Hard Skiving naspram Soft Skivinga: Koja je razlika i kada ih koristiti

Napisao Derek|Hansheng automatizacija

Ako ste proveli neko vrijeme tražeći precizne zupčanike ili procjenjujući dobavljače strojne opreme, vjerojatno ste čuli za izrazgear skivingbacana okolo. kada pitate dva različita dobavljača rade li "skiving", a jedan bi mogao značiti grubu obradu zupčanika prije toplinske obrade, dok drugi znači dovršetak-strojne obrade kaljenog prstenastog zupčanika do konačne tolerancije.

Obojica govore o skidanju -, ali opisuju dvije bitno različite operacije.

Razlika između mekog ljuštenja i tvrdog ljuštenja ne odnosi se na stroj ili čak na kretanje rezanja. Svodi se na jednu varijablu: gdje se u slijedu proizvodnje ljuštenje događa - prije ili poslije toplinske obrade.

Ovaj članak rastavlja oba procesa iz perspektive proizvođača - što svaki od njih radi, gdje svaki od njih ne zadovoljava.

Ako još niste upoznati s osnovnim principima skivinga opreme, možete pogledati naš članakSkidanje zupčanika u odnosu na glodanje

Kada se prvi put susrećete s takvom terminologijom, lako ju je pogrešno protumačiti.

"Meko" i "tvrdo" zapravo se odnose na stanje materijala u kojem se alat nalazi u izratku.

Prije toplinske obrade izvodi se mekano ljuštenje na blanku zupčanika. U ovoj fazi, materijal je tipično u žarenom ili normaliziranom stanju, s tvrdoćom u rasponu HB 180-250. Čelik relativno slobodno reže, trošenje alata je podesno, a vremena ciklusa su kratka.

Tvrdo ljuštenje izvodi se nakon toplinske obrade - na zupčaniku koji je već-kaljen ili -kaljen na HRC 58–62. Nalazite se na području teške strojne obrade, gdje materijal alata, premaz i krutost stroja postaju kritične varijable.

Ukratko: meko naspram tvrdog ljuštenja nije razlika u procesu - već je razlika u tome na kojoj se strani toplinske obrade strojna obrada odvija.

U većini radnih procesa proizvodnje zupčanika, meko ljuštenje funkcionira kao prolaz za oblikovanje -to jest, operacija definiranja geometrije zuba izratka zupčanika prije nego što uđe u toplinsku obradu. Budući da je materijal obratka još uvijek u žarenom ili normaliziranom stanju u ovoj fazi, lakše ga je rezati.

Što mu ide u prilog

Sile rezanja su male-što znači da je vijek trajanja alata znatno dulji nego kod teške strojne obrade.

Vremena ciklusa su kratka, a cijena po-komadu to odražava.

u kontroliranim uvjetima, meko ljuštenje može postići točnost ISO razreda 5–6 (za detaljno objašnjenje stupnjeva točnosti ISO zupčanika, pogledajteovu tehničku referencu).

ograničenje: izobličenje toplinske obrade

Ovo je najveće ograničenje mekog skidanja. Budući da procesi naugljičavanja i kaljenja stvaraju sveprisutna toplinska naprezanja i naprezanja fazne transformacije unutar izratka, za čvrste, geometrijski simetrične vanjske zupčanike utjecaj može biti manji, ali za unutrašnje prstenaste zupčanike s tankim stijenkama, oni uzrokuju vrlo neravnomjernu deformaciju po profilu zuba.

To znači da je točnost postignuta mekim ljuštenjem zapravo izgubljena. Iz tog razloga, meko ljuštenje nije prikladno za primjene koje zahtijevaju izuzetno visoku preciznost.

Primjenjivi scenariji mekog skidanja

• Vanjski zupčanici jednostavne geometrije
• Konačna preciznost zupčanika je na razini ISO 6-7, a deformacija nakon toplinske obrade još uvijek je u granicama tolerancije.
• Linija za proizvodnju velikih razmjera koja koristi kombinaciju procesa "mekog ljuštenja + brušenja zupčanika".

