produção e gerenciamento separados para projetos de produção aeroespacial, a fim de manter o profissionalismo e a independência durante a produção.

Validação em Ambientes Extremos

O desempenho de engrenagens aeroespaciais exige determinados testes de verificação ambiental, incluindo testes de alta e baixa temperatura, testes de névoa salina e testes de vibração . Em nosso projeto de processo de usinagem de engrenagens, o objetivo é atender às exigências de ambientes extremos desde o início.

Como um processo otimizado de usinagem de engrenagens reduz o custo total?

A maioria das empresas acredita erroneamente que a minimização dos custos de engrenagens se dá por meio da redução de preços. Na verdade, a otimização do processo de usinagem de engrenagens é fundamental para minimizar o custo total. A JS Precision ajuda seus clientes a reduzir significativamente os custos gerais por meio da otimização científica do processo, sem comprometer a qualidade.

Otimização de processos orientada por simulação:

Antes da usinagem das engrenagens , utiliza-se um software profissional de simulação de corte para simular as cargas da ferramenta durante os processos de usinagem, a fim de minimizar o desperdício de material e tempo durante a usinagem das engrenagens, além de otimizar os parâmetros de usinagem para maximizar a vida útil da ferramenta.

Linhas de produção automáticas e inteligentes:

Ao incorporar funções robóticas automáticas de carga e descarga, além de medição e compensação online, o sistema ajuda a minimizar a intervenção humana, maximizar a eficiência do equipamento (OEE) e proporcionar estabilidade aos lotes de produtos, bem como reduzir os custos de retrabalho e atendimento ao cliente relacionados à qualidade.

Como a fabricação de engrenagens CNC permite uma resposta flexível a pedidos de baixo volume?

A produção em pequenos lotes e a encomenda de múltiplos produtos estão em crescente demanda, enquanto a fabricação tradicional de engrenagens industriais não consegue reagir prontamente.

Como resultado, a fabricação de engrenagens CNC, que possui características tecnológicas superiores , tornou-se uma solução essencial para atender a essa necessidade, ajudando assim a JS Precision a satisfazer as exigências de seus clientes em relação a pedidos flexíveis.

Tecnologia de troca rápida

Ao utilizar um sistema de posicionamento de ponto zero , a troca de ferramentas e dispositivos de fixação leva apenas alguns minutos. Quando combinado com uma biblioteca modular de pré-ajuste de ferramentas, o tempo de preparação para a fabricação de engrenagens, que costuma ser longo, é reduzido consideravelmente no processo tradicional de fabricação industrial de engrenagens . Consequentemente, a produção de pequenos lotes torna-se altamente eficiente.

Biblioteca de Processos Digitais e Agendamento Inteligente

Os parâmetros do processo de usinagem de engrenagens, já consolidado, são programados e armazenados de forma modular . Quando pedidos semelhantes surgem novamente, eles podem ser recuperados, otimizados e produzidos imediatamente. Graças ao planejamento inteligente, pedidos urgentes ou de pequeno porte serão incorporados de forma oportuna, sem afetar o ciclo de entregas.

Se você está enfrentando dificuldades com entregas de pequenos lotes e preços para pedidos de engrenagens em pequena escala, deixe-nos ajudá-lo com nosso serviço de fabricação de engrenagens CNC. Forneça as informações do seu pedido e os prazos desejados para uma resposta rápida e fabricação personalizada a baixo custo.

Usinagem de precisão de engrenagens grandes na fabricação de engrenagens industriais

A usinagem de engrenagens grandes, como as engrenagens de guinada usadas em turbinas eólicas, tem sido um desafio considerável na fabricação de engrenagens industriais.

O grande tamanho e a necessidade de precisão na fabricação representaram um desafio para os equipamentos e processos utilizados. A JS Precision alcançou alta precisão na fabricação de engrenagens de grandes dimensões.

Garantia de Precisão para Equipamentos de Grande Porte: Para a produção de engrenagens de grande porte com diâmetros de vários metros, é essencial que a geometria e a rigidez da máquina-ferramenta sejam precisas. Atualmente, utilizamos fresadoras e mandriladoras de coluna, além de grandesmáquinas CNC para fresagem de engrenagens, equipadas com interferômetros a laser.

Processo de Usinagem e Montagem Segmentada: Para engrenagens de tamanho ultragrande, um processo de usinagem segmentada de alta precisão é combinado com processos avançados de furação e aparafusamento no local para garantir a precisão final exigida para o anel da engrenagem.

