Mida on hammasrataste mehaaniline töötlemine?
Hammasrataste mehaaniline töötlemine on hammasrataste valmistamine. See on osa masinaehitusest. Te võtate toormaterjali ja kujundate sellest konkreetse suuruse ja tolerantsiga hammasrattaid. Mõistet “hammasrataste mehaaniline töötlemine” ja “hammasrataste valmistamine” kasutatakse sageli omavahel asendatavalt. Erinevus seisneb selles, et hammasrataste valmistamine hõlmab kõike algusest lõpuni, samas kui hammasrataste mehaaniline töötlemine keskendub ainult lõikamisele, vormimisele ja viimistlemisele.
Hammasrattad on mehaanilised jõuülekandeseadmed. Nad edastavad ja suurendavad jõudu pöörlevate võllide vahel ning võivad muuta võllide kiirust ja pöördemomenti. Need on olulised, et asjad liiguksid sujuvalt. Alates lihtsatest käsitööriistadest kuni keeruliste tööstusrobotiteni on hammasrattaid kõikjal. Nad peavad olema lõigatud ja paigutatud täpselt õigesti, et nad hästi töötaksid. Seepärast näete hammasrattaid peaaegu kõigis mehaanilistes seadmetes.
See, kui hästi on hammasrataste lõikamine, määrab, kui kaua mehaanilised süsteemid töötavad. Halvasti lõigatud hammasrattad võivad olla mürarikkad, vibreerida palju ja kuluda kiiresti. Seega nõuab heade hammasrataste valmistamine palju hoolt ja oskusi. Hammasrattad peavad olema õiges vahekauguses, et need sobiksid kokku ja töötaksid sujuvalt. Seepärast on kvaliteet hammasrataste lõikamisel nii oluline.
Käigutöötlusprotsessid
Lõikeprotsessid
Gear Hobbing
Üks viis hammasrataste valmistamiseks on hammasrataste freesimine. Selleks kasutatakse tööriista, mida nimetatakse höövelplaadiks, mis pöörleb ja millel on hambad. Selle protsessiga saab valmistada igasuguseid hammasrattaid ja see on hea paljude ühesuguste hammasrataste valmistamiseks. Masin, mis seda teeb, veendub, et höövel ja hammasratas pöörlevad õigel määral, et teha täiuslik hammasratas. Selline hammasrataste valmistamise viis on kiire ja teeb häid hammasrattaid, kuid see ei toimi nii hästi hammasrataste puhul, mis pöörlevad teiste hammasrataste sees või mis on väljamõeldud kujuga.
Garantii kujundamine
Hammasrataste vormimisel kasutatakse hammasrataste valmistamiseks edasi-tagasi liikuvat lõikurit. See sobib hästi teiste hammasrataste sisse minevate hammasrataste ja selliste hammasrataste valmistamiseks, mille kuju ei ole ümmargune. Samuti valmistatakse sellega üksteisest erinevaid hammasrattaid. Lõikur liigub edasi-tagasi ja teeb hammasratta iga hamba. Sellisel viisil saab valmistada igasuguse kujuga hammasrattaid, kuid see on aeglasem kui hammasrataste freesimine.
Riietamine
Hammasrataste raseerimine on viis hammasrataste siledaks muutmiseks pärast nende valmistamist keevitus- või freespinnaga. Selleks kasutatakse lõikurit, mis võtab hammasratastelt veidi metalli maha ning muudab need siledaks ja täiuslikuks. See muudab hammasrataste pöörlemise vaikseks. See hammasrataste valmistamise viis on kiire ja lihtne, kuid te peate veenduma, et tööriistad on täpselt õiged.
