การผลิตเกียร์: คำแนะนำเกี่ยวกับกระบวนการผลิตเกียร์

การผลิตเกียร์เป็นกระบวนการผลิตทางกลที่แม่นยำและสำคัญซึ่งมีบทบาทสำคัญในประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของระบบส่งกำลังทางกล

วิธีการผลิตเกียร์ทั่วไปได้แก่:

กระบวนการตัด: เช่น hobbing, gear shaper, การโกน ฯลฯ

• Hobbing คือการตัดรูปร่างฟันโดยการกลิ้งแบบสัมพัทธ์ระหว่างหัวเตาและเฟืองเปล่า ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตเฟืองทรงกระบอกจำนวนมาก
• Gear Shaper เหมาะสำหรับการกลึงเฟืองภายในและเฟืองหลายเฟือง

การตี: ใช้ในการผลิตเฟืองขนาดใหญ่หรือเฟืองที่ต้องการความแข็งแรงสูง

• ตัวอย่าง ได้แก่ การผลิตเกียร์ขนาดใหญ่ในเครื่องจักรกลหนัก

การหล่อ: เหมาะสำหรับเกียร์ที่มีรูปร่างซับซ้อน ปริมาณมาก และไม่ต้องการความแม่นยำสูงเป็นพิเศษ

ในกระบวนการผลิตเกียร์ จำเป็นต้องควบคุมประเด็นต่อไปนี้อย่างเข้มงวด:

1. ความแม่นยำของขนาด: ตรวจสอบให้แน่ใจว่าโมดูลของเฟือง จำนวนฟัน เส้นผ่านศูนย์กลางของวงกลมปลายฟัน เส้นผ่านศูนย์กลางของวงกลมรูท และขนาดอื่น ๆ ตรงตามข้อกำหนดการออกแบบ
2. ความแม่นยำของโปรไฟล์: รวมถึงรูปร่างของโปรไฟล์และความแม่นยำของทิศทางเพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพการส่งสัญญาณที่ดีและการทำงานที่มีเสียงรบกวนต่ำ
3. คุณภาพพื้นผิว: พื้นผิวเรียบช่วยลดการสึกหรอและปรับปรุงอายุความเมื่อยล้า

คุณภาพของการผลิตเกียร์ส่งผลโดยตรงต่อประสิทธิภาพการส่งกำลัง ความเสถียร และอายุการใช้งานของระบบกลไก ตัวอย่างเช่น ในระบบเกียร์ของยานยนต์ เกียร์ที่มีความแม่นยำสูงช่วยให้เปลี่ยนเกียร์ได้อย่างราบรื่นและลดการใช้พลังงาน ในตัวชะลอทางอุตสาหกรรม เกียร์คุณภาพสูงสามารถรับประกันการทำงานที่มั่นคงในระยะยาวและลดต้นทุนการบำรุงรักษา

กระบวนการผลิตเกียร์ส่วนใหญ่มีดังต่อไปนี้:

1. เฟืองเกียร์

นี่เป็นวิธีการตัดเฉือนเฟืองที่ใช้กันทั่วไป หัวเตาบนเครื่องยึดเฟืองจะหมุนสัมพันธ์กับเกียร์ว่างตามอัตราส่วนการส่งผ่านที่แน่นอน และหัวประกอบจะค่อยๆ ตัดรูปร่างฟันออกในระหว่างกระบวนการหมุน Gear hobbing มีประสิทธิภาพและความแม่นยำในการผลิตสูง ซึ่งเหมาะสำหรับการผลิตเกียร์จำนวนมากที่มีข้อกำหนดโมดูลัสและความแม่นยำปานกลาง

ข้อดี:

• ประสิทธิภาพการผลิตสูง เหมาะสำหรับการผลิตขนาดใหญ่
• สามารถประมวลผลเกียร์ที่มีความแม่นยำสูงได้

