Een van de vitale onderdelen van een machine is het tandwiel dat de roterende beweging mogelijk maakt. Het is een cirkelvormig lichaam met een reeks tanden die de kracht en beweging van de ene as naar de andere as overbrengt. Een enkel tandwiel kan niet alleen kracht overbrengen. Er zijn twee of meer in elkaar grijpende (of in elkaar grijpende) roterende tandwielen nodig om kracht over te brengen.
Laten we nu dieper ingaan op het terrein van het bewerken van tandwielen: wat het is, waarvoor het wordt gebruikt, de bewerkingsprocessen van tandwielen en de verschillende voor- en nadelen ervan.
Wat is tandwielbewerking?
Tandwielbewerking is een productiemethode waarbij ongewenste onderdelen uit een materiaal worden verwijderd om een eindproduct te produceren dat tandwiel wordt genoemd. Dergelijke materialen kunnen staal in verschillende kleuren, messing, gietijzer, kunststoffen, polycarbonaat, nylon, aluminium of bronzen.
Er zijn verschillende bewerkingsprocessen die kunnen worden gebruikt om een tandwielonderdeel te maken. Ze omvatten gieten, frezen, afwikkelen, slijpen, snijden en stansen. Deze tandwielbewerkingsprocessen vereisen 100% precisie voor de nauwkeurige overdracht van vermogen.
Hoe werkt het bewerken van tandwielen?
Het machinale tandwielproces kent veel fasen, van materiaalvoorbereiding tot snijden, warmtebehandeling en afwerking. Het wordt beschouwd als een gevoelig proces omdat zelfs een kleine onnauwkeurigheid in de opstelling de beoogde functie van de machine in de war kan schoppen. Het werkelijke doel van het tandwielbewerkingsproces is het overbrengen van beweging en vermogen naar een machine.
5 fasen van het bewerken van tandwielen
Het tandwielbewerkingsproces bestaat uit verschillende fasen voordat de uiteindelijke toestand van het tandwiel is bereikt. Hieronder bespreken we alle belangrijke bewerkingsprocessen voor tandwielen:
Voorbereiding van de tandwielblank
De eerste stap is het verzamelen en voorbereiden van uw tandwielblanks. Tandwielblanks zijn grondstoffen zoals staal, aluminium of andere metalen die worden gebruikt om tandwielen te maken. Ze worden in de gewenste vorm gebracht om volwaardige tandwielen te worden.
Snijden en vormgeven
Deze fase vereist het instellen van de geselecteerde tandwielblank op de freesmachine of werktafel. Daar wordt het snijden gedaan met behulp van gereedschappen zoals frezen of vormfrezen om de tandwieltanden in de voorbereide tandwielblank te vormen. Het type tandwiel dat u wilt bereiken, bepaalt welke van de talrijke tandwielsnijprocessen op een freesmachine u zou gebruiken.
Hittebehandeling
Warmtebehandeling is niet altijd een noodzakelijke fase bij het bewerken van tandwielen. Het is optioneel en hangt af van het materiaal en het doel van het tandwiel. Het zorgt er echter wel voor dat het tandwiel slijtvast wordt en de sterkte ervan verbetert.
Afwerking
Finishing is een oppervlakteverbeterend proces in tandwielbewerking, zoals slijpen, polijsten of coaten. Dit proces zorgt voor verfijnde tanden voor effectieve werking en eenvoudige montage met andere tandwielen.
Inspectie en kwaliteitscontrole
Dit is de laatste fase van het bewerken van tandwielen en het is een grondige inspectie om de nauwkeurigheid van het tandwiel in alle dimensies te garanderen. Om er zeker van te zijn dat de bewerkte tandwielen aan de norm voldoen voor prestaties voordat ze in machines worden opgenomen.
Wat zijn de methoden voor tandwielbewerking?
Je leert drie hoofdmethoden voor tandwielbewerking. We behandelen de verschillende tactieken één voor één, beginnend bij tandwielgeneratie.
Versnelling generatie
Gear generation is het gebruik van snijgereedschappen om materialen van een blanco te verwijderen. Er zijn subtypen van gear generation en deze omvatten:
- Sunderland-methode: Bij deze methode wordt met behulp van een tandheugelfrees met hoekspeling het tandprofiel op een tandwielblank gemaakt met behulp van een tandwielmachine.
- Tandwielvorming: Dit omvat de heen-en-weerbeweging van een speciale frees die de vorm heeft van het gewenste tandwiel langs een werkstuk terwijl de tandwielblank in een continue draaibeweging rond de frees is. Vormgeven is een handiger snijproces waarbij andere niet efficiënt genoeg zijn.
