Thanh răng gia công theo bản vẽ khách hàng
Thanh răng thẳng và nghiêng được cắt và mài theo bản vẽ của bạn — module 1 đến 12, cấp chính xác DIN 6 đến 10, ghép nối các đoạn cho hành trình dài, báo cáo kiểm tra theo từng lô.
Thanh răng biến chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến. Bánh răng chủ động thực hiện việc quay, thanh răng thực hiện việc dịch chuyển, và mọi thứ sai lệch trên một trục dài — bước răng tích lũy, một mối nối bị kẹt, một răng bị mòn thành bậc — đều xuất hiện dưới dạng sai số vị trí tại dao cụ hoặc tại đầu laser.
PinyiGear cắt và mài thanh răng theo bản vẽ chứ không theo danh mục hàng có sẵn. Mô-đun, góc áp lực, góc xoắn, chiều dài thanh, vị trí mối nối, vật liệu, nhiệt luyện và cấp chính xác đều lấy từ bản vẽ. Trang này trình bày những gì cần có trên bản vẽ thanh răng, cách gia công và đo răng, và những quyết định nào thực sự quyết định liệu một trục dài còn giữ được dung sai sau hai năm vận hành hay không.
Bản vẽ thanh răng phải xác định những gì
Hầu hết các bản vẽ thanh răng không đầy đủ đều thiếu một trong ba nhóm thông tin. Cả ba đều chi phối giá, nên cả ba đều phải có trên bản vẽ.
Hình học răng. Mô-đun hoặc bước đường kính, góc áp lực, góc xoắn nếu thanh răng là loại xoắn, chiều cao răng, chiều rộng mặt răng và biên dạng răng. Nếu thanh răng thay thế một chi tiết có sẵn, biên dạng có thể không tiêu chuẩn, điều này vẫn làm được — nhưng phải được ghi kích thước, không phải chỉ mô tả.
Chiều dài và mối nối. Chiều dài thanh, bao nhiêu đoạn tạo nên trục, các mối nối nằm ở đâu và cách gia công hai đầu. Một trục 2 m ghép từ các thanh 1 m có một mối nối; một trục 6 m có năm mối nối, và mỗi mối nối là một chỗ có thể mất độ chính xác.
Vật liệu, nhiệt luyện và cấp chính xác. Mác thép, độ cứng bề mặt nếu có chỉ định, và cấp chính xác mà răng thành phẩm được đo theo. Không có cấp được nêu tên, “chính xác” có nghĩa là bất cứ điều gì nhà cung cấp quyết định.
Một bản vẽ có đủ ba nhóm thông tin đó có thể được báo giá trực tiếp. Một bản vẽ không có thường tạo ra một loạt câu hỏi trước khi có thể báo giá bất cứ điều gì.
Hình học răng: mỗi thông số quyết định điều gì
Mô-đun đặt kích thước răng và cùng với nó là tải trọng mà một răng có thể chịu. PinyiGear gia công từ mô-đun 1 đến mô-đun 12. Mô-đun nhỏ phù hợp với trục của thiết bị đo và tự động hóa nhẹ; mô-đun lớn xuất hiện ở nơi bánh răng chủ động phải đẩy một cổng trục nặng hoặc một bàn máy mang phôi.
Góc áp lực quyết định bao nhiêu tải trọng chạy dọc theo sườn răng và bao nhiêu đẩy theo hướng kính. Các giá trị phổ biến là 20° và 14,5°. 20° là mặc định làm việc cho nhiệm vụ máy công cụ vì nó chịu tải nhiều hơn trên mỗi đơn vị chiều rộng mặt răng mà không bị cắt chân răng ở số răng thấp.
Góc xoắn áp dụng cho thanh răng xoắn. Răng xoắn làm tăng hệ số trùng khớp — nhiều răng chia sẻ tải trọng tại bất kỳ thời điểm nào — điều này phân tán tải, làm dịu va đập trên mỗi răng và giảm tiếng ồn. Thanh răng xoắn của chúng tôi được cắt xoắn phải ở 19°31'42" với góc áp lực 20°, nhưng bản vẽ là căn cứ: nếu bánh răng chủ động ăn khớp yêu cầu xoắn trái hoặc góc khác, thanh răng sẽ theo đó. Thanh răng xoắn cũng tạo ra lực đẩy dọc trục, và lực đẩy đó phải được hấp thụ bởi ổ trục và ray dẫn hướng, không phải bởi thanh răng.