ตัวอย่าง: เกียร์กระปุกเกียร์ในอุตสาหกรรมยานยนต์มักจะมีการกระตุก

2. การสร้างเกียร์

เครื่องเปลี่ยนเกียร์จะเลื่อนขึ้นและลงแบบลูกสูบ และเคลื่อนที่เป็นวงกลมโดยสัมพันธ์กับเกียร์ว่างเพื่อค่อยๆ ตัดรูปร่างฟันออก เชปเปอร์เฟืองเหมาะสำหรับการกลึงเฟืองภายใน เฟืองหลายเฟือง และเฟืองเซกเตอร์

ข้อดี:

• สามารถตัดเฉือนเกียร์ที่มีความแม่นยำสูงได้
• สำหรับเกียร์รูปทรงพิเศษบางชนิดมีผลในการประมวลผลที่ดีกว่า

ตัวอย่าง: กระบวนการเปลี่ยนรูปร่างเกียร์ใช้ในเกียร์ที่มีความแม่นยำบางประเภทในสนามการบินและอวกาศ

3. การประมวลผลการโกน

มีดโกนหนวดเกียร์จะประกอบเข้ากับเกียร์โดยไม่มีฟันเฟืองด้านข้าง โดยการเลื่อนสัมพัทธ์ระหว่างมีดโกนหนวดเกียร์และเกียร์ โลหะร่องรอยบนพื้นผิวฟันจะถูกโกน ซึ่งจะช่วยปรับปรุงความแม่นยำและคุณภาพพื้นผิวของเกียร์

ข้อดี:

• สามารถแก้ไขรูปร่างฟันและข้อผิดพลาดทิศทางฟันของเกียร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ
• ปรับปรุงพื้นผิวเกียร์

ตัวอย่าง: เฟืองเกียร์ในเครื่องมือกลที่มีความแม่นยำสูงอาจผ่านกระบวนการโกน

4. การเสริมแรงเกียร์

การทำความสะอาดเฟืองนั้นคล้ายกับการโกน โดยใช้ตะแกรงอิสระของล้อขัดและเฟืองที่จะกลึงให้เฟืองเสร็จ ซึ่งส่วนใหญ่ใช้เพื่อปรับปรุงความหยาบผิวของเฟือง

ข้อดี:

• ปรับปรุงคุณภาพพื้นผิวเกียร์ให้ดียิ่งขึ้น

5. การประมวลผลการเจียร

ล้อเจียรใช้ในการบดผิวฟันของเฟืองเพื่อให้ได้โปรไฟล์ฟันที่มีความแม่นยำสูงและมีคุณภาพพื้นผิวสูง

ข้อดี:

• สามารถรับความแม่นยำระดับสูงได้

ตัวอย่าง: เฟืองในเครื่องมือที่มีความแม่นยำมักต้องมีการเจียร

6. การหล่อแบบตายตัวและการฉีดขึ้นรูป

สำหรับเฟืองพลาสติกหรือเฟืองโลหะขนาดเล็กบางชนิดที่มีความต้องการความแม่นยำต่ำ สามารถใช้การหล่อแบบตายตัวหรือการฉีดขึ้นรูปได้

ข้อดี:

• ประสิทธิภาพการผลิตสูงและต้นทุนค่อนข้างต่ำ

ตัวอย่าง: เกียร์พลาสติกในเครื่องใช้ในครัวเรือนขนาดเล็กบางชนิดมักถูกฉีดขึ้นรูป

กระบวนการผลิตเกียร์ที่แตกต่างกันมีลักษณะและขอบเขตการใช้งานของตัวเอง ในการผลิตจริงจำเป็นต้องเลือกกระบวนการที่เหมาะสมตามการใช้เกียร์ ข้อกำหนดด้านความแม่นยำ ขนาดชุด และปัจจัยอื่นๆ

ประเภทเกียร์ทั่วไปมีดังนี้:

เกียร์ทรงกระบอก

1. เกียร์ทรงกระบอกตรง: เส้นฟันขนานกับแกน ทิศทางการส่งกำลังไม่เปลี่ยนแปลง ความราบรื่นในการส่งโดยทั่วไป และเหมาะสำหรับการส่งด้วยความเร็วต่ำและโหลดน้อย

