Pemilihan Laluan Pemesinan Gigi Gear: Perbandingan Hobbing, Shaping, Shaving dan Grinding

Pemilihan laluan pemesinan gigi gear: perbandingan hobbing, shaping, shaving dan grinding

Jawapan teras: laluan pemesinan gigi diperoleh secara terbalik daripada gred ketepatan yang tercetak pada lukisan, bukan daripada harga yang dipetik. Hobbing biasa menghasilkan GB 6~7; shaping mencapai GB 5~6; shaving membeli kira-kira satu gred melebihi hobbing; gigi yang digilap boleh mencapai GB 4~5, dan form grinding boleh pergi sejauh DIN 4-5. Hanya shaping boleh menghasilkan gear dalaman, gear berganda dan gear berbahu; gear taji dan heliks luaran boleh melalui mana-mana daripada empat laluan. Rawatan haba mengubah dimensi sebanyak 0.01~0.05 mm, jadi ketepatan yang diukur sebelum rawatan haba tidak terbawa ke bahagian siap — oleh itu urutan tetap: pemesinan kasar → rawatan haba → pemesinan akhir (gear grinding/honing). Gear kotak gear am yang dinyatakan pada DIN 7~8 pada lukisan dilayan dengan cukup baik oleh hobbing ditambah rawatan haba; di mana lukisan menyatakan DIN 4-5 dan keperluan backlash rendah dengan bunyi rendah dituntut, stok yang cukup perlu ditinggalkan untuk grinding selepas rawatan haba.

I. Keuntungan ketepatan mengikut gred

Dua gear yang dipotong daripada bahan yang sama pada mesin hobbing yang sama boleh berakhir beberapa gred berbeza, bergantung kepada sama ada shaving atau grinding ditambah di hiliran:

• Laluan Hobbing sebagai operasi terakhir: 6~7 gred
  • Lead gigi: 6~7 gred
  • Pitch kumulatif: 7 gred
  • Runout gelang gear: 7 gred
  • Kekasaran permukaan Ra: ≤3.2 µm
• Laluan Hobbing, kemudian shaving: 5~6 gred
  • Lead gigi: 5~6 gred
  • Pitch kumulatif: 6 gred
  • Runout gelang gear: 6 gred
  • Kekasaran permukaan Ra: ≤1.6 µm (shaving ketepatan Ra0.8)
• Laluan Hobbing/shaping, kemudian pengkarbonan dan pengerasan, kemudian gear grinding: 4~5 gred
  • Lead gigi: 4~5 gred
  • Pitch kumulatif: 4~5 gred
  • Runout gelang gear: 4~5 gred
  • Kekasaran permukaan Ra: ≤0.4 µm (generating grinding)
• Laluan Hobbing, kemudian pengkarbonan dan pengerasan, kemudian form gear grinding: Sehingga gred DIN 4-5
  • Lead gigi: Sehingga gred DIN 4-5
  • Pitch kumulatif: Sehingga gred DIN 4-5
  • Runout gelang gear: Sehingga gred DIN 4-5
  • Kekasaran permukaan Ra: Sahkan mengikut proses

Satu peringatan patut diberi perhatian: shaving berlaku sebelum rawatan haba, jadi kitaran relau masih menyusul, dan herotan yang diperkenalkannya memakan ketepatan yang baru dibeli oleh shaving. Laluan shaving oleh itu sesuai untuk kerja yang sasaran akhirnya ialah GB 6~7 dan di mana kos grinding hendak dielakkan. Sekiranya lukisan menuntut GB 5 atau lebih ketat, terus ke pengkarbonan dan pengerasan serta gear grinding biasanya pilihan yang lebih baik — ia lebih boleh diramal daripada shaving, rawatan haba dan kemudian kerja semula.