Käigu lihvimine
Hammasrataste lihvimine on viis hammasrataste väga täpseks muutmiseks. Selleks kasutatakse ratast, millel on tera ja mis eemaldab hammasratastelt väga väikese koguse metalli. See muudab hammasrattad väga sujuvaks. See hammasrataste valmistamise viis on aeglane ja maksab palju raha, kuid selle abil saadakse head hammasrattaid. Inimesed kasutavad seda hammasrataste valmistamise viisi, kui nad tahavad, et hammasrataste kuju oleks väga sile ja ümmargune.
Vormimisprotsessid
Garantii sepistamine
**Korvi sepistamine** on metalli vormimine surumisjõudude abil. See on hea tehnika suurte koguste hammasrataste valmistamiseks, mis peavad olema tugevad ja vastupidavad. Sepistamise abil saadakse hammasrattaid, millel on head mehaanilised omadused, kuid hammasrataste lõplike mõõtmete saamiseks on tavaliselt vaja täiendavat mehaanilist töötlemist.
Gear Extrusion
**Korvi ekstrusioon** toimub kuumutatud metalli surumisega läbi matriitsi, et luua soovitud profiil. See on kiire viis hammasrataste valmistamiseks, kuid seda kasutatakse peamiselt väiksemate hammasrataste puhul. See sobib kõige paremini lihtsa kujuga hammasrataste jaoks ning nõuab pinnatöötluse ja mõõtmete täpsuse saavutamiseks täiendavat mehaanilist töötlemist.
Garantii külmvaltsimine
**Külmvaltsimine** toimub hammasrataste hammaste pressimisega karastatud matriitside vahele, et neid vormida. See on väga tõhus viis luua hammasrattaid, millel on hea pinnaviimistlus ja mis on tugevad. See protsess on tõhus mahu, materjalikasutuse ja mehaaniliste omaduste poolest. See on hea protsess hammasrataste masstootmiseks.
Eripärased töötlemisprotsessid
Elektriline laengutöötlus (EDM)
EDM on protsess, mille käigus kasutatakse materjali eemaldamiseks elektrilisi sädemeid. Sellega saab teha väga keerulisi kujundeid ja see on väga hea kõvade materjalide puhul, mida on raske tavalisel viisil lõigata. EDM on suurepärane, kui kuju või materjali on raske töödelda traditsiooniliste hammaslõikamismeetodite abil.
Laseritöötlus
Lasertöötlus on see, kui te kasutate väga võimsat valgusvihku, et lõigata, graveerida või kujundada asju. Lasertöötlus on hea väikeste, üksikasjalike hammasrataste valmistamiseks. Seda kasutatakse ka hammasrataste pinna muutmiseks, et need paremini töötaksid. Kui teil on vaja, et midagi oleks väga täpse suurusega ja paljude väikeste detailidega, saate selleks kasutada lasertöötlust.
Lisaprotsessid
Heak Treatment
**Temperatuuritöötlus** on oluline osa hammasrataste valmistamisel. See toimub mitmes etapis, näiteks karastamine, karastamine ja lõõmutamine. Kuumtöötlemine võib parandada hammasrataste füüsikalisi omadusi, nagu kõvadus, tugevus ja kulumiskindlus. Kuumtöötlemine on oluline, sest see muudab hammasrattaid piisavalt tugevaks, et nad suudaksid taluda kõiki kasutamisel tekkivaid pingeid ja koormusi, ning aitab neil ka kaua vastu pidada.
Pindade töötlemine
Pinnatöötlus on see, kui hammasratta pinnaga tehakse asju, mis aitavad hammasratta kulumisele ja korrosioonile vastu seista ning vähendavad hõõrdumist. Näiteks võib pinnatöötlus olla pindamine, katmine või eri tüüpi pinnakarastamine. Valitud pinnatöötluse tüüp sõltub sellest, milleks hammasratast kasutatakse ja millega hammasratas kokku puutub.
Vaigukasti tüübid
Spuri hammasrataste
Kõige lihtsam hammasratta tüüp, mille hambad on paralleelselt pöörlemisteljega. Tänu oma lihtsusele ja madalale hinnale sobivad spiraalhammasrattad paljudeks rakendusteks, kuid võivad olla suurtel pööretel mürarikkad.
