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Obwohl der Ritzel klein ist, spielt es eine Schlüsselrolle bei präzisen mechanischen Geräten, muss die Stromversorgung stetig übertragen und die Bewegung genau steuern. Wie lange dieser kleine Teil verwendet werden kann und wie gut er funktioniert, hängt weitgehend davon ab, welches Material Sie es machen möchten. Verschiedene Materialien wie langlebige Stahl, rostbezogene Messing oder leichte Kunststoffe haben jeweils ihre eigenen Vor- und Nachteile und anwendbaren Szenarien.

Als nächstes schauen wir uns die Eigenschaften der häufig verwendeten Materialien für Pinion-Bearbeitung an.

Was ist Pinion -Bearbeitung?

Normalerweise Wir betrachten die Zahnräder mit einem Modul von weniger als 1 mm und einem Durchmesser von weniger als 10 mm als Andringungen . Sie werden in kompakten und äußerst anspruchsvollen Mikroausstattung wie medizinischen Geräten, Robotergelenken und Mikroleitfächern verwendet. Dies erfordert, dass die Präzision der Ritzelbearbeitung extrem hoch sein muss und die Oberfläche so glatt wie ein Spiegel sein muss, um ein reibungsloses Getriebe, niedrige Rauschen, hohe Effizienz und lange Lebensdauer zu gewährleisten.

Die Bearbeitung dieser Ritzel ist sehr schwierig: Die kleine Größe erschwert das Klemmen, und die Form, Richtung und Abstand der winzigen Zähne müssen extrem genau sein. Die Toleranzen von Größe, Rundheit, Runout usw. sind sehr streng kontrolliert. Gleichzeitig muss Die Zahnoberfläche muss extrem glatt sein , um die Reibung und Verschleiß zu reduzieren.

Wie funktioniert die Pinionbearbeitung?

1. Präzisionsmaterialzubereitung

• Materialauswahl: häufig verwendet werden hochfeste Legierungsstahl, Edelstahl oder Kunststoffe aus der Hartentechnik.
• Vorläufiger Form: Nach dem Erhalten des Materials besteht der erste Schritt darin, eine Lücke in der Nähe der Form des Ganges zu machen. Um Material zu sparen und die nachfolgende Verarbeitung zu reduzieren, precision drehen oder kalte Überschrift (dh, um die Metallform eine raue Form zu erzeugen) wird im Allgemeinen verwendet, um diesen Schritt zu vervollständigen.

2. Kernprozess: Zahnformbearbeitung

mit dem anfänglichen Blank Der kritischste Teil der Zahnform beginnt verarbeitet zu werden . Es gibt zwei Mainstream -Methoden:

(1) Zahnrad -Hobbing

• Das Prinzip ist sehr einfach: Verwenden Sie ein Hochgeschwindigkeits-rotierendes, gezahntes Kochfeld und ein rotierendes Werkstück, um sich gegenseitig beißen, genau wie eine Form auszudrucken und eine genaue involvente Zahnform auszurollen.
• Anforderungen an die hohe Maschine: Eine computergesteuerte CNC-Ausrüstungsmaschine muss verwendet werden Wear-resistent).
• Genauigkeit ist der Schlüssel: Die Maschine selbst muss besonders stabil sein, der Positionsfehler darf bei jeder Wiederholung von 0,003 mm nicht überschreiten, und die Spindel muss weniger als tausendstel Millimeter (1 Mikron) schwingen, wenn sie dreht.

(2) Zahnrad -Hobbing

• im Allgemeinen zum Umgang mit speziellen Strukturen verwendet. Einige Zahnradformen können nicht vorgeboren werden, wie z.
• Es verwendet einen sehr kleinen (2 mm) kleinen Zahnrad -Hobbingschneider, der mit hoher Geschwindigkeit auf und ab springt, um die Zähne nacheinander auszuschneiden.

