Какво представлява обработката на зъбни колела?
Обработката на зъбни колела е свързана с производството на зъбни колела. Това е част от машиностроенето. Това, което правите, е да вземате суровини и да ги оформяте в зъбни колела с определен размер и толеранс. Терминът „обработка на зъбни колела“ и терминът „производство на зъбни колела“ често се използват като взаимозаменяеми. Разликата е, че производството на зъбни колела е всичко от началото до края, докато обработката на зъбни колела се фокусира само върху рязането, оформянето и довършителните работи.
Зъбните колела са механични устройства за предаване на енергия. Те предават и увеличават силите между въртящи се валове и могат да променят скоростта и въртящия момент на валовете. Те са важни за гладкото движение на нещата. Зъбните колела са навсякъде – от обикновените ръчни инструменти до сложните промишлени роботи. Те трябва да бъдат изрязани и подредени точно както трябва, за да работят добре. Ето защо зъбните колела се срещат в почти всички механични устройства.
От това колко добре са изрязани зъбните колела зависи колко дълго ще работят механичните системи. Лошо изрязаните зъбни колела могат да бъдат шумни, да вибрират силно и да се износват бързо. Затова изработването на добри зъбни колела изисква много внимание и умения. Зъбните колела трябва да имат необходимата хлабина, за да могат да се напасват едно към друго и да работят безпроблемно. Ето защо качеството е толкова важно при рязането на зъбни колела.
Процеси за механична обработка на зъбни колела
Процеси на рязане
Обработка на зъбно колело
Един от начините за изработване на зъбни колела се нарича зъбофрезоване. При него се използва инструмент, наречен фреза, който се върти и има зъби. При този процес могат да се изработят всички видове зъбни колела и е подходящ за изработване на много зъбни колела, които са еднакви. Машината, която го прави, гарантира, че плочата и зъбното колело се въртят правилно, за да се получи перфектно зъбно колело. Този начин на изработка на зъбни колела е бърз и позволява да се изработят добри зъбни колела, но не работи толкова добре за зъбни колела, които се въртят в други зъбни колела, или за зъбни колела с причудливи форми.
Оформяне на облекло
При оформянето на зъбни колела се използва фреза, която се движи напред-назад, за да се изработят зъбни колела. Той е подходящ за изработване на зъбни колела, които влизат във вътрешността на други зъбни колела, и на зъбни колела с некръгла форма. С него се правят и зъбни колела, които се различават едно от друго. Фрезата се движи напред-назад и изработва всеки зъб на зъбното колело. При този начин на изработка на зъбни колела могат да се изработват зъбни колела с всякакви форми, но той е по-бавен от зъбофрезоването.
Бръснарски принадлежности
Бръсненето на зъбните колела е начин за изглаждане на зъбните колела след изработката им с плоча или фреза. При него се използва фреза, която отнема малко метал от зъбните колела и ги прави гладки и съвършени. Това прави зъбните колела тихи при въртене. Този начин за изработка на зъбни колела е бърз и лесен, но трябва да се уверите, че инструментите са подходящи.
Стържене на инструменти
Шлайфането на зъбни колела е начин за постигане на голяма точност на зъбните колела. При него се използва колело със зърно, което отстранява много малки количества метал от зъбните колела. По този начин зъбните колела стават много гладки. Този начин на изработване на зъбни колела е бавен и струва много пари, но при него зъбните колела са добри. Хората използват този начин на изработване на зъбни колела, когато искат зъбните колела да бъдат много гладки и кръгли.
Процеси на формоване
Коване на зъбни колела
**Коване на зъбни колела** е процес на оформяне на метал чрез прилагане на сили на натиск. Това е добра техника за производство на големи количества зъбни колела, които трябва да са здрави и издръжливи. При коването се получават зъбни колела с добри механични свойства, но обикновено зъбните колела се нуждаят от допълнителна обработка, за да се получат правилни крайни размери.
Екструдиране на облекло
**Екструдирането на зъбни колела** се извършва чрез прокарване на нагрят метал през матрица, за да се създаде желаният профил. Това е бърз начин за изработване на зъбни колела, но се използва главно за по-малки зъбни колела. Той е най-подходящ за зъбни колела с прости форми и изисква допълнителна механична обработка за подобряване на повърхността и точността на размерите.
