Processo di fabbricazione degli ingranaggi

Di recente abbiamo realizzato un lotto diingranaggi non standard, utilizzato principalmente nel campo dei macchinari per l'automazione, allora sai quali sono le nostre fasi di produzione degli ingranaggi? Lascia che te lo spieghi.

Il processo di produzione degli ingranaggi generalmente comprende le seguenti fasi:

1. Pianificazione del progetto:

• Determinazione dei parametri: in base ai requisiti specifici dell'ingranaggio e dell'ambiente di lavoro, determinare il rapporto di trasmissione, il numero di denti, il modulo, il diametro del cerchio indice, la larghezza dei denti e altri parametri. Il calcolo di questi parametri deve basarsi sul principio della trasmissione meccanica e sulle relative formule di progettazione, come la determinazione del rapporto di trasmissione attraverso la catena di trasmissione del moto, il calcolo della forza circonferenziale sui denti dell'ingranaggio in base alla coppia sul pignone, e quindi il calcolo del modulo dell'ingranaggio e del diametro del cerchio indice in base alla resistenza a fatica a flessione dei denti dell'ingranaggio e alla resistenza a fatica da contatto della superficie del dente.

• Scelta del materiale: la scelta del materiale degli ingranaggi è fondamentale per le prestazioni e la durata. I materiali più comuni per gli ingranaggi sono acciaio a medio tenore di carbonio (come l'acciaio 45), acciaio legato a basso e medio tenore di carbonio (come 20Cr, 40Cr, 20CrMnTi, ecc.); per ingranaggi più complessi con requisiti più elevati, è possibile scegliere l'acciaio al nitruro 38CrMoAlA, mentre gli ingranaggi non per trasmissione di forza possono essere realizzati anche in ghisa, compensato, nylon e altri materiali.

2. Preparazione del foglio bianco:

• Forgiatura: quando gli ingranaggi richiedono elevata resistenza, resistenza all'usura e agli urti, vengono solitamente utilizzati grezzi forgiati. La forgiatura può migliorare l'organizzazione interna del materiale metallico, renderlo più denso e migliorare le proprietà meccaniche dell'ingranaggio. Dopo la forgiatura, il grezzo deve essere trattato con normalizzazione isotermica per eliminare le tensioni residue causate dalla forgiatura e dalla sgrossatura, migliorare la lavorabilità del materiale e migliorarne le proprietà meccaniche complessive.

• Fusione: per ingranaggi di grandi dimensioni con diametro superiore a 400-600 mm, si utilizzano comunemente grezzi fusi. La fusione può produrre ingranaggi con forme complesse, ma l'organizzazione interna dell'ingranaggio fuso può presentare difetti come porosità e porosità, che richiedono successivi trattamenti termici e lavorazioni meccaniche per migliorarne le prestazioni.

• Altri metodi: per ingranaggi di piccole dimensioni e forme complesse, è possibile utilizzare nuovi processi quali fusione di precisione, fusione a pressione, forgiatura di precisione, metallurgia delle polveri, laminazione a caldo ed estrusione a freddo per produrre billette con denti di ingranaggio, migliorare la produttività del lavoro e risparmiare materie prime.

3. Lavorazione meccanica:

• Lavorazione del dente grezzo:

• Sgrossatura: tornitura, fresatura e altre lavorazioni del dente grezzo per rimuovere la maggior parte del margine, lasciando 0,5-1 mm di margine di lavorazione per la successiva finitura. Durante la sgrossatura, è necessario assicurarsi che la precisione dimensionale e la rugosità superficiale del dente grezzo soddisfino i requisiti di progettazione.

• Semifinitura: tornitura di semifinitura, fresatura di semifinitura e altre lavorazioni, per migliorare ulteriormente la precisione dimensionale e la qualità superficiale del dente grezzo, in preparazione alla lavorazione della forma del dente. Durante la semifinitura, è necessario prestare attenzione al controllo dell'uniformità del sovrametallo di lavorazione per evitare sovrametalli eccessivi o insufficienti.

• Finitura: tornitura fine, fresatura fine, rettifica e altre lavorazioni del dente grezzo per garantire che la precisione dimensionale, la precisione della forma e la rugosità superficiale del dente grezzo soddisfino i requisiti di progettazione. Durante la finitura, è necessario selezionare la tecnologia di lavorazione e l'utensile appropriati per migliorare l'efficienza e la qualità della lavorazione.

