Обработка зубчатых колес: процесс, материалы, типы, применение | JS Precision

Благодаря прочной зубчатой ​​передаче, мощный экскаватор поднимает тонны грузов своей массивной стрелой. В швейцарских часах крошечные шестерёнки задают ход времени с каждым движением с точностью до миллиметра. От тяжёлых грузов до мельчайших деталей, шестерни — это «молчаливое сердце» современной промышленности.

Однако изготовление таких прецизионных шестерен значительно сложнее, чем простая резка металлов.

Я составил это руководство, чтобы помочь вам решить различные проблемы при обработке зубчатых колес и обеспечить бесперебойную реализацию ваших проектов. Оно познакомит вас с миром обработки зубчатых колес и покажет, как компания JS Precision, обладая передовым процессом изготовления зубчатых колес, становится вашим надежным партнером в сфере зуборезных работ.

Краткое изложение ключевых ответов

Успешно ли реализуются проекты по обработке зубчатых колес? Ключевые авторитетные процессы JS Precision

В любом проекте по обработке зубчатых колес правильный выбор партнера имеет решающее значение. Компания JS Precision уже накопила богатый практический опыт в области обработки зубчатых колес.

Мы активно работаем в этой области уже 18 лет, обслуживая более 600 клиентов в 25 отраслях, включая автомобильные трансмиссии, промышленную автоматику и новое энергетическое оборудование, и выполнив более 120 000 заказов на обработку зубчатых передач.

Например, мы обрабатывали двухцепные шестерни для приводной системы одного из производителей новых энергетических автомобилей. Модули с 3 по 8 были обработаны с высокой точностью, а выход годных деталей стабильно поддерживался на уровне 99,9%.

Кроме того, наша продукция включает в себя крупные зубчатые передачи с наружным диаметром 800 мм и модулем 20 для горнодобывающей техники. Точность изготовления соответствует национальному стандарту 4, что значительно превосходит требования заказчика.

Мы также выполнили множество срочных заказов. Например, поставка нестандартных шестерен в течение 48 часов для экономии производственной линии наших клиентов стала возможной благодаря тщательному контролю каждого этапа обработки шестерен.

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

Если ваша компания занимается проектом по обработке зубчатых колес, компания JS Precision может оказать вам поддержку и сопровождение, используя наши передовые технологии обработки зубчатых колес и обширный опыт в отрасли. Пожалуйста, предоставьте чертежи и технические параметры ваших зубчатых колес, и мы быстро проведем экспертизу и предложим решение. Воспользуйтесь нашими профессиональными услугами.

Что такое зубообработка? Прецизионная технология, выходящая за рамки простого резания

Многие думают, что обработка зубчатых колес — это просто резка металла в форме зубьев, но это гораздо больше: это прецизионная технология, требующая многопроцессного взаимодействия, и именно это мы практикуем на работе каждый день.

Основное определение

Обработка зубчатых колес — это не только нарезание зубьев, но и комплексный процесс обработки зубчатых колес, включающий точение, сверление, термообработку и чистовую обработку. JS Precision контролирует точность с самого начала.

Например, при токарной обработке используются высокоточные токарные станки с ЧПУ, обеспечивающие допуск на базовую поверхность в пределах 0,005 мм, что является основой для последующей обработки профиля зуба. Это является необходимым условием для качественной обработки зубчатых передач.

Основная цель

Основной целью обработки зубчатых колес является изготовление профилей зубьев, обеспечивающих плавную, эффективную, малошумную и долговечную передачу.

Мы рассматриваем каждую шестерню как системный инженерный проект, начиная с этапа проектирования. Например, параметры профиля зубьев предварительно оптимизируются нами в соответствии с требованиями заказчика к нагрузке на трансмиссию, чтобы гарантировать технологичность и окончательные эксплуатационные характеристики шестерни. Это основной принцип превосходной обработки зубчатых передач.

Независимо от того, требуются ли вам услуги стандартной или прецизионной обработки зубчатых колес, компания JS Precision изготовит зубчатые колеса в соответствии с вашими потребностями, выполнив полный цикл обработки. Мы будем сопровождать весь процесс, от проектирования до поставки. Свяжитесь с нами для начала сотрудничества.