- Uitholling van de versnelling: Het wordt beschouwd als het meest precieze en nauwkeurige proces voor tandwielbewerking. Het spiraalvormige snijgereedschap wordt gebruikt tijdens dit proces en het biedt hoge precisie en een goede oppervlakteafwerking, met name bij rechte en spiraalvormige tandwielen.
Tandwielvorm snijden
Hoewel het de voorkeursmethode is voor het bewerken van tandwielen, heeft het snijden van tandwielvormen enkele nadelen, zoals lage kwaliteit en productiviteit. Hier zijn echter enkele mogelijke methoden als u ze nodig hebt:
- Vormgeven, schaven en sleuven maken:Bij het vormgeven beweegt het gereedschap op de ram herhaaldelijk over het werkstuk en kan worden gebruikt om zowel interne als externe tandwielen te maken.
- Frezen: Het gebruik hiervan is beperkt. Het wordt echter het beste gebruikt bij het creëren van complexe tandwielgeometrieën.
- Elektrische ontladingsbewerking (EDM):Dit proces is geschikt voor het snijden van complexe geometrieën van verschillende afmetingen, maar vereist wel kwaliteitscontrole om te voorkomen dat de oppervlakken van onderdelen, zoals de gebogen tandprofielen, beschadigd raken.
Tandwielvorming
Het is het proces van het produceren van tandwielen en onderdelen zonder daadwerkelijk gebruik te maken van een frees of het verwijderen van materialen zoals bij andere technieken. Het kan worden bereikt door de volgende methoden:
- Rollen: Deze methode houdt in dat een blanco of metalen oppervlak tussen twee rolmatrijzen wordt geplaatst en dat er kracht wordt uitgeoefend om draden op de blanco te maken. Terwijl tandwielsnijden een proces is dat vergelijkbaar is met wat we hierboven hebben gezien, drukt tandwielrollen het materiaal in de gewenste vorm in plaats van het te snijden.
- Gieten: Dit houdt in dat een legering wordt gesmolten en het magma in een bepaalde vorm wordt gegoten. In dit geval is de vorm die van een tandwiel met de juiste hoeveelheid en grootte van tanden.
- Poeder-Metallurgie: Deze techniek omvat het maken van tandwielen van metaalpoeders. Deze poeders worden verhit door het verhittingsproces om een tandwiel te vormen.
- Additive Manufacturing:In tegenstelling tot de meeste traditionele tandwielbewerkingsprocessen is dit een geavanceerde technologische manier om met behulp van 3D-printers of CAD-software tandwielen van hoge kwaliteit te maken.
Beste materialen voor het bewerken van tandwielen
Verschillende soorten bewerkte tandwielen hebben hun eigen speciale materialen nodig om de prestaties en duurzaamheid te verbeteren. Dit zijn de meest gebruikte materialen bij het bewerken van tandwielen:
- Staal: Staal is uitermate geschikt voor de zwaardere bewerkingsprocessen van tandwielen, zoals de productie van rechte en schuine tandwielen. Het biedt een uitstekende duurzaamheid en is slijtvast. Er bestaan verschillende soorten staal, maar koolstofstaal en gelegeerd staal zijn hiervoor het meest ideaal.
- Gietijzer: Deze grondstoffen worden vooral gebruikt voor tandwielen in toepassingen met een lage intensiteit, waarbij duurzaamheid belangrijk is.
BronsBrons heeft doorgaans een lage wrijvingseigenschappen en is daarom ideaal voor de productie van wormwielen. - nylon: Tandwielen van nylon zijn meestal bedoeld voor lichte en minder veeleisende toepassingen.
- Poedermetallurgische materialen: Deze materialen zijn ideaal voor de productie van grote hoeveelheden tandwielen met consistente eigenschappen.
Bewerking van tandwielen Snijgereedschappen
Precisietandwielsnijgereedschappen zijn nodig bij het bewerken van tandwielen om naadloze en gladde tandwielprofielen te garanderen voor gebruik in verschillende toepassingen. Enkele van de essentiële gereedschappen die nodig zijn voor de meeste tandwielbewerkingen:
- Tandwielfreesmachines:Dit zijn essentiële tandwielsnijgereedschappen die worden gebruikt voor het met hoge snelheid afwerken van materialen tijdens het afwikkelen van tandwielen, met name voor het vormen van spiraal- en rechte tandwielen.
- Snijgereedschappen:Er zijn verschillende soorten snijgereedschappen, zoals tandheugelfrezen, frezen en schaven om de tanden in vorm te snijden.
- CNC-machines:CNC-machines zijn geautomatiseerde tandwielgereedschappen die speciaal zijn ontworpen voor de productie van consistente massa's tandwielen.
