Обработка зубчатых передач: процесс, материалы, типы, области применения | JS Precision

Опираясь на надежную зубчатую передачу, мощный экскаватор поднимает тонны грузов своей массивной стрелой. В швейцарских часах крошечные шестерни приводят в движение ход времени с точностью до миллиметра. От тяжелых грузов до мельчайших деталей, шестерни — это «тихое сердце» современной промышленности.

Однако изготовление таких прецизионных шестерен значительно сложнее, чем просто резка металла.

Я подготовил это руководство, чтобы помочь вам решить различные проблемы в обработке зубчатых колес и обеспечить бесперебойное продвижение ваших проектов. Оно познакомит вас с миром обработки зубчатых колес, показав, как компания JS Precision, благодаря превосходному процессу изготовления зубчатых колес, становится вашим надежным партнером в сфере услуг по нарезке зубчатых колес.

Краткое изложение ключевых ответов

Успешно ли выполняются проекты по обработке зубчатых передач? Ключевые производственные процессы компании JS Precision.

В любом проекте по обработке зубчатых передач правильный выбор партнера имеет первостепенное значение. Такая компания, как JS Precision, уже накопила богатый практический опыт в области обработки зубчатых передач.

Мы работаем в этой сфере уже 18 лет, обслуживая более 600 клиентов в 25 отраслях, включая автомобильные трансмиссии, промышленную автоматизацию и оборудование для возобновляемой энергетики, и выполнили более 120 000 заказов на обработку зубчатых передач.

Например, мы изготовили на станке двойные косозубые шестерни для приводной системы производителя электромобилей. Были точно обработаны модули от 3 до 8, а выход годных изделий оставался стабильным на уровне 99,9%.

Кроме того, в ассортимент нашей продукции входят крупные зубчатые передачи с внешним диаметром 800 мм и модулем 20, предназначенные для клиентов, работающих в горнодобывающей промышленности. Точность соответствует высокому уровню национального стандарта 4, значительно превосходящему требования заказчика.

Мы также обработали множество срочных запросов. Например, поставка нестандартных шестерен в течение 48 часов , позволившая спасти производственную линию для наших клиентов, стала возможной благодаря тщательному контролю каждого этапа процесса обработки шестерен.

Каждый пункт руководства проверен на реальных проектах, поэтому вы можете полностью доверять его профессионализму.

Если ваша компания занимается проектом по обработке зубчатых передач, JS Precision может оказать поддержку и помощь, используя отработанный технологический процесс и обширный опыт работы в отрасли. Предоставьте, пожалуйста, чертежи ваших зубчатых передач и технические параметры, и мы оперативно проведем экспертную оценку и предложим решение. Добро пожаловать, воспользуйтесь нашими профессиональными услугами.

Что такое обработка зубчатых колес? Технология высокой точности, выходящая за рамки «простой резки».

Многие считают, что обработка зубчатых колес — это просто нарезка металла на зубья, но это гораздо больше, чем просто обработка металла. Это высокоточная технология, требующая взаимодействия нескольких процессов, и именно это мы практикуем на работе каждый день.

Базовое определение

Обработка зубчатых колес – это не только нарезка зубьев, но и полный комплекс технологических процессов, включающий токарную обработку, сверление, термообработку и чистовую обработку. Компания JS Precision обеспечивает точность обработки, начиная с заготовки.

Например, при токарной обработке используются высокоточные станки с ЧПУ, обеспечивающие допуск на базовую поверхность в пределах 0,005 мм, что закладывает основу для последующей обработки профиля зубьев. Это необходимое условие для качественной обработки зубчатых передач.

Основная цель

Основная цель обработки зубчатых передач — изготовление профилей зубьев, обеспечивающих плавную, эффективную, малошумную и долговечную передачу крутящего момента.