Helical Gears
Hammastega hammasrattad, mis on pöörlemistelje suhtes nurga all. Spiraalhammasrataste töö on sujuvam ja vaiksem kui spiraalhammasrataste puhul. Nad võivad edastada jõudu paralleelsete või mitteparalleelsete võllide vahel, kuid tekitavad aksiaalset tõukejõudu, mis nõuab tõukelaagrite kasutamist.
Heringbone Gears
Spiraalhammaste tüüp, millel on vastassuunalised nurgapealsed hambad, mis tühistavad tavaliste spiraalhammaste tekitatud aksiaalset tõukejõudu. Käärkahvli hammasrattad tagavad sujuvama töö ja suurema kandevõime, mistõttu sobivad need raskekaaluliste rakenduste jaoks.
Karniirid
Hammasrattad, mille hambad on moodustatud koonilise pinnaga. Neid kasutatakse liikumiste ülekandmiseks ristuvate võllide vahel. Koonusrattaid kasutatakse sageli siis, kui on vaja muuta suunda.
Tormikäigud
Hammasratas, mis koosneb ussist ja ussirattast. Neid kasutatakse sageli suurte reduktsioonisuhete puhul. Tormikäigukettaid võib leida vintsides ja roolimehhanismides. Need on suurepärased, kui vajate märkimisväärset kiiruse vähendamist.
Riiulid
Hammasrattad, millel on tasasel pinnal hambad ja mis töötavad koos hammasrataste ehk väikeste hammasratastega, et muuta pöörlemisliikumine lineaarseks liikumiseks. Hammasrattaid kasutatakse tavaliselt juhtimissüsteemides ja automatiseeritud tööstusprotsessides.
Materjali valik hammasrataste töötlemiseks
Hammasrataste materjali valimisel arvestage: tugevus, kõvadus, kulumiskindlus, hammasrataste asukoht, eelarve. Kas vajate käiku koormuse kandmiseks? Kasutage tugevat materjali. Hammasratas töötab kogu aeg? Kasutage kulumiskindlat materjali. Suuremad käigud? Mõelge keskkonnale. Käigukastis olevad hammasrattad, mis ei ole avatud? Nii palju valikuid. Vaja käiku kõrbes sõitmiseks? Vähesed valikud.
Terasest
Hammasrattad on tavaliselt valmistatud **terasest**. Teras on tugev ja vastupidav. On olemas erinevaid terasetüüpe, nagu süsinikteras või legeeritud teras, mida kasutatakse vastavalt teie hammasratastele esitatavatele nõuetele. Erinevad terased toimivad hammasratastena paremini ja kestavad kauem kui teised.
Alumiinium
**Alumiinium** on kerge ja ei roosteta, nii et see on suurepärane, kui te ei soovi raskeid käike. Alumiinium ei ole nii tugev kui teras, kuid võite kasutada alumiiniumisulameid hammasrataste jaoks rakendustes, kus ei ole vaja nii suurt tugevust. See on eriti kasulik lennunduses ja autotööstuses.
Plastik
**Plastist** käigukangid ei kaalu peaaegu midagi, ei maksa peaaegu midagi ja neid saab kasutada väga vaikselt. Plastikust hammasrattaid näete sageli tarbeelektroonikas, mänguasjades ja asjades, millele ei avalda suurt survet. Erinevatel plastiktüüpidel, nagu nailon, POM ja polükarbonaat, on erinevad omadused, mis muudavad need erinevate asjade jaoks paremaks.
Muud materjalid
On ka muid materjale, nagu messing, pronks ja mõned komposiitmaterjalid, mida inimesed kasutavad käikude valmistamiseks konkreetsetes olukordades. Nendel materjalidel on eriomadused, näiteks ei korrodeeru, töötavad kõrgetel temperatuuridel või määrivad end ise.
