معرفی:

عصر دیجیتال تحولی همه جانبه در ماشین ابزارها ایجاد کرده است و در دهه های اخیر، فرآیندهای ماشینکاری به لطف دیجیتالی شدن گسترده دستخوش تغییرات انقلابی شده اند.

تجهیزات پردازش چرخ دنده نیز به طور کامل با فناوری دیجیتال به روز شده است که به طور قابل توجهی تکنیک های پردازش را تغییر داده است. حتی محصولات دنده پیچیده هم اکنون پردازش آسان تر است و انواع تکنیک ها گسترش یافته است. تخمین زده می شود که در حال حاضر بیش از 20 فرآیند مختلف تولید چرخ دنده وجود دارد که به شرح زیر خلاصه می شود:

1. فرز دنده (تمایز بین فرزهای استاندارد و فرزهای قالب)

2. Hobbing چرخ دنده (برش هابینگ فرم، که عمدتا توسط ماشین های هوبینگ CNC و ماشین های کامپوزیت آسیاب چرخشی پنج محور تکمیل می شود)

3. شکل دهی چرخ دنده (با استفاده از دستگاه های شکل دهنده CNC و برش های شکل دهنده فرم)

 

4. Gear Shaving (با استفاده از ماشین های اصلاح و برش اصلاح)

5. چرخ دنده (با استفاده از ماشین ابزار پنج محوره و ابزار تراش تخصصی)

6. چرخ دنده (با استفاده از ماشین های سنگ زنی CNC و چرخ های سنگ زنی شکل)

7. Gear Honing (با استفاده از ماشین آلات و ابزارهای سنگ شکن برای ماشینکاری بسیار دقیق)

8. پردازش سیم EDM (پردازش EDM سیم برای چرخ دنده ها)

9. متالورژی پودر (فشار قالب، تف جوشی حرارتی، عملیات حرارتی، و پس از عملیات)

10. برش واترجت (برش واترجت CNC برای چرخ دنده ها)

11. برش لیزری (برش لیزری CNC برای چرخ دنده ها)

12. Gear Broaching (با استفاده از دستگاه های CNC بروشینگ و پردازش داخلی اسپلاین)

13. Gear Planing (با استفاده از رنده و ابزار طراحی قالب)

 

14. ماشینکاری الکتروشیمیایی (با استفاده از EDM و ماشینکاری الکترولیتی شیمیایی)

15. پردازش مهر زنی (قالب های پرس پانچ CNC برای مهر زنی چرخ دنده ها)

16. Spin Forming (نوعی اکستروژن سرد، شامل چرخش سرد و گرم)

17. چرخ دنده (با استفاده از ماشین های چرخ دنده و ابزار نورد)

18. خراش دادن دنده (با استفاده از ماشین های خراش دنده CNC و ابزار خراش دادن)، مناسب برای تولید انبوه.

19. فرآیندهای ریخته گری (از جمله ریخته گری دقیق سیلیس و ریخته گری شن و ماسه)

فرآیندهای ساخت چرخ دنده

II. مقدمه ای بر مراحل پردازش چرخ دنده

1. پردازش خالی دنده

پس از عملیات حرارتی، قطعات خام تحت ماشینکاری قرار می گیرند. این مرحله عمدتاً بلنک چرخ دنده را برای پردازش دندان دنده بعدی آماده می کند و اطمینان حاصل می کند که سوراخ داخلی و صفحه انتهایی الزامات فنی مشخص شده را برآورده می کند.

2. پردازش دندان دنده

این مرحله بر روی ماشینکاری دقیق شکل چرخ دنده تمرکز می کند و در نتیجه چرخ دنده هایی به وجود می آید که به طور کامل مشخصات طرح را برآورده می کنند. دقت دندان دنده به دست آمده در این مرحله باید الزامات ماشینکاری دقیق نهایی را برآورده کند.

3. عملیات حرارتی

اگر نیازی به سخت شدن نباشد، پردازش دندانه چرخ دنده ساخت چرخ دنده را تکمیل می کند. برای چرخ دنده هایی که نیاز به سخت شدن دارند، این فرآیند تضمین می کند که سطح چرخ دنده شرایط سختی مشخص شده را برآورده می کند.

4. تکمیل دندان دنده

چرخ دنده هایی که سخت شده اند معمولاً برای اصلاح هرگونه تغییر شکل ناشی از سخت شدن و بهبود بیشتر دقت دندان و زبری سطح برای برآوردن الزامات دقت نهایی نیاز به تکمیل دارند.