Раскрытие процесса изготовления шестерен: рождение шестерен

Понимание каждого этапа производства зубчатых передач поможет вам лучше контролировать ход проекта и качество. Качественное зубчатое колесо проходит пять основных процессов, каждый из которых требует тщательного внимания.

Процесс первый: подготовка сырья

Сначала подберите подходящее сырье, затем с помощью прецизионной обработки обработайте основную форму шестерни и отшлифуйте ее, чтобы обеспечить плоскостность и перпендикулярность опорной поверхности, что заложит основу для последующих процессов.

Этот этап является отправной точкой процесса изготовления зубчатого колеса , точность базовой поверхности напрямую влияет на точность последующей обработки профиля зуба.

Процесс второй: грубая обработка профиля зуба

К распространённым методам обработки относятся зубофрезерование, формование и фрезерование. Правильный процесс выбирается для каждого типа зубчатых колёс. Например, цилиндрические зубчатые колёса предпочтительно изготавливать зубофрезерованием, поскольку этот процесс более эффективен, а для зубьев со сложным профилем используется формование, что позволяет лучше обеспечить их целостность.

В процессе обработки зубчатых колес это важный этап профилирования зубьев.

Процесс третий: термическая обработка

Методы обработки различаются для разных материалов. Например, сталь 20CrMnTi цементируют и закаливают, а сталь 42CrMo — отпускают. Целью этого является придание зубчатой ​​передаче твердости поверхности и прочности сердцевины, что повышает срок ее службы. Этот этап напрямую определяет механические свойства зубчатых передач в процессе их изготовления.

Процесс четвертый: чистовая обработка

К основным используемым методам относятся строгание, шлифование и хонингование, которые применяются для исправления деформации после термической обработки.

Например, шлифование применяется к зубчатым передачам с закаленными поверхностями зубьев, что позволяет достичь 5-го класса точности и выше по национальным стандартам, а шевингование применяется к зубчатым передачам с мягкими поверхностями зубьев, что обеспечивает высокую эффективность и низкую стоимость. Этот этап имеет решающее значение для достижения высокой точности в процессе изготовления зубчатых передач.

Процесс пятый: проверка и верификация

Все параметры, такие как шаг зубьев, профиль зубьев и направление зубьев, проверяются в центре измерения зубчатых передач, чтобы гарантировать 100% качество каждой шестерни. Этот этап является последним контрольным этапом в процессе производства зубчатых передач и гарантией нашего качества, которое мы гарантируем клиентам.

Рисунок 1: Во время зубофрезерования режущий инструмент непрерывно входит в зацепление с обрабатываемым зубчатым колесом, а зубошевингование является последующим процессом обработки зубчатых колес. Процесс обработки зубчатых колес.

Как выбрать зуборезный инструмент для разных типов зубчатых передач?

Правильный выбор зуборезного инструмента может повысить эффективность обработки более чем на 30%, обеспечивая при этом качество обработки. Различные типы зубчатых передач требуют существенно разных зуборезных инструментов, и мы подберем наиболее подходящий вариант в зависимости от типа, материала и количества зубчатых передач клиента.

Цилиндрические шестерни:

Червячные фрезы — лучший выбор. Непрерывная резка червячными фрезами высокоэффективна и универсальна для массового производства . Например, при обработке цилиндрических зубчатых передач диапазон модулей может составлять от 1 до 10, что потребует использования червячных фрез из быстрорежущей стали, но в закаленном состоянии для повышения износостойкости необходимы твердосплавные фрезы.

Конические шестерни:

Конические зубчатые колеса имеют сложный профиль зубьев и требуют точного соответствия параметров фрезы и шестерни для плавной передачи. Поэтому для обработки конических зубчатых колес существуют специальные спиральнозубые фрезы. Мы изготовим фрезу по индивидуальному заказу в соответствии с количеством зубьев и модулем конического зубчатого колеса, чтобы обеспечить точность обработки.

Червячные передачи:

Необходима фреза-летучая или червячная фреза, точно соответствующая параметрам червячной передачи. Например, при обработке червячной передачи с модулем 2 необходимо использовать соответствующую червячную фрезу, чтобы обеспечить точность зацепления червячной передачи с червяком и тем самым снизить шум трансмиссии.