Neprimjenjiv scenarij

• Visoko{0}}precizni unutarnji zupčanici
• Slijepe-rupe ili konfiguracije blizu-ramena, gdje je pristup brušenju fizički ograničen i nema puta oporavka ako izobličenje premaši toleranciju

Ako je meko ljuštenje postupak oblikovanja, tvrdo ljuštenje je jamstvo točnosti - operacija koja određuje koje tolerancije gotovi dio zapravo ima, bez obzira na toplinsku obradu geometrije.

Rezanje se događa nakon što je zupčanik potpuno otvrdnut, obično na HRC 58–62. To znači da alat mora biti na visini zadatka: za tvrdo ljuštenje koriste se glodala s čvrstim karbidom ili CBN-obloženim posebno projektirana za isprekidano tvrdo rezanje.

Glavna prednost: konačna dimenzionalna kontrola.

Tvrdo skijanje može ispraviti deformaciju uzrokovanu toplinskom obradom. Obradom profila zuba nakon što se dio stabilizirao od kaljenja, radite sa stvarnom iskrivljenom geometrijom i režete natrag na prave ciljne dimenzije.

Za vanjske zupčanike, ova razina post-HT korekcije često se može riješiti brušenjem zupčanika. Ali za unutarnje zupčanike je drugačije. Unutarnje brušenje zupčanika zahtijeva specijalizirani alat i jasan aksijalni pristup - uvjete koji jednostavno ne postoje za prstenaste zupčanike sa slijepim-rupama ili konfiguracije blizu-ramena. U tim slučajevima tvrdo skidanje nije samo najbolja opcija. Za mnoge geometrije to je jedini održivi postupak završne obrade nakon toplinske obrade.

Upravo je to razlog zašto je sposobnost tvrdog ljuštenja važna kada ocjenjujete dobavljača preciznih zupčanika - i zašto je Hansheng Automation značajno uložio u Kashifuji KPS30, strojnu platformu namjenski-napravljenu za visoko-precizno tvrdo ljuštenje unutarnjih zupčanika. Primjene koje to zahtijevaju - robotski zglobni aktuatori, prstenasti zupčanici planetarnih mjenjača, servo-pokretani sustavi gdje se o buci, zazoru i vijeku trajanja ne-ne može pregovarati - zahtijevaju dobavljača koji može zadržati toleranciju na kaljenom unutarnjem zupčaniku, a ne neposredno prije peći.

Gdje teško skijanje prednost

• Visoko{0}}precizni unutarnji zupčanici koji zahtijevaju ISO stupanj 5
• Geometrije s-slijepe rupe i prstenastog zupčanika blizu-ramena gdje je pristup brušenju nakon-HT-a ograničen
• Primjene sa strogim zahtjevima za točnost prijenosa, nisku razinu buke i vijek trajanja - uključujući kolaborativne spojeve robota i precizne planetarne reduktore

Ograničenja

• Trošak alata po rubu znatno je veći od rezača s mekim ljuštenjem
• Zahtjevi stroja su zahtjevni, visoka točnost sinkronizacije vretena, krutost pri prekinutom tvrdom rezanju i toplinska stabilnost tijekom cijelog rada
• Nije-prikladno za velike modularne zupčanike (obično M5 i više)- brušenje zupčanika ostaje preferirani put u toj mjeri

Ova dva procesa nisu konkurentne alternative - oni imaju različite uloge u proizvodnom slijedu.

U visoko{0}}preciznoj proizvodnji internih zupčanika, meko i tvrdo ljuštenje nisu konkurentne opcije. To su dvije stanice na istoj proizvodnoj liniji.

Tijek rada iznad pokazuje kako dijele rad. Meko ljuštenje obrađuje prolaz za oblikovanje - izrezujući profil zuba iz ćoška dok je materijal još uvijek lak za strojnu obradu, i namjerno ostavljajući mali dopušteni zalih od 0,10–0,15 mm po boku. Da biste teškom ljuštenju dali nešto za uklanjanje nakon što se iskrivljenje toplinske obrade ustalilo.

Naugljičavanje i kaljenje tada rade ono što uvijek rade - oni stvrdnjavaju zupčanik i unose izobličenje. Za tank{2}}unutarnji prstenasti zupčanik, ta deformacija može doseći 20-50 mikrona ili više, neravnomjerno raspoređena po profilu zuba. Geometrija mekog ljuštenja sada je izvan tolerancije.