Съоръжения за студено валцуване
**Зъбното колело се валцува студено** чрез притискане на зъбите на зъбните колела между закалени матрици, за да се оформят. Това е много ефективен начин за създаване на зъбни колела с добра повърхност и здравина. Този процес е ефективен по отношение на обема, използването на материала и механичните свойства. Това е добър процес за масово производство на зъбни колела.
Специални процеси на обработка
Електроразрядна обработка (EDM)
EDM е процес на използване на електрически искри за отстраняване на материал. С него могат да се правят наистина сложни форми и е много подходящ за твърди материали, които трудно се режат по нормален начин. EDM е чудесно решение, когато формата или материалът са трудни за обработка с помощта на традиционните техники за рязане на зъбни колела.
Лазерна обработка
Лазерната обработка е, когато използвате наистина мощен светлинен лъч, за да изрежете, гравирате или оформите нещо. Лазерната обработка е подходяща за изработване на малки, детайлни зъбни колела. Използва се и за промяна на повърхността на зъбните колела, за да се подобри работата им. Ако е необходимо нещо да бъде с много точен размер и да има много малки детайли, можете да използвате лазерна обработка за това.
Допълнителни процеси
Теплинна обработка
**Теплинната обработка** е основна част от начина на производство на зъбните колела. То се извършва на няколко етапа, като закаляване, отпушване и отгряване. Термичната обработка може да подобри физическите свойства на зъбните колела, като твърдост, здравина и устойчивост на износване. Топлинната обработка е важна, защото прави зъбните колела достатъчно здрави, за да издържат на всички натоварвания и напрежения, които изпитват по време на работа, и също така им помага да издържат дълго време.
Повърхностна обработка
Повърхностната обработка е обработка на повърхността на зъбното колело, която му помага да издържа на износване, корозия и да намали триенето. Например, обработката на повърхността може да бъде покриване, нанасяне на покритие или различни видове повърхностно закаляване. Видът на избраната повърхностна обработка зависи от това за какво ще се използва зъбното колело и с какво ще влиза в контакт.
Типове зъбни колела
Периферни зъбни колела
Най-простият тип зъбна предавка, чиито зъби са успоредни на оста на въртене. Челните зъбни колела са подходящи за много приложения поради своята простота и ниска цена, но могат да бъдат шумни при високи скорости.
Шестостенни зъбни колела
Зъбни колела със зъби, които са разположени под ъгъл спрямо оста на въртене. Спиралните зъбни колела предлагат по-плавна и по-тиха работа в сравнение с цилиндричните зъбни колела. Те могат да предават мощност между паралелни или непаралелни валове, но генерират аксиална тяга, която изисква използването на опорни лагери.
Зъбни колела с рибена кост
Вид винтова предавка с противоположно наклонени зъби, които неутрализират аксиалната тяга, създавана от стандартните винтови предавки. Рибените зъбни колела осигуряват по-плавна работа и по-висока товароносимост, което ги прави подходящи за тежки приложения.
Конусни зъбни колела
Зъбни колела, чиито зъби са оформени с конусовидна повърхност. Използват се за предаване на движение между пресичащи се валове. Конусните зъбни колела често се използват, когато е необходима промяна на посоката.
Предавки с червейчета
Зъбни колела, които се състоят от червей и червячно колело. Те често се използват за високи предавателни числа. Червячните предавки се срещат в лебедки и кормилни механизми. Те са чудесни, когато се нуждаете от значително намаляване на скоростта.
Стойки
Зъбни колела, които имат зъби върху плоска повърхност и работят заедно с пиньони или малки зъбни колела, за да преобразуват въртеливото движение в линейно. Зъбните колела обикновено се използват в кормилните системи и автоматизираните промишлени процеси.
