Mitä ovat Gear Blank -valmistusprosessit? Valu vs. taonta vs. koneistus

Vaihteistotuotteiden laadun yläraja riippuu materiaaliperustasta. Vaikka sinulla olisi paras hampaiden profiilirakenne tai edistynein lämpökäsittelyratkaisu, jos aihioiden perusvalmistusprosessissa on puutteita, hammaspyöräsi eivät toimi pitkään aikaan.

Vaihteistoaihiot ovat ratkaisevia tekijöitä lopullisten komponenttien rakenteellisen eheyden, väsymisiän ja valmistuskustannusten kannalta. Väärän valmistusprosessin valinta voi johtaa katastrofaaliseen vaihteiston rikkoutumiseen paikan päällä käytettäessä- tai lisätä tuotantoprosessin ylläpitokustannuksia.

Joten miten valitset valmistusprosessin? Pitäisikö sinun valita valu, taonta vai suora koneistus tankovarastosta?

Valu on yksi vanhimmista ihmisten hallitsemista metallinkäsittelytekniikoista, ja tietyissä käyttöskenaarioissa se on edelleen erittäin kilpailukykyinen.hammaspyörän aihioiden valmistusprosessi. Periaatteena on ruiskuttaa sulaa metallia muotin onteloon, mikä määrittää aihion muodon.

Ammattitaito ja materiaalit
Vaihteistolla tarkoitetaan yleensä hiekkavalua tai sijoitusvalua, ja yleisesti käytettyjä materiaaleja ovat harmaavalurauta, pallografiittivalurauta tai valuteräs. Kun sula metalli jäähtyy ja jähmettyy, se muodostaa muotin mukaisen muodon.

plussat ja miinukset
Valun suurin etu on geometrisen muodon vapaus. Jos suunnittelet jättimäisiä vaihteita kaivosten kuulamyllyihin tai laivojen propulsiojärjestelmiin - halkaisijaltaan useita metrejä -, valu on usein ainoa mahdollinen ratkaisu. Sen avulla voit suoraan valaa monimutkaisia ​​rakenteita, kuten pinnoja ja painoa vähentäviä reikiä aihioon, mikä vähentää merkittävästi poistettavan materiaalin määrää tulevaisuudessa.

Mutta valussa on omat heikkoutensa. Kiinteytysprosessi voi helposti johtaa sisäisiin vioihin, kutenhuokoisuus ja kutistuvuusontelot. Lisäksi valujen raerakenne on yleensä satunnainen ja karkea. Tämä tarkoittaa, että valettujen hammaspyörien vetolujuus ja iskunkestävyys ovat yleensä pienempiä takomoihin verrattuna.

Sovellettavia skenaarioita ovat yleensä suuret{0}}vaihteet, erittäin monimutkaiset geometriset rakenteet, alhaiset tai keskisuuret rasitukset ja tilanteet, jotka edellyttävät valuraudan erinomaista iskunvaimennuskykyä.

Huomio:Varo sisäisiä piilovia vikoja, jotka tulevat näkyviin vasta hammaspyörän leikkausprosessin alkamisen jälkeen.

Kun korkea kuormituksen{0}}kantokyky, iskunkestävyys ja pitkä väsymisikä ovat tinkimättömiä vaatimuksia,taontaon epäilemättä ylivoimainen vaihteistoaihioiden valmistusprosessi. Takomiseen kuuluu metalliaihion kuumentaminen ja valtavan paineen käyttäminen jättimäisellä vasaralla tai puristimella, jotta se saa plastisen muodonmuutoksen.

Salainen ase:Grain Flow
Miksi taotut hammaspyörät ovat vahvempia kuin valetut tai leikatut hammaspyörät? Vastaus piileemetalliraevirtaus.
Kuvittele puuta. Puun halkaisu sen tekstuurin mukaan on paljon helpompaa kuin vaakasuoraan leikkaaminen. Metalleilla on myös samanlaiset "tekstuurit" tai kuiturakenteet.

Valussa: virtaviivaisia ​​viivoja ei ole, rakenne on isotrooppinen mutta suhteellisen löysä.
Leikkaus:Olet katkaissut virtaviivan, ja paljaat kuidunpäät voivat muodostua halkeamien alkupisteeksi.
Takomisessa, plastinen muodonmuutos pakottaa metallin virtausviivat seuraamaan aihion muotoa.

Tämä jatkuva metallivirtaviiva muodostaa "rungon" osan sisään, joka on yhdenmukainen vaihteiston voiman suunnan kanssa, mikä parantaa merkittävästi väsymislujuutta ja iskunkestävyyttä.

Kaksi päämuotoa

Avoin taonta:Käytetään suurempiin ja yksinkertaisempiin aihioihin. Se voi tehokkaasti tiivistää teräsharkon keskikohdan ja sulkea sisäiset huokoset.
Suljettu takominen:Tämä on yleisin vaihteistoaihioiden valmistusprosessi auto- ja teollisuusvaihteissa. Metalli puristetaan tarkkuusmuotteihin "lähes verkkomuotoisten" aihioiden valmistamiseksi minimaalisella myöhemmällä käsittelyllä.

