Изготовление шестерен
Достижения современной науки и техники позволяют производить изготовление шестерен з применением новейших технологий. Что же такое шестерня? Это зубчатое колесо, которое вращается на оси или вместе с ней и передает вращающий момент. Шестерни или зубчатые колеса имеют всевозможную разновидность, в частности: цилиндрическую, коническую, червячную и другие. А по форме зубьев бывают:
- с прямыми зубьями (прямозубые),
- с косыми (косозубые),
- в виде английской буквы V (шевронные).
Шестерни используются, как правило, парами с разным количеством зубьев, что дает возможность получать вращающий момент в зависимости от их числа на ведущей и ведомой шестернях. Применяются зубчатые колеса в высоконагруженных устройствах, где гладкие колеса или ременная передача будут проскальзывать.
Материалы дли изготовления шестерен
Учитывая, что большинство зубчатых колес используются в высоконагруженных механизмах и агрегатах, то для их производства применяются очень твердые материалы. Обычно шестерни любых размеров вырабатываются из:
- железа,
- бронзы,
- чугуна,
- углеродистой стали,
- а также специальной стали, имеющей в своем составе элементы ванадия, никеля или хрома.
Современные достижения химической промышленности позволяют в некоторых слабонагруженных механизмах зубчатые колеса изготавливать из особопрочных полимерных материалов.
Способы изготовления зубчатых колес
Для производства шестерен, с учетом их применения, выбираются и методы изготовления, с соблюдением главного принципа:
- большие шестерни производятся литьем из чугуна или стали. А для высокооборотных агрегатов шестерни вырабатываются путем фрезерования, с приданием зубьям необходимой твердости и устойчивости к износу.
Традиционное производство шестерен проходит несколько последовательных этапов, начальным из которых является выливание или вырезание заготовки из листового проката, с последующей нарезкой зубьев на зубонарезном станочном оборудовании. А на заключительном этапе осуществляется цементировка рабочих поверхностей шестерни.
Шестерни производятся несколькими способами:
- обката или срезания, путем послойного снятия металла;
- с применением гребёнки, снимающей лишний металл по всей окружности колеса;
- обката с применением червячной фрезы;
- нарезки зубьев пальцевой и дисковой фрезами;
- горячего накатывания, с помощью зубонакаточного инструмента, нагревающего заготовку, а потом вдавливающего форму для получения зубчатого колеса.
- обкатки в станочном зацеплении при производстве конических шестерен.
- изготовление шестерен с помощью лазерной резки металла, новейшего метода, с применением высокоточного оптоволоконного лазерного оборудования с числовым программным управлением.
Преимущества лазерного изготовления
Этот способ имеет ряд существенных превосходств перед традиционным производством зубчатых колес:
- Шестерни изготавливаются с любыми профилями зубьев без использования дорогостоящей оснастки.
- Оперативность изготовления и быстрое получение изделия, благодаря высокой скорости резки за счет способности лазерного луча вырезать шестерни за один проход. И исключению из процесса изготовления нескольких технологических операций.
- Возможность изготовлять разное количество высококачественных шестеренок с различными профилями зубьев и любой конфигурацией.
- Высокая точность в соответствии с чертежами конструктора, поскольку погрешность составляет не более десяти сотых миллиметра.
- Возможность сохранять в неизменном виде физико-химические и механические свойства высоколегированного металлопроката из нержавеющей стали.
- Осуществление одновременной поверхностной закалки профиля рабочей части зуба.
- Минимизацией механической деформации изделия.
- Низкое количество отходов, благодаря рациональному раскрою металлопроката, который осуществляется высокоэнергичным лазерным лучом.
- Сокращение производственных затрат, особенно, когда изготавливается незначительное количество зубчатых колес.
- Незначительное термическое воздействие на обрабатываемый материал.
Технология изготовления при помощи лазерной резки
Лазерная резка металла — технологический процесс намного проще и более оперативный, поскольку из процесса исключаются некоторые операции. Схематично процесс изготовления выглядит следующим образом. На первом этапе, на компьютере в специальной программе разрабатывается чертеж шестерни. Потом этот файл с чертежами зубчатого колеса и указанием точных размеров переносится в компьютер станка с числовым программным управлением. А дальше на станок загружается лист металла необходимой толщины, и лазерный луч вырезает изделие согласно разработанному чертежу.
Поэтому изготовление шестерен следует заказывать на предприятиях, имеющих современное лазерное оборудование и станки с числовым программным управлением.