แร็คเกียร์ขึ้นรูปตามแบบลูกค้า

เฟืองสะพานแปลงการหมุนเป็นการเคลื่อนที่แบบเชิงเส้น ตัวปีกนกทำหน้าที่หมุน ตัวสะพานทำหน้าที่เคลื่อนที่ และทุกสิ่งที่ผิดพลาดบนแกนยาว — ระยะพิทช์ที่สะสม ความผิดพลาดที่ข้อต่อที่สะดุด ฟันที่สึกเป็นขั้น — ล้วนปรากฏเป็นความคลาดเคลื่อนตำแหน่งที่เครื่องมือตัดหรือที่หัวเลเซอร์

PinyiGear ตัดและเจียรสะพานตามแบบ drawing ไม่ใช่ตามแคตตาล็อกสินค้าสำเร็จรูป โมดูล มุมกด มุมเอียงเกลียว ความยาวแท่ง ตำแหน่งข้อต่อ วัสดุ การอบชุบด้วยความร้อน และชั้นความแม่นยำ ทั้งหมดมาจากแบบพิมพ์ หน้านี้ครอบคลุมสิ่งที่ต้องระบุในแบบ drawing สะพาน วิธีการตัดฟันและการวัด และการตัดสินใจใดที่แท้จริงแล้วเป็นตัวกำหนดว่าแกนยาวจะยังคงรักษาความคลาดเคลื่อนไว้ได้หรือไม่หลังจากใช้งานมาสองปี

สิ่งที่แบบ drawing สะพานต้องกำหนด

แบบ drawing สะพานที่ไม่สมบูรณ์ส่วนใหญ่มักขาดข้อมูลกลุ่มใดกลุ่มหนึ่งจากสามกลุ่ม ทั้งสามกลุ่มล้วนมีผลต่อราคา ดังนั้นทั้งสามกลุ่มจึงต้องอยู่ในแบบพิมพ์

รูปทรงฟัน โมดูลหรือไดอาเมตรัลพิทช์ มุมกด มุมเอียงเกลียวหากสะพานเป็นแบบเกลียว ความสูงฟัน ความกว้างหน้าฟัน และโปรไฟล์เอง หากสะพานใช้แทนชิ้นส่วนที่มีอยู่เดิม โปรไฟล์อาจไม่เป็นมาตรฐาน ซึ่งสามารถทำได้ — แต่ต้องกำหนดขนาด ไม่ใช่แค่อธิบาย

ความยาวและข้อต่อ ความยาวแท่ง จำนวนท่อนที่ประกอบเป็นแกน ตำแหน่งที่ข้อต่อตั้งอยู่ และวิธีการตัดแต่งปลาย แกนยาว 2 m ที่สร้างจากแท่ง 1 m มีข้อต่อหนึ่งจุด แกนยาว 6 m มีห้าจุด และแต่ละจุดคือตำแหน่งที่ความแม่นยำอาจสูญเสียไป

วัสดุ การอบชุบด้วยความร้อน และชั้นความแม่นยำ เกรดเหล็ก ความแข็งผิวตามที่กำหนด และชั้นที่ใช้ในการวัดฟันสำเร็จรูป หากไม่มีชั้นที่ระบุไว้ “แม่นยำ” ก็หมายถึงอะไรก็ได้ตามที่ผู้จัดหากำหนด

แบบ drawing ที่มีข้อมูลทั้งสามกลุ่มสามารถเสนอราคาได้โดยตรง ส่วนแบบที่ไม่มีมักก่อให้เกิดคำถามหลายรอบก่อนที่จะกำหนดราคาได้

รูปทรงฟัน: แต่ละพารามิเตอร์กำหนดอะไร

โมดูล กำหนดขนาดฟัน และด้วยเหตุนี้จึงกำหนดภาระที่ฟันหนึ่งซี่รับได้ PinyiGear ทำงานตั้งแต่โมดูล 1 ถึงโมดูล 12 โมดูลเล็กเหมาะกับแกนเครื่องมือวัดและระบบอัตโนมัติเบา โมดูลใหญ่ปรากฏในงานที่ปีกนกต้องดันเกนทรีหนักหรือโต๊ะเครื่องจักรที่บรรทุกชิ้นงาน