3. Feine Ritzelbearbeitungs- und Formtechnologie

Manchmal, um eine bessere Leistung oder einen besseren Prozess zu erzielen, besonders schwer zu schneiden, fachlichere Formmethoden werden verwendet :

kaltes Extrusionsformular:

• Kurz gesagt, es besteht darin, unter großem Druck eine sehr harte Form zu verwenden, um das Metalllader in eine Zahnradform wie Kneten Plasticin direkt zu drücken. Dies schneidet nicht.
• Die Metalltextur in der Zahnradoberfläche des extrudierten Ganges ist kontinuierlich und vollständig, ohne Spuren des Schneidens, und die Gesamtfestigkeit kann um mehr als 30%erhöht werden. Daher verwenden wir diese Methode häufig, um diese kleinen und fordern in Uhren zu fordern .

Pulvermetallurgie:

• Verwenden Sie Ultra-Fine-Metallpulver oder Keramikpulver, Injizieren Sie sie zuerst wie eine Injektion und erhalten Sie einen grünen Bühne mit einer Form, die sehr nahe am Endprodukt liegt, und erhitzen Sie es dann bei Hochtemperatur und Form.
• Offensichtliche Vorteile: Komplexe Zähne können direkt hergestellt werden, wie z.

4. Final Finishing Process

Nach der groben Verarbeitung oder Bildung der Zahnform erfüllt die Oberflächengenauigkeit möglicherweise nicht den Standard, und es ist eine weitere Veredung erforderlich:

• Präzisionsrasur: Verwenden Sie einen Rasierschneider mit einer speziellen Klinge, um die rollte/eingeführte Zahnrad-Zahnoberfläche vorsichtig abzukratzen, nur ein wenig Metall mit 5 bis 10 Mikronen dicke , wodurch die Zahnoberfläche schlimmer und regelmäßiger.
• Honen: Lassen Sie die Ausrüstung und ein abrasivem Keramik-Honenrad gegenseitig beißen und kontaktieren Sie sich beim Drehen. Mit der winzigen Reibung zwischen ihnen und der Wirkung des Schleifmittels sind die winzigen Mängel nach und nach weggezogen, und die Zahnoberfläche ist weiter poliert, und die Oberflächenrauheit kann einen sehr niedrigen Niveau erreichen (RA -Wert ist besser als 0,1 Mikrone).
• Chemisches mechanisches Polieren: Wenn die Zahnoberfläche extrem glatt sein muss und einen Spiegeleffekt erzielen (z. B. in Präzisionsgeräten verwendet), verwenden Sie CMP. Diese Methode kann eine Zahnoberfläche mit ultra-hoher Präzisionsfinish erhalten (RA weniger als 0,05 Mikrometer).

5. Gewährleistung der Qualität

Egal wie gut die Zahnräder gemacht werden, sie müssen streng geprüft werden, um die Qualität zu gewährleisten:

Kerninspektionsausrüstung: js verwendet normalerweise eine spezielle computergesteuerte Koordinatenmessmaschine , die die Schlüsselparameter der Zahnräder hauptsächlich inklusive:

genau messen kann:

• Ist das Zahnprofil genau?
• Ist die Richtung der Zähne verzerrt?
• Sind alle Zähne gleichmäßig in der Mitte verteilt?

Echtzeitanpassung: Das Wichtigste ist, dass die erkannten Daten direkt an die Verarbeitungsmaschine informiert werden können. Die Maschine kann die Bewegungsbahn des Werkzeugs sofort basierend auf diesen Ergebnissen fein abstellen und den gerade im nächsten Werkstück oder nachfolgenden Verarbeitungsschritten gemessenen Fehler kompensieren. Bilden Sie einen automatischen Zyklus von Messung, Korrektur und Wiederaufbereitung, um sicherzustellen, dass die Zahnräder perfekt sind.

Technische Schwierigkeiten und Lösungen:

Herausforderung	TECHNISCHE TECHNISCHE ZEITEN FÜR JS
Schneidwerkzeuge sind anfällig für Deformation/Breakage	Diamond/Cubic Boron Nitrid (CBN) Beschichtete Schneidwerkzeuge.
Kleine Werkstück Klemmdeformation	Vakuum-Saugnapfbecher/Niedrige Spannungselastik.
Schneiden von Wärme verursacht eine dimensionale Drift	Mikroschmiermittel (MQL) Low-Temperatur-Schneiden.
Burrs sind schwer zu entfernen	Elektrolytisches Abgrenzung/Plasma-Radierung.