• การใช้งาน: ระบบส่งกำลังทางกลทั่วไป เช่น กลไกการส่งผ่านของเครื่องมือกล

2. เฟืองทรงกระบอกแบบเฮลิคอล: เส้นฟันมีความโน้มเอียงไปที่มุมหนึ่งที่สัมพันธ์กับแกน การส่งผ่านที่ราบรื่น ความสามารถในการรับน้ำหนักที่แข็งแกร่ง เหมาะสำหรับการส่งผ่านความเร็วสูงและงานหนัก

• ใบสมัคร: ระบบส่งกำลังรถยนต์, ตัวลดอุตสาหกรรม

เกียร์เอียง

1. เกียร์เอียงตรง: ใช้สำหรับการส่งผ่านระหว่างแกนที่ตัดกัน ประสิทธิภาพการส่งจะสูงกว่า แต่สัญญาณรบกวนจะใหญ่กว่า

• การประยุกต์ใช้: เฟืองท้ายเพลาล้อหลังรถยนต์

2. เกียร์เอียงโค้ง: การส่งผ่านที่ราบรื่น, เสียงต่ำ, ความจุแบริ่งสูง

• การใช้งาน: ระบบส่งกำลังสำหรับเครื่องจักรกลหนัก

เกียร์หนอน

• คุณสมบัติ: อัตราการส่งผ่านขนาดใหญ่ โครงสร้างที่กะทัดรัด แต่ประสิทธิภาพการส่งผ่านต่ำ ด้วยการล็อคตัวเอง
• ใบสมัคร: เครื่องจักรยก, ระบบส่งกำลังลิฟต์

เกียร์ก้างปลา

• ประกอบด้วยฟันเฉียงซ้ายและขวาพร้อมการหมุนแบบสมมาตร ความสามารถในการรับน้ำหนักสูงและการส่งผ่านที่ราบรื่น
• การใช้งาน: ระบบขับเคลื่อนสำหรับเรือขนาดใหญ่ เครื่องจักรกลหนัก

เกียร์ดาวเคราะห์

• เกียร์หลายตัวหมุนไปรอบๆ ซันวีลตรงกลางเพื่อให้ได้อัตราส่วนการส่งผ่านที่มากและมีโครงสร้างที่กะทัดรัด
• ใบสมัคร: เกียร์อัตโนมัติ, ตัวลดดาวเคราะห์

ตัวอย่างเช่น ในการผลิตทางอุตสาหกรรม ระบบส่งกำลังของพัดลมขนาดใหญ่อาจใช้เฟืองบายศรี ในการส่งสปินเดิลของเครื่องมือกล CNC มักใช้เฟืองทรงกระบอกที่มีความแม่นยำสูง

วัสดุที่ใช้ในการผลิตเกียร์มีหลากหลายประเภท โดยทั่วไปมีดังต่อไปนี้:

1. เหล็ก

• 45 เหล็ก: มีคุณสมบัติทางกลที่ครอบคลุมดี ราคาค่อนข้างต่ำ มักใช้ในการส่งเกียร์ทั่วไปของเกียร์โหลดเบาความเร็วปานกลางและต่ำ
• 40Cr: มีความแข็งแรงและความเหนียวที่ดีหลังการอบคืนตัว เหมาะสำหรับเกียร์ความเร็วปานกลางและโหลดปานกลาง
• 20crmnti: หลังจากการคาร์บูไรซิ่งและการชุบแข็งแล้ว ความแข็งผิวจะสูง ความเหนียวของแกนกลางดี และมักใช้กับเกียร์สำคัญที่รับแรงกระแทก เช่น เกียร์เกียร์ของรถยนต์

2. เหล็กหล่อ

• เหล็กหล่อสีเทา: เช่น HT200, HT250 ฯลฯ ที่มีการหน่วงการสั่นสะเทือนและความต้านทานการสึกหรอได้ดี มักใช้ที่ความเร็วต่ำ โหลดเบา ไม่มีผลกระทบต่อเกียร์เปิด
• เหล็กดัด: คุณสมบัติทางกลได้ดีกว่าเหล็กหล่อสีเทา ใช้กับเกียร์ที่สำคัญกว่าได้