มุมกด กำหนดว่าภาระมากน้อยเพียงใดวิ่งไปตามหน้าฟัน และมากน้อยเพียงใดดันในแนวรัศมี ค่าที่ใช้ทั่วไปคือ 20° และ 14.5° 20° เป็นค่าทำงานมาตรฐานสำหรับงานเครื่องมือกล เพราะรับภาระได้มากกว่าต่อหน่วยความกว้างหน้าฟันโดยไม่เกิดอันเดอร์คัตที่จำนวนฟันต่ำ

มุมเอียงเกลียว ใช้กับสะพานแบบเกลียว เกลียวเพิ่มอัตราส่วนการสัมผัส — ฟันจำนวนมากกว่ามีส่วนร่วมรับภาระในขณะใดขณะหนึ่ง — ซึ่งกระจายภาระ ลดแรงกระแทกต่อฟัน และลดเสียงรบกวน สะพานเกลียวของเราตัดแบบเกลียวขวาที่ 19°31'42" พร้อมมุมกด 20° แต่แบบ drawing เป็นตัวกำหนด: หากปีกนกคู่ประกอบต้องการเกลียวซ้ายหรือมุมที่แตกต่าง สะพานก็ต้องตามนั้น สะพานเกลียวยังสร้างแรงขับในแนวแกน และแรงขับนั้นต้องถูกดูดซับโดยตลับลูกปืนและรางนำ ไม่ใช่โดยตัวสะพาน

ความกว้างหน้าฟันและความสูงฟัน มาจากการคำนวณภาระฝั่งลูกค้า เราตัดตามแบบ drawing แทนที่จะเสนอขนาด เพราะสะพานรับภาระตามที่การออกแบบเครื่องจักรส่งผ่านเข้ามาเท่านั้น

แบบตรงหรือแบบเกลียว: ข้อแลกเปลี่ยน

การเลือกมักเป็นหน้าที่ของผู้ออกแบบเครื่องจักร ไม่ใช่ผู้จัดหาสะพาน สิ่งที่สำคัญฝั่งเราคือสะพานและปีกนกคู่ประกอบต้องมีโมดูล มุมกด มุมเอียงเกลียว และทิศทางเกลียวตรงกัน — ความไม่สอดคล้องตรงนั้นก่อให้เกิดเสียงและความสึกหรอที่ความแม่นยำฟันเพียงใดก็แก้ไม่ได้

วัสดุและการอบชุบด้วยความร้อน

วัสดุเลือกตามการใช้งาน เบอร์ที่เรา machining บ่อยที่สุด:

สองการตัดสินใจสำคัญกว่าชื่อเบอร์วัสดุ

ชิ้นส่วนยังต้อง machining ต่อหลังชุบแข็งหรือไม่ หากแร็คต้องเจาะ ร่อง หรือต๊าปเกลียวหลังติดตั้ง การ milling ในสภาพชุบและอบคืนตัว — แล้วจึงชุบแข็งทีหลัง หรือไม่ชุบแข็งเลย — มักเป็นแนวทางที่ปฏิบัติได้จริง หากชุบแข็งก่อน การดำเนินการเหล่านั้นจะกลายเป็นงาน grinding

หน้าสัมผัสยึดถูก grinding หรือไม่ การชุบแข็งแก้ปัญหาการสึกหรอที่ flank และ pitting แต่ไม่ได้ช่วยอะไรกับแร็คที่ไม่ราบเรียบ การ grinding ทั้งสี่ด้านทำให้หน้าสัมผัสยึดเป็น datum พื้นที่สัมผัสและการบิดเบี้ยวที่เหลือหลังขันโบลต์ด้วยแรงบิดจึงคาดการณ์ได้ นี่คือขั้นตอนที่มักถูกตัดออกจากการเปรียบเทียบต้นทุน และเป็นขั้นตอนที่ตัดสินว่าแกนยาวจะตรงหรือไม่