Мы рассматриваем каждую шестерню как проект системной инженерии, начиная с этапа проектирования. Например, параметры профиля зубьев предварительно оптимизируются нами в соответствии с требованиями заказчика к нагрузке на трансмиссию, чтобы обеспечить технологичность и конечные характеристики шестерни. Это основной принцип превосходной обработки шестерен.

Независимо от того, требуются ли вам стандартные или прецизионные услуги по обработке зубчатых передач, компания JS Precision может изготовить шестерни, отвечающие вашим потребностям, с помощью полного цикла обработки. Мы будем сопровождать вас на протяжении всего процесса, от проектирования до доставки. Приглашаем вас связаться с нами для начала сотрудничества.

Раскрывая процесс производства зубчатых передач: рождение зубчатой ​​передачи.

Понимание каждого этапа процесса изготовления зубчатых передач поможет вам лучше контролировать ход проекта и качество. Качественная зубчатая передача проходит пять основных этапов, каждый из которых требует пристального внимания.

Первый этап: Подготовка сырья

Сначала выберите подходящие сырьевые материалы, затем выполните прецизионную механическую обработку основной формы шестерни и отшлифуйте ее, чтобы обеспечить плоскость и перпендикулярность эталонной поверхности, заложив основу для последующих процессов.

Этот этап является отправной точкой процесса изготовления зубчатых передач , точность эталонной поверхности напрямую влияет на точность последующей обработки профиля зуба.

Второй этап: Черновая обработка профиля зуба.

К наиболее распространенным методам относятся зубофрезерование, строгание и фрезерование. Выбор метода зависит от типа зубчатого колеса. Например, цилиндрические шестерни предпочтительно изготавливать зубофрезерованием, поскольку этот процесс более эффективен, тогда как строгание используется для сложных профилей зубьев, чтобы обеспечить их целостность.

В процессе обработки зубчатых колес это важный этап профилирования зубьев.

Третий этап: термообработка

Для разных материалов применяется разный метод. Например, сплав 20CrMnTi подвергается цементации и закалке, а сплав 42CrMo — отпуску. Цель этого процесса — придать зубчатому колесу твердость поверхности и прочность сердцевины, тем самым увеличивая срок его службы. Этот этап напрямую определяет механические свойства зубчатых колес в процессе их изготовления.

Четвертый этап: Чистовая обработка

В основном используются такие методы, как шлифовка, полировка и хонингование, которые применяются для коррекции деформаций после термообработки.

Например, шлифовка применяется к шестерням с закаленными поверхностями зубьев, которые могут достигать точности 5-го класса или выше в соответствии с национальными стандартами; строгание используется для шестерен с мягкими поверхностями зубьев, что обеспечивает высокую эффективность и меньшую стоимость. Этот этап имеет решающее значение для достижения высокой точности в процессе изготовления шестерен.

Пятый этап: Инспекция и проверка

Все параметры, такие как шаг зубьев, профиль зубьев и направление зубьев, проверяются в центре измерения зубчатых передач, чтобы гарантировать 100% соответствие каждой шестерни требованиям. Этот этап является последней контрольной точкой в ​​процессе производства шестерен и гарантией выполнения нами обязательств по обеспечению качества для наших клиентов.

Рисунок 1: При зубофрезеровании режущий инструмент непрерывно входит в зацепление с обрабатываемой шестерней, а зубошлифование является последующим процессом обработки шестерни.

Как выбрать зуборезные инструменты для разных типов зубчатых колес?

Правильный выбор зуборезных инструментов может повысить эффективность обработки зубчатых колес более чем на 30%, обеспечивая при этом высокое качество обработки. Для разных типов зубчатых колес требуются совершенно разные зуборезные инструменты, и мы предложим наиболее подходящий вариант в зависимости от типа, материала и количества зубчатых колес заказчика.

