Εισαγωγή:

Η ψηφιακή εποχή έχει εγκαινιάσει έναν ολοκληρωμένο μετασχηματισμό των εργαλειομηχανών και τις τελευταίες δεκαετίες, οι διαδικασίες μηχανικής κατεργασίας έχουν υποστεί επαναστατικές αλλαγές χάρη στην ευρεία ψηφιοποίηση.

Ο εξοπλισμός επεξεργασίας γραναζιών έχει επίσης ενημερωθεί πλήρως με ψηφιακή τεχνολογία, αλλάζοντας σημαντικά τις τεχνικές επεξεργασίας. Ακόμη και τα πολύπλοκα προϊόντα εργαλείων είναι πλέον ευκολότερα στην επεξεργασία και η ποικιλία των τεχνικών έχει επεκταθεί. Υπολογίζεται ότι υπάρχουν τώρα περισσότερες από 20 διαφορετικές διαδικασίες κατασκευής εργαλείων, οι οποίες συνοψίζονται ως εξής:

1. Φρέζα με γρανάζια (διάκριση μεταξύ τυπικών φρέζων και φρέζες φόρμας)

2. Gear Hobbing (σχηματίστε κοπτικά πλάκες, που ολοκληρώνονται κυρίως από μηχανές πλάκες CNC και σύνθετες μηχανές στροβιλισμού πέντε αξόνων)

3. Διαμόρφωση γραναζιών (χρησιμοποιώντας μηχανές διαμόρφωσης CNC και κοπτήρες διαμόρφωσης φόρμας)

 

4. Ξύρισμα με γρανάζια (χρησιμοποιώντας μηχανήματα ξυρίσματος και κοπτήρες ξυρίσματος)

5. Τόρνευση γραναζιών (με χρήση εργαλειομηχανών πέντε αξόνων και εξειδικευμένων εργαλείων στροφής)

6. Γρανάζια (χρησιμοποιώντας μηχανές λείανσης CNC και τροχούς λείανσης)

7. Honing Gear (χρησιμοποιώντας μηχανές λείανσης και εργαλεία λείανσης για κατεργασία εξαιρετικής ακρίβειας)

8. Επεξεργασία EDM καλωδίων (επεξεργασία EDM σύρματος για γρανάζια στροφείου)

9. Μεταλλουργία σκόνης (πρεσάρισμα καλουπιών, θερμοσυσσωμάτωση, θερμική επεξεργασία και μετεπεξεργασία)

10. Κοπή με εκτόξευση νερού (Κοπή με εκτόξευση νερού CNC για γρανάζια με τρόμο)

11. Κοπή με λέιζερ (Κοπή λέιζερ CNC για οδοντωτούς τροχούς)

12. Gear Broaching (χρησιμοποιώντας CNC μηχανές broaching και εσωτερική επεξεργασία spline)

13. Πλάνισμα με γρανάζια (χρησιμοποιώντας πλάνη και εργαλεία πλανίσματος φόρμας)

 

14. Ηλεκτροχημική κατεργασία (με χρήση EDM και χημική ηλεκτρολυτική κατεργασία)

15. Επεξεργασία σφράγισης (καλούπια πρέσας διάτρησης CNC για σφράγιση οδοντωτών τροχών)

16. Spin Forming (ένας τύπος ψυχρής εξώθησης, συμπεριλαμβανομένης τόσο της θερμής όσο και της ψυχρής περιστροφής)

17. Gear Rolling (χρησιμοποιώντας μηχανές κύλισης γραναζιών και εργαλεία κύλισης)

18. Gear Scraping (με χρήση μηχανών απόξεσης γραναζιών CNC και εργαλείων απόξεσης), κατάλληλο για μαζική παραγωγή.

19. Διαδικασίες χύτευσης (συμπεριλαμβανομένης της χύτευσης ακριβείας κολλοειδούς πυριτίου και της χύτευσης με άμμο)