ชั้นความแม่นยำและวิธีการวัดฟัน

ความแม่นยำของแร็คมักระบุเป็นชั้น DIN พร้อมค่าความคลาดเคลื่อนสะสมของระยะพิทช์อ้างอิงต่อความยาว สามระดับที่พบในการปฏิบัติ:

ตัวเลขเหล่านี้อธิบายฟัน ไม่ได้อธิบายแกน ระยะเคลื่อนที่ 6 m ที่ประกอบจากหกท่อน ๆ ละ 1 m จะสะสมความคลาดเคลื่อนที่แต่ละรอยต่อเพิ่มเข้าไปบนความคลาดเคลื่อนระยะพิทช์ของแร็คเอง ดังนั้นในการเคลื่อนที่ระยะยาว รอยต่ออาจสำคัญกว่าชั้นความแม่นยำในแบบ drawing

รอยต่อ: จุดที่แกนยาวสูญเสียความแม่นยำ

ท่อนมักส่งในความยาว 500 mm และ 1000 mm ดังนั้นแกนยาวใด ๆ จึงเป็นโซ่ของรอยต่อ สามกลไกที่ก่อปัญหา:

• การเยื้องแนวพิทช์ — สองท่อนอยู่ในระดับความสูงต่างกันเทียบกับ datum ยึด ทำให้พิเนียนไต่ขึ้นและลงทุกครั้งที่ผ่าน
• การไม่ตรงแนวเชิงมุม — ผิวฟันที่อยู่ติดกันไม่อยู่ในแนวเดียวกัน และพิเนียนพบกับมุมหักแทนที่จะเป็น flank ต่อเนื่อง
• ความคลาดเคลื่อนสะสมของระยะพิทช์ — ระยะห่างฟันของท่อนหนึ่งไม่ต่อเนื่องกับรูปแบบของท่อนก่อนหน้า

ขั้นหรือช่องว่างประมาณ 0.05 mm ก็เพียงพอให้ฟันพิเนียนกระแทกขอบของช่องฟันแทนที่จะกลิ้งเข้าไป ซึ่งก่อให้เกิดแรงกระแทกที่เพิ่มขึ้นตามความเร็ว ตัวเลขนี้อยู่ในลำดับเดียวกับความคลาดเคลื่อนระยะพิทช์ของแร็ค grinding ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมรอยต่อที่ทำได้ไม่ดีจึงสามารถลบล้างความแม่นยำส่วนใหญ่ที่ชั้นความแม่นยำควรจะให้ได้

มีสองวิธีจัดการกับเรื่องนี้ วิธีแรกคือวินัยในการประกอบ: datum เดียว ความสูงท่อนที่เข้าคู่กัน ตรวจสอบแนวฟันข้ามทุก รอยต่อก่อนขันโบลต์ด้วยแรงบิดสุดท้าย วิธีที่สองคือการชดเชยความคลาดเคลื่อน — วัดแต่ละท่อนแยกกัน แล้วจัดลำดับให้ความคลาดเคลื่อนหักล้างกันตามแนวแกน การชดเชยต้องมีข้อมูลการวัดที่ตรวจสอบย้อนกลับได้ในทุกชิ้น ซึ่งแตกต่างจากใบรับรองที่ระบุว่าล็อตผ่าน

เราส่งท่อนโดย machining หน้าสัมผัสรอยต่อเป็นพื้นผิว datum และรายงานความคลาดเคลื่อนระยะพิทช์ที่วัดได้ต่อท่อน เพื่อให้ทีมประกอบจัดลำดับได้อย่างตั้งใจ而非ตามโอกาส

การ machining และเส้นทางกระบวนการผลิต

แร็ค (rack) ผ่านขั้นตอนเหล่านี้บางส่วนหรือทั้งหมด ขึ้นอยู่กับแบบDrawing:

1. การเตรียม blank — การเลื่อย จากนั้น milling หรือ turning หน้าตัดให้ได้ขนาด
2. การคลายความเค้น (stress relief) ในกรณีที่หน้าตัดหนาหรือระดับความแม่นยำสูง เพื่อให้การบิดเบี้ยวเกิดขึ้นก่อนที่จะตัดฟัน
3. การตัดฟัน — hobbing หรือ milling ช่องฟัน ขึ้นอยู่กับ module และ profile; แร็ค helical ถูกตัดโดยตั้งมุม helix บนเครื่อง
4. การอบชุบความร้อน — carburising, induction hardening หรือ quench and temper ตามแบบDrawing
5. การเจียร (grinding) — การเจียร flank สำหรับงานระดับ DIN 6, การเจียรสี่หน้าในกรณีที่พื้นผิวติดตั้งเป็นพื้นผิวใช้งาน
6. การดำเนินการขั้นที่สอง — การ machining ปลาย, รูติดตั้ง, locating features, chamfers
7. การทำเครื่องหมาย — หมายเลขหน้าตัด, เครื่องหมายบอกทิศทาง และลำดับการต่อ เพื่อให้การประกอบไม่ต้องเดา

ลำดับมีความสำคัญ การเจียรหน้าติดตั้งหลังการชุบแข็ง และการเจาะรูหลังการคลายความเค้น เป็นรายละเอียดลำดับขั้นตอนที่กำหนดว่าแร็คสำเร็จรูปจะวางราบเรียบหรือไม่

การตรวจสอบ

ทุก batch ถูกวัดและรายงานผลไปพร้อมกับชิ้นงาน:

• Tooth profile, lead และ pitch บนศูนย์วัดเฟือง ค่าที่วัดได้เปรียบเทียบกับระดับชั้นตามแบบDrawing
• Cumulative pitch error รายงานตลอดความยาววัด ไม่ใช่แค่ผ่านหรือไม่ผ่าน
• ความแข็ง — ผิว และ core ในกรณีที่กำหนด
• ความลึกชั้นชุบแข็ง (case depth) สำหรับชิ้นงาน carburised
• ความหยาบผิว บน flank ที่เจียร
• เรขาคณิต — ความตรง, ความเรียบของหน้าติดตั้ง, ความยาวหน้าตัด บน CMM หรือ surface plate
• การตรวจสอบการประกบ (mesh check) กับ pinion คู่กัน ในกรณีที่ลูกค้าส่งมาให้หรือสั่งเป็นคู่

ใบรับรองที่เขียนว่า “conforming” ไม่ได้บอกอะไรกับผู้ซื้อเลยว่า link ใดล้มเหลวเมื่อแกนเริ่มทิ้งรอยบนชิ้นงาน ค่าที่วัดได้ต่างหากที่บอกได้

การบรรจุและจัดส่ง

แร็คมีความยาว ผอม และงอได้ง่ายระหว่างการขนส่ง หน้าตัดถูกบรรจุพร้อมการป้องกันขอบ และสำหรับการส่งออกในกล่องไม้หรือไม้อัด โดยคงเครื่องหมายบอกทิศทางไว้เพื่อให้ลำดับการต่ออยู่รอดตลอดการเดินทาง คำสั่งซื้อหลายหน้าตัดถูกจัดส่งโดยมีหมายเลขตามลำดับที่ควรประกอบ

แร็คถูกใช้ที่ไหน

แกนเครื่องมือกล, gantry ตัดด้วยเลเซอร์และ waterjet, ระบบอัตโนมัติและแกนที่เจ็ดของ robot, อุปกรณ์งานไม้และแปรรูปแผ่น, press feed, สายการบรรจุ, อุปกรณ์เวทีและยกของ ใน большинствоของสิ่งเหล่านี้ แร็คทำงานเป็นครึ่งหนึ่งของคู่ ดังนั้นการสอบถามมักต้องใช้แบบDrawing สองใบ: แร็คและ pinion backlash และระยะศูนย์กลางเป็นการตั้งค่าระหว่างสองชิ้นส่วน ไม่ใช่คุณสมบัติของแร็คเพียงอย่างเดียว