Chiều rộng mặt răng và chiều cao răng xuất phát từ tính toán tải trọng phía khách hàng. Chúng tôi cắt theo bản vẽ thay vì đề xuất kích thước, vì thanh răng chỉ chịu tải trọng mà thiết kế máy truyền qua nó.
Thẳng hay xoắn: sự đánh đổi
| Thanh răng thẳng | Thanh răng xoắn | |
|---|---|---|
| Hệ số trùng khớp | Thấp hơn — răng ăn khớp và nhả ra với một va đập mỗi lần | Cao hơn — tải trọng truyền dần qua các răng chồng lấn |
| Tiếng ồn | Ồn hơn ở tốc độ cao | Êm hơn, điều này quan trọng trên cổng trục laser và tốc độ cao |
| Lực đẩy dọc trục | Không có | Có — ổ trục và kẹp phải được chọn kích thước cho nó |
| Ứng dụng điển hình | Cắt chậm hơn, nặng hơn; hành trình ngắn đến trung bình; chế biến gỗ và cấp liệu máy dập | Chạy nhanh máy công cụ, cổng trục laser và plasma, tự động hóa tốc độ cao |
Lựa chọn thường thuộc về nhà thiết kế máy, không phải nhà cung cấp thanh răng. Điều quan trọng ở phía chúng tôi là thanh răng và bánh răng chủ động ăn khớp chia sẻ cùng mô-đun, góc áp lực, góc xoắn và hướng xoắn — sự không khớp ở đó tạo ra tiếng ồn và mài mòn mà không mức độ chính xác răng nào có thể khắc phục được.
Vật liệu và xử lý nhiệt
Vật liệu theo tải trọng. Các mác thép chúng tôi gia công thường xuyên nhất:
| Mác thép | Xử lý | Độ cứng đạt được | Phù hợp với |
|---|---|---|---|
| 45# / S45C | Tôi và ram, hoặc tôi cảm ứng bề mặt răng | Ram khoảng HRC 18–20; bề mặt răng tôi cảm ứng HRC 48–52 | Khung máy thông dụng, tải trung bình, chi tiết cần gia công lần hai sau khi tôi |
| 40Cr | Tôi và ram, tùy chọn tôi cảm ứng | Ram khoảng HB 260–300 | Tải trung bình, tốc độ vừa phải, tự động hóa thông dụng |
| 42CrMo / SCM440 | Tôi và ram, tùy chọn tôi cảm ứng | Ram khoảng HB 280–320 | Tải nặng hơn, va đập, thanh răng tiết diện lớn |
| 20CrMnTi | Thấm carbon và tôi | Bề mặt HRC 58–62, lõi HRC 30–42 | Tải cao có tiếp xúc trượt, tuổi thọ dài |
Hai quyết định quan trọng hơn tên mác thép.
Chi tiết có còn cần gia công lần hai sau khi tôi hay không. Nếu thanh răng phải được khoan, phay rãnh hoặc tarô sau khi lắp, thì phay ở trạng thái đã tôi và ram — rồi tôi sau đó, hoặc không tôi — thường là hướng thực tế. Tôi trước thì những nguyên công đó biến thành việc mài.
Các mặt lắp ghép có được mài hay không. Tôi xử lý mài mòn sườn răng và điểm răng. Nó không giải quyết gì cho thanh răng không nằm phẳng. Mài cả bốn mặt làm cho bề mặt lắp ghép trở thành chuẩn, nhờ đó diện tích tiếp xúc và biến dạng còn lại sau khi siết bu lông trở nên dự đoán được. Đây là bước thường bị bỏ qua nhất trong so sánh chi phí, và cũng là bước quyết định trục dài có thẳng hay không.
Cấp chính xác và cách đo răng
Độ chính xác thanh răng thường được nêu bằng cấp DIN kèm sai số bước răng tích lũy quy về một chiều dài. Ba mức xuất hiện trong thực tế:
| Cấp | Sai số bước răng tích lũy | Quy trình điển hình |
|---|---|---|
| DIN 6h25 | 0,036 mm trên 1000 mm | Mài, thẳng hoặc xoắn |
| DIN 8e27 | 0,08 mm trên 1000 mm | Phay chính xác, tôi và ram |
| DIN 10e27 | 0,13 mm trên 1000 mm | Phay, tôi cảm ứng |
Những con số đó mô tả răng. Chúng không mô tả trục. Hành trình 6 m ghép từ sáu đoạn 1 m tích lũy mọi sai số mà mỗi mối nối cộng thêm lên trên sai số bước răng của bản thân thanh răng, nên với hành trình dài, mối nối có thể quan trọng hơn cấp ghi trên bản vẽ.
