齿轮制造：定制齿轮加工及工艺 | JS精密

要点总结

• 精密是一种工程系统：最高质量的设备精度是基于“设计—材料—热处理—精密加工”的综合联系。
• 中国制造≠低质量制造：中国领先的齿轮制造公司在设备、工艺以及质量体系方面都力求达到全球顶尖水平。
• 热处理是决定材料性能的关键因素。热处理工艺应根据具体材料进行定制。具备完善能力的供应商，即使价格并非最低，也会优先考虑。
• 可靠的供应商>低价供应商：应该评估他们的技术深度、质量数据和工程支持能力，而不仅仅是看单价。
• 数字协作至关重要：用于交换文件和监控进度的数字通信工具可以帮助消除远程协作带来的困难。

选择 JS 精密齿轮制造：可提供定制工艺支持

JS Precision 在过去 15 年中专注于齿轮加工和制造，拥有丰富的行业经验。我们能够为客户提供模数范围从 0.5 到 5 的精密齿轮。

我们的客户遍布欧洲、美洲和东南亚的20多个国家。去年，我们为客户完成了300多套定制齿轮。我们帮助硅谷一家机器人公司将交货期缩短了65%，并为一家医疗设备公司实现了ISO 5级精度。

我们的加工精度完全符合国际标准ISO 1328-1:2013 《圆柱齿轮精度要求 第 1 部分：节距、轮廓和方向的公差》，该标准规定了高端齿轮核心参数的公差规范。

本指南是我们无数项目经验的积累，每一条建议都经过实践验证，您可以完全信赖。

想要获得个性化的齿轮加工解决方案？现在您可以提交齿轮模数、材料和数量，JS Precision 的工程师将在 48 小时内为您提供免费的齿轮加工工艺评估，以避免加工风险。

现代精密齿轮制造的核心技术有哪些？

精密齿轮生产是一个由相互关联的工程流程组成的系统。核心技术周期直接影响齿轮制造过程中各个环节的精度和效率提升。

从成形到成品：滚齿、成型和剃齿技术的发展。

传统的滚齿和成形方法效率低下，且齿面光洁度和质量较差。而采用连续切削的剃齿技术，则能提供更好的齿面光洁度和齿形精度。

精加工之王：成型磨削和蜗轮磨削

• 成形磨削：精度高，能精确控制齿形误差，适用于小批量生产和硬表面加工，效率相对较低。
• 蜗轮磨削：连续磨削，效率比成形磨削高 3-5 倍，适用于大规模精密制造。

测量即控制：齿轮测量中心和过程监控

质量控制不能仅仅依赖最终测试，齿轮加工的整个过程都需要精确测量。我们利用齿轮测量中心生成完整的误差色图，为工艺优化提供数据支持，并通过在线SPC实时监控生产过程，确保批次一致性。

想知道您的设备设计是否适合最佳加工方法？请提供您所需齿廓的参数信息，JS Precision 公司将为您提供诊断，并推荐最合适的加工方法，从而提高齿轮制造效率。

图 1 齿轮的设计和制造可以采取多种途径，例如连续生成磨削，它利用带螺纹的砂轮，与正在形成的齿轮齿结构保持持续接触。

为什么热处理是齿轮制造过程中最关键的环节？

热处理是齿轮制造工艺的“灵魂”，它决定了齿轮的强度、硬度和耐久性。必须采用正确的热处理方法来优化齿轮的功能。

表面硬化技术之王：渗碳和淬火

渗碳和淬火工艺使齿轮具有“外硬内韧”的结构，硬度为 HRC 58-62，具有优异的芯部韧性，适用于机器人齿轮加工等高接触压力条件，但对变形控制有较高的要求。

低变形方法：氮化和感应淬火

• 氮化处理方法：变形小，耐磨性和耐腐蚀性增强，硬化深度0.1-0.5mm。主要用于精密传动齿轮。
• 感应淬火：加热速度快、效率高、变形可控、淬硬层深度可调，适用于某些齿形和大模数齿轮。

我们的可控气氛热处理系统

我们在不锈钢齿轮部件的热处理过程中严格遵循ASTM A890-18 《双相不锈钢铸件标准规范》的工艺要求。我们采用可控气氛多功能炉，以精确控制碳势和温度。我们根据材料特性和工艺可追溯性，制定定制化的工艺曲线。

图 2 通过改变齿轮的物理、化学和冶金性能，热处理可以优化甚至延长齿轮的使用寿命。

全球价值主张：中国领先的齿轮制造企业的成本优势源于哪些因素？

作为中国领先的齿轮制造企业，我们的成本优势并非来自低价竞争，而是来自产业链、技术应用和管理效率的多重赋能。

产业链集群的乘数效应

我们身处一个专业的制造业集群，集群内拥有钢铁、工具、热处理等相关企业。这确保我们能够便捷地获取原材料，实现联合加工，并分摊设备维护和研发成本，而这些都是孤立工厂无法做到的。