Цилиндрические шестерни:

Фрезы — предпочтительный выбор. Непрерывная резка с помощью фрез отличается высокой эффективностью и универсальностью для массового производства . Например, при обработке цилиндрических шестерен диапазон модуля может составлять 1-10, что потребует использования фрез из быстрорежущей стали, но в закаленном состоянии для повышения износостойкости необходимы твердосплавные фрезы.

Конические зубчатые передачи:

Конические зубчатые передачи имеют сложный профиль зубьев и требуют точного подбора параметров фрезы и шестерни для плавной передачи, поэтому существуют специальные фрезы для спиральных конических зубчатых передач. Мы изготовим фрезу на заказ в соответствии с количеством зубьев и модулем конической шестерни, чтобы обеспечить точность обработки.

Червячные передачи:

Необходима фреза или зубофрезерный диск, точно соответствующие параметрам червячной передачи. Например, при обработке червячной передачи с модулем 2 необходимо использовать соответствующую зубофрезерную головку для обеспечения точности зацепления червячной передачи и, следовательно, снижения шума при передаче.

Шестерни малого модуля / нестандартные шестерни:

Для таких зубчатых колес обычно требуются специальные инструменты, поскольку их уникальные размеры выходят за рамки возможностей стандартного инструмента, или же их особый профиль зубьев не может быть выполнен с помощью стандартного инструмента . Благодаря широким возможностям по индивидуальной настройке и оптимизации инструментов, компания JS Precision способна проектировать и изготавливать специализированные зубчатые колеса по чертежам заказчика в кратчайшие сроки.

Независимо от типа зубчатых колес, для которых вам необходимы зуборезные инструменты, компания JS Precision предоставит профессиональные консультации и даже изготовит на заказ специализированные инструменты. Мы учтем ваши производственные потребности, обеспечив баланс между эффективностью и стоимостью. Пожалуйста, свяжитесь с нами для получения информации о решениях в области инструментального обеспечения.

Рисунок 2: Полуфабрикатные фрезы для зубчатых передач с тангенциально расположенными пластинами. Фрезы для зубчатых передач с тангенциально установленными пластинами довольно распространены.

Почему выбор правильного материала — это половина успеха в процессе производства зубчатых передач?

Материал является «скелетом» зубчатых передач. Правильный выбор материалов может увеличить срок службы зубчатых передач более чем на 50% и упростить последующую обработку . Различные материалы обладают существенно разными эксплуатационными характеристиками. Мы предложим наиболее подходящий материал в зависимости от сценария применения для заказчика.

Сталь:

20CrMnTi — это «король цементируемых сталей». Твердость поверхности после цементации и закалки может достигать HRC58-62. Прочность сердцевины хорошая, что делает её подходящей для высоконагруженных применений, например, в автомобильных приводных шестернях.

42CrMo — это закаленная и отпущенная сталь. После закалки и отпуска она обладает высокой прочностью и хорошей пластичностью, может применяться в промышленных зубчатых передачах средней нагрузки и широко используется в системах передачи станков.

Чугун:

HT250 обладает хорошими виброгасящими свойствами и более низкой стоимостью, хотя прочность у него не такая высокая, как у стали. Он подходит для больших низкоскоростных зубчатых передач, например, для низкоскоростных трансмиссионных шестерен в горнодобывающей технике, которые снижают вибрацию и шум во время передачи.

Металлы цветных металлов :

В состав входят латунь и оловянная бронза, которые обладают износостойкостью и самосмазывающими свойствами, поэтому дополнительная смазка во время работы не требуется . Это можно применять к червячным передачам, например, в тяговых механизмах лифтов, для снижения затрат на техническое обслуживание.

Инженерные пластмассы:

Полиоксиметилен (ПОМ) и нейлон — легкие, малошумные и коррозионностойкие материалы, что делает их подходящими для использования в условиях низких нагрузок и коррозионной стойкости в таких механизмах, как зубчатые передачи для пищевой промышленности. Они являются экологически чистыми материалами и работают с низким уровнем шума.