Welche Materialien werden zur Bearbeitung von Ritzel verwendet?

Am häufigsten verwendete Metallmaterialien

1. Hochfestes Legierungsstahl:

• Stahlvergaser: wie Japans SCM415, Chinas 20crmnti und die US -amerikanischen 8620.
• Stahllöschstahl: Hoch kohlenstoffhaltiges Chrom-Lagerstahl wie SUJ2 und GCR15.

Verarbeitungstechnologie:

• Kohlensaugen und Löschung: Machen Sie die Oberfläche des Ritzels sehr hart (bis zu HRC58-62), sehr abgenutzt, während der Kern eine gute Zähigkeit beibehält und nicht leicht zu brechen ist. Kleine Reduktionsgeräte in Autos werden häufig auf diese Weise verwendet .
• Vakuumwärmebehandlung: Besonders geeignet für die Verarbeitung sehr kleiner und extrem hochpräzierender Stiftungen (Modul weniger als 0,3 mm), was die Verformung der Zahnrad effektiv reduzieren kann.

Vorteile: Die Ritzel aus diesem Material sind besonders langlebig, können einer großen Kraft standhalten und nicht leicht zu brechen und eine gute Wirkung zu widerstehen. Sie eignen sich am besten für Orte, an denen Sie Kraft ausüben und hart arbeiten müssen.

2. Edelstahl

• Austenitischer Edelstahl: Sehr korrosionsresistent, nicht leicht zu rosten.
• martensitisches Edelstahl: Er kann durch Wärmebehandlung gehärtet werden (Oberflächenhärte kann den HRC50 überschreiten) und ist relativ träge.
• Besondere Anforderungen: Pinion wie diejenigen in chirurgischen Robotern müssen auch Special Biosafety-Zertifizierung (wie ISO 10993) .
bestehen.

3. Spezielle Legierungen

• Titanlegierung: Licht, stark und besonders korrosionsbeständig. Es wird in Small und kritische Antriebssysteme in Flugzeugen und Raumfahrzeugen .
• Kupferlegierung: Es hat einen gewissen Schmiereffekt und eine gute Fähigkeit zur guten Stoßdämpfung. Es wird häufig in kleinen Zahnrädern in einigen Präzisionsinstrumenten verwendet.

Engineering Plastics

1. Gemeinsame technische Kunststoffe

Material	charakteristisch	Anwendungsszenarien
POM (Polyoxymethylen)	hohe Starrheit, geringer Reibungskoeffizient, einfach zu verarbeiten.	Druckerpapier-Fütterungsgetriebe.
PA66+Glasfaser	Verbesserte Temperaturwiderstand (120 ℃) ​​und Kriechwiderstand.	Autofenster-Maschinenantriebsgetriebe.
Peek (Polyetheretherketon)	260 ℃ Temperaturfestigkeit und chemische Korrosionsbeständigkeit.	Hochtemperaturübertragung von Halbleiterausrüstung.

2. Special Modified Plastics

• gefüllt mit Graphit/PTFE: Verbesserung der Selbstschmierung (ölfreie Umgebung).
• Kohlefaserverstärkung: Verbesserung der Starrheit und dimensionalen Stabilität (Robotergelenksgetriebe).

verwendet werden, "Materials".

Welche Faktoren sollten bei der Auswahl des richtigen Materials für die Bearbeitung des Ritzels berücksichtigt werden?

1. Arbeitsbedingungen und Lastanforderungen

(1) Lasttyp und Größe:

• Das Drehmoment und die Biegespannung der Ritzelbearbeitung beeinflussen direkt den Kraftpegel der Zahnwurzel und der Zahnoberfläche. Je größer die Last ist, desto höher ist die materielle Festigkeit erforderlich.
• Wenn das System häufig Starts, Stopps, Überladungen oder externe Schocks hat, muss das Material eine gute Härte haben, um diesen plötzlichen Kräften standzuhalten.

