Herstellungsprozess von Zahnrädern

Wir haben vor kurzem eine Mengenicht standardmäßige Getriebe, hauptsächlich im Bereich der Automatisierungsmaschinen eingesetzt. Kennen Sie dann die Schritte unserer Zahnradherstellung? Lass es mich dir sagen

Der Herstellungsprozess von Zahnrädern umfasst im Allgemeinen die folgenden Schritte:

1. Entwurfsplanung:

• Parameter bestimmen: Bestimmen Sie entsprechend den spezifischen Anforderungen des Zahnrads und der Arbeitsumgebung das Übersetzungsverhältnis, die Anzahl der Zähne, den Modul, den Indexkreisdurchmesser, die Zahnbreite und andere Parameter. Die Berechnung dieser Parameter muss auf dem Prinzip der mechanischen Übertragung und den zugehörigen Konstruktionsformeln basieren, z. B. die Bestimmung des Übersetzungsverhältnisses über die Bewegungsübertragungskette, die Berechnung der Umfangskraft auf die Zahnräder entsprechend dem Drehmoment am Ritzel und die Berechnung des Moduls des Zahnrads und des Durchmessers des Indexkreises anhand der Biegewechselfestigkeit der Zahnräder und der Kontaktwechselfestigkeit der Zahnoberfläche.

• Materialauswahl: Die Wahl des Zahnradmaterials ist entscheidend für die Leistung und Lebensdauer des Zahnrads. Gängige Zahnradmaterialien sind mittelharter Stahl (z. B. 45-Stahl), niedrig- und mittelharter legierter Stahl (z. B. 20Cr, 40Cr, 20CrMnTi usw.). Für wichtige Zahnräder mit höheren Anforderungen kann 38CrMoAlA-Nitridstahl ausgewählt werden. Zahnräder ohne Kraftübertragung können auch aus Gusseisen, Sperrholz oder Nylon und anderen Materialien hergestellt werden.

2. Rohlingsvorbereitung:

Schmieden: Wenn Zahnräder hohe Festigkeit, Verschleißfestigkeit und Schlagfestigkeit erfordern, werden üblicherweise Schmiederohlinge verwendet. Schmieden kann die innere Struktur des Metallmaterials verbessern, seine Dichte erhöhen und die mechanischen Eigenschaften des Zahnrads verbessern. Nach dem Schmieden muss der Rohling isothermisch normalisiert werden, um die durch Schmieden und Schruppen entstandenen Eigenspannungen zu beseitigen, die Bearbeitbarkeit des Materials zu verbessern und die mechanischen Eigenschaften insgesamt zu optimieren.

• Gießen: Für große Zahnräder mit einem Durchmesser von mehr als 400–600 mm werden üblicherweise Rohlinge gegossen. Durch Gießen können Zahnräder mit komplexen Formen hergestellt werden, die innere Struktur des gegossenen Zahnrads kann jedoch Defekte wie Porosität aufweisen, die eine anschließende Wärmebehandlung und mechanische Bearbeitung zur Leistungsverbesserung erfordern.

• Andere Methoden: Für Zahnräder kleiner Größe und komplexer Form können neue Verfahren wie Feinguss, Druckguss, Präzisionsschmieden, Pulvermetallurgie, Warmwalzen und Kaltfließpressen eingesetzt werden, um Zahnblöcke mit Zahnrädern herzustellen und so die Arbeitsproduktivität zu verbessern und Rohstoffe zu sparen.

3. Mechanische Bearbeitung:

• Zahnrohlingbearbeitung:

• Schruppen: Durch Schruppen, Schruppfräsen und andere Bearbeitungen des Zahnrohlings wird der größte Teil des Randes entfernt, sodass ein Bearbeitungsrand von 0,5–1 mm für die anschließende Endbearbeitung verbleibt. Beim Schruppen muss sichergestellt werden, dass die Maßgenauigkeit und Oberflächenrauheit des Zahnrohlings den Konstruktionsanforderungen entsprechen.

• Vorschlichten: Vorschlichten durch Drehen, Vorschlichten durch Fräsen und andere Bearbeitungen, um die Maßgenauigkeit und Oberflächenqualität des Zahnrohlings weiter zu verbessern und ihn für die Zahnformbearbeitung vorzubereiten. Beim Vorschlichten ist auf die Gleichmäßigkeit der Bearbeitungszugabe zu achten, um zu große oder zu kleine Zugaben zu vermeiden.

• Endbearbeitung: Feindrehen, Feinfräsen, Schleifen und andere Bearbeitungen des Zahnrohlings, um sicherzustellen, dass Maßgenauigkeit, Formgenauigkeit und Oberflächenrauheit des Zahnrohlings den Konstruktionsanforderungen entsprechen. Bei der Endbearbeitung sollten die geeignete Verarbeitungstechnologie und das geeignete Werkzeug ausgewählt werden, um die Verarbeitungseffizienz und -qualität zu verbessern.

