고객 도면에 맞춰 가공된 기어 랙

기어 랙은 회전을 직선 운동으로 바꿉니다. 피니언이 회전을 담당하고, 랙이 이동을 담당하며, 긴 축에서 발생하는 모든 문제 — 피치 누적, 걸리는 조인트, 단차로 마모된 치형 — 는 공구나 레이저 헤드에서 위치 오차로 나타납니다.

PinyiGear는 재고 카탈로그가 아닌 도면에 맞춰 랙을 절삭하고 연삭합니다. 모듈, 압력각, 헬릭스각, 바 길이, 조인트 위치, 재질, 열처리, 정밀도 등급은 모두 도면에서 결정됩니다. 이 페이지에서는 랙 도면에 반드시 포함되어야 하는 사항, 치형의 가공 및 측정 방법, 그리고 긴 축이 운용 2년 후에도 공차를 유지할 수 있는지를 실제로 좌우하는 결정 사항들을 다룹니다.

랙 도면이 반드시 정의해야 하는 것

불완전한 랙 도면 대부분은 세 가지 정보 그룹 중 하나가 빠져 있습니다. 세 가지 모두 가격을 좌우하므로, 세 가지 모두 도면에 포함되어야 합니다.

치형 형상. 모듈 또는 지름 피치, 압력각, 헬릭스 랙인 경우 헬릭스각, 치 높이, 면폭, 그리고 치형 프로파일 자체입니다. 기존 부품을 대체하는 랙의 경우 프로파일이 비표준일 수 있으며, 이는 대응 가능하지만 — 치수로 명시해야 하며, 설명으로 대체해서는 안 됩니다.

길이와 조인트. 바 길이, 축을 구성하는 섹션 수, 조인트 위치, 끝단 가공 방법입니다. 1 m 바에서 구성된 2 m 축은 조인트가 하나이고, 6 m 축은 다섯 개이며, 각각이 정밀도가 손실될 수 있는 지점입니다.

재질, 열처리, 정밀도 등급. 강종, 지정된 경우 표면 경도, 그리고 완성된 치형을 측정하는 기준 등급입니다. 등급이 명시되지 않으면 “정밀"이란 공급자가 정하는 의미에 불과합니다.

이 세 그룹이 포함된 도면은 바로 견적이 가능합니다. 그렇지 않은 도면은 가격 산정 전에 질의가 오가게 됩니다.

치형 형상: 각 파라미터가 결정하는 것

모듈은 치형 크기와 함께 치 하나가 견딜 수 있는 하중을 결정합니다. PinyiGear는 모듈 1부터 모듈 12까지 가공합니다. 작은 모듈은 계기 및 경량 자동화 축에 적합하고, 큰 모듈은 피니언이 공작물을 실은 중량 갠트리나 머신 테이블을 밀어야 하는 곳에 사용됩니다.

압력각은 하중이 치면을 따라 얼마나 전달되고 반경 방향으로 얼마나 작용하는지를 결정합니다. 일반적인 값은 20°와 14.5°입니다. 20°는 낮은 치수에서 언더컷 없이 단위 면폭당 더 많은 하중을 지지하므로 공작기계 용도에서 기본 작업 값입니다.

헬릭스각은 헬릭스 랙에 적용됩니다. 헬릭스는 접촉률을 높여 — 어느 순간에도 더 많은 치가 하중을 분담 — 하중을 분산시키고 치당 충격을 완화하며 소음을 줄입니다. 당사의 헬릭스 랙은 20° 압력각으로 19°31'42” 우회전으로 절삭되지만, 도면이 기준입니다: 맞물리는 피니언이 좌회전이나 다른 각도를 요구하면 랙이 그에 따릅니다. 헬릭스 랙은 축방향 추력도 발생시키며, 이 추력은 랙이 아닌 베어링과 가이드웨이가 흡수해야 합니다.

면폭과 치 높이는 고객 측 하중 계산에서 결정됩니다. 당사는 치수을 제안하는 대신 도면대로 절삭하는데, 랙은 기계 설계가 부과하는 하중만 받기 때문입니다.

직선 또는 헬릭스: 트레이드오프

선택은 보통 랙 공급자가 아닌 기계 설계자의 몫입니다. 당사 입장에서 중요한 것은 랙과 맞물리는 피니언이 모듈, 압력각, 헬릭스각, 회전 방향을 공유하는 것입니다 — 여기서 불일치가 발생하면 어떤 치형 정밀도로도 보정할 수 없는 소음과 마모가 생깁니다.

