산업기술
산업 제조
안녕하세요, 건강하시기를 바랍니다. 이 기사에서는 다양한 유형의 기어 절단 공정이 무엇인지 논의할 것입니다. 상세히. 먼저 소개와 약간의 역사를 살펴본 다음 다양한 유형의 기어 절단 공정을 모두 연구합니다.
먼저 소개를 시작하겠습니다.
기어는 기계의 중요한 구성 요소입니다. 기계의 한 축에서 다른 축으로 동력이나 동작 또는 둘 다를 전달하는 것이 유일한 목적인 단단한 강성 요소입니다.
그것은 주변을 따라 셀 수 있는 수의 톱니가 있는 둥근 빈 바퀴입니다. 기어는 힘든 서비스 조건을 거칩니다. 기계 분야의 광범위한 요구 사항을 충족하려면 견고하고 신뢰할 수 있으며 고효율 및 경제적인 기어를 설계하는 것이 중요합니다.
기어 디자인의 세부 사항은 제조를 특별하게 만듭니다. 기어 제작은 전적으로 정밀한 작업입니다. 기어 디자인은 전 세계적으로 수세기 동안 표준으로 남아 있습니다.
기어 절단은 기어만 절단하도록 설계된 특수 기계에서 수행됩니다. 세월이 흐르면서 기어 절단 이외의 다목적 작업을 수행할 수 있지만 기어의 대규모 생산에는 적합하지 않은 밀링 머신이 여전히 구식입니다.
고대에는 운동과 힘을 전달하기 위해 일종의 둥근 빈 바퀴가 사용되었습니다. 마찰 바퀴는 그림과 같이 단순한 디자인을 가지고 있습니다. 1.0.
바퀴는 각 샤프트의 끝에 고정된 단순한 원형 디스크였습니다. 동력 전달은 한 축의 면을 다른 축의 면 위로 굴림으로써 이루어졌습니다.
짝을 이루는 부품은 그들 사이에 생성된 마찰에 의해 서로 회전했습니다. 그 후 1897년 발명품으로 Herman Pfuater가 톱니바퀴라고 하는 톱니바퀴의 기초가 되는 톱니바퀴를 절단할 수 있는 기계를 발명했습니다.
그때부터 지금까지 기어 절단 기술을 연습하고 있습니다.
자동화의 세대에서 기어는 크게 3가지 방법으로 제작되고 있습니다.
기어는 다양한 주조 공정으로 생산할 수 있습니다. 가장 일반적이고 경제적인 공정은 모래 주조입니다. 대형 기어 및 모듈을 저렴한 비용으로 제작할 수 있습니다.
이 기어는 일반적으로 거칠고 부정확하며 작동 소음과 동작 정확도가 허용되는 응용 분야에서도 마찬가지입니다. 모래 주조는 일회성 또는 소량 배치에 적합합니다. 인베스트먼트 주조로 만든 기어는 표면 조도가 좋고 치수 정확도가 높습니다.
이들은 모래 주조로 만든 기어에 비해 큰 하중을 견딜 수 있는 강한 재료를 사용하여 제조할 수 있습니다.
사출 성형은 또한 더 높은 정확도와 동작으로 낮은 하중에 사용할 수 있는 열가소성 수지 기어를 생산합니다.
쉘 몰딩은 또한 가장 저렴하기 때문에 작은 기어를 생산하는 데 사용되기도 합니다. 그러나 주조는 기어의 대량 생산 요구 사항을 충족하지 않습니다.
두 번째 방법은 성형 공정,
성형 공법에 의한 기어 제작은 롤 성형, 압출 및 냉간 드로잉 공정을 실행합니다.
이 과정에서 기어 블랭크가 샤프트에 장착되고 롤링 다이에 대해 강제로 롤링됩니다. 몇 번의 회전이 주어집니다. 블랭크 휠에 다이를 누르면 이 톱니바퀴에 솔리드가 만들어집니다.
이 공정으로 만든 기어는 강도와 정확도가 우수합니다. 롤 포밍은 용도에 따라 열간 및 냉간 모두에서 수행됩니다.