Малый модуль / Нестандартные шестерни:

Обычно для таких случаев требуются специальные зуборезные инструменты, поскольку либо их уникальные размеры выходят за пределы возможностей стандартных инструментов, либо их особый профиль зуба не может быть получен стандартным инструментом . Обладая широкими возможностями настройки и оптимизации инструмента, компания JS Precision способна проектировать и изготавливать специальные зуборезные инструменты по чертежам заказчика в кратчайшие сроки.

Независимо от того, для какого типа зубчатых передач вам нужен зуборезный инструмент, компания JS Precision предоставит вам профессиональную консультацию и даже изготовит специализированный инструмент по индивидуальному заказу. Мы удовлетворим ваши производственные потребности, обеспечив баланс эффективности и стоимости. Свяжитесь с нами, чтобы получить решения по выбору инструмента.

Рисунок 2: Получистовые зубофрезерные фрезы с тангенциальными пластинами. Зубофрезерные фрезы с тангенциальными пластинами встречаются довольно часто.

Почему выбор правильного материала — это залог успеха в процессе изготовления зубчатых передач?

Материал – это «скелет» зубчатых передач. Правильный выбор материала может увеличить срок службы зубчатых передач более чем на 50% и снизить трудоёмкость последующей обработки . Различные материалы обладают существенно разными эксплуатационными характеристиками. Мы подберём наиболее подходящий материал в соответствии с условиями заказчика.

Сталь:

Сталь 20CrMnTi — «король цементируемых сталей». Твёрдость поверхности после цементации и закалки достигает HRC58-62. Сердцевина обладает высокой прочностью, что позволяет использовать её в высоконагруженных узлах, например, в автомобильных приводах.

42CrMo – это закаленная и отпущенная сталь. После закалки и отпуска она обладает высокой прочностью и хорошей пластичностью, может применяться для средненагруженных промышленных передач и широко используется в трансмиссиях станков.

Чугун:

Сталь HT250 хорошо гасит вибрации и стоит дешевле, хотя её прочность не так высока, как у стали. Она подходит для крупногабаритных тихоходных передач, например, для тихоходных трансмиссий горнодобывающего оборудования, поскольку снижает вибрацию и шум при передаче.

Цветные металлы :

В их число входят латунь и оловянная бронза, которые износостойки и самосмазывающиеся, поэтому не требуют дополнительной смазки при работе. Это может быть использовано для червячных передач, например, в тяговых механизмах лифтов, что позволяет снизить затраты на техническое обслуживание.

Инженерные пластики:

ПОМ и нейлон лёгкие, малошумные и устойчивые к коррозии, что делает их пригодными для использования в лёгких, коррозионно-стойких средах, например, в редукторах для пищевой промышленности. Они не загрязняют окружающую среду и работают с низким уровнем шума.

Рисунок 3: При проектировании шестерни, которая будет подвергаться воздействию коррозионной среды или должна быть немагнитной, лучшим выбором обычно является медный сплав.

Превосходя стандарты: учитывая особенности обработки зубчатых колес на заказ

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

Задача 1: Сложная геометрия

Многие нестандартные зубчатые колеса имеют неэвольвентные профили зубьев или особые требования к модификации профиля, которые невозможно выполнить с помощью обычного оборудования.

Наша стратегия предполагает использование пятикоординатного обрабатывающего центра с ЧПУ или электроэрозионной обработки. Пятикоординатная обработка с ЧПУ позволяет выполнять многомерную резку, благодаря чему можно легко обрабатывать сложные профили зубьев, в то время как электроэрозионная обработка обеспечивает высокую точность с допусками, контролируемыми в пределах 0,002 мм , что может удовлетворить особые потребности в модификации профиля.

Задача 2: Контроль деформации при термообработке

Зубчатые колеса неправильной формы, скорее всего, подвергнутся непредсказуемой деформации из-за термообработки, что означает низкую точность.

Наше решение заключается в прогнозировании тенденции деформации с помощью программного обеспечения для моделирования процесса и выполнении обратной компенсации на ранней стадии обработки. Например, необходимо заранее уменьшить размер профиля зуба на 0,01 мм, чтобы компенсировать расширение после термообработки. В то же время, использование шлифования зубьев после термообработки для точной коррекции обеспечивает точность зубчатых передач.

Задача 3: Экономическая эффективность мелкосерийного производства

Шестерни на заказ часто производятся небольшими партиями. Специализированные режущие инструменты стоят дорого, а отладка процесса сложна, поэтому многие производители не готовы браться за такие проекты.