技术的民主化和规模化应用

中国庞大的市场促进了高端加工设备的广泛应用。我们进口的数控齿轮磨床和测量中心通过批量采购降低了成本，而我们专业的维护技术团队则缩短了加工时间，从而降低了技术的单位成本。

数字化和自动化引发效率革命

通过使用ERP/MES系统，我们能够整合订单和排程。主要流程包括使用自动化装卸系统，这减少了人工投入，提高了生产效率。

如何甄别一家定制装备制造商，确保其产品拥有真正的精度和可靠性？

在选择定制装备制造商时，不要只考虑营销话术，必须从三个方面对其进行严格评估：流程、数据和协作能力。

用“如何”而非“能否”来分析流程细节

世界一流的制造商也应该能够描述他们的工艺流程。你可能会问： “对于模数为 2 的 42CrMo 钢齿轮，你们如何进行精加工？齿轮轮廓误差控制又是如何进行的？”

索取数据，而非承诺：查阅历史质量记录

口头承诺不可靠。为了评估加工精度，应要求提供类似项目的检验报告数据（包括误差曲线图）、材料证书和热处理数据。

评估工程协作的深度：面向制造的设计是试金石

专业制造商的设计师甚至可以在发送报价、齿轮轮廓修改或材料推荐之前，就提供设计优化建议。DFM （面向制造的设计）中反馈的详细程度，体现了他们对技术的热情。

如何设计用于机器人应用的齿轮制造工艺以实现最佳性能？

机器人齿轮制造是一项高端齿轮制造技术，对精度、轻量化和产品寿命要求极高。每一步都需要精确控制。

超精密齿轮磨削和轮廓修整：旨在实现静音平稳运行特性

机器人关节的噪音和振动水平对标准要求极高。我公司采用超精密齿轮磨削技术，调整齿形和方向，补偿负载引起的变形，从而将噪音控制在45dB以下，完全满足机器人的要求。

材料科学的实际应用：从优质合金钢到烧结金属

• 谐波减速器柔性齿轮采用特殊的沉淀硬化不锈钢制成，这种不锈钢坚固耐用。
• 机器人手臂中使用的齿轮采用粉末冶金材料制成，以保证强度和轻便性，比其他金属齿轮轻 30%。

全面的故障分析和寿命测试支持

我们协助客户进行齿轮接触分析(TCA)，预测啮合力，提供有限寿命测试服务，并为机器人系统集成提供数据支持，以确保齿轮稳定运行。

需要为您的机器人定制齿轮吗？只需提供您的机器人型号、所需的负载以及齿轮的预期寿命，JS Precision 即可成为您的一站式服务商，从材料选择到工艺改进，让机器人齿轮的制造更加精准。

图 3 用于机器人手驱动的高性能蜗轮蜗杆传动装置

克服腐蚀和硬度：加工不锈钢齿轮面临哪些独特的挑战？

不锈钢齿轮的加工是齿轮制造中的难点，其材料特性给加工带来了许多挑战，需要有针对性地加以解决。

工作强化：每一次切割都会使任务更加困难。

奥氏体不锈钢（例如304）在切削过程中会发生“加工硬化”。这会在钢材表面形成一层硬化层，其硬度比钢材其他部分高出30%至50% 。这将导致刀具磨损严重。我们采用基于对切削速度和进给率控制的“低应力”切削方法。

高韧性导致的刀具卡滞和切屑排出问题

不锈钢硬度极高，韧性极强，容易产生无法断裂且会卷曲在刀具周围的崩刃。我们使用专业的切削刀具，配备PCD和150巴高压冷却液，以清除崩刃并冷却刀具。

耐腐蚀性保持：热处理与后处理的平衡

淬火后，马氏体不锈钢齿轮材料（例如440C）需要进行回火处理，否则会影响其耐腐蚀性。为了克服这一难题，本文提出了一种回火工艺方法，该方法不仅能提高材料的硬度（HRC 55-58），还能增强其耐腐蚀性。

您是否需要对不锈钢齿轮进行加工？只需提供不锈钢类型、公差等级和工作条件等详细信息，JS Precision 即可为您制定定制化的加工方案，克服不锈钢加工的挑战，确保您的不锈钢齿轮高精度运转。