이 방법으로 생산된 기어는 마무리 작업이 필요하지 않습니다. 이 방법은 또한 많은 재료를 절약하지만 이 기어 제조 방법에 사용되는 기계는 매우 고가입니다.
이 방법의 주목할만한 장점은 롤링 과정에서 휠과 톱니에서 발생하는 소성 변형으로 인해 기어가 인장과 압축 모두에서 더 강해진다는 것입니다.
압출은 정확한 치수의 작은 기어를 만드는 가장 좋은 방법입니다.
이 제조 방법에서 막대는 그림과 같이 길이를 따라 막대의 전체 표면에 기어를 만들기 위해 성형 다이를 통해 냉간 인발됩니다. 1.1. 그런 다음 조각된 바의 길이에서 더 작은 길이가 잘립니다.
각각의 작은 길이는 필요한 기어의 두께와 같습니다. 작업을 완료하려면 마무리 연삭만 필요합니다. 이전에는 알루미늄, 황동, 청동 및 마그네슘 합금이 압출되었습니다.
그러나 지금은 최대 60mm 직경의 강철 막대. 제조 상거래에서 압출되고 있습니다. 이 방법으로 제작된 기어는 시계, 시계, 프린터, 타자기 등에 가장 일반적으로 사용됩니다.
이름 자체에서 알 수 있듯이 이 방법에서는 블랭크 휠을 가공하여 공작물에서 금속을 제거하여 주변을 따라 기어 톱니를 생성합니다.
이 절단 기어 방법에서 주요 방법은 다음과 같습니다.
이 방법에서는 커터를 사용하여 블랭크 휠에서 금속을 제거합니다. 많은 경우에 커터는 기어의 각 톱니 사이의 간격과 동일한 두께를 갖습니다. 작동을 위해 대패 및 셰이퍼 기계에 단일 지점 절단 도구가 사용됩니다.
반면 밀링 머신에서는 공작물의 기어를 프로파일링하는 데 원형 다중 톱니 공구가 사용됩니다. 이 방법을 사용하려면 다양한 기어 프로파일을 위한 특수 커터가 필요하며 대량 생산에는 적합하지 않습니다.
이 방법으로 기어를 절단하는 다양한 방법은 다음과 같습니다.
평 기어는 범용 밀링 머신에서 쉽게 제조할 수 있습니다. 이 기어 절단 원리에서 솔리드 블랭크 휠은 분할 헤드에 연결된 맨드릴에 장착됩니다. 커터는 아버에 장착됩니다.
커터의 축은 그림 1.2와 같이 항상 기어 블랭크의 축에 수직입니다. 다음으로, 블랭크 휠의 수직축은 커터의 수평축과 적절하게 일치됩니다.
그런 다음 테이블은 커터의 노즈가 기어 블랭크 휠의 주변에 닿을 때까지 수직 이동 크랭크를 사용하여 위쪽으로 이동합니다. 인덱싱 움직임은 미리 계산되어 그에 따라 결정됩니다.
그런 다음 필요한 높이, 즉 치아의 깊이와 같은 무릎을 올리고 수직 영점을 설정합니다. 동시에 커터에 전원이 공급됩니다.
단일 패스에서 하나의 치아가 완성되고 테이블이 시작 위치로 돌아갑니다. 기어를 두 번 이상 절단해야 하는 경우 이 수직 이동이 더 적을 수 있습니다. 그런 다음 기어 블랭크는 다음 치아에 대해 인덱싱됩니다.
기어 블랭크 휠의 주변을 따라 필요한 수의 톱니가 절단될 때까지 동일한 작업 주기가 반복됩니다.
범용 밀링 머신에서 헬리컬 기어 또는 웜을 만드는 경우 나선 밀링 부착물 사용.
헬릭스 각도는 커터와 기어 블랭크 휠을 서로 경사지게 설정하기 위해 부착물을 사용하여 얻습니다. 헬리컬 기어 절단에는 두 개의 커터 세트가 사용됩니다.
하나는 황삭용이고 다른 하나는 정삭용입니다. 이 기어도 위에서 설명한 동일한 작업 순서로 절단됩니다.