• Elaborazione della forma del dente:

• Denti di fresatura: l'utilizzo di una fresa a disco o di una fresa a dito per la fresatura dei denti rientra nel processo di formatura. La forma della sezione dei denti della fresa corrisponde alla forma dei denti degli ingranaggi e i denti di fresatura possono lavorare ingranaggi di varie forme, ma l'efficienza e la precisione di lavorazione sono ridotte, il che li rende adatti alla produzione di piccoli lotti o alla riparazione di singoli pezzi.

• Dentatura a creatore: fa parte del processo di generazione e il principio di funzionamento è equivalente all'ingranamento di una coppia di ingranaggi elicoidali. Il prototipo di creatore per ingranaggi è un ingranaggio a spirale con un ampio angolo di spirale, poiché il numero di denti è molto piccolo (di solito il numero di denti), i denti sono molto lunghi, attorno all'albero per formare una vite senza fine con un piccolo angolo di spirale, e quindi attraverso la fessura e i denti, diventa un creatore con tagliente e angolo posteriore. La dentatura a creatore per ingranaggi è adatta a tutti i tipi di produzione di massa, alla lavorazione di ingranaggi cilindrici esterni di media qualità e ingranaggi a vite senza fine.

• Dentatrice: è anche un tipo di lavorazione con metodo di sviluppo. Quando si utilizza una dentatrice, la fresa e il pezzo in lavorazione equivalgono all'accoppiamento di una coppia di ingranaggi cilindrici. Il movimento alternato della dentatrice è il movimento principale della dentatrice, mentre il movimento circolare compiuto dalla dentatrice e dal pezzo in lavorazione secondo una determinata proporzione è il movimento di avanzamento della dentatrice. La dentatrice è adatta a tutti i tipi di produzione di massa, alla lavorazione di ingranaggi cilindrici interni ed esterni di media qualità, ingranaggi multi-accoppiamento e piccole cremagliere.

Rasatura: la rasatura è un metodo di finitura comunemente utilizzato per le superfici dei denti non temprati nella produzione di massa. Il principio di funzionamento consiste nell'utilizzare la fresa di rasatura e l'ingranaggio da lavorare per un movimento di accoppiamento libero, con l'aiuto dello scorrimento relativo tra i due, per asportare trucioli molto fini dalla superficie del dente e migliorarne la precisione. I denti di rasatura possono anche formare denti a tamburo per migliorare la posizione dell'area di contatto della superficie del dente.

Rettifica degli ingranaggi: è un metodo di finitura del profilo del dente, in particolare per ingranaggi temprati, ed è spesso l'unico metodo di finitura. La rettifica degli ingranaggi può essere effettuata con mola a vite senza fine, mola conica o mola a disco. La precisione di lavorazione della rettifica degli ingranaggi è elevata, la rugosità superficiale è bassa, ma l'efficienza produttiva è bassa e i costi elevati.

4. Trattamento termico:

• Trattamento termico del dente grezzo: predisporre un trattamento termico preliminare prima e dopo la lavorazione del dente grezzo, come la normalizzazione o la tempra, lo scopo principale è quello di eliminare lo stress residuo causato dalla forgiatura e dalla sgrossatura, migliorare la lavorabilità del materiale e migliorare le proprietà meccaniche complessive.

• Trattamento termico della superficie del dente: dopo la lavorazione della forma del dente, per migliorare la durezza e la resistenza all'usura della superficie del dente, spesso vengono eseguiti processi di tempra tramite cementazione, tempra tramite riscaldamento a induzione ad alta frequenza, carbonitrurazione e nitrurazione.

5. Lavorazione dell'estremità del dente: l'estremità del dente dell'ingranaggio viene lavorata mediante arrotondamento, smussatura, smussatura e sbavatura. La lavorazione dell'estremità del dente deve essere eseguita prima della tempra dell'ingranaggio, solitamente dopo la rullatura (interpolazione) dei denti, prima della rasatura.

6. Controllo qualità: vengono testati i vari parametri dell'ingranaggio, come forma, passo, direzione e spessore dei denti, lunghezza normale, eccentricità, ecc., per garantire che la precisione e la qualità dell'ingranaggio soddisfino i requisiti di progettazione. I metodi di rilevamento includono la misurazione manuale con strumenti di misura e la misurazione di precisione con strumenti di misurazione per ingranaggi.