Taloudelliset näkökohdat
Takominen vaatii kalliita muotteja ja raskaita laitteita. Jos kyseessä on yksi prototyyppi, se ei ole kustannustehokasta-. Mutta yli 1000 kappaleen erissä taonta on usein halvin vaihtoehto minimaalisen raaka-ainehävikin ja huomattavasti lyhyemmän käsittelyajan vuoksi. Soveltuu autojen vaihteistoihin, lentokoneisiin, raskaisiin-teollisiin vaihteistoihin ja suureen-tuotantoon.

Kolmas yleinen hammaspyörien aihioiden valmistusprosessi on leikkaus suoraan tankosta. Täällä valitset kiinteän pyöreän teräksen (kuten 45 # teräs, 42CrMo, 20CrMnTi jne.) ja leikkaat sen CNC-sorvin tai sahauskoneen avulla hammaspyöräaihion kokoiseksi.

Polku, jolla on pienin vastus
Tämä on "materiaalin vähentämisprosessi". Pidät isompaa materiaalia ja leikkaat pois kaikki osat, jotka eivät näytä hammaspyöriltä.

Suurin etu tässä on ketteryys. Sinun ei tarvitse odottaa 8 viikkoa valu- tai taontamuottien valmistukseen. Voit tilata terästangon tänään ja saada käsitellyn vaihteistoaihion huomenna. Prototyyppien valmistuksessa, varaosien vaihdossa tai pienissä erätuotannossa (kuten 10–50 kappaletta) tämä on yleensä oletussuosittu menetelmä.

Kompromissi suunnittelussa
Huono puoli on rakenteellisessa suorituskyvyssä. Kuten aiemmin mainittiin, kun käännät hammaspyöriä tankomateriaalista, häiritset materiaalin kuidun virtauslinjoja. Leikkaamalla valssatun tankomateriaalin pituussuuntaista rakennetta paljastit hammaspyörän hampaan pinnalla olevat jyvät.

Vaikka nykyaikaisen teräksen laatu on riittävän korkea, jotta tämä menetelmä voidaan hyväksyä moniin yleisiin sovelluksiin, leikattujen hammaspyörien väsymisikä on yleensä pienempi kuin taottujen hammaspyörien saman materiaalin ja koon alla.

Lisäksi tämän hammaspyörien aihioiden valmistusprosessin materiaalinkäyttöaste on alhaisin. Jos haluat käsitellä suurta vaihdetta pyörännavalla, muutat suurimman osan kalliista seosteräksestä lastuiksi (jätteeksi), mikä lisää suoraan materiaalikustannuksia kappaletta kohti.

Sen etuna on, että muottimaksuja (NRE) ei tarvita ja toimitussykli on erittäin nopea. Soveltuu prototyyppikoneille, pienille eräkokeille, hätäkorjausosiin ja vaihteistoille kevyille ja keskisuurille kuormille.

Auttaakseen sinua ymmärtämään erot intuitiivisesti, Hansheng vertasi näitä kolmea vaihteistoaihion valmistusprosessia toisiinsa.

 

 

 

 

 

"Kulu vs. tuotos" -rajapiste
Yksi kriittisimmistä tekijöistä valittaessa hammaspyörän aihion valmistusprosessia on "tuottokäyrä".

Jos tarvitset 10 vaihdetta, tangon leikkaus on sopiva valinta. Vaikka materiaalihävikki on merkittävää, kokonaiskustannukset ovat silti alhaisemmat kuin taontamuottisarjan avaamisen kustannukset (joka voi nousta kymmeniin tuhansiin juaneihin).

Jos tarvitset 5000 vaihdetta, taonta on kiistaton voittaja. Muotin alkuperäinen hinta jakautuu tuhansiin osiin, ja yksittäisen kappaleen hinnan nousu on minimaalista. Samalla raaka-ainesäästöt ja koneistusajan lyheneminen (kun aihio on lähes nettomuovattu) tuovat valtavat voittomarginaalit.

Hansheng tarjoaa sinulle tarkistuslistan hammaspyörien aihioiden valmistusprosessia varten.

Arvioi kuormitus ja turvallisuustekijä
Mihin skenaarioon tätä laitetta käytetään? Jos sovellukseen liittyy iskukuormitusta, syklistä rasitusta tai turvallisuuden kannalta kriittisiä toimintoja, valua voidaan harkita erityisesti.

Analysoi geometrisia muotoja
Onko hammaspyörissä suuria vatsalevyjä, monimutkaisia ​​painoa vähentäviä reikiä tai integroituja kuoria? Jos muoto on liian monimutkainen takottavaksi tai sorvaus kuluttaa liikaa materiaaleja, valu voi olla ainoa geometrinen ratkaisusi.