Избор на материали за обработка на зъбни колела
Когато избирате материал за зъбна предавка, вземете предвид: здравина, твърдост, износоустойчивост, местоположение на предавката, бюджет. Нуждаете се от зъбно колело, което да носи товар? Използвайте здрав материал. Зъбните колела работят през цялото време? Използвайте материал, който е устойчив на износване. По-големи зъбни колела? Помислете за околната среда. Зъбни колела в скоростна кутия, които не са изложени на риск? Толкова много възможности за избор. Нуждаете се от предавка, която да работи в пустиня? Малък избор.
Стил
Зъбните колела обикновено са изработени от **стомана**. Стоманата е здрава и издръжлива. Съществуват различни видове стомана, като въглеродна или легирана, които се използват в зависимост от изискванията, които имате към вашите зъбни колела. Различните стомани се представят по-добре и издържат по-дълго като зъбни колела от други.
Алуминий
**Алуминият** е лек и не ръждясва, така че е чудесен, когато не искате да имате тежки предавки. Алуминият не е толкова здрав, колкото стоманата, но можете да използвате алуминиеви сплави за зъбни колела в приложения, в които не се нуждаете от толкова голяма здравина. Той е особено полезен в аерокосмическите и автомобилните приложения.
Пластмаса
**Пластмасовите** зъбни колела не тежат почти нищо, не струват почти нищо и могат да се използват много тихо. Пластмасовите зъбни колела често се срещат в потребителската електроника, играчките и нещата, върху които не се упражнява голям натиск. Различните видове пластмаса, като найлон, POM и поликарбонат, имат различни свойства, които ги правят по-добри за различни неща.
Други материали
Съществуват и други материали като месинг, бронз и някои композитни материали, които се използват за изработване на зъбни колела за специфични ситуации. Тези материали имат специални свойства, като например да не корозират, да работят при високи температури или да се смазват сами.
Приложения на обработката на зъбни колела
Автомобилна индустрия
Автомобилната индустрия разчита в голяма степен на **обработката на зъбни колела**. Зъбните колела се използват в трансмисии, диференциали и кормилни системи. Благодарение на зъбните колела автомобилите се движат гладко и ефективно. Тъй като автомобилната индустрия изисква по-леки, по-ефективни и по-здрави зъбни колела, индустрията за обработка на зъбни колела е принудена да въвежда иновации.
Аерокосмическа индустрия
В космическата индустрия **обработката на зъбни колела** е важен процес за производството на компоненти, използвани в двигателите на самолетите, шаситата и системите за управление. Авиационно-космическата индустрия се счита за най-прецизната и надеждна производствена индустрия в света. Формите и допустимите отклонения, необходими за аерокосмическите приложения, изискват най-високо ниво на точност на обработката.
Енергиен сектор
В енергетиката зъбните колела се използват във всички видове съоръжения – от вятърни турбини до сондажи за нефт и газ и електроцентрали. Тези зъбни колела трябва да издържат на високи натоварвания и да работят в екстремни условия. Зъбните колела са изключително важни за експлоатацията и поддръжката на оборудването за производство на енергия.
Роботика
Роботите се нуждаят от леки, прецизни и надеждни съоръжения, за да се движат и изпълняват според изискванията. Тъй като роботиката продължава да се усъвършенства, ще има нужда от нови и усъвършенствани зъбни колела.
Потребителска електроника
Фотоапаратите, принтерите, аудиооборудването и т.н. използват предавки. Тези зъбни колела обикновено са по-малки и не толкова здрави, колкото промишлените, но все пак трябва да бъдат изработени точно. Те трябва да са компактни, издръжливи и надеждни.
Медицински устройства
Хирургическите инструменти, зъболекарските бормашини, оборудването за визуализация и т.н. използват зъбни колела. Медицинските зъбни колела трябва да са надеждни и прецизни. Те често трябва да отговарят на строги регулаторни изисквания и да работят с висока точност.
Цена на обработката на зъбни колела по поръчка
Има много неща, които влияят върху цената на обработката на зъбни колела. Основните неща са цената на материалите, сложността на зъбните колела, тесните допуски и обемът на зъбните колела, които ще произвеждате. Следователно тези решения, както и други, които ще трябва да вземете, ще се основават на количеството време, ресурси и опит, които искате да вложите в създаването на качествени зъбни колела.
