Wat is tandwielbewerking?
Tandwielbewerking draait om het maken van tandwielen. Het is een onderdeel van werktuigbouwkunde. Je neemt ruwe materialen en vormt ze tot tandwielen met een specifieke grootte en tolerantie. De term tandwielbewerking en tandwielproductie worden vaak door elkaar gebruikt. Het verschil is dat tandwielfabricage alles omvat van het begin tot het einde, terwijl tandwielfabricage zich alleen richt op snijden, vormen en afwerken.
Tandwielen zijn mechanische apparaten voor krachtoverbrenging. Ze brengen krachten over en vergroten ze tussen roterende assen en ze kunnen de snelheid en het koppel van de assen veranderen. Ze zijn belangrijk om dingen soepel te laten bewegen. Van eenvoudig handgereedschap tot complexe industriële robots, tandwielen zijn overal. Ze moeten precies goed gesneden en gerangschikt zijn om goed te kunnen werken. Daarom zie je tandwielen in bijna alle mechanische apparaten.
Hoe goed de tandwielen gesneden zijn, bepaalt hoe lang mechanische systemen zullen werken. Slecht gesneden tandwielen kunnen lawaai maken, veel trillen en snel slijten. Het maken van goede tandwielen vereist dus veel zorg en vaardigheid. Tandwielen moeten de juiste speling hebben om in elkaar te passen en soepel te werken. Daarom is kwaliteit zo belangrijk bij het snijden van tandwielen.
Verspanende bewerkingen
Snijprocessen
Gear Hobbing
Een manier om tandwielen te maken heet ‘gear hobbing’. Hierbij wordt een gereedschap gebruikt dat een hob wordt genoemd, die ronddraait en tanden heeft. Met dit proces kun je allerlei soorten tandwielen maken, en het is goed om veel tandwielen te maken die allemaal hetzelfde zijn. De machine die dit doet zorgt ervoor dat de hob en het tandwiel de juiste hoeveelheid draaien om een perfect tandwiel te maken. Deze manier van tandwielen maken is snel en maakt tandwielen die goed zijn, maar het werkt niet zo goed voor tandwielen die in andere tandwielen draaien of tandwielen die mooie vormen hebben.
Gear Shaping
Tandwielvorming maakt gebruik van een frees die heen en weer beweegt om tandwielen te maken. Je kunt er tandwielen mee maken die in andere tandwielen passen en tandwielen met een vorm die niet rond is. Het maakt ook tandwielen die van elkaar verschillen. De frees beweegt heen en weer en maakt elke tand op het tandwiel. Deze manier van tandwielen maken kan tandwielen met allerlei vormen maken, maar is langzamer dan hobbing.
Scheren
Tandwielen scheren is een manier om tandwielen glad te maken nadat ze zijn gemaakt met een hob of een shaper. Er wordt een frees gebruikt die een klein beetje metaal van de tandwielen afhaalt en ze glad en perfect maakt. Dit maakt de tandwielen stil als ze draaien. Deze manier van tandwielen maken is snel en gemakkelijk, maar je moet er wel voor zorgen dat het gereedschap precies goed is.
Slijpen
Tandwielslijpen is een manier om tandwielen zeer nauwkeurig te maken. Er wordt een wiel met korrels gebruikt dat zeer kleine hoeveelheden metaal van de tandwielen verwijdert. Hierdoor worden de tandwielen erg glad. Deze manier van tandwielen maken is langzaam en kost veel geld, maar het maakt tandwielen die goed zijn. Mensen gebruiken deze manier van tandwielen maken als ze willen dat tandwielen heel glad en rond zijn.
Vormprocessen
Wapensmeden
**Tandwielsmeden** is het proces waarbij metaal wordt gevormd door het uitoefenen van drukkrachten. Het is een goede techniek voor het produceren van grote hoeveelheden tandwielen die sterk en duurzaam moeten zijn. Smeden produceert tandwielen met goede mechanische eigenschappen, maar tandwielen moeten meestal verder bewerkt worden om de uiteindelijke afmetingen correct te krijgen.
Aardextrusie
**Extrusie** van tandwielen gebeurt door verhit metaal door een matrijs te duwen om een gewenst profiel te maken. Het is een snelle manier om tandwielen te maken, maar het wordt vooral gebruikt voor kleinere tandwielen. Het is het meest geschikt voor tandwielen met eenvoudige vormen en vereist verdere bewerking voor oppervlakteafwerking en maatnauwkeurigheid.