Broaching tools: Deze tools zijn handig bij het snijden van complexe tandwielvormen. Ze worden ook gebruikt bij het maken van interne splines. - Versnellingsvormers:Deze gereedschappen zijn het meest geschikt voor het vormen van interne tandwielen met unieke profielen.
Oppervlakteafwerkingsgereedschappen: Deze zorgen voor de hoogwaardige afwerking van tandwielen die nodig zijn voor krachtoverbrenging. - Slijpgereedschappen: Wordt gebruikt voor het gladmaken van tandwieloppervlakken na het snijden en vormen.
Welke verschillende soorten uitrusting zijn er?
Er zijn veel soorten tandwielen, elk met zijn eigen unieke functie en toepassing in verschillende onderdelen van machines. Hieronder vindt u er een aantal:
Spooruitrusting
Wordt gebruikt in toepassingen zoals elektrische blenders, wasmachines en wasdrogers. Ze zijn gevormd in een cilindrische vorm met horizontale tanden parallel aan de as en zijn essentieel voor het overbrengen van vermogen tussen twee assen. Een uitdaging van een tandwiel is dat het erg luidruchtig is en veel trillingen veroorzaakt bij hoge snelheid.
Wormwiel
Het wormwiel is een schroefachtig onderdeel dat door een cirkelvormig tandwiel beweegt. Het is gebouwd om de snelheid te verminderen, maar geeft meer kracht of vermogen. Het wormwiel kan ook worden gebruikt om de bewegingsrichting te veranderen. Sommige energiebronnen, zoals een elektromotor, kunnen worden gebruikt om het schroefachtige tandwiel aan te drijven.
Spiraalvormige uitrusting
Dit is een van de meest gebruikte en efficiënte tandwielen in de productie. Spiraalvormige tandwielen worden verkregen door het spiraalvormige tandwielbewerkingsproces. Het wordt gebruikt bij de productie van kunststoffen, cement en rubber en ze verwijderen de nadelen van het kegelvormige tandwielbewerkingsproces.
De tand is onder een hoek aan de as bevestigd, waardoor tijdens het gebruik meerdere tanden met elkaar in contact kunnen komen en er meer last kan worden gedragen.
Bij schroefvormige tandwielen staan de tanden niet parallel aan de as, maar staan ze in een hoek van minder dan 50 graden. Dit type tandwielen is krachtiger en maakt minder lawaai dan rechte tandwielen. De belangrijkste functie van een schroefvormig tandwiel is snelheidsreductie.
Kegeltandwiel
Kegeltandwielen worden gebruikt in toepassingen zoals auto's, staalfabrieken, energiecentrales en koeltorens. Ze maken het mogelijk om de as tussen twee assen onder een hoek te snijden. Als het bijvoorbeeld nodig is om het in de y-asrichting toe te passen in plaats van de x-asrichting waarin het vermogen in de as komt, dan is het aan het kegeltandwiel om de gehele kracht in de gewenste richting te leiden.
Visgraatuitrusting
Herringbone gears worden vaak aangeduid als "dubbele spiraal". Dit komt omdat ze eruit zien als twee spiraalvormige tandwielen die op hetzelfde tandwiel zijn geplaatst. Herringbone gear wordt gebruikt om vermogen over te brengen tussen parallelle assen.
De hoge stuwkracht van spiraalvormige tandwielen had dus het visgraattandwielontwerp doen ontstaan. Visgraattandwielen verminderen het geluid en werken soepel.
Wat is het belang van tandwielen bij verspaning?
We kunnen het feit niet negeren dat tandwielen in bijna elke machine zitten die we gebruiken en die bewegende delen heeft. De grote vraag is dus niet of ze belangrijk zijn, maar hoe belangrijk ze zijn. Hier zijn enkele van de rollen die tandwielen spelen bij het bewerken:
De rotatiesnelheid instellen
Wanneer u aan de knoppen van uw elektrische plafondventilator draait of op het gaspedaal van uw auto trapt, slaan de motor en de verbrandingsmotor in beide gevallen aan. Maar wat ze uiteindelijk in beweging zetten om u de verhoogde snelheid te geven, zijn de versnellingen.
De stroomrichting veranderen
Machines die tandwielen gebruiken, vereisen vaak dat de machines in verschillende richtingen bewegen. Dit zal moeilijk te bereiken zijn bij afwezigheid van tandwielen. Machinaal bewerkte tandwielen helpen de richting van een roterende beweging te veranderen, door de roterende kracht van één richting langs verschillende assen te herleiden.
Zendvermogen
Krachtoverbrenging is een van de basisbelangen van tandwielen bij het bewerken. Het zorgt ervoor dat kracht en beweging gelijkmatig over een machine worden verdeeld.
Koppel wijzigen
Een andere betekenis van tandwielen bij het bewerken is dat ze het uitgangskoppel verhogen of verlagen en de snelheid van een motor wijzigen.