대피치의 피니언을 제작하기 위해 디스크형 커터 대신 엔드밀 커터를 사용한다. 엔드밀 커터 척을 통해 밀링 머신 스핀들에 장착됩니다.
밀링 머신에서 기어를 생산하는 것은 가장 간단하고 경제적인 방법 중 하나입니다. 스퍼, 베벨 및 헬리컬 유형의 기어와 랙도 기어 밀링 방법으로 만들 수 있습니다.
인덱싱 동작이 정확하지 않아 제작된 기어의 품질이 정확하다고 볼 수 없습니다.
기어는 셰이퍼, 대패 또는 슬로팅 머신에서도 제조할 수 있습니다. 이 제조 방법에서는 그림 1.3과 같이 블랭크 휠에 톱니를 스크라이빙하기 위해 단일 포인트 형태 도구가 사용됩니다.
이 모든 기계에서 기어 블랭크는 심압대와 분할 헤드 사이에 위치한 맨드릴에 장착됩니다. 밀링 머신의 분할 헤드는 이러한 머신의 테이블에 직접 볼트로 고정할 수 있습니다. 소규모 생산에서 기어 블랭크는 그림과 같이 척에 직접 장착됩니다. 1.4.
공구가 공구 헤드에 단단히 장착되었습니다. 이러한 각 기계에서 기어 절삭은 공작물에 대해 공구를 왕복하거나 단일 포인트 절삭 공구를 지나는 기어 블랭크 휠을 왕복하여 수행됩니다.
셰이퍼 및 슬로터 기계의 경우, 기어 블랭크 휠은 각각 척과 고정구에 고정되어 있는 반면 단일 포인트 절삭 공구는 공작물을 지나 왕복합니다. 도구는 그림과 같이 두 경우 모두 기계의 램에 부착됩니다. 1.4.
대패 기계의 경우 블랭크 휠을 고정하는 테이블이 도구를 지나 왕복하는 동안 단일 지점 절삭 도구는 정지 상태를 유지합니다. 톱니의 깊이는 수직 축을 따라 공구 헤드의 움직임에 의해 조정됩니다. 각 톱니를 절단한 후 인덱싱하여 휠을 한 방향으로 회전합니다.
따라서, 공구 또는 블랭크 휠을 왕복하는 동작을 반복하여 새로운 치아를 절단한다. 블랭크 휠 주변을 따라 필요한 수의 톱니가 제조될 때까지 이 순서를 반복합니다.
이 기어 절단 방법은 비용 효율적이고 경제적이지만 절단 동작이 느리기 때문에 대량 생산에 적합하지 않은 것이 가장 큰 단점입니다. 따라서 이 방법은 기어 제작에 널리 사용되지 않습니다.
셰이퍼 대 대패 기계 및 슬로터 기계의 기어 절단 비교:
| 셰이퍼 머신 | 대패 기계 | 슬로터 머신 |
| 기어 블랭크 휠이 고정된 상태로 유지됨 | 도구는 고정되어 있습니다. | 기어 블랭크 휠은 고정되어 있습니다. |
| 공구는 빈 바퀴를 지나서 왕복합니다. | 빈 휠이 도구를 지나서 왕복합니다. | 공구는 빈 바퀴를 지나서 왕복합니다. |
| 빈 휠이 척에 장착됨 | 빈 휠이 작업대에 고정됩니다. | 빈 휠이 고정 장치에 고정되어 있습니다. |
| 절삭 깊이 감소 | 더 높은 절삭 깊이 | 절삭 깊이 감소 |
브로칭은 브로칭 기계에서 수행되는 가공 작업입니다. 브로칭 작업에 사용하는 도구를 '브로치'라고 합니다. 이것은 매우 빠른 프로세스입니다. 여기에서 기어 두께의 브로치는 그림과 같이 공작물의 내부 또는 외부 표면을 지나서 밀거나 당겨집니다. 1.5.
이 프로세스는 내부 또는 외부에 상관없이 단일 패스에서 기어를 생성할 수 있는 기능이 있습니다. 이 방법은 표면 조도가 우수하여 경제적이고 빠릅니다.
이 방법의 유일한 한계는 고가의 툴링으로 인해 소규모 생산에 적용할 수 없다는 것입니다.