Snažno skidanje zatvara petlju. Rezanjem na stvrdnutom, iskrivljenom dijelu, vraća se na prave ciljne dimenzije - ispravljajući geometriju koju je toplinska obrada promijenila i dovodi gotovu opremu do konačne točnosti ISO razreda 5. Ništa o kvaliteti završnog dijela ne ovisi o tome kako je izgledao prije nego što je otišao u peć.

Razumijevanje meke/tvrde razlike mijenja način na koji kvalificirate dobavljača - jer vam "we do gear skiving" ne govori gotovo ništa samo po sebi.

Ako vaša aplikacija cilja ISO stupanj 7 ili niže - standardne industrijske mjenjače, ne-kritične pogone, aplikacije u kojima post-HT izobličenje ostaje unutar prihvatljive tolerancije - obično je dovoljno meko struganje u kombinaciji s indukcijskim kaljenjem ili kroz-kaljenje. Proces je dobro-uhodan, troškovi alata su niži i ne morate plaćati za sposobnost tvrdog ljuštenja koju nećete koristiti.

Ako specificirate unutarnje zupčanike ISO razreda 5–6 - robotske zglobove, prstenaste zupčanike planetarnih reduktora, bilo što gdje su pogreška prijenosa, buka i vijek trajanja konstrukcija ograničenja - pitanje nije radi li vaš dobavljač ljuštenje. Radi se o tome rade li to nakon toplinske obrade. Dobavljač s mogućnošću samo mekog ljuštenja ne može pouzdano isporučiti konačnu-točnost dimenzija na kaljenom unutarnjem zupčaniku. Peć će poništiti njihov rad.

Kada razgovarate s potencijalnim dobavljačem, jedno pitanje odmah rješava nejasnoće:

• "Izvodite li ljuštenje prije ili nakon toplinske obrade - i možete li dostaviti izvješće o inspekciji koje prikazuje geometriju zuba na gotovom, kaljenom dijelu?"
• Ako na oba mogu odgovoriti potvrdno, razgovarate s pravim dobavljačem.

Ako vaša primjena zahtijeva točnost ISO razreda 5–6 na gotovom, kaljenom unutarnjem zupčaniku - bilo da je to pokretač zgloba robota, prstenasti zupčanik planetarnog reduktora ili prilagođena konfiguracija slijepih{3}}rupa -, sposobnost procesa iza ponude važna je jednako kao i cijena.

Hansheng Automation radi u cijelom slijedu proizvodnje, od mekog ljuštenja preko tvrdog ljuštenja do završne inspekcije. Ako imate nacrt zupčanika koji zahtijeva post-HT dimenzionalnu kontrolu, rado ćemo ga pregledati i reći vam kako bismo mu točno pristupili.

Istražite naše usluge rezanja zupčanika

 

Može li se meko i tvrdo ljuštenje izvoditi na istom stroju?

Ne uvijek. Meko ljuštenje ima niže zahtjeve za alatne strojeve, dok tvrdo ljuštenje ima veće zahtjeve za krutost, toplinsku stabilnost i točnost vretena alatnih strojeva.

Što se događa ako se teško skidanje preskoči nakon toplinske obrade?

Dio se isporučuje bez obzira na izobličenje uvedeno toplinskom obradom. Za unutarnje zupčanike sa zahtjevima za preciznost ISO 5-6, ova deformacija izravno dovodi do povećanja pogreške prijenosa i skraćenog vijeka trajanja.

Je li hard skiving pogodan i za vanjske zupčanike?

Tehnički da, ali to je rijetko preferirani izbor. Vanjski zupčanici imaju pristup brušenju zupčanika nakon toplinske obrade, što je brže, isplativije-na skali i može doseći ISO stupanj 4 ili bolji.

Za koji raspon modula je prikladno tvrdo skidanje?

Tvrdo ljuštenje općenito je dobro-prikladno za raspone modula do otprilike M4–M5. Osim toga, opterećenja od strugotine koja nastaju tvrdim rezanjem na većim dubinama zuba potiru praktična ograničenja geometrije alata za ljuštenje i krutosti stroja. Za veće modularne zupčanike - M5 i više - brušenje zupčanika ostaje preporučeni postupak završne obrade nakon toplinske obrade.