Medição na Máquina e Reparo no Local: Como as engrenagens grandes não podem ser movidas, utiliza-se um instrumento portátil de medição de engrenagens grandes para inspeção no local. De acordo com os dados da inspeção no local, são realizados reparos finos ou retificações localizadas para garantir que a precisão da engrenagem atenda aos requisitos das normas.

Precisa de serviços de usinagem de engrenagens de grande porte e alta precisão? Entre em contato com nossa equipe especializada em engrenagens industriais para discutirmos as dimensões, o nível de precisão exigido e quaisquer cenários de aplicação. Ofereceremos imediatamente uma solução otimizada para a fabricação de engrenagens industriais, juntamente com uma avaliação técnica gratuita.

Figura 3. Com recursos avançados de usinagem CNC e tratamento térmico, produzimos engrenagens grandes com excelente durabilidade e desempenho.

Estudo de caso: De 12 semanas para 3 semanas - Como conjuntos de engrenagens sem período de amaciamento aceleram o desenvolvimento de robôs humanoides

Desafio

No processo de desenvolvimento de uma nova geração de robôs humanoides, o redutor da articulação do quadril, peça central desta empresa inovadora em robótica, precisava atender a requisitos de desempenho extremamente exigentes . Durante a transmissão, a folga deve ser constantemente inferior a 1 minuto de arco. O tempo necessário desde a definição do projeto até a obtenção de um protótipo funcional e qualificado não deve exceder 12 semanas.

A cadeia de suprimentos tradicional possui múltiplas rodadas de produção experimental, processos independentes e testes de funcionamento no local. Nessas condições, as cadeias de suprimentos tradicionais enfrentam dois gargalos em termos de tempo de ciclo e desempenho . É impossível atender aos requisitos do cronograma do projeto.

Solução:

A JS Precision aborda as principais dificuldades dos clientes com uma abordagem de engenharia sistemática, fornecendo uma solução fundamental em quatro etapas:

1. Otimização Colaborativa de Materiais e Design:

Participar do projeto desde a confirmação do conceito, recomendando o uso de aço cementado de baixa deformação, reduz a distorção do perfil do dente após o tratamento térmico em 30% e otimiza fundamentalmente o design da borda do perfil do dente, estabelecendo uma base para o processamento posterior.

2. Processo Integrado:

Utilizando de forma inovadora o centro de fresagem e torneamento de cinco eixos, realiza-se a fixação em uma única etapa e a conformação integral do porta-satélites e da engrenagem bruta. Isso evita completamente os erros de referência causados por múltiplas fixações, melhorando a precisão da montagem do conjunto de engrenagens.

3. Fabricação e inspeção de precisão em circuito fechado:

Implemente um rigoroso processo de " usinagem-medição-compensação " em circuito fechado. Realize imediatamente uma varredura completa da superfície do dente após a retificação de precisão por meio de um centro de medição de engrenagens, com dados de erro microscópicos recebidos em tempo real, enquanto corrige automaticamente os parâmetros de usinagem subsequentes para garantir que a precisão da superfície do dente atinja consistentemente o padrão DIN 4 ou superior.

4. Seleção digital e pré-montagem:

De acordo com os dados completos da inspeção, as engrenagens são simuladas e combinadas digitalmente. Elas são pré-montadas, lubrificadas e testadas em curto prazo em uma sala limpa Classe 10.000 para verificar se o desempenho atende aos padrões, podendo ser entregues "prontas para uso" , economizando tempo de depuração no local para os clientes.

Resultados

Por fim, o ciclo de entrega do conjunto de engrenagens, que o cliente previa em 12 semanas, foi reduzido para 3 semanas, melhorando a eficiência em 75%. O conjunto de engrenagens entregue atingiu a operação "zero amaciamento" e a folga da transmissão permaneceu consistentemente dentro de 0,8 minutos de arco, atendendo plenamente aos requisitos de desempenho do cliente.

O cliente elogiou bastante essa colaboração , descrevendo-a como um "pilar fundamental para a agilidade em P&D". A JS Precision foi então promovida a fornecedora estratégica da empresa.

Deseja garantir uma entrega eficiente e o melhor desempenho para suas engrenagens? Envie seus projetos de engrenagens e os requisitos do projeto com a observação "mesmo serviço do estudo de caso" para que possamos elaborar uma solução personalizada de usinagem de engrenagens e agilizar a implementação do seu projeto.