메서드 제목 자체에서 알 수 있듯이 이것은 빠른 프로세스입니다. 단일 패스 또는 2-3개의 패스로 모든 치아를 절단하면 이 방법이 독점적으로 빠릅니다.
이 방법은 브로칭 기법과 유사하나, 여기에서는 하나의 단일 포인트 절삭공구 대신에 블랭크 주변에서 절삭될 필요 잇수에 따라 다수의 절삭공구가 방사상으로 배열된다.
이 프로세스는 내부 및 외부 표면 모두에 기어를 생성합니다. 외부 기어를 절단하기 위해 반경 방향 도구는 중공 헤드 주위에 장착됩니다. 모든 스트로크에 대해 증분 절삭 깊이가 공구에 공급됩니다.
공구의 모든 지연 스트로크를 따라 여유 공간이 제공됩니다. 이 방법은 내외부 평기어, 스플라인, 클러치 톱니 및 특수 기어를 대량으로 절단하는 데 사용할 수 있습니다.
브로칭 공정과 전단 속도 공정에 의한 기어 절단 비교:
| 브로칭 방법 | 전단 속도 방법 |
| 단 하나의 포인트 도구만 사용됩니다. | 같은 치수의 여러 도구가 사용됨 |
| 브로치 도구 사용 | 방사형 도구 사용 |
| 한 번의 패스를 위해 하나의 치아가 절단됩니다. | 모든 치아가 한 번에 절단됩니다. |
| 빠른 프로세스 | 빠른 프로세스 |
| 비교적 저렴한 비용 | 비교적으로 고가의 도구 |
자동화 시대에 가장 많은 수의 기어가 생산되고 있는 것은 '기어 생성 공정'입니다. 기본적이고 중요한 기어 생성 프로세스는 다음과 같습니다.
기어 셰이퍼 작업은 두 가지 다른 방법으로 수행할 수 있습니다. 하나는 '로터리 기어 셰이퍼 커터' 방식이고 다른 하나는 '랙형 셰이퍼 커터' 방식입니다. 기어 절단의 기본 원리는 두 공정 모두 동일합니다.
이 과정에서 커터가 스터브 아버에 장착되는 동안 기어 블랭크가 스핀들 샤프트에 볼트로 고정됩니다. 이 기계의 아버에는 두 개의 운동 축이 있습니다. 하나는 수직 또는 왕복 운동이고 두 번째는 회전입니다.
여기에서 피니언 모양의 커터를 사용하여 블랭크 휠에서 금속을 스크라이브합니다. 커터는 톱니면과 측면에 여유 공간이 있도록 설계되었습니다.
이를 절단하기 위해 커터는 블랭크 휠과 접촉하는 수직 축을 따라 왕복하여 블랭크 휠에서 금속이 제거됩니다. 금속이 절단되는 커터의 하향 직선 운동을 절단 운동이라고 합니다. 후자를 철회하기 위한 커터의 상향 직선 운동을 복귀 스트로크라고 합니다. <엠>.
리턴 스트로크에서 금속이 제거되지 않습니다. 모든 절단과 함께 커터와 블랭크 휠에 상대 회전 속도가 지정됩니다. 이들 간의 느린 상대 회전을 인덱싱 피드라고 합니다. .
아버의 샤프트와 스핀들 샤프트 사이에 연결된 기어 트레인은 그림 1.6과 같이 인덱싱 동작을 달성하기 위해 커터와 블랭크 휠을 서로 반대 방향으로 천천히 회전시킵니다.
블랭크 휠에서 필요한 수의 톱니가 절단될 때까지 커터의 인덱싱 및 왕복 동작이 계속됩니다.
로터리 기어 셰이퍼 커터의 경우 , 블랭크 휠의 주변을 따라 기어를 장식하는 데 사용되는 커터는 그림 1.7과 같이 회전식 피니언입니다.
커터의 톱니는 블랭크 휠에서 절단할 동일한 번호입니다. 이 방법은 더 높은 출력과 웜 및 웜 휠을 제외한 모든 유형의 기어를 절단할 수 있는 기능으로 인해 기어 생성에 널리 사용됩니다.