• Zahnformbearbeitung:

• Fräszähne: Die Verwendung von Scheibenmodulfräsern oder Fingerfräsern gehört zum Formgebungsprozess. Die Form des Fräszahnabschnitts entspricht der Form der Zahnräder, und die Fräszähne können Zahnräder unterschiedlicher Formen bearbeiten, aber die Bearbeitungseffizienz und -genauigkeit sind gering, was sie für die Einzelteil-Kleinserienproduktion oder Reparatur geeignet macht.

Wälzfräsen: Es gehört zum Wälzfräsen und funktioniert nach dem Prinzip des Eingriffs eines schrägverzahnten Zahnradpaares. Der Prototyp eines Wälzfräsers ist ein Spiralrad mit großem Spiralwinkel. Da die Anzahl der Zähne sehr gering ist (normalerweise die Anzahl der Zähne), sind die Zähne sehr lang und bilden um die Welle eine Schnecke mit kleinem Spiralwinkel. Durch den Schlitz und die Zähne entsteht ein Wälzfräser mit Schneide und Rückwinkel. Wälzfräsen eignet sich für alle Arten der Massenproduktion und zur Bearbeitung von Außenzylinderrädern und Schneckenrädern mittlerer Qualität.

• Zahnradstoßen: Auch dies ist eine Art Entwicklungsmethode. Beim Zahnradstoßen greifen Zahnradstoßfräser und Werkstück ineinander, wie bei einem Paar Stirnräder. Die Hin- und Herbewegung des Zahnradstoßes ist die Hauptbewegung des Zahnradstoßes, und die proportionale Kreisbewegung des Zahnradstoßes und des Werkstücks ist die Vorschubbewegung des Zahnradstoßes. Zahnradstoßen eignet sich für alle Arten der Massenproduktion und bearbeitet Innen- und Außenstirnräder mittlerer Qualität, Mehrfachkupplungsräder und kleine Zahnstangen.

Schabfräsen: Schabfräsen ist ein gängiges Verfahren zur Endbearbeitung ungehärteter Zahnoberflächen in der Massenproduktion. Das Prinzip besteht darin, den Schabfräser und das zu bearbeitende Zahnrad frei ineinander greifen zu lassen und mithilfe des relativen Schlupfes zwischen beiden feine Späne von der Zahnoberfläche abzuschaben, um die Genauigkeit der Zahnoberfläche zu verbessern. Die Schabzähne können auch Trommelzähne bilden, um die Position der Kontaktfläche der Zahnoberfläche zu verbessern.

Zahnradschleifen: ist eine Methode zur Zahnprofilbearbeitung, insbesondere bei gehärteten Zahnrädern, und oft die einzige Bearbeitungsmethode. Zahnradschleifen kann mit einer Schneckenschleifscheibe, einer Kegel- oder einer Scheibenschleifscheibe erfolgen. Die Bearbeitungspräzision beim Zahnradschleifen ist hoch, die Oberflächenrauheit gering, die Produktionseffizienz jedoch gering und die Kosten hoch.

4. Wärmebehandlung:

• Wärmebehandlung des Rohlings: Vor und nach der Bearbeitung des Zahnrohlings ist eine Vorwärmebehandlung wie Normalisieren oder Anlassen durchzuführen. Der Hauptzweck besteht darin, die durch Schmieden und Schruppen verursachten Restspannungen zu beseitigen, die Bearbeitbarkeit des Materials zu verbessern und die umfassenden mechanischen Eigenschaften zu verbessern.

• Wärmebehandlung der Zahnoberfläche: Nach der Zahnformbearbeitung werden zur Verbesserung der Härte und Verschleißfestigkeit der Zahnoberfläche häufig Aufkohlungshärten, Hochfrequenz-Induktionserwärmungshärten, Carbonitrieren und Nitrieren durchgeführt.

5. Zahnendenbearbeitung: Das Zahnende des Zahnrads wird durch Runden, Anfasen, Anfasen und Entgraten bearbeitet. Die Zahnendenbearbeitung muss vor dem Abschrecken des Zahnrads durchgeführt werden, üblicherweise nach dem Walzen (Interpolieren) der Zähne, vor dem Schaben der angeordneten Zahnendenbearbeitung.

6. Qualitätsprüfung: Verschiedene Parameter des Zahnrads werden geprüft, wie Zahnform, Zahnteilung, Zahnrichtung, Zahndicke, übliche Normallänge, Rundlauf usw., um sicherzustellen, dass Präzision und Qualität des Zahnrads den Konstruktionsanforderungen entsprechen. Zu den Erkennungsmethoden gehören manuelle Messungen mit Messwerkzeugen und Präzisionsmessungen mit Zahnradmessgeräten.