Διαδικασίες κατασκευής εργαλείων

II. Εισαγωγή στα Στάδια Επεξεργασίας Γραναζιών

1. Επεξεργασία κενού γραναζιού

Μετά τη θερμική επεξεργασία, τα ακατέργαστα τεμάχια υποβάλλονται σε κατεργασία. Αυτό το στάδιο προετοιμάζει κυρίως το ακατέργαστο γρανάζι για την επακόλουθη επεξεργασία των δοντιών του γραναζιού, διασφαλίζοντας ότι η εσωτερική οπή και η ακραία όψη πληρούν τις καθορισμένες τεχνικές απαιτήσεις.

2. Επεξεργασία δοντιών με γρανάζια

Αυτό το στάδιο εστιάζει στη λεπτή κατεργασία του σχήματος του γραναζιού, με αποτέλεσμα γρανάζια που πληρούν πλήρως τις προδιαγραφές σχεδιαγράμματος. Η ακρίβεια του δοντιού του γραναζιού που επιτυγχάνεται σε αυτό το στάδιο πρέπει να πληροί τις απαιτήσεις για τελική κατεργασία ακριβείας.

3. Θερμική επεξεργασία

Εάν δεν απαιτείται σκλήρυνση, η επεξεργασία των δοντιών του γραναζιού ολοκληρώνει την κατασκευή του γραναζιού. Για γρανάζια που χρειάζονται σκλήρυνση, η διαδικασία διασφαλίζει ότι η επιφάνεια του γραναζιού πληροί τις καθορισμένες απαιτήσεις σκληρότητας.

4. Φινίρισμα δοντιών γραναζιών

Τα γρανάζια που έχουν σκληρυνθεί συνήθως χρειάζονται φινίρισμα για να διορθωθεί οποιαδήποτε παραμόρφωση που προκαλείται από τη σκλήρυνση και για να βελτιωθεί περαιτέρω η ακρίβεια των δοντιών και η τραχύτητα της επιφάνειας για να ικανοποιηθούν οι τελικές απαιτήσεις ακρίβειας.

5. Επεξεργασία άκρου ταχυτήτων (μετα-επεξεργασία)

Η επεξεργασία του άκρου του γραναζιού περιλαμβάνει επεξεργασίες όπως στρογγυλοποίηση, λοξοτομή και αφαίρεση γρεζιών. Αυτές οι διαδικασίες διευκολύνουν το πλέγμα όταν το γρανάζι ολισθαίνει αξονικά και αφαιρούν τις αιχμηρές άκρες για να αποτρέψουν το θρυμματισμό κατά τη μετάδοση.

Οι μορφές των ελικοειδών δοντιών είναι οι πιο συνηθισμένες. Οι κύριες μέθοδοι επεξεργασίας των μορφών έλικων δοντιών χωρίζονται σε δύο κατηγορίες: τις μεθόδους σχηματισμού και δημιουργίας. Ακολουθούν διάφορες διαδικασίες κατασκευής εργαλείων που προέρχονται από τον Ιστό.

1. Φρέζα με γρανάζια

Χρησιμοποιώντας φρέζες τύπου δίσκου ή τύπου δακτύλου, το φρεζάρισμα με γρανάζια ανήκει στη μέθοδο διαμόρφωσης, όπου το προφίλ των δοντιών του κοπτήρα αντιστοιχεί στο χώρο των δοντιών του γραναζιού. Αυτή η μέθοδος είναι λιγότερο αποτελεσματική και ακριβής, κατάλληλη για παραγωγή μικρής παρτίδας.

2. Μορφή λείανσης

Επίσης μια μέθοδος διαμόρφωσης, αλλά λιγότερο συνηθισμένη λόγω της δυσκολίας επίδεσης των τροχών λείανσης.