(2) Geschwindigkeit:

Je schneller das Zahnrad dreht, desto mehr Wärme wird erzeugt und je größer die dynamische Belastung und Trägheit, der sie ausgesetzt ist. Dies stellt höhere Anforderungen an die hohe Temperaturfestigkeit des Materials, die Fähigkeit, Ermüdungsschäden zu widerstehen und Widerstand zu tragen. Bei hohen Geschwindigkeiten kann das Gewicht des Materials auch das Trägheitsmoment beeinflussen, das berücksichtigt werden muss.

(3) Arbeitsumgebung:

• Temperatur: Hohe Temperatur macht das Material weicher, verringert die Festigkeit und Härte und kann sogar eine langsame Verformung verursachen. Niedrige Temperatur macht das Material spröde und verringert die Zähigkeit. Stellen Sie bei der Auswahl von Materialien sicher, dass die Materialien die erforderliche Leistung bei der Arbeitstemperatur aufrechterhalten können.
• Korrosion: Wenn die Ritzelbearbeitung Feuchtigkeit, Säure, Alkali, Salzspray oder anderen korrosiven Umgebungen ausgesetzt ist, verringert Korrosion die Ermüdungsfestigkeit des Materials erheblich. In diesem Fall ist es erforderlich, korrosionsbeständige Materialien auswählen oder die Ritzeloberfläche schützen (wie Beschichtung, Elektrieren).

2. Funktionale Anforderungen von Pinion

• Stärke und Steifheit sind die Grundlage: Die Zahnwurzel ist anti-biege und kloster Bruch, und der Zahnoberflächenkontakt ist Anti-Pitting und Spalling. Der Schlüssel ist die Ertragsfestigkeit, Zugfestigkeit, Biegung und Kontaktfestigkeit des Materials.
• Die Zahnoberfläche muss hart und abgenutzt sein: Die Kontaktoberflächenhärte muss hoch sein, um Schleifkratzern und Klebstoffverschleiß zu widerstehen, und Der Verschleiß Widerstand hängt direkt von der Oberflächenhärte ab .
.
• Zähigkeit: Das Material muss hart sein und spröde Frakturen verhindern. Hohe Stärke und hohe Zähigkeit sind schwer zu berücksichtigen. Carburized Stahl wird häufig für den Aufprall ausgewählt, und für die stabile Last wird ausgewählt.
• Ermüdungswiderstandsfunktion: Ritzel werden wiederholt betont, und Müdigkeitsschäden (Zahnbruch, Lochfraß) ist die Hauptursache. Biegung und Kontaktermüdungsgrenzen sind entscheidend.
• Dimensionsstabilität: Die Präzisionsanforderungen für die Bearbeitung von Ritzeln sind hoch. Die Materialauswahl sollte Härtbarkeit, Verformung der kleinen Wärmebehandlung und Bequemlichkeit für die anschließende Schleifkorrektur berücksichtigen.
• Leichtes Gewicht: Wenn Luftfahrt, Automobile usw. das Gewicht reduzieren, leichte Materialien (Aluminiumlegierung, technische Kunststoffe, Pulvermetallurgie) oder leichte Designs können ausgewählt werden, während die Festigkeit und Steifheit sichergestellt wird.

3. Wärmebehandlung von Materialien

• Härtbarkeit: Die Fähigkeit eines Materials, die erforderliche Härte zu erhalten, insbesondere wenn die Größe groß ist. Ritzel sind klein und die Härte ist normalerweise kein großes Problem, aber die Gleichmäßigkeit muss berücksichtigt werden.
• Deformation der Wärmebehandlung: Die Größe und Formänderungen durch verschiedene Materialien und Wärmebehandlungsprozesse variieren stark. Wärmebehandlungsdeformation ist einer der Hauptfaktoren, die die Genauigkeit von Pinions beeinflussen . Es ist notwendig, Materialien mit guter Wärmebehandlungsprozessbarkeit und geringer Verformung auszuwählen oder eine ausreichende Marge für die anschließende Veredelung zu reservieren. Carburisierung von Quenching und Induktionslöschen werden häufig für harte Zahnoberflächen verwendet.