II. Bekerja ke belakang daripada gred lukisan ke laluan

Menggabungkan dua perkara di atas, laluan sebahagian besarnya diperoleh sendiri. Notasi lukisan biasa memetakan kepada laluan seperti berikut:

• Gred ketepatan lukisan DIN 9~12 / gred GB 9~12: Tugas berat kelajuan rendah, jentera pertanian
  • Laluan proses gigi gear yang disyorkan: Hobbing atau gear shaping, quenched dan tempered atau induction hardened mengikut keperluan
• Gred ketepatan lukisan DIN 7~8 / gred GB 7~8: Kotak gear industri am, pengangkat gantry
  • Laluan proses gigi gear yang disyorkan: Hobbing → pengkarbonan dan pengerasan/induction hardening → penyiapan (mengikut lukisan)
• Gred ketepatan lukisan DIN 6 / gred GB 6: Gear transmisi automotif, kotak gear industri permintaan tinggi
  • Laluan proses gigi gear yang disyorkan: Hobbing → gear shaving → pengkarbonan dan pengerasan (sama ada untuk menggilap selepas rawatan haba bergantung kepada keperluan)
• Gred ketepatan lukisan DIN 4-5 / gred GB 4~5: Spindle mesin alat ketepatan, transmisi ketepatan kelajuan tinggi
  • Laluan proses gigi gear yang disyorkan: Hobbing → pengkarbonan dan pengerasan → gear grinding (generating atau form grinding)
• Gred ketepatan lukisan DIN 4-5: Metrologi ketepatan tinggi, spindle ketepatan
  • Laluan proses gigi gear yang disyorkan: Hobbing → pengkarbonan dan pengerasan → form gear grinding
• Gred ketepatan lukisan Gear dalaman / gear kelompok / spline: Mekanisme planet, mekanisme transmisi
  • Laluan proses gigi gear yang disyorkan: Gear shaping adalah utama (hobbing tidak boleh memesinnya)

Setiap pengetatan satu gred ketepatan menaikkan kedua-dua kos pemprosesan dan pemeriksaan satu tahap. Modul, diameter, bilangan gigi dan gred ketepatan mengikut lukisan pelanggan.

Rak berada di landasan sendiri: rak lurus dan heliks dihasilkan melalui pengilangan ketepatan dan penggilapan dan bukan sebahagian daripada keluarga proses gear. Untuk rak yang digilap angka yang boleh dicapai ialah DIN 6h25 (jumlah ralat pitch kumulatif 0.036 mm/1000 mm), manakala gred yang dikilang secara ketepatan memberikan DIN 8e27 (0.08 mm) dan DIN 10e27 (0.13 mm); S45C dan SCM440 adalah bahan biasa, dengan gigi dikeraskan secara aruhan frekuensi tinggi kepada HRC 48~52 atau quenched dan tempered kepada HRC 18~20. Ambil satu rak lurus bergigi M2×1000 mm yang digilap: modelnya berbunyi GY-CSTGH-020-10-S, dan lima medan — bahan, profil gigi, bentuk, pemesinan gigi, rawatan haba — boleh dibaca secara sekilas; huruf S di belakang menandakan bahagian standard, manakala C menandakan penyesuaian kepada lukisan pelanggan.

III. Wilayah yang diduduki oleh setiap empat proses

Hobbing, shaping, shaving dan grinding tidak boleh saling menggantikan secara mudah; bentuk gigi dan jalur ketepatan berbeza dari proses ke proses.