3. Gear Hobbing

Μια μέθοδος παραγωγής, η οπή γραναζιού λειτουργεί με βάση την αρχή ενός ζεύγους ελικοειδή γραναζιών που πλένονται. Το πρωτότυπο της εστίας είναι ένα ελικοειδή γρανάζι με μεγάλη γωνία έλικας, συνήθως με λίγα δόντια (συνήθως z=1) και μακριά δόντια που σχηματίζουν ένα σκουλήκι με μικρή γωνία έλικας. Μετά την σχισμή και το πλάγιο, γίνεται εστία με ακμές κοπής και γωνίες διάκενου.

4. Ξύρισμα γραναζιών

Κοινό στη μαζική παραγωγή για μη σκληρυμένα γρανάζια, το ξύρισμα με γρανάζια χρησιμοποιεί ένα ξυριστικό και το τεμάχιο εργασίας σε ελεύθερη κίνηση πλέγματος. Η σχετική ολίσθηση μεταξύ τους ξυρίζει λεπτά τσιπς από την επιφάνεια των δοντιών, βελτιώνοντας την ακρίβεια. Το ξύρισμα μπορεί επίσης να δημιουργήσει στέμμα για να βελτιώσει την περιοχή επαφής.

5. Διαμόρφωση γραναζιών

Μια άλλη μέθοδος παραγωγής, η διαμόρφωση γραναζιών περιλαμβάνει τον κόφτη διαμόρφωσης και το πλέγμα του τεμαχίου εργασίας σαν ένα ζευγάρι κυλινδρικών γραναζιών. Η παλινδρομική κίνηση του κοπτικού κοπής είναι η κύρια κίνηση, ενώ η περιστροφική του κίνηση με το τεμάχιο εργασίας είναι η κίνηση τροφοδοσίας.

6. Μέθοδος Παραγωγής Τρίψιμο

Παρόμοια με την λείανση του γραναζιού, η λείανση με τη μέθοδο παραγωγής είναι μια μέθοδος φινιρίσματος ακριβείας, ειδικά για σκληρυμένα γρανάζια. Μπορεί να χρησιμοποιήσει τροχούς λείανσης με σκουλήκια, κωνικούς τροχούς λείανσης ή τροχούς λείανσης δίσκων.

7. Honing Gear

Παρόμοια με το ξύρισμα γραναζιών, η λείανση εργαλείων χρησιμοποιεί τροχό λείανσης και το τεμάχιο εργασίας πλέκει χωρίς οπισθοδρόμηση. Η σχετική ολίσθηση με ασκούμενη πίεση ακονίζει τα δόντια του γραναζιού.

8. Σύρμα EDM

Σύντομο για την κατεργασία ηλεκτρικής εκκένωσης, το σύρμα EDM αναπτύσσεται από διάτρηση και διαμόρφωση EDM, επεκτείνοντας τις εφαρμογές του και αντικαθιστώντας εν μέρει τις παραδοσιακές μεθόδους EDM.

Η κατασκευή εργαλείων είναι μια εξαιρετικά περίπλοκη διαδικασία που απαιτεί τις σωστές τεχνικές για να καταστεί δυνατή η αποτελεσματική παραγωγή. Κάθε στάδιο πρέπει να έχει ακριβείς διαστάσεις.

Ο κύκλος κατασκευής γραναζιών περιλαμβάνει τυπικά το γύρισμα, το άνοιγμα των γραναζιών, τη διαμόρφωση γραναζιών, το ξύρισμα του γραναζιού, το σκληρό γύρισμα, τη λείανση γραναζιών, το λείανση των γραναζιών, τη διάτρηση, τη λείανση εσωτερικής οπής, τη συγκόλληση και τη μέτρηση. Τα κατάλληλα συστήματα σύσφιξης είναι ζωτικής σημασίας για αυτές τις διαδικασίες, οι οποίες θα εισαχθούν παράλληλα με τα εργαλεία και τις τεχνικές επεξεργασίας γραναζιών.

Περιεκτική επισκόπηση των εργαλείων και των τεχνικών επεξεργασίας γραναζιών