Има много неща, които можете да направите, за да направите обработката на зъбните колела по-евтина. Можете да направите по-добри конструкции на зъбни колела. Можете да изберете правилните процеси за обработка за вашето приложение. Можете да направите производствения си процес по-ефективен. Можете да планирате предварително и да прегледате как правите нещата, за да намалите отпадъците и да спестите пари.
Често срещани проблеми и дефекти при обработката на зъбни колела
Проблеми, които може да изпитате
Има няколко проблема, с които можете да се сблъскате при обработката на зъбни колела. Те могат да включват невъзможност за поддържане на тесни допуски, груба обработка на повърхността или шумна предавка при работа. Разбирането на тези проблеми е от решаващо значение за постигане на най-добрата производителност на изработваните от вас зъбни колела.
Какви са причините за дефектите
Дефектите в зъбните колела могат да се дължат на различни причини. Неправилна настройка на машината, неправилен процес на обработка, неподходящ материал или липса на поддръжка – всички тези фактори могат да повлияят на качеството и работата на зъбните колела.
Как да отстраняваме и избягваме проблеми?
Отстраняването и избягването на проблеми със зъбните колела изисква внимание към детайлите на всеки етап от процеса. Правилната поддръжка на машините, подборът на правилните материали и спазването на добрите практики за обработка са ключови за това да нямате проблеми и да произвеждате добри зъбни колела.
Съвети за проектиране при обработката на зъбни колела
Основни принципи на проектиране на предавки
Зъбните колела трябва да бъдат проектирани така, че да понасят теглото, да предават въртящия момент, да влияят на скоростта на скоростния лост и да използват подходящи материали. Без фундаментални познания за тези идеи вашите конструкции няма да функционират, зъбните ви колела няма да оцелеят и вие ще бъдете нещастни.
Оптимизиране на ефективността на обработката
Оптимизирането на конструкциите на зъбните колела за ефективност на обработката на Maker включва прилагането на методи за улесняване на конструирането и сглобяването на зъбните колела. Конструкциите на зъбните колела могат да бъдат базови, лесни за конструиране, стандартизирани и изработени от лесни за намиране, рязане и обработване материали. Тези дребни съвети помагат за ускоряване на настройката и опростяване на живота.
Прецизност и допустими отклонения
Проектирането на зъбни колела за машинна обработка изисква точност и допустими отклонения. Допустимите отклонения позволяват отклонения от номиналния (идеалния) компонент. Ако отпечатаният от вас обект се нуждае от отвор с размер 2 мм, бихте били доволни от 2,02 или 2,03 мм. По този начин бихте приели малко по-голям отвор. Бихте били недоволни, ако тази част има отвор с размер 2,2 мм. Отворът е твърде голям. Извън допустимото отклонение.
Контрол на качеството при обработката на зъбни колела
При обработката на зъбни колела **е важно да има добър контрол на качеството**. Това гарантира, че изработените от вас зъбни колела са точни, надеждни и работят добре. За да можете да изработвате добри зъбни колела, трябва да имате добра програма за контрол на качеството.
Съществуват няколко различни начина за проверка на качеството. Можете да измерите размерите, да проверите качеството на повърхността и да направите тест за контакт със зъбите на зъбните колела. Всеки от тези методи е важен, за да сте сигурни, че зъбните колела са точни и ще изпълняват това, което се очаква от тях.
За да сте сигурни, че вашата **обработка е добра**, е необходимо много планиране, контролиране на процесите и поддържане на оборудването в добро състояние. Когато правите всички тези неща правилно, ще получавате добри резултати постоянно във времето.
Заключение
Контролът на качеството е от решаващо значение при конструирането на зъбни колела. Той гарантира, че вашите зъбни колела ще работят правилно. за създаването на отлични зъбни колела е необходим отличен контрол на качеството.
Качеството може да се провери по много начини. Възможни са тестове за размери, повърхностно покритие и контакт със зъбите на зъбните колела. Всички тези стратегии са от решаващо значение за гарантиране на правилното функциониране на вашите зъбни колела.
Поддържането на зъбните колела в отлично състояние изисква планиране, управление на процеса и поддръжка на оборудването. Ще получавате постоянно отлични резултати, ако правите всички тези неща перфектно.