Laske kokonaiskustannukset (TCO)
Älä katso vain raaka-aineen hintaa, katso myös valmiin tuotteen hintaa.
Valuaihiot voivat olla halpoja ostaa, mutta jos on kovia kohtia (kylmiä vyöhykkeitä), se ei ole ystävällinen CNC-rekvisiittalle ja lisää käsittelykustannuksia.
Vaikka aihioiden taonta vaatii suuria alkuinvestointeja, niiden tasainen pinnan sileys ja virheettömät ominaisuudet voivat nopeuttaa hammaspyörien lyöntiä ja hiontaa, mikä lyhentää koko hammas-aihion valmistusprosessin kiertoaikaa.

Harkitse lämpökäsittelyn vaikutusta
Taotuilla materiaaleilla on tyypillisesti tiheämpi ja yhtenäisempi rakenne, mikä tekee niiden reaktioista lämpökäsittelyihin, kuten hiiletys- ja nitridointiin, ennakoitavampia. Valukappaleet kärsivät joskus ennakoimattomista muodonmuutoksista sammutuksen aikana sisäisten epäjohdonmukaisuuksien vuoksi.

Hanshengin laajan kokemuksen perusteella ehdotuksemme on, että ei ole olemassa ehdotonta "parasta" vaihteistoaihion valmistusprosessia, vain prosessi, joka parhaiten vastaa projektisi tuotto-, budjetti- ja suorituskykystandardeja.

Valu:erittäin suurille ja monimutkaisille geometrisille rakenteille.
Taonta:Kriittiseen suorituskykyyn, kestävyyteen ja massatuotantoon.
Tangon leikkaus:nopeutta, joustavuutta ja pieniä erätilauksia varten.

Hansheng on ammattimainen vaihteistovalmistaja, joka tarjoaa yhden luukun tarkkoja voimansiirtoratkaisuja. Jos sinulla on varusteisiin liittyviä tarpeita, ota välittömästi yhteyttä insinööritiimiimme tai vieraile vaihteiden valmistusominaisuudet -sivullamme selaamaan. Voimme tarjota sinulle kattavan DFM (Design for Manufacturability) -analyysin ja yksityiskohtaiset kustannusvertailut, jotka auttavat sinua optimoimaan varustesuunnittelusi. Rakennetaan yhdessä kestäviä tuotteita.

Voiko kaikkia vaihteita takoa?
Ei. Takomalla on muotorajoituksia. Jos hammaspyörissä on erittäin monimutkaisia ​​sisäisiä onteloita, alileikkauksia tai äärimmäisen suuria halkaisijoita (kuten yli 2-3 metriä pitkät meripyörit), taonta voi olla teknisesti epäkäytännöllistä tai kallista. Tässä tapauksessa valu on yleensä parempi valinta hammaspyörien aihioiden valmistusprosessiin.

Mikä on "metallivirtauslinjan" erityinen vaikutus vaihteiden käyttöikään?
Vaikutus on merkittävä. Alan tietojen mukaan samoissa materiaali- ja lämpökäsittelyolosuhteissa taotuilla hammaspyörillä, joissa on jatkuvat metallivirtauslinjat, on tyypillisesti 20-30 % suurempi väsymislujuus kuin leikkaamalla koneistetuilla hammaspyörillä. Suuria iskukuormituksia kestävien voimansiirtovaihteiden kohdalla tämä määrää usein vaihteiden käyttöiän.

Mikä on nopein prosessi, jos tarvitsen kiireellisesti vaihtovaihteen?
Koneistus baarivarastosta. Sinun ei tarvitse odottaa muotin valmistusta (joka kestää yleensä 4-8 viikkoa). Pyöreän teräksen varaston avulla ammattitaitoiset koneistuspajat voivat valmistaa varaosia sinulle 24–48 tunnin kuluessa. Vaikka se on hieman heikompi kuin takeet, se on nopein ratkaisu sammutusongelman ratkaisemiseen.

Mikä prosessi sopii parhaiten suurille pronssisille kierukkavaihteille?
Pronssisten kierukkavaihteiden tapauksessa keskipakovalu on yleensä suositeltava prosessi.
Vaikka pronssia voidaan myös takoa, keskipakovalu tarjoaa erinomaisen materiaalitiheyden ja kulutuskestävyyden, ja se on erittäin kustannus-tehokas, joten se on tavallinen hammaspyörien aihioiden valmistusprosessi suurille ei--rautametallivaihteille.

ANSI/AGMA 2001-D04 (vahvistettu 2016)

Perusarviointitekijät ja laskentamenetelmät kierrehammas- ja kierrehammashampaille.

ISO 6336-5:2016

Hammaspyörien ja hammaspyörien kantavuuden laskenta - Osa 5: Materiaalien lujuus ja laatu.

AGMA 923-B05

Teräsvaihteiston metallurgiset tiedot.

Dudley's Handbook of Practical Gear Design and Manufacture (4. painos)

Stephen P. Radzevich, CRC Press.