회전식 기어 셰이퍼 절단은 동일한 작동 원리로 내부 기어 절단에도 적용할 수 있습니다. 로터리 기어 셰이퍼 기계는 수직 및 수평 스핀들 유형 모두에서 널리 사용할 수 있습니다.
일반적으로 수평 회전 기어 셰이퍼 커터 기계에는 두 개의 강력한 아버가 있습니다. 각각은 서로를 향해 안팎으로 왕복합니다.
랙형 기어 셰이퍼 커터에서 랙타입 커터를 이용하여 블랭크 휠에서 금속을 제거하고 치아를 만드는 방식입니다. 작동 원리는 기어 셰이퍼 커터의 기본 원리와 동일합니다.
그림과 같이 랙형 커터가 수직축을 따라 왕복하면서 기어 블랭크 휠을 회전시키는 작업입니다. 1.8.
이 랙형 기어 생성 방식의 가장 큰 한계는 랙의 전체 길이, 즉 커터의 모든 톱니를 활용하여 위치를 커터의 첫 번째 톱니로 재설정할 때마다 가공을 일시 중지해야 한다는 것입니다. 가장 큰 장점은 톱니 수에 관계없이 모든 기어를 만들 수 있다는 것입니다.
이 공정은 주로 인벌류트 톱니의 기어를 만드는 데 사용됩니다. 평기어와 헬리컬기어는 이 방법으로 제작할 수 있는 기어종류입니다.
이 프로세스에 의한 기어는 두 개의 다른 기계에서 만들 수 있습니다. 선덜랜드와 마그. 두 기계 모두 동일한 절단 원리로 작동하지만 구조는 다릅니다.
랙 계획 과정에서 블랭크 휠은 수평 축의 스핀들에 볼트로 고정되고 랙 유형 커터는 아버에 볼트로 고정됩니다. 블랭크 휠에서 인벌류트 톱니를 절단하기 위해 커터가 전진 및 후진 방향으로 왕복하는 동안 블랭크 휠은 정지 상태로 유지됩니다.
커터는 그림 1.9와 같이 2개의 전체 톱니와 2개의 부분 톱니를 스크라이빙합니다. 1.10.
모든 전진 및 후진 스트로크에서 소량의 금속이 제거됩니다. 이러한 유형의 부적절한 치아 스크라이빙은 인벌류트 프로파일 치아를 생성합니다. 그런 다음 기어 블랭크는 랙 유형 커터쪽으로 점차적으로 공급되며, 이 동작은 커터의 톱니가 블랭크 휠의 주변을 관통하게 합니다.
블랭크에 침투하면서 느린 회전 이송 또는 인덱싱 이송이 블랭크 휠에 제공되어 톱니가 생성됩니다. 인벌류트 프로파일 톱니의 생성 원리는 그림 1과 같습니다. 1.9.
블랭크 휠 주변에 필요한 수의 톱니가 만들어질 때까지 동일한 작업 순서를 반복합니다.
이 프로세스의 이름은 발명가 'Sunderland'의 이름을 따서 명명되었습니다. 이 프로세스는 위에서 설명한 것과 동일한 원리인 랙 계획 프로세스에 따라 작동합니다. 또한 이 과정에서 커터도 기어 블랭크와 함께 움직였다가 갑자기 후퇴하여 1피치 거리만큼 후퇴한다.
이 움직임은 치아의 필요한 깊이에 도달한 후에 발생합니다. 커터의 움직임과 블랭크의 회전을 동기화하도록 기어 트레인의 배열이 이루어집니다.
커터가 제자리로 돌아가면 동일한 왕복 동작이 반복되고 이어서 블랭크의 인덱싱과 갑작스러운 후퇴로 공구가 움직입니다.
Sunderland 프로세스의 작동 원리는 그림 1.10에 예시되어 있습니다. 1.11.
이 기어 생성 방식에서는 작업자가 재료에 따라 커터의 왕복 속도를 자유롭게 조정할 수 있습니다.
이 과정에서 블랭크 휠은 축이 수직이 되도록 작업대에 장착되고 랙형 커터는 슬라이드에 장착됩니다. 슬라이드는 축을 따라 자유롭게 왕복합니다.
