長尺歯車部品の歯車成形加工プロセスの最適化

長尺歯車部品の歯車成形加工プロセスの最適化

現在、歯車の加工はまだ主にギアホブそしてギア成形.加工技術が異なれば、特性も異なります。実際の加工では、部品の特性に応じて最適な加工技術が選択されることがよくあります。さまざまな加工技術の選択は、機械加工の品質とレベルに影響を与え、さらには決定します。私の国の歯車加工技術の現段階では、プロセス設計者が考慮しなければならない多くの問題がまだあり、歯車加工技術のレベルを向上させるために最適化するための新しい方法が絶えず提案されています。

ギア部品のギア加工は、一般的に高効率のギアホブ加工を採用しています。ギアホブ加工と比較して、歯車成形工程は効率が悪いものの、その精度は歯車ホブ加工よりも優れています。さらに、歯車成形は、内歯および軸外を加工することができる。ギアを肩に近づける。たとえば、いくつかの長いシャフトギア部品、シャフトショルダー構造の制限により、十分なギアホブがないため、ギアシェーピングプロセスのみを採用することができます。しかし、ギア成形効率が低いため、プロセスの最適化が特に重要です。自動締め付け治具を設計し、切削パラメータと許容量を最適化することで、歯車成形の加工効率を向上させることができます。

 

1. ワーク構造と現状分析


図1は、A歯モジュールが5mm、歯数が11、B歯モジュールが5mm、歯数が13のトラクター部品の動力出力駆動軸を示しています。B歯は直接ホブすることができますが、B歯はA歯が直接ホブされるとコンロに干渉し、歯車成形によってのみ長時間加工することができます。軸部品の加工は、一般に両端の中心穴を位置決め基準として使用しますが、この部分は長く(478mm)、ロッドの外側円は比較的薄い(Φ30mm)ので、A歯の歯の整形プロセスは外側の円Dと端面Eの位置決めを採用し、手動ダイヤルインジケータを使用してA歯の部分の外側の円Cを見つけて処理します。C、D外側円およびE端面は、歯剛定の前に微細研削工程を有する。さらに、フィクスチャは部品を圧縮するために4つのプレッシャープレートを手動で締め付ける必要があります。加工効率やクランプ効率が極めて低く、労働強度も高い。シフトごとに15個の部品しか処理されず、この部品の加工ボトルネックとなり、生産能力に深刻な影響を与えています。図2は、プロセス最適化前の手動クランプ治具を示しています。部品構造と元のプロセスプランの分析を通じて、この部品加工の主な問題は加工効率が低いことと考えられています。この問題を解決するために、ブレークスルーは、次の2つの側面で見つけることができます:まず、加工技術の面で:補うために効率的な加工方法を見つけるギア成形プロセスの低効率の欠点。第二に、フィクスチャ:手動シングルピースアライメントと上部プラテンネジなしで、自動締め付けとギャップ位置決めのない新しいギアシェーピングフィクスチャが設計されており、クランプが大幅に向上します。

2. 効率と歯車成形精度


ギアホブ加工は現在最も効率的な加工プロセスですが、直接ホブ加工には工具の干渉があります。そこで、ギヤホブ加工とギヤシェーピングの組み合わせ、つまりギヤホブ加工は加工代の大部分をサイズに加工せずに取り除くだけで、残りの手当は歯車形状によって加工され、工具の干渉を回避でき、効率向上の目的も達成できると考えました。自動締め付けを設計するには、まず部品構造を考慮する必要があります。部品の構造が比較的長いため、治具を設計することはより困難です:部品の長さは478mmであり、長さの大部分は基本的に工作機械の加工限界に達する工作機械の作業面に設置する必要があります。従来の設計によれば、治具の製造は非常に困難であり、製造精度の保証は困難であり、重量も非常に大きく、価格は非常に高価になる。
 

3. 処理計画の最適化


部品の理論解析と図面作成(図1参照)により、Aでのホブ加工の干渉が小さいことが分かります。たとえば、ホブの一般的な法線を 1 mm 減らすと、ホブ加工を完了できます。ラフホブ加工の後、歯車整形プロセスは歯の残りの許容量を処理して、最終的な歯の形状処理を完了します。このようにして、工程は2つの部分に分かれており、2つの加工方法の加工代が小さく、大きな送り加工が使用でき、ホブ加工の効率は本質的に高いため、加工効率は2倍になります。
 

4. 自動治具設計


元のプロセスを解析した後、外側の円 D と端面 E は地表データムであるため、新しい固定具は外側の円 D と端面 E に配置されたままになります。そのアセンブリの概略図を図2に示す。以前の低い加工精度は、主に外側の円Dと固定具の間のギャップ位置決めによって引き起こされ、手動アライメント精度は高くありませんでした。新しい治具は、外側の円Dを保持するために弾性コレットを使用し、位置決めのための隙間がなく、歯の外側の円を整列させる必要はない。弾性シリンダクランプは、連結ナット、コネクティングロッドおよびタイロッドを介して工作機械の油圧シリンダに接続され、部品の自動位置決めおよび締め付けプロセスは、工作機械の油圧シリンダの作用で完了する。工作機械の弾性コレットと油圧シリンダを接続するために4つの長いタイロッドが使用され、長い部品ロッドを回避するだけでなく、クランプを太りすぎにせず、材料を節約し、クランプのコストを削減します。上半身には手動歯並み計が装備されています。最初のピースが調整された後、後続の歯並みゲージは、各部分の歯溝とカッター歯との間の対応関係を保証することができる。一般的な法線は1mmのマージンを有するので、歯並びは便利で高速であり、歯車成形精度の要件も満たすことができる。

5. 新しいプロセスプランの効果


新しいプロセスが導入される前は、ギアシェーピングとクランプの効率が低いため、シフトあたり15個の部品しか処理されませんでした。新工程採用後、粗圧延工程は1シフトあたり60個、細目詰まり工程は1シフトあたり35個となり、加工時間が2倍になりました。さらに、部品の精度も大幅に向上し、ギアシェーピングクランプを揃える必要がないため、歯部の外側円Cの熱い予備仕上げ工程がキャンセルされます。この部品は、実験を通してチェックして処理しなければならない粗いホブ加工を使用し、一般的な法線とナイフ切断のサイズは、過度の切断によって引き起こされるB歯との干渉を避けるために厳密に制御されています。加工。さらに、歯車成形プロセスは、歯の不正確さを避けるために、主に歯の動作に注意を払う必要があり、歯の表面は完全に処理できない。

プロセスプランの革新的な最適化とギアシェーピング治具の革新的な設計により、加工効率を向上させながら、部品の加工品質が向上し、冗長研削プロセスが削減され、プロセスの全体的な最適化が達成され、将来の特殊部品の加工が行われます。新しいプロセススキームが提供されます。したがって、機械的なプロセス設計と最適化は、従来の処理思考を突破することによってのみ解決策を見つけることができ、理論に基づいて継続的な実用的な検証を行い、実現可能で革新的なソリューションになることができます。

記事のソース:齿轮传动