Мы предлагаем услуги по обработке зубчатых колес небольшими партиями и по доступным ценам на заказ, с гибкими комбинациями процессов и продуманным графиком. Например, небольшие однотипные заказы для разных клиентов можно объединить и отладить, используя некоторые процессы совместно для снижения затрат на оснастку и отладку.

Если вам требуется обработка нестандартных зубчатых передач на заказ, компания JS Precision поможет вам решить различные задачи, используя профессиональные технологии и гибкие решения. Мы проконтролируем все этапы, от оптимизации конструкции до поставки продукции, гарантируя качество и сроки изготовления таких нестандартных зубчатых передач. Добро пожаловать в наш сервис.

Пример: JS Precision спасает остановленную производственную линию благодаря 48-часовой экстренной доставке

Для клиента даже минутная остановка линии может обернуться огромными убытками. Однажды наша услуга по нарезке зубьев спасла производственную линию стоимостью в миллион долларов всего за 48 часов — яркий пример быстрого реагирования.

Болевая точка клиента

Автоматизированная производственная линия производителя автозапчастей вышла из строя из-за поломки важной нестандартной шестерни редуктора. Эта шестерня имела двойную косозубую форму с необычными зубьями и была изготовлена ​​из высокотвёрдой легированной стали 42CrMo.

Клиент связался с несколькими производителями, и все они обещали доставку не менее чем за 7 дней. Из-за ежедневных простоев производственной линии убытки росли до 50 000 долларов в день, поэтому клиенту требовалось новое оборудование как можно скорее.

Как отреагировала JS Precision?

После получения запроса о помощи мы немедленно инициировали процесс экстренного реагирования.

• Кроме того, в течение 2 часов была сформирована специальная команда из инженеров-реверсивщиков, инженеров-технологов и операторов.
• Обратное проектирование было выполнено путем точного измерения координат поврежденного зубчатого колеса с помощью координатно-измерительной машины, а реконструкция модели в 3D была выполнена в течение 3 часов.
• Затем традиционная грубая шлифовка была исключена, и для сокращения времени обработки была применена компактная технологическая цепочка «точение → термообработка → твердое точение → зубошлифование».
• В конечном итоге были использованы изготовленные на заказ зуборезные инструменты и высокоточные зубошлифовальные станки с ЧПУ из наличия. Благодаря специальному персоналу, осуществляющему контроль качества, удалось обеспечить непрерывное производство в течение 24 часов .

Результаты и данные

С момента получения поврежденной детали до поставки нового механизма прошло всего 48 часов, что на 5 дней раньше требований заказчика, при этом точность механизма достигла уровня 5 национального стандарта, что намного превышает требуемый заказчиком уровень 6, что помогло заказчику успешно избежать убытков в размере более 250 000 долларов США, вызванных простоем.

Отзыв клиента: «JS Precision — не только поставщик, но и страховой полис для нашей производственной линии. Мы обязательно отдадим вам приоритет при будущих потребностях в зубчатых передачах». С тех пор этот клиент установил с нами долгосрочные отношения и ежемесячно размещает у нас стабильные заказы на зубофрезерование.

Если производственная линия внезапно остановилась, а вам нужны шестерни в кратчайшие сроки, служба зуборезных работ JS Precision готова предоставить экстренное реагирование и доставить качественные шестерни в течение 48 часов, минимизируя потери, связанные с простоем. Свяжитесь с нами в любое время.

Рисунок 4: промышленный редуктор, изготовленный на заказ

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

Начать проект по обработке зубчатых колес 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 ее технические параметры, модуль, количество зубьев, класс точности, используемый материал, область применения и т. д. Если чертеж неполный, мы можем помочь вам в его изготовлении в соответствии с вашими требованиями.

Шаг 2: Экспертная оценка

Наша инженерная группа рассмотрит ваш проект в течение 24 часов, проведет анализ технологичности, предоставит рекомендации по оптимизации конструкций для снижения затрат и корректировке параметров для повышения производительности.

Шаг 3: Запросить расценки

В соответствии с разработанным планом работ вы получите чёткую и прозрачную смету в течение 48 часов. Она покрывает все расходы, включая материалы, обработку и испытания, без каких-либо скрытых затрат .