สิ่งที่ต้องส่งมาพร้อมกับการสอบถาม

• แบบDrawingแร็ค (PDF, DXF, STEP, DWG หรือ IGES) พร้อมเรขาคณิตฟัน, ความยาว และตำแหน่งรอยต่อ
• แบบDrawing pinion หากสั่งเป็นคู่
• วัสดุและการอบชุบความร้อน หากกำหนดไว้แล้ว; หากไม่ ให้ระบุภาระการใช้งานและสามารถเลือกเกรดได้
• ระดับความแม่นยำ หรือความยาวแกนและค่าความคลาดเคลื่อนตำแหน่งที่เครื่องต้องรักษาไว้
• จำนวน และคำสั่งซื้อเป็น prototype, batch แรก หรือการผลิตซ้ำ

ส่งสิ่งเหล่านี้มา แล้วใบเสนอราคาจะครอบคลุมทั้งฟัน, หน้าติดตั้ง, รอยต่อ และการตรวจสอบ — ไม่ใช่แค่ราคาต่อเมตร

ส่งแบบDrawingแร็คเพื่อขอใบเสนอราคา

คำถามที่พบบ่อย

สามารถตัดแร็คให้มี profile ที่ไม่ใช่มาตรฐานได้หรือไม่? ได้ profile มาจากแบบDrawing สิ่งที่เราต้องการคือ profile ที่มีขนาดกำกับ ไม่ใช่คำอธิบาย เพื่อให้สามารถตั้ง cutter และแผนการตรวจสอบให้สอดคล้องได้

จัดหา pinion ด้วยหรือไม่? ได้ และเป็นวิธีที่ดีกว่าในการซื้อเป็นคู่ backlash และระยะศูนย์กลางถูกตั้งค่าระหว่างสองชิ้นส่วน ดังนั้นการผลิตทั้งสองชิ้นอ้างอิงเดียวกันจึงขจัดแหล่งความคลาดเคลื่อนหนึ่งแหล่ง

แร็คชิ้นเดียวสามารถยาวได้เท่าไร? หน้าตัดมาตรฐานคือ 500 mm และ 1000 mm หน้าตัดที่ยาวกว่าสามารถทำได้ขึ้นอยู่กับ module, วัสดุ และระดับชั้น; เกินกว่านั้นแกนถูกสร้างจากหน้าตัดที่ต่อกัน ขีดจำกัดในทางปฏิบัติถูกกำหนดโดยการบิดเบี้ยวระหว่างการอบชุบความร้อน ไม่ใช่โดยเครื่องจักร

แร็ค induction-hardened เพียงพอหรือต้องเจียร? สำหรับแกนระบบอัตโนมัติและงานไม้หลายประเภท induction hardened เพียงพอ ในกรณีที่แกนยาว ความเร็วสูง หรือค่าความคลาดเคลื่อนตำแหน่งแน่น pitch error และวินัยรอยต่อของแร็คที่เจียรคือสิ่งที่รักษาตัวเลขไว้ และส่วนต่างราคาซื้อสิ่งนั้นโดยตรง

ต้องใช้อะไรบ้างในการเสนอราคาชุดที่จับคู่รอยต่อ? ตำแหน่งรอยต่อ, datum การประกอบ และระดับความแม่นยำสำหรับแกนทั้งหมด ไม่ใช่แค่ต่อหน้าตัด การชดเชยความคลาดเคลื่อนตามแกนยาวจะได้ผลก็ต่อเมื่อกำหนดเป้าหมายสำหรับระยะเดินทั้งหมด

หน้าที่เกี่ยวข้อง

• เฟืองตรงและเฟือง helical
• เฟืองหนอน
• การผลิตเฟืองตามสั่ง
• ระบบขับเคลื่อนด้วยแร็คบนเครื่องมือกล CNC และเครื่องตัดเลเซอร์