4. Die Besonderheit von Pinions

• Ausfallrisiko: Im Zahnradzug hat die Ritzendemenbearbeitung eine kleine Anzahl von Zähnen und jeder Zahn nimmt mehrmals daran teil. Theoretisch ist es anfälliger für Ermüdungsversagen als große Zahnräder. Die Auswahl der Materialien sollte sich mehr auf ihre Ermüdungsfestigkeit und Oberflächendauer konzentrieren.
• Entwurfsgröße: Kleine Größe ist relativ einfacher zu härten, und der Wärmebehandlungsprozess kann mehr Platz für die Auswahl haben.

Welches haltbarer, Stahl- oder Plastikgetriebe?

1. Stahlritzel sind normalerweise langlebiger und haben eine längere Lebensdauer:

• Material ist stark und hart: Stahl selbst ist sehr stark und hart und kann viel Kraft standhalten und ist besonders gegen Verschleiß widerstandsfähig. Dies bedeutet, dass unter der gleichen harten Arbeit Stahlzähne nicht leicht abgenutzt oder aus der Form gepresst werden.
• Wärme- und Druckwiderstand: Es kann höhere Arbeitstemperaturen, höhere Druck und Torsionskraft standhalten, und es ist nach einer langen Zeit harter Arbeit nicht einfach, müde und deformiert oder geknackt zu werden.
• Lebensvorteil: Im Allgemeinen, an Orten, an denen starke Arbeit, hohe Kraft, hohe Geschwindigkeit oder hohe Umgebungstemperatur erforderlich sind, erhalten Sie eine längere Gebrauchszeit.

2. Plastikritzel sind im Allgemeinen nicht so abgenutzt wie Stahl:

• Angst vor Wärme und Verformung: Kunststoffe neigen dazu, sich zu erweichen und zu verformen, wenn sie hohen Temperaturen ausgesetzt sind, und ihre Festigkeit ist auch schlecht. Unter kontinuierlicher starker Kraft oder Hochgeschwindigkeitsrotation trägt es eher direkt
• Angst vor dem Altern: Einige Kunststoffe werden im Laufe der Zeit spröde, oder ihre Leistung verschlechtert sich nach dem Kontakt mit bestimmten Ölen und Chemikalien.
• Leicht und ruhig: Die Vorteile von Plastik sind leichtes Gewicht, ruhiger Betrieb und in vielen Fällen sind keine zusätzlichen Ölen und Wartung erforderlich, und es wird nicht rosten.

Unsere Auswahlempfehlungen:

• Wenn Sie Verschleiß standhalten und sie für lange Zeit verwenden müssen, sind Stahlgeräte die erste Wahl. Zum Beispiel die Schlüsselgänge im Autogetriebe und die Teile, die für Hochleistungsgetriebe in Fabrikmaschinen verantwortlich sind.
• Wenn Sie sich mehr um geringes Gewicht, niedrige Rauschen und wenige Umgebungsbeschränkungen kümmern, können Plastikgetriebe verwendet werden und kostengünstiger. Zum Beispiel die Pinion-Bearbeitung in Spielzeugen und Die hellbeloderten Zahnräder in Timern der Haushaltsgeräte .

wird die Auswahl billiger Materialien die Lebensdauer des Ritzels verkürzen?

Im Allgemeinen wird die Auswahl billiger Materialien wahrscheinlich die Lebensdauer der kleinen Zahnräder verkürzen, aber dies hängt davon ab, wie die Materialien und die Verwendung der Zahnräder verwendet werden.

1. Wechsel zu schlechteren Materialien (wie Kunststoff zu Stahl):

Dies wird mit ziemlicher Sicherheit das Leben der Ritzelbearbeitung verkürzen. Kunststoffe sind in Festigkeit, Wärmebeständigkeit und Verschleißfestigkeit weit unterlegen. Wenn Plastik verwendet wird, wenn Stahl zum Sparen von Geld verwendet werden soll, Die Zahnräder sind leicht deformiert , abgenutzt oder unter hohem Kraft, Hochgeschwindigkeits-Temperatur und hohes Temperatur.