Mehaaniliste hammasrataste töötlemise rakendused
Autotööstus
Autotööstus tugineb suurel määral hammasrataste **töötlemisele**. Hammasrattaid kasutatakse käigukastides, diferentsiaalides ja juhtimissüsteemides. Käigukangid on need, mis muudavad sõidukid sujuvalt ja tõhusalt liikuma. Kuna autotööstus nõuab kergemaid, tõhusamaid ja tugevamaid hammasrattaid, on hammasrataste mehaaniline töötlemine sunnitud tegema uuendusi.
Aerospace Industry
Lennundustööstuses on **rataste mehaaniline töötlemine** kriitiline protsess, mille abil valmistatakse komponente, mida kasutatakse õhusõidukite mootorites, maandumisseadmetes ja juhtimissüsteemides. Lennundustööstust peetakse maailma kõige täpsemaks ja usaldusväärsemaks tootmistööstuseks. Lennundusrakendustes nõutavad vormid ja tolerantsid nõuavad kõrgeimat töötlemistäpsust.
Energiasektor
Energiatööstuses kasutatakse hammasrattaid kõikjal alates tuuleturbiinidest kuni nafta- ja gaasipuurimisseadmete ja elektrijaamadeni. Need hammasrattad peavad toime tulema suurte koormustega ja töötama ekstreemsetes tingimustes. Hammasrattad on energiatootmisseadmete käitamisel ja hooldamisel äärmiselt olulised.
Robootika
Robotid vajavad kerget, täpset ja usaldusväärset käiku, et liikuda ja täita oma ülesandeid vastavalt vajadusele. Kuna robootika täiustub pidevalt, on vaja uusi ja täiustatud käiguvahendeid.
Kasutajate elektroonika
Kaamerad, printerid, audioseadmed jne kasutavad kõik käike. Need hammasrattad on tavaliselt väiksemad ja vähem vastupidavad kui tööstuslikud hammasrattad, kuid neid tuleb siiski täpselt valmistada. Need peavad olema kompaktsed, vastupidavad ja usaldusväärsed.
Meditsiiniseadmed
Kirurgilised instrumendid, hambapuurid, pilditöötlusseadmed jne kasutavad kõik käigukangi. Meditsiiniseadmed peavad olema usaldusväärsed ja täpsed. Need peavad sageli vastama rangetele regulatiivsetele nõuetele ja töötama suure täpsusega.
Tellimuslike hammasrataste töötlemise kulud
On palju asju, mis mõjutavad hammasrataste töötlemise hinda. Peamised asjad on materjalide maksumus, hammasrataste keerukus, kitsad tolerantsid ja valmistatavate hammasrataste maht. Seetõttu põhinevad need otsused koos muude otsustega, mida peate tegema, sellel, kui palju aega, ressursse ja teadmisi soovite kvaliteetsete hammasrataste loomiseks kulutada.
On palju asju, mida saate teha, et muuta hammasrataste mehaaniline töötlemine odavamaks. Saate teha paremaid hammasrataste konstruktsioone. Saate valida oma rakenduse jaoks õigeid töötlemisprotsesse. Saate oma tootmisprotsessi tõhusamaks muuta. Saate ette planeerida ja vaadata, kuidas teete asju, et vähendada raiskamist ja säästa raha.
Kasutatavad probleemid ja vead hammasrataste töötlemisel
Probleemid, mida võite kogeda
Hammasrataste töötlemisel võib tekkida mitmeid probleeme. Nende hulka võib kuuluda suutmatus hoida tihedaid tolerantse, krobeline pinnaviimistlus või mürarikas hammasratas. Nende probleemide mõistmine on otsustava tähtsusega, et saada valmistatavatest hammasratastest parimad tulemused.