Maag 프로세스는 또한 랙 평면의 원리에 따라 작동합니다. 또한 커터는 수직면의 모든 경사로 설정할 수 있으므로 커터는 원하는 방향으로 기어를 절단할 수 있습니다. 산업 사진은 그림 1.12에 나와 있습니다.
이 과정에서 기어 블랭크 휠은 호브라는 롤링 커터에 대해 회전합니다. . 호브는 벌레처럼 보이지만 사방에 절단된 여러 직선 플루트를 운반하는 도구입니다.
호브는 아버에 장착되고 블랭크 휠은 스핀들에 장착됩니다. 스핀들은 그림 1.13과 같이 수직 방향으로 자유롭게 이동하고 중심축을 중심으로 회전할 수 있습니다.
이 공정은 대부분 모든 유형의 인벌류트 기어를 생산하는 데 사용됩니다. 이 작업에서 호브는 회전하기에 적합한 속도가 제공됩니다. 동시에, 블랭크는 기어 트레인 배열에 의해 축을 중심으로 회전하도록 만들어집니다.
호브의 절단 톱니는 블랭크에서 금속을 스크라이브합니다. 블랭크가 완전히 회전할 때마다 균일한 깊이의 톱니가 절단됩니다. 블랭크가 회전을 마치면 톱니 깊이가 증가하고 호빙이 반복됩니다.
이 일련의 작업은 원하는 절삭 깊이에 도달할 때까지 반복됩니다. 블랭크는 또한 휠의 두께와 함께 균일한 깊이의 절단을 생성하기 위해 위아래로 움직입니다.
기어 호빙의 산업 사진이 그림 1에 나와 있습니다. 1.14.
이 공정은 모든 휠을 서로 장착하여 여러 개의 블랭크 휠에 동시에 기어를 생성할 수 있습니다.
호빙은 모든 바퀴에 기어가 만들어질 때까지 블랭크 바퀴 세트에서 계속 작동됩니다. 헬리컬 기어를 절단하기 위해 블랭크 휠의 스핀들 샤프트가 적절한 각도로 기울어집니다.
기어 호빙 공법은 짧은 시간에 모든 유형의 기어를 대량 생산할 수 있는 능력 때문에 전 세계적으로 널리 사용됩니다. 기어 호빙의 유일한 한계는 내부 기어를 생성할 수 없다는 것입니다.
모든 주조, 성형, 절단 및 생성 공정에서 생산된 기어는 기계에 장착되기 전에 면도, 연마, 연삭 및 마무리를 위해 보내집니다.
산업기술
안녕하세요, 건강하시기를 바랍니다. 이 기사에서는 다양한 유형의 기어 절단 공정이 무엇인지 논의할 것입니다. 상세히. 먼저 소개와 약간의 역사를 살펴본 다음 다양한 유형의 기어 절단 공정을 모두 연구합니다. 먼저 소개를 시작하겠습니다. 기어 절단 소개: 기어는 기계의 중요한 구성 요소입니다. 기계의 한 축에서 다른 축으로 동력이나 동작 또는 둘 다를 전달하는 것이 유일한 목적인 단단한 강성 요소입니다. 그것은 주변을 따라 셀 수 있는 수의 톱니가 있는 둥근 빈 바퀴입니다. 기어는 힘든 서비스 조건을 거칩니다. 기계 분야의
엔진의 중요한 부분인 기어는 기계의 토크와 속도를 변화시키는 기계 장치입니다. 단순한 형태에서 복잡한 형태에 이르기까지 구체적인 요구사항과 사양을 가진 다양한 유형의 기어가 있습니다. 종종 여러 기어가 복잡한 기계를 형성하지만 항상 그런 것은 아닙니다. 예를 들어, 기어는 시계 바늘의 속도를 조절하는 시계와 같은 단순한 기계에 있습니다. 이 도움말에서는 다양한 기계식 기어와 그 응용 분야에 대해 설명합니다. 계속 읽어봅시다. 기어란 무엇입니까? 기어는 토크와 속도 전달을 가능하게 하는 톱니가 있는 회전 기계 장치입니다. 종종