2. Verwenden Sie billigere ähnliche Materialien:

Das ist riskant. Es ist nicht 100% sicher, dass etwas schief geht, aber die Wahrscheinlichkeit, dass etwas schief geht. Diese Art von Ritzelbearbeitung ist eher eine Verformung, trägt sich schneller oder erzeugt leicht Metallmüdigkeit unter schweren Lasten. Es mag nicht sofort brechen, aber es ist definitiv nicht so langlebig wie guter Stahl, und die Lebensdauer kann unwissentlich reduziert werden.

oder verwenden Sie billigeres Kunststoff, der weicher, mehr Angst vor Hitze und anfälliger für Alterung und Sprödigkeit sein kann. In der gleichen Nutzungsumgebung wird es schneller durchbrechen.

Schlüsselpunkte zu beachten:

• Wenn die Ritzelbearbeitung nur eine sanfte Rotation in einem Hausmixer ist, kann es in Ordnung sein, billigere Materialien zu verwenden. Aber wenn es Finden Sie einen seriösen Lieferanten Die Verwendung regelmäßiger und billigerer Materialien ist normalerweise sicherer als einen markennamen Hersteller zu finden.

Zusammenfassung

Pinion -Bearbeitung, es ist nicht einfach, Materialien dafür auszuwählen. Wir bei JS wissen, dass dies eine umfassende Bewertung der Stärke, Zähigkeit, Verschleißfestigkeit sowie Machbarkeit des Materials erfordert. unser professionelles Team versteht die Eigenschaften verschiedener Materialien tiefgreifend, kombiniert die Arbeitsszenarien und Leistungsanforderungen der Pinionbearbeitung genau und trifft genaue Entscheidungen.

Bitte denken Sie daran, dass für Präzisionsübertragungssysteme die Hochleistungsmaterialien, die JS für Kleber entspricht

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FAQs

1. Was ist die primäre Überlegung bei der Auswahl von Materialien?

Die primäre Überlegung für die Auswahl von Ritzelmaterialien besteht darin, die Leistungsanforderungen der Arbeitsbedingungen zu erfüllen, die Machbarkeit der Verarbeitungstechnologie zu entsprechen und schließlich die Kosteneffizienz zu optimieren. Zum Beispiel wird Legierungsstahl in Hochleistungsszenarien verwendet, Edelstahl wird in korrosiven Umgebungen ausgewählt, und wirtschaftlicher Kohlenstoffstahl werden unter normalen Arbeitsbedingungen verwendet.

2. Wann verwendet Edelstahl?

Edelstahl eignet sich für Szenarien mit hoher Korrosion oder strengen Sauberkeitsanforderungen. Wenn beispielsweise die Zahnräder der Lebensmittelverarbeitungsgeräte Säure- und Alkali -Reinigungsmitteln ausgesetzt sind, werden Schiffsräder Salzspray -Umgebungen ausgesetzt, oder medizinische Geräte müssen häufig desinfiziert werden. Zu diesem Zeitpunkt wird eine gewisse Schnittwirtschaft im Austausch gegen Korrosionsbeständigkeit geopfert, aber die Kosten sind 40% -60% höher als Kohlenstoffstahl.

3. Was sind die Vorteile von Legierungsstahl?

Legierungstahl verbessert die Kernleistung durch Hinzufügen von Elementen wie Chrom und Nickel: Verbessert die Stärke und Härte signifikant und hält gleichzeitig eine gute Zähigkeit aufrecht. Verbessert den Verschleißfestigkeit und die Müdigkeitsbeständigkeit und verlängert die Lebensdauer. Ermöglicht eine feine Leistungsanpassung durch Wärmebehandlung. Geeignet für harte Arbeitsbedingungen wie schwere Lasten und hohe Geschwindigkeiten, obwohl die Kosten höher als Kohlenstoffstahl sind, hat es eine hervorragende Kostenleistung.

4. Sind die Abschlussanforderungen im Zusammenhang mit Materialien?

Abschlussanforderungen hängen direkt mit den Materialeigenschaften zusammen. Materialhärte beeinflusst die Werkzeugauswahl und Oberflächenbeschaffung. Duktilität hängt mit der Burr -Kontrolle zusammen. Die Wärmebehandlungsstabilität bestimmt die dimensionale Genauigkeit. Unterschiedliche Materialien erfordern eine gezielte Einstellung der Schnittparameter.

Ressource

Plastik

rack und pinion

Ausrüstung Forming

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