Toepassingen van tandwielbewerking
Robotics
De robots zijn ontworpen door bepaalde mechanismen. Zonder tandwielen die erin zijn verwerkt, is het onmogelijk voor een robot om te bewegen. Tandwielen bieden ondersteuning voor robotbewegingen en helpen hen om nauwkeurig te bewegen.
Industriële machines
Alle beweging die u ziet in industriële machines zoals een tractor, graafmachine of zelfs een vorkheftruck, wordt veroorzaakt door verschillende soorten bewerkte tandwielen die in hun mechanische structuren zijn ingebed. Om zwaar werk met maximale efficiëntie uit te voeren om de productie en output te verbeteren, gebruiken deze industriële machines tandwielen die in veeleisende omgevingen kunnen functioneren.
LUCHT- EN RUIMTEVAART
In de lucht- en ruimtevaartindustrie zijn de tandwielen een van de belangrijkste attributen. Ze hebben verschillende belangrijke doelen, helpen een vliegtuig om op te stijgen, te landen of gemakkelijk te manoeuvreren. Tandwielen fungeren ook als een aandrijflijn tussen de motor en de propeller van een vliegtuig.
Automobielsector
Bij de productie van motorvoertuigen worden bewerkte tandwielen geïnstalleerd om beweging mogelijk te maken en de snelheid te verhogen. Het zijn verschillende soorten tandwielen die in een automobielmachine zoals auto's en vrachtwagens worden geïnstalleerd en die een unieke rol spelen.
Zo worden tandwielen bijvoorbeeld gebruikt bij de productie van hydraulische pompen die hydraulische vloeistoffen consistent overbrengen.
medische apparatuur
Sommige van de zeer geavanceerde medische apparaten die in ziekenhuizen en andere zorginstellingen worden gebruikt, worden aangedreven door gefreesde tandwielen en CNC-gefreesde medische onderdelen . Robots zoals het da Vinci-robotsysteem, dat chirurgen helpt bij verschillende operaties, hebben bijvoorbeeld ingebouwde gefreesde tandwielen in hun gewrichten en andere onderdelen om soepele bewegingen mogelijk te maken.
Enkele veelvoorkomende beperkingen bij het bewerken van tandwielen
Er zijn een aantal interessante voordelen aan tandwielbewerking, maar er zijn ook een aantal valkuilen aan verbonden. Het is onmisbaar om deze valkuilen te kennen en hoe u ze kunt vermijden. Hier zijn enkele uitdagingen, de veelvoorkomende oorzaken en hoe u ze kunt voorkomen.
- Oppervlakteputting: Dit gebeurt bij onvoldoende smering of overmatige oppervlaktedruk. Breng smeermiddelen aan en bekijk het tandwielontwerp om de spanningsverdeling te verbeteren.
- Vervorming van tandwielen: Dit kan ontstaan door oververhitting tijdens het bewerken. Om warmte-uitbreiding tijdens het bewerken te voorkomen, moet u de snijtemperatuur controleren en koeltechnieken gebruiken.
- Toonhoogtefouten: Dit kan gebeuren wanneer er een ongewenste beweging is van de machine die niet goed is gekalibreerd, wat leidt tot onnauwkeurige sneden. Zorg ervoor dat de machine altijd stevig staat voor nauwkeurige metingen.
- Uitloop van tandwielen: Dit gebeurt meestal door een verkeerde of gebrekkige uitlijning van de tandwielblank. Om te voorkomen dat dit probleem zich voordoet, moet u ervoor zorgen dat de blank nauwkeurig in het midden is ingesteld en de machine kalibreert voordat u de tandwieltanden bewerkt.
- Overmatige bramen: Dit kan gebeuren bij het gebruik van botte gereedschappen of het gebruiken van de verkeerde snelheid om te snijden. Het aanpassen van de snijsnelheid en het gebruiken van de vereiste gereedschappen zal simpelweg een einde maken aan overmatige bramen.
- Profielafwijking: Dit kan een uitdaging zijn als het snijgereedschap verkeerd is gepositioneerd. Controleer de positionering van het gereedschap en bevestig dat het nauwkeurig is tijdens het snijden.
Conclusie
Als u tot dit punt van dit artikel bent gekomen, hebt u al een aantal interessante dingen geleerd over het bewerken van tandwielen en waar al deze vaardigheden voor worden gebruikt.
Als u nog niet klaar bent met het bewerken van tandwielen, of als u wacht op onmiddellijke service voor tandwielbewerkingsdiensten in de buurt, hebben wij als innovatief merk een goede expertise in het bewerken van tandwielen en de productie ervan.
Wij verzorgen de productie van alle soorten bewerkte tandwielen en technische diensten. Neem nu contact op!