3. วัสดุที่ไม่ใช่โลหะ

• พลาสติกวิศวกรรม: เช่นไนลอน โพลีคาร์บอเนต ฯลฯ มีน้ำหนักเบา เสียงต่ำ ทนต่อการกัดกร่อน และข้อดีอื่น ๆ มักใช้ในโหลดน้ำหนักเบา ความเร็วต่ำ และความต้องการความแม่นยำไม่มีโอกาสสูง เช่น เกียร์ในเครื่องมือ

4. โลหะที่ไม่ใช่เหล็ก

• โลหะผสมทองแดง: เช่น ดีบุกบรอนซ์ อลูมิเนียมบรอนซ์ ฯลฯ มีความต้านทานการสึกหรอและต้านการเสียดสีได้ดี มักใช้ในเกียร์งานหนักที่มีความเร็วการเลื่อนสูง

ตัวอย่างเช่น ในระบบส่งกำลังของเครื่องมือกลธรรมดา เกียร์ความเร็วต่ำที่ไม่สำคัญบางตัวอาจทำจากเหล็กหล่อสีเทา ในเครื่องยนต์ยานยนต์สมรรถนะสูง เกียร์มักทำจากเหล็กโลหะผสมคุณภาพสูง

กระบวนการผลิตและวัสดุของเกียร์มีผลกระทบอย่างมากต่อประสิทธิภาพดังต่อไปนี้:

ผลกระทบต่อกระบวนการผลิต:

1. ความแม่นยำและความแม่นยำของโปรไฟล์:

• กระบวนการผลิตที่แม่นยำ เช่น การยึดเฟืองเกียร์ การเจียร ฯลฯ สามารถรับประกันความถูกต้องของโปรไฟล์เกียร์และความแม่นยำของระยะพิตช์ เพื่อให้เกียร์มีเสถียรภาพมากขึ้นในกระบวนการส่งกำลัง ลดการสั่นสะเทือนและเสียงรบกวน
• ตัวอย่างเช่น เฟืองที่ทำโดยกระบวนการเจียรเฟืองที่มีความแม่นยำสูงจะถูกนำไปใช้กับระบบส่งกำลังที่แม่นยำของเครื่องมือเครื่อง CNC ซึ่งสามารถรับประกันความแม่นยำในการตัดเฉือนและคุณภาพพื้นผิวได้

2. คุณภาพพื้นผิว:

• กระบวนการผลิตที่ดีจะทำให้พื้นผิวฟันเรียบ ลดค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน ปรับปรุงประสิทธิภาพการส่งผ่านเกียร์ ลดการสึกหรอ
• ตัวอย่างเช่น พื้นผิวเฟืองที่ได้รับการขัดหรือขัดเงาสามารถยืดอายุการใช้งานได้อย่างมีประสิทธิภาพ

3. ความแข็งแกร่งและความแข็ง:

• กระบวนการบำบัดความร้อนที่เหมาะสม เช่น การเติมคาร์บูไรซิ่ง การชุบแข็ง ฯลฯ สามารถเพิ่มความแข็งของพื้นผิวและความเหนียวของแกนเกียร์ ปรับปรุงความสามารถในการรับน้ำหนักและความต้านทานต่อความเมื่อยล้า
• ตัวอย่างเช่น เกียร์ในกระปุกเกียร์ของรถยนต์มักจะผ่านการคาร์บูไรซ์และดับลงเพื่อให้ทนทานต่อการรับน้ำหนักมากและการกระแทกจากการเปลี่ยนเกียร์บ่อยครั้ง

4. ความเครียดตกค้าง:

• วิธีการตัดเฉือนและการบำบัดความร้อนระหว่างการผลิตสามารถสร้างความเค้นตกค้างภายในเฟืองได้ การควบคุมความเค้นตกค้างอย่างสมเหตุสมผลสามารถยืดอายุความล้าของเกียร์ได้

ผลกระทบของวัสดุ:

1. ความแข็งแกร่งและความแข็ง:

• วัสดุที่มีความแข็งแรงสูง เช่น เหล็กกล้าโลหะผสม สามารถรับน้ำหนักได้มากกว่า และเหมาะสำหรับเกียร์ที่มีน้ำหนักมากและขับเคลื่อนด้วยความเร็วสูง
• ตัวอย่างเช่น เฟืองของเครื่องจักรทำเหมืองขนาดใหญ่มักทำจากเหล็กโลหะผสมที่มีความแข็งแรงสูง

2. ทนต่อการสึกหรอ:

• วัสดุที่มีความต้านทานการสึกหรอดี เช่น เหล็กคาร์บูไรซ์ โลหะผสมทองแดง ฯลฯ สามารถลดการสึกหรอของพื้นผิวฟัน และรักษาความแม่นยำของเกียร์และประสิทธิภาพการส่งผ่าน
• เช่นเดียวกับเกียร์ในอุปกรณ์บางชนิดที่สตาร์ทและหยุดบ่อยครั้ง จำเป็นต้องใช้วัสดุที่ทนทานต่อการสึกหรอที่ดีกว่าเพื่อให้มั่นใจว่าการทำงานมีความเสถียรในระยะยาว

3. ความเหนียว:

• ความเหนียวของวัสดุจะเป็นตัวกำหนดความต้านทานการแตกหักของเฟืองภายใต้แรงกระแทก
• ตัวอย่างเช่น ในกรณีที่มีสภาวะการกระแทกขนาดใหญ่ การเลือกวัสดุที่มีความเหนียวดีกว่าสามารถป้องกันการแตกหักของเฟืองกะทันหันได้

4. ค่าใช้จ่าย:

• ราคาที่แตกต่างกันระหว่างวัสดุที่แตกต่างกันมีมาก ซึ่งจะส่งผลต่อต้นทุนการผลิตของเกียร์และราคาของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย

โดยสรุป การเลือกกระบวนการผลิตและวัสดุจำเป็นต้องพิจารณาปัจจัยต่างๆ เช่น การใช้สภาพแวดล้อมของเกียร์ สภาพโหลด ข้อกำหนดด้านความแม่นยำ และต้นทุน เพื่อให้แน่ใจว่าเกียร์มีประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือที่ดี

การผลิตเกียร์เป็นกระบวนการที่ซับซ้อนและซับซ้อนซึ่งออกแบบมาเพื่อสร้างเกียร์คุณภาพสูงสำหรับความต้องการระบบเกียร์ที่หลากหลาย ประการแรกคือกระบวนการออกแบบและวางแผน ตามความต้องการเฉพาะของระบบส่งกำลังเพื่อกำหนดพารามิเตอร์เกียร์ และการพิจารณาการใช้เงื่อนไขในการเลือกวัสดุและกระบวนการอย่างครอบคลุม ขั้นตอนการเตรียมวัสดุ เหล็กที่นิยมใช้ เหล็กหล่อ โลหะผสมทองแดง ฯลฯ ผ่านการตี รีด หรือการหล่อเพื่อให้ได้หยาบ การประมวลผลรูปทรงเฟืองทำได้โดยการขัดเฟือง การเปลี่ยนรูปทรงเฟือง การโกน การเจียร และกระบวนการอื่นๆ และกระบวนการที่แตกต่างกันก็มีสถานการณ์การใช้งานที่แตกต่างกัน การรักษาความร้อนช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของเกียร์ การตกแต่งขั้นสุดท้ายทำให้มั่นใจในการติดตั้ง การตรวจสอบคุณภาพได้รับการควบคุมอย่างเข้มงวดโดยเครื่องมือและเครื่องมือระดับมืออาชีพ และการรักษาพื้นผิวช่วยเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนและรูปลักษณ์ เทคโนโลยีการผลิตเกียร์มีการพัฒนาอย่างต่อเนื่องเพื่อให้เป็นไปตามมาตรฐานประสิทธิภาพการส่งผ่านและความน่าเชื่อถือที่สูงขึ้น รับใบเสนอราคา