Millest tulenevad defektid
Hammasrataste defektid võivad tuleneda mitmest erinevast allikast. Hammasrataste kvaliteeti ja jõudlust võib mõjutada masin, mis ei ole õigesti seadistatud, töötlemisprotsess, materjal, mis ei ole õige, või hoolduse puudumine.
Kuidas parandada ja vältida probleeme?
Käiguprobleemide lahendamine ja vältimine nõuab tähelepanu üksikasjadele protsessi igas etapis. Masinate nõuetekohane hooldamine, õigete materjalide valimine ja heade töötlemistavade järgimine on kõik võtmetähtsusega, et ei tekiks mingeid probleeme ja et saaksite valmistada häid hammasrattaid.
Konstruktsiooninipid hammasrataste töötlemiseks
Põhimõtted hammasrataste konstrueerimisel
Hammasrattad peavad olema konstrueeritud nii, et nad kannaksid kaalu, edastaksid pöördemomenti, mõjutaksid hammasrataste kiirust ja kasutaksid sobivaid materjale. Ilma nende ideede põhiteadmisteta ei toimi teie konstruktsioonid, teie käigukangid ei jää ellu ja te olete õnnetu.
Töötluse tõhususe optimeerimine
Hammasrataste konstruktsioonide optimeerimine Maker töötluse tõhususe saavutamiseks tähendab meetodite rakendamist, mis muudavad hammasrataste ehitamise ja kokkupanemise lihtsamaks. Hammasrataste konstruktsioonid võivad olla lihtsad, kergesti konstrueeritavad, standardiseeritud ja valmistatud kergesti leitavast, lõigatavast ja töödeldavast materjalist. Need pisikesed näpunäited aitavad kiirendada seadistamist ja lihtsustada elu.
Täpsus ja tolerantsid
Hammasrataste projekteerimine mehaaniliseks töötlemiseks nõuab täpsust ja tolerantse. Tolerantsid võimaldavad kõrvalekaldeid nominaalsest (ideaalsest) komponendist. Kui teie trükitud objekt vajab 2 mm suurust auku, siis oleks teil hea meel 2,02 või 2,03 mm. Seega oleksite nõus veidi suurema auguga. Te oleksite rahulolematu, kui selle osa auk oleks 2,2 mm. Auk on liiga suur. Väljaspool tolerantsi.
Kvaliteedi kontroll hammasrataste töötlemisel
Hammasrataste töötlemisel on **oluline hea kvaliteedikontroll**. See tagab, et teie valmistatud hammasrattad on täpsed, usaldusväärsed ja hästi toimivad. Selleks, et teha häid hammasrattaid, peab teil olema hea kvaliteedikontrolli programm.
Kvaliteedi kontrollimiseks on mitu erinevat võimalust. Saate mõõta mõõtmeid, kontrollida pinna viimistlust ja teha hammasrataste kontakti teste. Kõik need meetodid on olulised, et veenduda, et teie hammasrattad on täpsed ja teevad seda, mida nad peaksid tegema.
Selleks, et teie **töötlemine oleks hea**, on vaja palju planeerimist, protsesside kontrollimist ja seadmete korras hoidmist. Kui teete kõiki neid asju õigesti, saate aja jooksul järjepidevalt häid tulemusi.
Kokkuvõte
Kvaliteedikontroll on hammasrataste valmistamisel väga oluline. See tagab teie hammasrataste nõuetekohase toimimise. suurepärase kvaliteedikontrolli on vaja, et luua suurepäraseid hammasrattaid.
Kvaliteeti võib kontrollida mitmel viisil. Võimalikud on mõõtmete, pinnaviimistluse ja hammasrataste kontakti testid. Kõik need strateegiad on otsustava tähtsusega, et tagada teie hammasrataste nõuetekohane töö.
Käikude hoidmine suurepärases seisukorras nõuab planeerimist, protsessi juhtimist ja seadmete hooldust. Saate järjepidevalt suurepäraseid tulemusi, kui teete kõiki neid asju täiuslikult.