哪里可以快速、可靠地购买用于原型制作和小批量生产的齿轮？

对于原型和小批量齿轮需求而言，“我可以在哪里购买齿轮”与其说是“我附近的齿轮制造厂”，不如说是选择一个能够及时响应并致力于质量的供应商。

“附近”有了新定义：线上接近性和响应性

现代通讯和物流方式突破了地域限制。我们提供全天候在线工程支持。我们的在线平台能够轻松满足您的需求。从您咨询到获得报价，仅需4小时，远低于行业标准。

一站式在线平台：从询价到交付的全程体验

我们的在线平台实现了整个流程的数字化，从上传图纸和填写要求以获得初步报价，到查看工作进度和下载报告。

用于原型制作的柔性制造单元

我们拥有一条专门用于原型和小批量产品的生产线。借助标准化模块和快速换线系统，我们将小批量订单（少于100件）的交货周期缩短至2-4周，比行业平均水平缩短了50%。

从 8 周到 19 天：一家美国机器人初创公司如何借助中国齿轮制造实现规模化扩张

客户瓶颈：

硅谷一家机器人初创公司面临着以下问题：

新型协作机器人关节的基础谐波减速器齿轮组由一家美国定制齿轮制造商生产，生产周期为8周，每套价格为200美元。该制造商需要对齿轮进行定制。但他们无法满足热处理变形的要求，而且大多数供应商也不愿意承接仅20套原型齿轮组的订单。

JS 精确解决方案：

JS Precision接受了这项挑战。

• 我们通过在线平台在 48 小时内完成了图纸审查任务，并提出了齿轮轮廓参数的 DFM 建议，以简化齿轮磨削。
• 与此同时，我们启动了灵活的小批量生产线，并在原材料采购和模具准备方面取得了进展。
• 就此而言 本项目中使用的特殊沉淀硬化不锈钢材料，采用“真空热处理+深冷处理”相结合的方式，将变形限制在0.005毫米以内。
• 之后，采用带有在线测量功能的数控齿轮成形和磨削机床，确保齿轮精度符合要求。

最终成功结果：

订单已确认，加州地区的交货仅用了19天。设备精度符合ISO 5级标准，单价为80美元，比美国公司预估的价格低了60% 。客户顺利完成了原型测试，产品提前4个月上市。

您是否也需要小批量生产的高精度齿轮？请致电我们的服务热线，详细说明您的技术难题和交货要求。JS Precision 将为您量身定制解决方案，助您再创佳绩。

图 4 机器人关节谐波减速器齿轮组

常见问题解答

Q1：你们能生产的最小模数齿轮是多少？

如果齿轮模数大于等于0.5，则可以进行精密齿轮加工。对于模数较小的齿轮，其加工要求需要根据设计要求进行评估。公司还拥有微型齿轮加工设备，以满足特殊需求。

Q2：如何选择塑料齿轮和金属齿轮？

塑料齿轮适用于轻载和低速传动系统，其特点是无噪音、轻便、耐腐蚀、成本低；金属齿轮坚固耐热，适用于需要高精度的重载传动工作。

Q3：如何提供齿轮图纸或技术要求？

我们建议提供PDF/DWG格式的详细二维图纸，图纸必须包含完整的齿形、公差、材料和热处理等所有数据。STEP格式的三维文件可作为补充参考。

Q4：从中国发货的正常交货时间和费用是多少？

空运的交货期为3-7天，海运的交货期为20-35天。费用取决于货物的重量和尺寸。我们提供门到门（DDP）服务报价，其中包含所有运输成本和税费。

Q5：能否提供齿轮匹配和组装方面的帮助？

是的，我们可以。您只需提供齿轮中心距和装配要求，我们就能精确地将小齿轮和大齿轮匹配。然后，无论是过盈配合还是简单的装配，都能确保各部件可靠啮合。

Q6：小批量订单是否有最低订购量（MOQ）？

目前，我们对最低订购量没有具体要求，包括单件原型制作和小批量生产。我们坚信，如今的小批量原型制作具有良好的发展潜力，未来可与合作伙伴开展大规模生产合作。

Q7：客户订购装备的通常交货周期是多久？

通常情况下，对于使用标准材料生产的定制齿轮，订单数量少于100件的，加工周期为3至5周。但具体时间将根据齿轮的复杂程度协商确定。我们也提供加急服务，以满足客户的紧急需求。

Q8：在我的设计中，保密性是必不可少的，你们如何确保这一点？

我们将与客户签订具有约束力的保密协议（NDA）。项目相关文件保存在加密环境中，并且我们已对所有员工进行了必要的强化培训，以防止设计信息泄露。

概括

齿轮制造的关键在于精度和可靠性。如果您难以找到可靠的合作伙伴，在定制齿轮加工方面可能会遇到困难。JS Precision 是一家值得信赖的齿轮加工服务商，专注于高效、精准的齿轮加工。

是时候改变你对“齿轮制造商供应商”的看法了。

立即开启您的精密齿轮项目！只需访问 JS Precision 网站，上传您的齿轮设计或技术规格，即可在 24 小时内收到一份详尽的“ 齿轮可制造性报告”和清晰的报价。让我们携手，为您的机器注入强劲而可靠的“心脏”。