Рисунок 3: При проектировании зубчатой ​​передачи, которая будет подвергаться воздействию коррозионной среды или должна быть немагнитной, медный сплав обычно является наилучшим выбором.

Превосходя стандарты: решение специфических задач обработки зубчатых передач на заказ.

По сравнению со стандартными шестернями, изготовление нестандартных зубчатых колес на заказ представляет собой гораздо более сложную задачу. Обычно возникают три основные трудности: сложная геометрия, деформация при термообработке и экономическая эффективность при мелкосерийном производстве. Однако компания JS Precision эффективно решает эти проблемы.

Задание 1: Комплексная геометрия

Многие нестандартные зубчатые передачи имеют неэвольвентный профиль зубьев или особые требования к модификации профиля, которые не могут быть выполнены с помощью обычного оборудования.

Наша стратегия предполагает использование пятиосевого обрабатывающего центра с ЧПУ или электроэрозионной обработки проволокой. Пятиосевая обработка на станках с ЧПУ позволяет выполнять многомерную резку, благодаря чему легко обрабатываются сложные профили зубьев, а электроэрозионная обработка проволокой обеспечивает высокую точность с допусками в пределах 0,002 мм , что позволяет удовлетворить особые потребности в модификации профиля.

Задача 2: Контроль деформации при термической обработке

Шестерни неправильной формы склонны к непредсказуемой деформации из-за термообработки, что приводит к низкой точности.

Наше решение заключается в прогнозировании тенденции деформации с помощью программного обеспечения для моделирования процесса и выполнении обратной компенсации на ранней стадии обработки. Например, следует предварительно уменьшить размер профиля зуба на 0,01 мм, чтобы компенсировать расширение после термообработки. При этом использование шлифовки зубчатых колес после термообработки для точной коррекции обеспечивает точность зубчатых колес.

Задача 3: Экономическая эффективность мелкосерийного производства

Изготовление зубчатых передач на заказ часто осуществляется небольшими партиями. Изготовление нестандартных режущих инструментов обходится дорого, а отладка процесса сложна, поэтому многие производители не желают браться за такие проекты.

Наша услуга – это мелкосерийная и недорогая обработка зубчатых передач на заказ, отличающаяся гибкими комбинациями технологических процессов и продуманным планированием. Например, небольшие заказы одного типа для разных клиентов могут быть объединены и отлажены с использованием общих технологических процессов для снижения затрат на оснастку и отладку.

Если вам требуется изготовление нестандартных зубчатых передач на заказ, компания JS Precision поможет вам решить различные задачи, используя профессиональные технологии и гибкие решения. Мы будем сопровождать вас на всех этапах, от оптимизации конструкции до поставки готовой продукции, гарантируя качество и сроки выполнения заказа на изготовление таких нестандартных зубчатых передач. Добро пожаловать, воспользуйтесь нашими услугами!

Пример из практики: Компания JS Precision спасла остановленную производственную линию благодаря экстренной доставке в течение 48 часов.

Для клиента минутная остановка на конвейере может означать огромные потери. Однажды наша услуга по нарезке зубчатых колес спасла производственную линию стоимостью в миллион долларов за 48 часов — яркий пример оперативного реагирования.

Болевая точка клиента

На автоматизированной производственной линии производителя автозапчастей произошел сбой из-за поломки важной нестандартной шестерни коробки передач. Эта шестерня имела двойную винтовую форму, необычную форму зубьев и была изготовлена ​​из высокопрочной легированной стали 42CrMo.

Клиент связался с несколькими производителями, и все они указали на срок поставки не менее 7 дней. Из-за ежедневных простоев производственной линии убытки достигали 50 000 долларов в день, поэтому клиенту срочно требовалась новая шестерня.

Как отреагировала технология JS Precision?

После получения запроса о помощи мы незамедлительно запустили процедуру реагирования на чрезвычайную ситуацию.

