Виготовлення шестерень
Досягнення сучасної науки і техніки дозволяють виробляти виготовлення шестерень з застосуванням новітніх технологій. Що ж таке шестерня? Це зубчасте колесо, яке обертається на осі або разом з нею і передає крутний момент. Шестерні або зубчасті колеса мають всіляку різновид, зокрема: циліндричну, конічну, червячную і інші. А за формою зубів бувають з прямими зубами (прямозубі), з косими (косозубиє) і у вигляді англійської літери V (шевронні).
Шестерні використовуються, як правило, парами з різною кількістю зубів, що дає можливість отримувати крутний момент в залежності від їх числа на провідною і відомою шестернях. Застосовуються зубчасті колеса в високонавантажених пристроях, де гладкі колеса або ремінна передача будуть прослизати.
Матеріали для виготовлення шестерень
З огляду на, що більшість зубчастих коліс використовуються в високонавантажених механізмах і агрегатах, то для їх виробництва застосовуються дуже тверді матеріали. Зазвичай шестерні будь-яких розмірів виробляються з заліза, бронзи, чавуну, вуглецевої сталі, а також спеціальної сталі, що має в своєму складі елементи ванадію, нікелю або хрому. Сучасні досягнення хімічної промисловості дозволяють в деяких слабонавантажених механізмах зубчасті колеса виготовляти з міцних полімерних матеріалів.
Способи виготовлення зубчастих коліс
Для виробництва шестерень, з урахуванням їх застосування, вибираються і методи виготовлення, з дотриманням головного принципу: великі шестерні виробляються литтям із чавуну або сталі. А для високооборотних агрегатів шестерні виробляються шляхом фрезерування, з доданням зубах необхідної твердості і стійкості до зношування.
Традиційне виробництво шестерень проходить кілька послідовних етапів, початковим з яких є виливання або вирізання заготовки з листового прокату, з подальшою нарізкою зубів на зубонарізний станочном обладнанні. А на заключному етапі здійснюється цементіровка робочих поверхонь шестерні.
Шестерні виробляються декількома способами:
- Обкатился або зрізання, шляхом пошарового зняття металу;
- Обкатился із застосуванням гребінки, яка знімає зайвий метал по всьому колу колеса;
- Обкатился із застосуванням черв’ячної фрези;
- нарізки зубів палацовий і дискової фрезами;
- гарячого накочування, за допомогою зубонакаточного інструменту, що нагріває заготовку, а
- потім вдавлюють форму для отримання зубчастого колеса.
- обкатки в станочном зачепленні при виробництві конічних шестерень.
- виготовлення шестерень за допомогою лазерного різання металу, новітнього методу, із
- застосуванням високоточної оптоволоконного лазерного обладнання з числовим програмним управлінням.
Переваги лазерного виготовлення
Цей спосіб має ряд істотних переваг перед традиційним виробництвом зубчастих коліс:
- Шестерні виготовляються з будь-якими профілями зубів без використання дорогої оснастки.
- Оперативність виготовлення і швидке отримання вироби, завдяки високій швидкості різання за рахунок здатності лазерного променя вирізати шестерні за один прохід, і виключення з процесу виготовлення кількох технологічних операцій.
- Можливість виготовляти різну кількість високоякісних шестерень з різними профілями зубів і будь-якою конфігурацією.
- Висока точність у відповідності з кресленнями архітектора, оскільки похибка становить не більше десяти сотих міліметра.
- Можливість зберігати в незмінному вигляді фізико-хімічні та механічні властивості високолегованого металопрокату з нержавіючої сталі.
- Здійснення одночасної поверхневого гарту профілю робочої частини зуба.
- Мінімізацією механічної деформації вироби.
- Низька кількість відходів, завдяки раціональному розкрию металопрокату, який здійснюється високоенергічних лазерним променем.
- Скорочення виробничих витрат, особливо, коли виготовляється незначна кількість зубчастих коліс.
- Незначне термічний вплив на оброблюваний матеріал.
Технологія виготовлення за допомогою лазерного різання
Лазерне різання металу – технологічний процес набагато простіше і більш оперативний, оскільки з процесу виключаються деякі операції. Схематично процес виготовлення виглядає наступним чином. На першому етапі, на комп’ютері в спеціальній програмі розробляється креслення шестерні. Потім цей файл з кресленнями зубчастого колеса і зазначенням точних розмірів переноситься в комп’ютер верстата з числовим програмним управлінням. А далі на верстат завантажується лист металу необхідної товщини, і лазерний промінь вирізає виріб згідно з розробленим кресленням.
Тому виготовлення шестерень слід замовляти на підприємствах, що мають сучасне лазерне обладнання та верстати з числовим програмним управлінням.