재질 및 열처리

재질은 용도에 따라 결정됩니다. 당사에서 가장 빈번하게 가공하는 강종은 다음과 같습니다:

강종 명칭보다 중요한 두 가지 결정이 있습니다.

경화 후 부품에 2차 가공이 여전히 필요한지 여부. 랙을 장착한 후 드릴링, 슬롯팅 또는 태핑을 해야 하는 경우, 담금질 및 뜨임 상태에서 밀링 가공한 뒤 경화하거나 아예 경화하지 않는 것이 실용적인 경로인 경우가 많습니다. 먼저 경화하면 이러한 작업이 연삭 작업으로 바뀝니다.

장착면을 연삭하는지 여부. 경화는 치면 마모와 점식을 해결합니다. 그러나 랙이 평평하게 안착하지 않는 문제에는 아무런 효과가 없습니다. 네 면 모두를 연삭하면 장착면이 기준면이 되어, 접촉 면적과 볼트 체결 후 남는 변형을 예측할 수 있게 됩니다. 이 단계는 원가 비교에서 가장 자주 누락되는 항목이며, 긴 축의 직진성을 결정하는 단계이기도 합니다.

정밀도 등급 및 치형 측정 방법

랙 정밀도는 일반적으로 DIN 등급과 기준 길이에 대한 누적 피치 오차로 표시됩니다. 실무에서 등장하는 세 가지 수준은 다음과 같습니다:

이 수치들은 치형을 설명합니다. 축을 설명하지는 않습니다. 1 m 섹션 6개로 구성된 6 m 이동축은 각 조인트가 랙 자체의 피치 오차 위에 더하는 오차가 누적되므로, 긴 이동축에서는 조인트가 도면상의 등급보다 더 중요할 수 있습니다.

조인트: 긴 축이 정밀도를 잃는 지점

섹션은 일반적으로 500 mm 및 1000 mm 길이로 공급되므로, 모든 긴 축은 조인트의 연쇄입니다. 세 가지 메커니즘이 문제를 일으킵니다:

• 피치 라인 오프셋 — 두 섹션이 장착 기준면에 대해 서로 다른 높이에 위치하여, 피니언이 매 통과 시마다 올라갔다 내려갑니다.
• 각도 오정렬 — 인접 치면이 동일 선상에 있지 않아 피니언이 연속적인 플랭크 대신 꺾인 지점을 만납니다.
• 누적 피치 오차 — 한 섹션의 치 간격이 이전 섹션의 패턴을 이어가지 않습니다.

약 0.05 mm의 단차나 틈새만으로도 피니언 치가 치홈으로 굴러 들어가지 않고 치홈 가장자리를 타격하기에 충분하며, 이는 속도에 비례하여 증가하는 충격 하중을 발생시킵니다. 이 수치는 연삭 랙의 피치 오차와 같은 차수에 해당하므로, 잘못 만들어진 조인트가 해당 등급이 제공하고자 했던 정밀도의 대부분을 상쇄할 수 있습니다.

이를 처리하는 방법은 두 가지입니다. 첫째는 조립 규율입니다: 단일 기준면, 섹션 높이 일치, 볼트를 최종 체결하기 전 모든 조인트에 걸쳐 치 정렬 확인. 둘째는 오차 보상입니다 — 섹션을 개별 측정한 후 축 방향으로 오차가 서로 상쇄되도록 순서를 정하는 것입니다. 보상에는 모든 개별 부품에 대한 추적 가능한 측정 데이터가 필요하며, 이는 배치가 합격했다는 인증서와는 다른 것입니다.

당사는 조인트 면을 기준면으로 가공하고 섹션별 측정 피치 오차를 보고하여 공급하므로, 조립 팀이 우연에 의하지 않고 의도적으로 섹션을 배열할 수 있습니다.

가공 및 공정 흐름

랙은 도면에 따라 다음 단계의 일부 또는 전부를 거칩니다:

1. 소재 준비 — 톱 절단 후 단면을 치수에 맞게 밀링 또는 선삭.
2. 응력 제거 단면이 두껍거나 등급이 엄격한 경우, 치절 전에 변형을 배출하기 위해 실시.
3. 치절 — 모듈과 프로파일에 따라 호빙 또는 밀링으로 치홈 가공; 헬리컬 랙은 기계에 헬릭스 각도를 설정하여 절삭.
4. 열처리 — 도면에 따라 침탄, 유도 경화 또는 담금질 및 뜨임.
5. 연삭 — DIN 6 등급 작업의 경우 치면 연삭, 장착면이 기능면인 경우 사면 연삭.
6. 2차 가공 — 단부 가공, 장착 구멍, 위치 결정 형상, 모따기.
7. 마킹 — 섹션 번호, 방향 표시 및 조인트 순서를 표시하여 조립이 추측이 되지 않도록 함.