• Кроме того, за 2 часа была сформирована специальная группа, состоящая из специалистов по реверс-инжинирингу, инженеров-технологов и операторов.
• Обратное проектирование было выполнено путем точного измерения координат поврежденной шестерни с помощью координатно-измерительной машины, а также реконструкция модели в 3D была произведена в течение 3 часов.
• Затем от традиционной черновой шлифовки отказались, и для сокращения времени обработки была применена компактная технологическая цепочка «токарирование → термообработка → твердое токарное обработка → шлифовка зубчатых колес».
• В итоге были использованы изготовленные на заказ зуборезные инструменты и высокоточные станки для шлифовки зубчатых колес с ЧПУ из имеющегося в наличии ассортимента. Благодаря контролю качества со стороны квалифицированного персонала удалось обеспечить непрерывное производство в течение 24 часов .

Результаты и данные

С момента получения поврежденной детали до доставки новой шестерни прошло всего 48 часов, что на 5 дней раньше требований заказчика, при этом точность шестерни соответствовала национальному стандарту уровня 5, что значительно превышало требуемый заказчиком уровень 6, и помогла заказчику избежать убытков в размере более 250 000 долларов, вызванных простоями.

Отзыв клиента: «JS Precision — это не просто поставщик, а страховка для нашей производственной линии. В будущем мы обязательно будем обращаться к вам в первую очередь». С тех пор этот клиент установил с нами долгосрочные отношения и ежемесячно размещает у нас стабильные заказы на услуги по нарезке зубчатых колес.

В случае внезапной остановки производственной линии и необходимости изготовления зубчатых колес в кратчайшие сроки, компания JS Precision, предоставляющая услуги по нарезке зубчатых колес, может оперативно отреагировать и доставить качественные шестерни в течение 48 часов, минимизируя потери из-за простоя. Пожалуйста, свяжитесь с нами в любое время.

Рисунок 4: изготовленный на заказ промышленный редуктор

Как начать свой проект по обработке зубчатых передач? Сотрудничайте с JS Precision.

Начать проект по обработке зубчатых передач несложно: всего четыре шага, чтобы превратить ваши потребности в качественный продукт, включая полную прозрачность и эффективность при работе с JS Precision.

Шаг 1: Предоставленная информация

Пожалуйста, предоставьте чертежи шестерни и технические параметры, модуль, количество зубьев, класс точности, используемый материал, область применения и т. д. Если чертежи неполные, мы можем помочь вам составить чертежи в соответствии с вашими требованиями.

Шаг 2: Экспертная оценка

Наша инженерная команда в течение 24 часов проверит ваш проект, проведя анализ технологичности, предложив варианты оптимизации конструкций для снижения затрат и указав параметры, которые необходимо скорректировать для повышения производительности.

Шаг 3: Запросите ценовое предложение

В соответствии с утвержденным планом работ, вы получите четкое и прозрачное ценовое предложение в течение 48 часов. Оно включает в себя все расходы, включая материалы, обработку и тестирование, без каких-либо скрытых платежей .

Шаг 4: Производство и контроль качества

После подтверждения вами ценового предложения мы незамедлительно организуем производство. В процессе производства будет осуществляться постоянный мониторинг хода работ. Будут выдаваться протоколы контроля качества по ключевым процессам, а также проводиться полнопараметрические испытания готовой продукции для обеспечения 100% соответствия поставленных шестерен установленным стандартам.

Часто задаваемые вопросы

В1: В чем основное различие между шлифованием и нарезанием зубьев в процессе обработки зубчатых колес?

Шлифовка зубчатых колес — это наиболее точная чистовая обработка закаленной поверхности зубьев, соответствующая национальному стандарту уровня 4 , и применима в сложных условиях, но она неэффективна и дорогостояща. Шлифовка зубчатых колес — это разновидность чистовой обработки мягкой поверхности зубьев, отличающаяся высокой эффективностью и низкой стоимостью, с точностью до национального стандарта уровня 6-7 , подходит для общего применения.