Mối nối: nơi trục dài mất chính xác
Các đoạn thường được cung cấp với chiều dài 500 mm và 1000 mm, nên mọi trục dài đều là một chuỗi mối nối. Ba cơ chế gây ra vấn đề:
- Lệch đường chia — hai đoạn nằm ở độ cao khác nhau so với chuẩn lắp ghép, nên bánh răng chủ động leo lên và hạ xuống ở mỗi lượt.
- Lệch góc — các mặt răng liền kề không thẳng hàng và bánh răng chủ động gặp một chỗ gãy thay vì một sườn răng liên tục.
- Sai số bước răng tích lũy — bước răng của một đoạn không tiếp nối quy luật của đoạn trước.
Một bậc hoặc khe hở khoảng 0,05 mm là đủ để một răng của bánh răng chủ động đập vào mép rãnh răng thay vì lăn vào trong, tạo ra tải va đập tăng theo tốc độ. Con số đó cùng bậc với sai số bước răng của thanh răng mài, đó là lý do một mối nối làm kém có thể xóa bỏ phần lớn độ chính xác mà cấp đáng lẽ phải mang lại.
Có hai cách xử lý. Cách thứ nhất là kỷ luật lắp ráp: một chuẩn duy nhất, chiều cao các đoạn được khớp, căn thẳng răng được kiểm tra qua từng mối nối trước khi siết bu lông lần cuối. Cách thứ hai là bù sai số — các đoạn được đo riêng lẻ, rồi sắp xếp thứ tự sao cho sai số của chúng bù trừ lẫn nhau dọc theo trục. Bù sai số cần dữ liệu đo có thể truy xuất nguồn gốc trên từng chi tiết, điều này khác với một chứng chỉ nói rằng lô hàng đã đạt.
Chúng tôi cung cấp các đoạn với mặt mối nối được gia công làm bề mặt chuẩn và sai số bước răng đo được báo cáo theo từng đoạn, để đội lắp ráp có thể sắp xếp chúng một cách có chủ đích thay vì ngẫu nhiên.
Gia công và quy trình công nghệ
Thanh răng trải qua một số hoặc tất cả các bước sau, tùy thuộc vào bản vẽ:
- Chuẩn bị phôi — cưa, sau đó phay hoặc tiện mặt cắt về kích thước.
- Khử ứng suất ở những vị trí mặt cắt dày hoặc cấp chính xác chặt, để biến dạng được giải phóng trước khi cắt răng.
- Cắt răng — phay lăn hoặc phay khoảng răng tùy thuộc vào module và biên dạng; thanh răng nghiêng được cắt với góc xoắn được đặt trên máy.
- Nhiệt luyện — thấm cacbon, tôi cảm ứng hoặc tôi và ram, theo bản vẽ.
- Mài — mài mặt bên cho công việc cấp DIN 6, mài bốn mặt nơi các bề mặt lắp đặt có chức năng.
- Các nguyên công phụ — gia công đầu, lỗ lắp đặt, đặc điểm định vị, vát mép.
- Đánh dấu — số đoạn, dấu định hướng và trình tự ghép nối, để việc lắp ráp không phải đoán.
Thứ tự rất quan trọng. Mài các mặt lắp đặt sau khi tôi, và khoan lỗ sau khi khử ứng suất, là những chi tiết về trình tự quyết định liệu thanh răng thành phẩm có nằm phẳng hay không.