순서가 중요합니다. 경화 후 장착면 연삭, 응력 제거 후 구멍 가공은 완성된 랙이 평평하게 놓이는지를 결정하는 순서 세부 사항입니다.

검사

모든 배치는 측정되며 성적서는 부품과 함께 전달됩니다:

• 치형, 리드 및 피치를 기어 측정 센터에서 측정하고, 측정값을 도면의 등급과 비교
• 누적 피치 오차를 측정 길이 전체에 걸쳐 보고하며, 합격/불합격만이 아님
• 경도 — 표면 및 지정된 경우 심부
• 침탄 부품의 경화 깊이
• 연삭된 치면의 표면 거칠기
• 형상 — 직진도, 장착면의 평탄도, 섹션 길이를 CMM 또는 정반에서 측정
• 맞물림 검사 — 고객이 피니언을 제공하거나 한 쌍을 주문한 경우 해당 피니언과의 맞물림 검사

“적합"이라고 적힌 성적서는 축이 부품에 마킹을 시작할 때 어느 링크가 실패했는지 구매자에게 알려주지 않습니다. 측정값이 알려줍니다.

포장 및 출하

랙은 길고 얇아서 운송 중에 쉽게 휘어집니다. 섹션은 모서리 보호재와 함께 포장되며, 수출의 경우 목재 또는 합판 케이스에 포장되고 방향 표시가 유지되어 조인트 순서가 운송 중에도 유지됩니다. 다중 섹션 주문은 조립해야 하는 순서대로 번호가 매겨져 출하됩니다.

랙이 사용되는 곳

공작기계 축, 레이저 및 워터젯 절단 갠트리, 자동화 및 로봇 제7축, 목공 및 패널 가공 장비, 프레스 피드, 포장 라인, 무대 및 리프팅 장비. 이들 대부분에서 랙은 한 쌍의 절반으로 작동하므로 문의 시 일반적으로 두 개의 도면이 필요합니다: 랙과 피니언. 백래시와 중심 거리는 두 부품 사이의 설정이며, 랙 단독의 속성이 아닙니다.

문의 시 보내야 할 사항

• 치형 형상, 길이 및 조인트 위치가 포함된 랙 도면 (PDF, DXF, STEP, DWG 또는 IGES)
• 한 쌍을 함께 주문하는 경우 피니언 도면
• 재질 및 열처리가 고정된 경우 해당 사항; 고정되지 않은 경우 사용 조건을 명시하면 등급을 선택할 수 있음
• 정밀도 등급, 또는 축 길이와 기계가 유지해야 하는 위치 공차
• 수량, 그리고 주문이 시제품, 초도 배치 또는 반복 생산인지 여부

이를 보내주시면 견적은 미터당 가격만이 아니라 치형, 장착면, 조인트 및 검사를 포함합니다.

견적을 위해 랙 도면 보내기

FAQ

비표준 프로파일로 랙을 절삭할 수 있습니까? 예. 프로파일은 도면에서 나옵니다. 필요한 것은 설명이 아닌 치수가 기입된 프로파일이며, 이를 기준으로 커터와 검사 계획을 설정할 수 있습니다.

피니언도 함께 공급합니까? 예, 그리고 그것이 한 쌍을 구매하는 더 나은 방법입니다. 백래시와 중심 거리는 두 부품 사이에서 설정되므로, 둘 다 동일한 기준으로 제작되면 불일치 원인 하나가 제거됩니다.

단일 랙의 최대 길이는 얼마입니까? 표준 섹션은 500 mm와 1000 mm입니다. 모듈, 재질 및 등급에 따라 더 긴 섹션이 가능하며, 그 이상은 축을 조인트 섹션으로 구성합니다. 실질적 한계는 기계가 아니라 열처리 중 변형에 의해 결정됩니다.

유도 경화 랙으로 충분합니까, 아니면 연삭해야 합니까? 많은 자동화 및 목공 축에서는 유도 경화로 충분합니다. 축이 길거나 속도가 높거나 위치 공차가 엄격한 경우, 연삭 랙의 피치 오차와 조인트 규율이 수치를 유지하며, 가격 차이는 바로 그것을 위한 것입니다.

조인트 매칭 세트를 견적하기 위해 무엇이 필요합니까? 섹션별이 아닌 전체 축에 대한 조인트 위치, 조립 기준 및 정밀도 등급. 긴 축을 따른 오차 보정은 목표가 전체 이동 범위에 대해 정의된 경우에만 작동합니다.

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