Figura 4 Redutor de Junta de Robô Humanoide

Perguntas frequentes

P1: A que níveis de precisão de engrenagem você normalmente consegue chegar?

Em setores de alta tecnologia, como robótica e aeroespacial, nossa capacidade de usinagem de engrenagens varia entre DIN 5 e 6. No entanto, para componentes críticos, por meio de usinagem de engrenagens personalizada, a precisão pode chegar a DIN 4.

P2: Como posso selecionar o processo de tratamento térmico adequado para minha aplicação?

A escolha criteriosa de um método de tratamento térmico envolve uma análise complexa, considerando o tipo de carga, a velocidade de rotação e os materiais de fabricação. Nossos engenheiros fornecerão consultoria especializada em cementação, nitretação ou têmpera por indução, com base nas suas condições de trabalho específicas, buscando o processo ideal para a fabricação de engrenagens.

P3: Qual é a quantidade mínima para encomendas de protótipos de engrenagens em pequenos lotes? Qual é o custo?

Encomendas de peças únicas de protótipos de engrenagens em pequenos lotes. Devido à flexibilidade de produção da fabricação de engrenagens CNC, embora mais cara em termos de preço unitário do que a produção em massa, é muito mais econômica e viável considerando o custo total , sendo, portanto, adequada para a fase de desenvolvimento e verificação do produto.

Q4: Como é realizado o controle de qualidade durante a usinagem?

Ao longo de todo o processo de usinagem de engrenagens, realizamos o controle de qualidade IPQC, com inspeção de 100% após o processo crítico. Antes da entrega final, um relatório de inspeção dimensional completo será emitido por um centro de medição de engrenagens profissional para garantir que os requisitos de qualidade sejam atendidos em cada lote de engrenagens.

Q5: Qual é o tempo médio que leva desde o recebimento dos desenhos até a entrega do protótipo?

O prazo de entrega para protótipos de engrenagens simples é de 2 a 3 semanas . Para conjuntos de engrenagens com estruturas complexas ou alta precisão, o prazo é de 3 a 5 semanas. Além disso, necessidades urgentes podem ser atendidas por meio de serviço expresso.

Q6: Quais são as certificações aeroespaciais?

O sistema de qualidade AS 9100 é rigorosamente implementado, e os padrões de processo NADCAP também são atendidos. Possuímos vasta experiência na execução de projetos de usinagem de engrenagens personalizadas para o setor aeroespacial, satisfazendo assim todos os requisitos específicos dessa indústria.

Q7: É possível usinar perfis de dentes não padronizados ou engrenagens com estruturas especiais?

Sim, nossos equipamentos CNC de cinco eixos e software CAM avançado são especializados na usinagem de perfis de dentes não padronizados, como involutos, cicloidais e arcos circulares, além de peças de engrenagens compostas com cames e estrias integradas, o que certamente atende a diversas necessidades de usinagem.

Q8: Quão tranquila é a comunicação e o acompanhamento do projeto ao cooperar com fornecedores chineses?

Contamos com gerentes de projeto bilíngues profissionais e plataformas PLM profissionais para garantir o gerenciamento em tempo real do painel de controle do projeto. Isso assegura comunicação eficiente e transparência das informações. A diferença de fuso horário permite o acompanhamento do progresso em etapas, garantindo um andamento tranquilo do projeto do início ao fim.

Resumo

A fabricação de engrenagens personalizadas é sempre mais do que um simples processamento e produção — é uma combinação precisa de tecnologia, processo, experiência e requisitos.

Sejam as juntas precisas de um sistema robótico, os ambientes extremamente exigentes da indústria aeroespacial ou o desempenho estável de máquinas industriais, selecionar um fornecedor com conhecimento técnico aprofundado, experiência e serviço eficiente pode ser um fator decisivo para fazer das engrenagens uma grande vantagem em termos de desempenho.

A JS Precision, com sua vasta experiência na área de fabricação de engrenagens CNC de alta precisão, sistema consolidado de controle de processos de fabricação de engrenagens e experiência na fabricação de engrenagens industriais atendendo aos principais clientes globais, está comprometida em fornecer suporte completo para seus projetos inovadores, desde a concepção até a implementação.

Deixe sua próxima transformação de transmissão acontecer.

Entre em contato com a equipe da JS Precision imediatamente para enviar seu conceito ou desenhos de projeto de engrenagens. Você receberá não apenas um orçamento, mas também uma análise preliminar de viabilidade e uma proposta de otimização de valor baseada em nossa vasta experiência prática.