Koudwalserij
Bij **koudwalsen** worden tandwieltanden tussen geharde matrijzen geperst om ze vorm te geven. Het is een zeer efficiënte manier om tandwielen te maken die een goede oppervlakteafwerking hebben en sterk zijn. Dit proces is efficiënt wat betreft volume, materiaalgebruik en mechanische eigenschappen. Het is een goed proces voor massaproductie van tandwielen.
Speciale bewerkingsprocessen
Elektrische ontladingsbewerking (EDM)
EDM is het proces waarbij elektrische vonken worden gebruikt om materiaal te verwijderen. Je kunt er heel ingewikkelde vormen mee maken en het is heel geschikt voor harde materialen die moeilijk op een normale manier te snijden zijn. EDM is geweldig als de vorm of het materiaal moeilijk te bewerken is met traditionele tandwielsnijtechnieken.
Laserbewerking
Bij laserbewerking gebruik je een zeer krachtige lichtstraal om dingen te snijden, te graveren of vorm te geven. Laserbewerking is goed voor het maken van kleine, gedetailleerde tandwielen. Het wordt ook gebruikt om het oppervlak van tandwielen te veranderen zodat ze beter werken. Als je iets echt precies op maat wilt hebben en veel kleine details, dan kun je daarvoor laserbewerking gebruiken.
Extra processen
Warmtebehandeling
**Warmtebehandeling** is een belangrijk onderdeel van de manier waarop tandwielen worden gemaakt. Het wordt in verschillende stappen uitgevoerd, zoals harden, ontlaten en gloeien. Warmtebehandeling kan de fysieke eigenschappen van tandwielen verbeteren, zoals hardheid, sterkte en slijtvastheid. Warmtebehandeling is belangrijk omdat het tandwielen sterk genoeg maakt om alle stress en spanning aan te kunnen die ze ondervinden tijdens het gebruik en het helpt ze lang mee te gaan.
Behandeling van het oppervlak
Oppervlaktebehandeling is wanneer je dingen doet aan het oppervlak van het tandwiel om het te helpen slijtage te weerstaan, corrosie te weerstaan en wrijving te verminderen. Oppervlaktebehandeling kan bijvoorbeeld bestaan uit plateren, coaten of verschillende soorten oppervlakteharding. Het gekozen type oppervlaktebehandeling hangt af van waar het tandwiel voor wordt gebruikt en waar het mee in contact komt.
Typen versnellingen
tandwielen
Het eenvoudigste type tandwiel, met tanden die parallel lopen aan de draaias. Rechte tandwielen zijn geschikt voor veel toepassingen vanwege hun eenvoud en lage kosten, maar ze kunnen lawaaierig zijn bij hoge snelheden.
Helische tandwielen
Tandwielen met tanden die in een hoek staan ten opzichte van de draaias. Rechte tandwielen werken soepeler en stiller dan rechte tandwielen. Ze kunnen vermogen overbrengen tussen parallelle of niet-parallelle assen, maar ze genereren axiale stuwkracht waarvoor druklagers nodig zijn.
Herringbone tandwielen
Een type schuine vertanding met tegenoverliggende schuine tanden die de axiale stuwkracht opheffen die standaard schuine vertandingen genereren. Visgraat tandwielen werken soepeler en hebben een hoger draagvermogen, waardoor ze geschikt zijn voor zware toepassingen.
Kegelwieloverbrengingen
Tandwielen met tanden die gevormd zijn op een conisch oppervlak. Ze worden gebruikt om beweging over te brengen tussen kruisende assen. Kegelwieloverbrengingen worden vaak gebruikt als er een verandering van richting nodig is.
Wormwiel
Tandwielen die bestaan uit een worm en een wormwiel. Ze worden vaak gebruikt voor hoge reductieverhoudingen. Je vindt wormwielen in lieren en stuurmechanismen. Ze zijn geweldig als je een aanzienlijke snelheidsreductie nodig hebt.
Racks
Tandwielen met tanden op een plat oppervlak die samenwerken met rondsels, of kleine tandwielen, om roterende beweging om te zetten in lineaire beweging. Tandwielen worden vaak gebruikt in stuursystemen en geautomatiseerde industriële processen.
Materiaalkeuze voor tandwielbewerking
Houd bij het kiezen van een tandwielmateriaal rekening met: sterkte, hardheid, slijtvastheid, locatie van het tandwiel, budget. Moet een tandwiel een last dragen? Gebruik een sterk materiaal. Draaien tandwielen de hele tijd? Gebruik een materiaal dat bestand is tegen slijtage. Grotere tandwielen? Denk aan de omgeving. Tandwielen in een versnellingsbak, niet blootgesteld? Zoveel keuzes. Heb je een tandwiel nodig voor in de woestijn? Weinig keuzes.