В2: Каков максимальный модуль зубчатой ​​передачи и диапазон размеров, которые можно обработать?

Мы можем обрабатывать модули от 0,5 до 20 , удовлетворяя потребности в зубчатых передачах от микро- до крупных размеров. Максимальный внешний диаметр может достигать 800 мм, что позволяет обрабатывать как шестерни микромоторов, так и шестерни крупных горнодобывающих машин.

Вопрос 3: Как снизить уровень шума при переключении передач?

Снижение уровня шума в процессе производства может быть достигнуто за счет более точной обработки, например, шлифовки зубьев для улучшения профиля зубьев при зацеплении. При этом можно уменьшить трение, что требует надлежащей смазки.

Вопрос 4: Каковы преимущества и недостатки пластиковых шестерен по сравнению с металлическими?

Преимуществами пластиковых шестерен являются малый вес, низкий уровень шума, коррозионная стойкость и низкая стоимость. Их недостатками являются низкая несущая способность, низкая термостойкость и износостойкость. Поэтому металлические шестерни используются в условиях высоких нагрузок и высоких температур.

В5: Как выбрать подходящий процесс термообработки для зубчатых передач?

Это зависит от материала и требований к применению. Высокочастотная закалка подходит для зубчатых передач, требующих поверхностного упрочнения с хорошей вязкостью сердцевины. Цементация и закалка используются в зубчатых передачах, работающих под высокими нагрузками. Для прецизионных зубчатых передач со строгими требованиями к деформации можно применять азотирование.

В6: Предоставляете ли вы услуги по проектированию и оптимизации зубчатых передач?

Да, мы предоставляем всестороннюю техническую поддержку, от концептуального проектирования до проверки прочности и, наконец, оптимизации процессов. В зависимости от сценария применения, мы можем оптимизировать структуру и параметры для достижения оптимальной производительности и стоимости зубчатых передач.

В7: Что подразумевается под классом точности зубчатых передач, например, класс 7 по национальному стандарту?

Класс точности всесторонне определяет допустимую погрешность зубчатого колеса по трем параметрам: шаг зуба, профиль зуба и направление зуба. Чем меньше число класса, тем выше точность. Национальный стандарт класса 7 имеет погрешность около 0,01-0,02 мм и подходит для трансмиссий общего назначения в промышленности.

В8: Как увеличить срок службы зубчатых передач в суровых условиях эксплуатации?

Используйте прочные материалы, такие как 20CrMnTi. Для повышения твердости следует провести глубокую цементацию. Кроме того, для увеличения прочности поверхности зубьев можно использовать такие методы упрочнения , как дробеструйная обработка. Также можно дополнительно оптимизировать смазку для дальнейшего продления срока службы шестерен.

Краткое содержание

Зубчатые передачи — это душа системы передачи энергии, качество которых напрямую влияет на производительность и надежность всего оборудования. Выбор услуги по нарезке зубчатых передач требует гораздо большего, чем просто станок, а скорее команду экспертов, обладающих профессиональными знаниями в области материалов, процессов, режущих инструментов и областей применения.

JS Precision — ваш профессиональный и надежный партнер в этом отношении. От стандартных зубчатых передач до изготовления зубчатых колес на заказ — мы предоставляем полный спектр услуг, удовлетворяя потребности клиентов как в срочной доставке, так и в точном контроле качества.

По любым вопросам, касающимся обработки зубчатых передач, пожалуйста, посетите наш веб-сайт прямо сейчас, чтобы получить ценовое предложение или задать вопросы о требованиях к вашему проекту. В течение 4 часов наша профессиональная команда предоставит вам предварительный план процесса и высококонкурентное ценовое предложение. Пусть изысканное мастерство JS Precision станет основой для превосходного качества вашей продукции.