• Proses Hobbing: Hob dan bahan kerja menjana
  • Profil gigi yang boleh dimesin: Gear taji luaran, gear heliks, gear cacing
  • Keupayaan ketepatan (GB/T 10095): Gred GB 6~7
  • Kedudukan proses tipikal: Pemesinan kasar / separuh siap; boleh berfungsi sebagai pemesinan akhir untuk bahagian ketepatan am
• Proses Shaping: Pemotong shaper bergerak naik turun + penjanaan
  • Profil gigi yang boleh dimesin: Gear dalaman, gear kelompok berganda/tiga, gear berbahu, spline
  • Keupayaan ketepatan (GB/T 10095): Gred GB 5~6 (shaping CNC boleh mencapai gred 5)
  • Kedudukan proses tipikal: Proses utama untuk gigi dalaman dan struktur terhad
• Proses Shaving: Pemotong shaving dan bahan kerja bersirat bebas
  • Profil gigi yang boleh dimesin: Gear taji luaran, gear heliks
  • Keupayaan ketepatan (GB/T 10095): Meningkatkan kira-kira 1 gred berbanding asas pra-shaving (gred 6~7 → gred 5~6)
  • Kedudukan proses tipikal: Penyiapan permukaan gigi sebelum rawatan haba
• Proses Grinding: Roda form grinding atau penjanaan roda worm grinding
  • Profil gigi yang boleh dimesin: Gear taji luaran, gear heliks
  • Keupayaan ketepatan (GB/T 10095): Gred GB 4~5; form grinding boleh mencapai gred DIN 4-5
  • Kedudukan proses tipikal: Penyiapan permukaan gigi selepas rawatan haba

Had keupayaan mesin shaping agak jelas: gear shaper CNC YKX5132 mengambil modul M1~M8, diameter luar Φ320 mm, diameter dalam Φ250 mm; Y54A mengendalikan sehingga M6, diameter luar Φ500 mm, diameter dalam Φ400 mm; YKX5150 pergi ke M10, dengan diameter luar dan dalam masing-masing Φ500 mm dan Φ400 mm serta lebar muka sehingga 120 mm. Gear cincin dalaman dan kerja serupa berada di luar jangkauan mesin hobbing — shaping adalah satu-satunya pilihan.

Mesin shaving juga meliputi julat yang luas: Y4232C dan Y4245A mencapai M6, YK4232 mencapai M8, diameter pemesinan maksimum merangkumi Φ320~Φ450 mm, dan sudut heliks ±30°~±35° berada dalam julat. Shaving menurunkan kekasaran permukaan gigi daripada Ra≤3.2 µm kepada Ra≤1.6 µm; shaving ketepatan mencapai Ra0.8 µm.

Grinding terbahagi kepada dua laluan. Form grinding mendandan roda profil secara CNC dan bekerja gigi demi gigi, yang sesuai untuk modul besar dan profil luar biasa; generating grinding menjalankan roda worm secara berterusan dan menang dari segi kecekapan kelompok, mengekalkan kekasaran permukaan gigi kepada Ra≤0.4 µm. Grinding selepas rawatan haba adalah langkah penentu untuk membatalkan herotan pengkarbonan dan pengerasan, dan ia juga yang membezakan gear backlash rendah dan bunyi rendah daripada gear industri biasa.

IV. Di mana rawatan haba berada, dan bagaimana herotan menetapkan elaun grinding

Rawatan haba lebih daripada panggilan kekerasan — ia adalah garis pemisah urutan proses. Setiap kaedah mengubah dimensi secara berbeza, dan perubahan itu menentukan berapa banyak stok yang mesti ditinggalkan untuk pemotongan kemudian:

• Kaedah rawatan haba Pengkarbonan dan pengerasan: 20CrMnTi, 20CrMo, 20CrNiMo
  • Julat kekerasan: HRC 58~63
  • Jumlah ubah bentuk: 0.02~0.05 mm
  • Keperluan untuk proses seterusnya: Elaun grinding mesti disediakan pada gigi; gear grinding selepas rawatan haba
• Kaedah rawatan haba Nitriding: 38CrMoAl, 40Cr
  • Julat kekerasan: HV 850~1100
  • Jumlah ubah bentuk: ≤0.01 mm
  • Keperluan untuk proses seterusnya: Ubah bentuk kecil; penyiapan sebelum rawatan haba boleh dilakukan; tiada grinding atau sedikit grinding selepas nitriding
• Kaedah rawatan haba Induction hardening (frekuensi tinggi): 40Cr, 42CrMo, 45#
  • Julat kekerasan: HRC 50~55
  • Jumlah ubah bentuk: 0.01~0.03 mm
  • Keperluan untuk proses seterusnya: Pengerasan setempat; permukaan gigi boleh disiapkan dalam operasi seterusnya
• Kaedah rawatan haba Quenching dan tempering: 40Cr, 42CrMo, 35CrMo
  • Julat kekerasan: Ditentukan oleh bahan dan keratan
  • Jumlah ubah bentuk: —
  • Keperluan untuk proses seterusnya: Memperbaiki struktur untuk pemotongan seterusnya; pemesinan sekunder boleh dilakukan