5. پردازش پایان دنده (پس از پردازش)

پردازش انتهای چرخ دنده شامل درمان هایی مانند گرد کردن، پخ زدن و سوراخ کردن است. این فرآیندها مش بندی آسان تر را در هنگام لغزش چرخ دنده به صورت محوری تسهیل می کند و لبه های تیز را برای جلوگیری از بریدگی در حین انتقال حذف می کند.

فرم های دندان درهم متداول ترین هستند. روش‌های اصلی پردازش فرم‌های دندان اینورلوت به دو دسته تقسیم می‌شوند: روش‌های شکل‌دهی و مولد. در زیر فرآیندهای مختلف تولید چرخ دنده که از وب منبع شده اند آورده شده است.

1. فرز دنده

با استفاده از فرزهای نوع دیسکی یا انگشتی، فرز چرخ دنده ای متعلق به روش شکل دهی است که در آن مشخصات دندانه کاتر با فضای دندانه چرخ دنده مطابقت دارد. این روش کارایی و دقت کمتری دارد و برای تولید دسته ای کوچک مناسب است.

2. سنگ زنی فرم

همچنین یک روش شکل دهی است، اما به دلیل دشواری پانسمان چرخ های سنگ زنی، کمتر رایج است.

3. چرخ دنده هابینگ

یک روش تولیدی، چرخ دنده بر اساس اصل مش بندی یک جفت چرخ دنده مارپیچ کار می کند. نمونه اولیه اجاق گاز یک چرخ دنده مارپیچ با زاویه مارپیچ بزرگ است که معمولاً با دندانه های کمی (معمولا z=1) و دندانه های بلند کرمی با زاویه مارپیچ کوچک تشکیل می دهد. پس از شکاف و کنار زدن، تبدیل به یک اجاق گاز با لبه های برش و زوایای فاصله می شود.

4. تراشیدن دنده

در تولید انبوه برای چرخ دنده های سخت نشده، تراشیدن چرخ دنده از یک برش اصلاح و قطعه کار در یک حرکت مش بندی آزاد استفاده می کند. لغزش نسبی بین آنها تراشه های ریز را از سطح دندان می تراشد و دقت را بهبود می بخشد. اصلاح همچنین می تواند تاج گذاری را برای بهبود ناحیه تماس ایجاد کند.

5. شکل دهی دنده

یکی دیگر از روش های تولید، شکل دهی چرخ دنده شامل برش شکل دهی و مش بندی قطعه کار مانند یک جفت چرخ دنده استوانه ای است. حرکت رفت و برگشتی کاتر شکل دهنده حرکت اولیه است، در حالی که حرکت چرخشی آن با قطعه کار، حرکت تغذیه است.

6. روش تولید سنگ زنی

مشابه چرخ دنده، سنگ زنی روش تولید یک روش تکمیل دقیق است، به ویژه برای چرخ دنده های سخت شده. می تواند از چرخ های کرم زنی، چرخ های سنگ زنی مخروطی یا چرخ های سنگ زنی دیسکی استفاده کند.

7. Honing دنده

مشابه تراشیدن چرخ دنده، تراش چرخ دنده از یک چرخ تراش استفاده می کند و قطعه کار بدون ضربه متقابل شبکه بندی می کند. لغزش نسبی با فشار اعمال شده دندانه های چرخ دنده را تقویت می کند.

8. سیم EDM

مخفف ماشین‌کاری تخلیه الکتریکی، سیم EDM از حفاری و شکل‌دهی EDM توسعه می‌یابد، کاربردهای خود را گسترش می‌دهد و تا حدی جایگزین روش‌های سنتی EDM می‌شود.

ساخت چرخ دنده یک فرآیند بسیار پیچیده است که به تکنیک های صحیح برای امکان تولید کارآمد نیاز دارد. هر مرحله باید به ابعاد دقیق برسد.

چرخه تولید چرخ دنده معمولاً شامل چرخش، سوراخ کردن چرخ دنده، شکل دهی چرخ دنده، تراشیدن چرخ دنده، چرخش سخت، سنگ زنی چرخ دنده، تراش دنده، سوراخ کردن، سنگ زنی سوراخ داخلی، جوشکاری و اندازه گیری است. سیستم های بستن مناسب برای این فرآیندها بسیار مهم هستند که در کنار ابزارها و تکنیک های پردازش چرخ دنده معرفی خواهند شد.

مروری جامع بر ابزارها و تکنیک های پردازش چرخ دنده