Шаг 4: Производство и контроль качества

После подтверждения вашего предложения мы без задержек организуем производство. В ходе производства ведется постоянное отслеживание хода производства. Выдаются отчёты о проверке ключевых процессов, а готовые изделия проходят комплексные испытания по всем параметрам, чтобы гарантировать 100% соответствие поставленных шестерён требованиям.

Часто задаваемые вопросы

В1: В чем основное различие между шлифованием зубчатых колес и зубошевингованием при обработке зубчатых колес?

Зубошлифование – это наиболее точный способ обработки закаленной поверхности зубьев, соответствующий уровню 4 национального стандарта, и применимый в сложных условиях, но он неэффективен и требует больших затрат. Зубошлифование – это вид обработки мягкой поверхности зубьев, отличающийся высокой эффективностью и низкой стоимостью; класс точности соответствует уровню 6–7 национального стандарта и подходит для общего применения.

В2: Какой максимальный модуль и диапазон размеров зубчатых передач можно обработать?

Мы можем обрабатывать модули от 0,5 до 20 , удовлетворяя потребности в зубчатых передачах от микро- до крупных размеров. Максимальный наружный диаметр может достигать 800 мм, что позволяет обрабатывать как зубчатые передачи микромоторов, так и зубчатые передачи крупногабаритного горнодобывающего оборудования.

В3: Как уменьшить шум при работе коробки передач?

Снижение шума в процессе производства может быть достигнуто за счет более точной обработки, например, шлифования зубчатых колес для улучшения профиля зубьев для зацепления. Это позволяет снизить трение, что требует надлежащей смазки.

В4: Каковы преимущества и недостатки пластиковых шестерен по сравнению с металлическими?

Преимущества пластиковых шестерен : малый вес, низкий уровень шума, коррозионная стойкость и низкая стоимость. Недостатки же пластиковых шестерен заключаются в их низкой нагрузочной, температурной и износостойкости. Поэтому металлические шестерни используются в условиях высоких нагрузок и температур.

В5: Как выбрать подходящий процесс термообработки зубчатых передач?

Это зависит от материала и условий эксплуатации. Высокочастотная закалка подходит для зубчатых передач, требующих поверхностной закалки с высокой прочностью сердцевины. Цементация и закалка используются для зубчатых передач с высокой нагрузкой. Для прецизионных зубчатых передач с высокими требованиями к деформации может применяться азотирование.

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

Да, мы предоставляем комплексную техническую поддержку, от концептуального проектирования до проверки прочности и оптимизации процессов. В зависимости от вашего сценария применения мы можем оптимизировать конструкцию и параметры для оптимизации производительности и стоимости зубчатых передач.

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

Класс точности определяет допустимую погрешность зубчатого колеса по трём параметрам: шагу зубьев, профилю зубьев и направлению зубьев. Чем меньше номер класса, тем выше точность. Национальный стандартный класс 7 имеет погрешность около 0,01–0,02 мм и подходит для общепромышленных передач.

В8: Как увеличить срок службы редуктора в тяжелых условиях эксплуатации?

Используйте прочные материалы, такие как 20CrMnTi. Для повышения твёрдости необходимо проводить глубокую цементацию. Кроме того, для повышения прочности поверхности зубьев можно использовать методы упрочнения , например, дробеструйную обработку. Для дальнейшего продления срока службы зубчатых передач можно оптимизировать смазку.

Обзор

Зубчатые передачи — это душа системы передачи мощности, качество которой напрямую влияет на производительность и надежность всего оборудования. Выбор зуборезной службы требует гораздо большего, чем просто станок, а скорее команды экспертов, обладающих профессиональными знаниями в области материалов, технологических процессов, режущих инструментов и областей применения.

JS Precision — ваш профессиональный и надёжный партнёр в этом вопросе. Мы предлагаем полный цикл услуг — от стандартных зубчатых передач до обработки зубчатых передач по индивидуальному заказу , удовлетворяя потребности клиентов как в срочной доставке, так и в высокоточном контроле.

Для любого вашего проекта по обработке зубчатых колес посетите наш сайт прямо сейчас, чтобы получить расчет стоимости или запросить информацию о требованиях к вашему проекту. В течение 4 часов вы получите предварительный технологический план и выгодное коммерческое предложение от нашей команды специалистов. Позвольте изысканному мастерству JS Precision стать залогом превосходной производительности вашего продукта.