Staal
Tandwielen zijn meestal gemaakt van **staal**. Staal is sterk en duurzaam. Er zijn verschillende soorten staal, zoals koolstofstaal of gelegeerd staal, die worden gebruikt op basis van de eisen die je aan je tandwielen stelt. Verschillende soorten staal presteren beter en gaan langer mee als tandwiel dan andere.
Aluminium
**Aluminium** is licht en roest niet, dus het is geweldig als je geen zware tandwielen wilt. Aluminium is niet zo sterk als staal, maar je kunt aluminiumlegeringen gebruiken voor tandwielen in toepassingen waar je niet zoveel sterkte nodig hebt. Het is vooral nuttig in de ruimtevaart en de auto-industrie.
Kunststof
**Kunststof tandwielen wegen bijna niets, kosten bijna niets en kunnen heel stil gebruikt worden. Je ziet vaak kunststof tandwielen in consumentenelektronica, speelgoed en dingen waar niet veel druk op staat. Verschillende soorten plastic, zoals nylon, POM en polycarbonaat, hebben verschillende eigenschappen waardoor ze beter zijn voor verschillende dingen.
Andere materialen
Er zijn andere materialen zoals messing, brons en sommige composieten die mensen gebruiken om tandwielen te maken voor specifieke situaties. Deze materialen hebben speciale eigenschappen, zoals niet corroderen, werken bij hoge temperaturen of zichzelf smeren.
Toepassingen van tandwielbewerking
Automobielindustrie
De auto-industrie is sterk afhankelijk van **versnellingsbakken**. Tandwielen worden gebruikt in transmissies, differentiëlen en stuursystemen. Tandwielen zorgen ervoor dat voertuigen soepel en efficiënt rijden. Omdat de auto-industrie lichtere, efficiëntere en sterkere tandwielen eist, is de tandwielverwerkende industrie onder druk gezet om te innoveren.
Ruimtevaartindustrie
In de luchtvaartindustrie is **gear machining** een essentieel proces voor het maken van onderdelen die worden gebruikt in vliegtuigmotoren, landingsgestellen en besturingssystemen. De luchtvaartindustrie wordt beschouwd als de meest nauwkeurige en betrouwbare productie-industrie ter wereld. De vormen en toleranties die vereist zijn voor ruimtevaarttoepassingen vereisen de hoogste nauwkeurigheid bij het verspanen.
Energiesector
In de energie-industrie worden tandwielen gebruikt in allerlei toepassingen, van windturbines tot olie- en gasboorinstallaties en energiecentrales. Deze tandwielen moeten hoge belastingen aan kunnen en onder extreme omstandigheden werken. Tandwielen zijn uiterst belangrijk voor de werking en het onderhoud van energieproducerende apparatuur.
Robotica
Robots hebben lichte, nauwkeurige en betrouwbare tandwielen nodig om te bewegen en te presteren zoals vereist. Omdat robotica steeds beter wordt, zal er behoefte zijn aan nieuwe en verbeterde tandwielen.
Consumentenelektronica
Camera’s, printers, audioapparatuur, enz. maken allemaal gebruik van tandwielen. Deze tandwielen zijn meestal kleiner en minder robuust dan industriële tandwielen, maar ze moeten nog steeds nauwkeurig gemaakt worden. Ze moeten compact, duurzaam en betrouwbaar zijn.
Medische apparaten
Chirurgische instrumenten, tandartsboren, beeldvormingsapparatuur, enz. maken allemaal gebruik van tandwielen. Medische tandwielen moeten betrouwbaar en nauwkeurig zijn. Ze moeten vaak voldoen aan strenge wettelijke vereisten en zeer nauwkeurig werken.
Kosten van machinale bewerking van aangepaste tandwielen
Er zijn veel dingen die de prijs van het bewerken van tandwielen beïnvloeden. De belangrijkste zijn de materiaalkosten, de complexiteit van de tandwielen, de nauwe toleranties en de hoeveelheid tandwielen die je gaat produceren. Daarom zijn deze en andere beslissingen die je moet nemen gebaseerd op de hoeveelheid tijd, middelen en expertise die je wilt steken in het maken van tandwielen van hoge kwaliteit.