Pemilihan bahan dan definisi proses kedua-duanya bersandar pada jadual ini, dan mengaplikasikannya adalah mudah. Di mana permukaan gigi keras dikehendaki dan kos grinding selepas rawatan haba boleh diterima, pengkarbonan dan pengerasan adalah jawapannya. Di mana herotan membimbangkan pereka dan grinding hendak dilangkau, nitriding dipilih — tetapi lapisan nitrida adalah nipis, keupayaan bebannya tidak sama liga dengan selongsong berkarbon, dan gear tugas berat oleh itu di luar skop. Kerana pengkarbonan dan pengerasan menggerakkan dimensi sebanyak 0.02~0.05 mm, elaun grinding harus ditetapkan sekurang-kurangnya pada urutan itu: tinggalkan terlalu sedikit dan roda tidak boleh membersihkan gigi; tinggalkan terlalu banyak dan roda mungkin memotong melalui selongsong berkarbon, meninggalkan kedalaman selongsong berkesan kurang daripada spesifikasi.

V. Enam perkara yang perlu dipastikan apabila proses masuk ke lukisan dan pesanan

1. Namakan gred ketepatan dan standard di belakangnya: DIN 3962, GB/T 10095.1 dan AGMA 2000 masing-masing menentukan toleransi mereka sendiri. Tulis hanya “gred 6” tanpa sistem yang dinamakan, dan setiap pihak akan mengira mengikut buku peraturan yang berbeza.
2. Pasangkan kaedah rawatan haba dengan kekerasan dan kedalaman selongsong: Untuk pengkarbonan dan pengerasan, nyatakan kedalaman selongsong berkesan (ditetapkan oleh modul); “HRC 58~62” sahaja tidak mengatakan apa-apa tentang keupayaan beban.
3. Katakan sama ada pemeriksaan berlaku sebelum atau selepas rawatan haba: Satu gear boleh mengukur satu atau dua gred berbeza sebelum rawatan haba berbanding selepas gear grinding, jadi peringkat pemeriksaan perlu ada dalam keperluan teknikal.
4. Biarkan penyedia proses mengesahkan elaun grinding terhadap herotan rawatan haba: Jangan sekali-kali menetapkan nombor elaun secara unilateral dan menolaknya kepada pembekal pemesinan; stok terlalu sedikit meninggalkan kedalaman selongsong berkesan di luar spesifikasi.
5. Tandakan gigi dalaman, gear kelompok dan struktur berlangkah lebih awal: Bahagian sedemikian di-shaping dan bukan di-hobbing, yang mengubah penyediaan alat dan masa pendahuluan; membangkitkannya pada permulaan mengelakkan satu pusingan penjelasan.
6. Selesaikan kaedah pemeriksaan dan laporan penghantaran lebih awal: Sama ada pusat pengukur gear atau pemeriksaan mesh digunakan, dan sama ada laporan bergerak bersama barang atau saksi pihak ketiga diperlukan, harus ditulis ke dalam pesanan terlebih dahulu.

VI. Skop pemesinan gigi gear yang diterima oleh Pinyi Electromechanical

Modul, diameter, bilangan gigi dan gred ketepatan mengikut lukisan pelanggan.