Kiểm tra
Mỗi lô đều được đo và báo cáo đi kèm với các chi tiết:
- Biên dạng răng, hướng răng và bước răng trên trung tâm đo bánh răng, giá trị đo được so sánh với cấp trên bản vẽ
- Sai số bước tích lũy được báo cáo trên chiều dài đo, không chỉ đạt hay không đạt
- Độ cứng — bề mặt, và lõi nơi được chỉ định
- Chiều sâu lớp thấm trên các chi tiết thấm cacbon
- Độ nhám bề mặt trên mặt bên đã mài
- Hình học — độ thẳng, độ phẳng của mặt lắp đặt, chiều dài đoạn, trên CMM hoặc bàn rà
- Kiểm tra ăn khớp với bánh răng nhỏ ăn khớp nơi khách hàng cung cấp hoặc đặt cặp
Một chứng chỉ ghi “phù hợp” không cho người mua biết mắt xích nào đã hỏng khi một trục bắt đầu đánh dấu chi tiết. Giá trị đo được thì có.
Đóng gói và vận chuyển
Thanh răng dài, mỏng và dễ bị uốn cong trong quá trình vận chuyển. Các đoạn được đóng gói với bảo vệ cạnh và, đối với xuất khẩu, trong thùng gỗ hoặc ván ép, với các dấu định hướng được giữ nguyên để trình tự ghép nối tồn tại qua chuyến đi. Các đơn hàng nhiều đoạn được đánh số theo thứ tự chúng cần được lắp ráp.
Nơi thanh răng được sử dụng
Các trục máy công cụ, cổng cắt laser và tia nước, tự động hóa và trục thứ bảy của robot, thiết bị chế biến gỗ và xử lý tấm, cấp liệu máy dập, dây chuyền đóng gói, thiết bị sân khấu và nâng hạ. Trong hầu hết các ứng dụng này, thanh răng hoạt động như một nửa của cặp, vì vậy một yêu cầu thường cần hai bản vẽ: thanh răng và bánh răng nhỏ. Khe hở và khoảng cách tâm là các thiết lập giữa hai chi tiết, không phải thuộc tính của riêng thanh răng.
Những gì cần gửi kèm yêu cầu báo giá
- Bản vẽ thanh răng (PDF, DXF, STEP, DWG hoặc IGES) với hình học răng, chiều dài và vị trí mối nối
- Bản vẽ bánh răng nhỏ nếu cặp được đặt cùng nhau
- Vật liệu và nhiệt luyện nếu chúng được cố định; nếu không, nêu rõ nhiệm vụ và mác vật liệu có thể được chọn
- Cấp chính xác, hoặc chiều dài trục và dung sai vị trí mà máy phải giữ
- Số lượng, và liệu đơn hàng là mẫu thử, lô đầu tiên hay sản xuất lặp lại
Gửi những thông tin đó và báo giá sẽ bao gồm răng, các mặt lắp đặt, các mối nối và kiểm tra — không chỉ là giá mỗi mét.
Gửi bản vẽ thanh răng để báo giá
Câu hỏi thường gặp
Có thể cắt thanh răng theo biên dạng phi tiêu chuẩn không? Có. Biên dạng đến từ bản vẽ. Những gì chúng tôi cần là một biên dạng có ghi kích thước thay vì một mô tả, để dao cắt và kế hoạch kiểm tra có thể được thiết lập theo đó.
Có cung cấp cả bánh răng nhỏ không? Có, và đó là cách tốt hơn để mua một cặp. Khe hở và khoảng cách tâm được thiết lập giữa hai chi tiết, vì vậy việc chế tạo cả hai theo cùng một chuẩn loại bỏ một nguồn sai lệch.
Một thanh răng đơn có thể dài bao nhiêu? Các đoạn tiêu chuẩn là 500 mm và 1000 mm. Các đoạn dài hơn có thể tùy thuộc vào module, vật liệu và cấp chính xác; vượt quá đó trục được xây dựng từ các đoạn ghép nối. Giới hạn thực tế được đặt bởi biến dạng trong quá trình nhiệt luyện, không phải bởi máy.
Thanh răng tôi cảm ứng có đủ không, hay phải mài? Đối với nhiều trục tự động hóa và chế biến gỗ, tôi cảm ứng là đủ. Ở nơi trục dài, tốc độ cao hoặc dung sai vị trí chặt, sai số bước răng và kỷ luật mối nối của thanh răng mài là những gì giữ con số, và chênh lệch giá mua chính xác điều đó.
Cần gì để báo giá một bộ ghép nối khớp? Vị trí mối nối, chuẩn lắp ráp và cấp chính xác cho toàn bộ trục, không chỉ theo từng đoạn. Bù sai số dọc theo một trục dài chỉ hoạt động nếu mục tiêu được xác định cho toàn bộ hành trình.