Er zijn veel dingen die je kunt doen om het bewerken van je tandwielen goedkoper te maken. Je kunt betere tandwielontwerpen maken. Je kunt de juiste bewerkingsprocessen kiezen voor je toepassing. Je kunt je productieproces efficiënter maken. Je kunt vooruit plannen en kijken hoe je dingen doet om verspilling tegen te gaan en geld te besparen.
Gemeenschappelijke problemen en defecten bij het machinaal bewerken van tandwielen
Problemen die u kunt ondervinden
Er zijn verschillende problemen die je kunt tegenkomen bij het bewerken van tandwielen. Dit kunnen problemen zijn als krappe toleranties, een ruw oppervlak of een tandwiel dat lawaaierig werkt. Inzicht in deze problemen is essentieel om de beste prestaties te krijgen uit de tandwielen die je maakt.
Wat veroorzaakt defecten
Defecten aan tandwielen kunnen verschillende oorzaken hebben. Een machine die niet goed is ingesteld, een bewerkingsproces dat niet goed is, een materiaal dat niet goed is of gebrekkig onderhoud kunnen allemaal bijdragen aan de kwaliteit en prestaties van de tandwielen.
Hoe los je problemen op en hoe voorkom je ze?
Problemen met tandwielen oplossen en vermijden vereist aandacht voor detail bij elke stap van het proces. Het goed onderhouden van je machines, het kiezen van de juiste materialen en het volgen van goede bewerkingspraktijken zijn allemaal essentieel om geen problemen te krijgen en goede tandwielen te maken.
ontwerptips voor tandwielbewerking
Basisprincipes van tandwielontwerp
Tandwielen moeten worden ontworpen om gewicht te dragen, koppel over te brengen, de snelheid van de tandwieltrein te beïnvloeden en de juiste materialen te gebruiken. Zonder fundamentele kennis van deze ideeën zullen je ontwerpen niet werken, zullen je tandwielen niet overleven en zul je je ellendig voelen.
Optimaliseren voor bewerkingsefficiëntie
Het optimaliseren van tandwielontwerpen voor de bewerkingsefficiëntie van Maker houdt in dat methoden worden toegepast om tandwielen gemakkelijker te bouwen en te assembleren. Tandwielontwerpen kunnen eenvoudig zijn, gemakkelijk te construeren, gestandaardiseerd en gemaakt van gemakkelijk te vinden, te snijden en te bewerken materialen. Deze kleine tips helpen het instellen te versnellen en het leven te vereenvoudigen.
Precisie en toleranties
Tandwielontwerp voor Makerbewerking vereist nauwkeurigheid en toleranties. Toleranties maken afwijkingen van de nominale (ideale) component mogelijk. Als uw geprinte object een gat van 2 mm nodig heeft, zou u blij zijn met 2,02 of 2,03 mm. Je zou dus een iets groter gat accepteren. Je zou ontevreden zijn als dat deel een gat van 2,2 mm had. Het gat is te groot. Buiten tolerantie.
Kwaliteitscontrole bij tandwielbewerking
Bij het bewerken van tandwielen is **een goede kwaliteitscontrole** belangrijk. Dit zorgt ervoor dat de tandwielen die je maakt nauwkeurig en betrouwbaar zijn en goed presteren. Om goede tandwielen te kunnen maken, moet je een goed kwaliteitscontroleprogramma hebben.
Er zijn een paar verschillende manieren om de kwaliteit te controleren. Je kunt afmetingen meten, je kunt de oppervlakteafwerking controleren en je kunt tandwieltandcontacten testen. Elk van deze methoden is belangrijk om er zeker van te zijn dat je tandwielen nauwkeurig zijn en doen wat ze moeten doen.
Om ervoor te zorgen dat uw **bewerking goed** is, moet u veel plannen, uw processen controleren en uw apparatuur in goede conditie houden. Als je al deze dingen goed doet, zul je na verloop van tijd consistent goede resultaten behalen.
Conclusie
Kwaliteitscontrole is cruciaal bij het bouwen van tandwielen. Het garandeert dat uw tandwielen goed werken. Uitstekende kwaliteitscontrole is nodig om uitstekende tandwielen te maken.
Kwaliteit kan op vele manieren worden gecontroleerd. Afmetingen, oppervlakteafwerking en tandwielcontacttesten zijn mogelijk. Al deze strategieën zijn cruciaal om ervoor te zorgen dat uw tandwielen goed presteren.
Het in uitstekende conditie houden van uw tandwielen vereist planning, procesbeheer en onderhoud van de apparatuur. U zult consistent uitstekende resultaten behalen als u al deze dingen perfect doet.
