Introducció:

L'era digital ha suposat una transformació integral de les màquines-eina i, en les últimes dècades, els processos de mecanitzat han experimentat canvis revolucionaris gràcies a la digitalització generalitzada.

Els equips de processament d'engranatges també s'han actualitzat totalment amb tecnologia digital, alterant significativament les tècniques de processament. Fins i tot els productes d'engranatges complexos són ara més fàcils de processar i la varietat de tècniques s'ha ampliat. S'estima que ara hi ha més de 20 processos diferents de fabricació d'engranatges, resumits de la següent manera:

1. Fresat d'engranatges (distingeix entre freses estàndard i freses de forma)

2. Talladora d'engranatges (talladores de tall de forma, principalment completats per màquines de fresat CNC i màquines compostes de torn-fresat de cinc eixos)

3. Formació d'engranatges (utilitzant màquines de conformació CNC i talladors de conformació)

 

4. Afaitar engranatges (utilitzant màquines d'afaitar i talladores d'afaitar)

5. Tornejat d'engranatges (utilitzant màquines-eina de cinc eixos i eines de tornejat especialitzades)

6. Mòlta d'engranatges (utilitzant màquines de rectificat CNC i moles de forma)

7. Afilat d'engranatges (utilitzant màquines de rectificat i eines de rectificat per a un mecanitzat de gran precisió)

8. Processament per electroerosió per filferro (processament per electroerosió per filferro per a engranatges rectes)

9. Metal·lúrgia de pols (premsat de motlles, sinterització per calefacció, tractament tèrmic i posttractament)

10. Tall per raig d'aigua (tall per raig d'aigua CNC per engranatges rectes)

11. Tall per làser (tall per làser CNC per engranatges rectes)

12. Broçat d'engranatges (utilitzant màquines de brotxa CNC i processament de spline intern)

13. Planificació d'engranatges (utilitzant cepillos i eines de planejat de forma)

 

14. Mecanitzat electroquímic (utilitzant EDM i mecanitzat electrolític químic)

15. Processament d'estampació (motlles de premsa de punxonat CNC per estampar engranatges rectes)

16. Spin Forming (un tipus d'extrusió en fred, que inclou tant la filatura en calent com en fred)

17. Laminació d'engranatges (utilitzant màquines de laminació d'engranatges i eines de laminació)

18. Raspat d'engranatges (utilitzant màquines de raspat d'engranatges CNC i eines de raspat), adequat per a la producció en massa.

19. Processos de fosa (incloent fosa de precisió de sol de sílice i fosa de sorra)

Processos de fabricació d'engranatges

II. Introducció a les etapes de processament d'engranatges

1. Processament d'engranatges en blanc

Després del tractament tèrmic, les peces en brut es sotmeten a mecanitzat. Aquesta etapa prepara principalment l'engranatge en blanc per al processament posterior de les dents de l'engranatge, assegurant que el forat intern i la cara final compleixen els requisits tècnics especificats.

2. Processament de dents d'engranatge

Aquesta etapa se centra en el mecanitzat fi de la forma de l'engranatge, donant lloc a engranatges que compleixen totalment les especificacions del plànol. La precisió de la dent de l'engranatge aconseguida en aquesta etapa ha de complir els requisits per al mecanitzat de precisió final.

3. Tractament tèrmic

Si no es requereix enduriment, el processament de les dents de l'engranatge completa la fabricació de l'engranatge. Per als engranatges que necessiten endurir, el procés assegura que la superfície de l'engranatge compleix els requisits de duresa especificats.

4. Acabat de dents d'engranatge

Els engranatges que s'han endurit normalment necessiten un acabat per corregir qualsevol deformació causada per l'enduriment i per millorar encara més la precisió de les dents i la rugositat de la superfície per complir els requisits de precisió finals.

5. Processament de l'extrem d'engranatge (postprocessament)

El processament de l'extrem d'engranatge inclou tractaments com ara arrodoniment, xamfranat i desbarbat. Aquests processos faciliten l'engranatge més fàcil quan l'engranatge llisca axialment i eliminen les vores afilades per evitar l'estella durant la transmissió.

Les formes de dents involutes són les més freqüents. Els principals mètodes de processament de les formes de dents involutives es divideixen en dues categories: mètodes de formació i generació. A continuació es mostren diversos processos de fabricació d'engranatges procedents del web.

1. Fresat d'engranatges

Utilitzant freses de tipus disc o de dit, el fresat d'engranatges pertany al mètode de conformació, on el perfil de la dent del tallador correspon a l'espai dental de l'engranatge. Aquest mètode és menys eficient i precís, adequat per a la producció de lots petits.

2. Mòlta de forma

També és un mètode de conformació, però menys habitual per la dificultat de vestir les moles.

3. Engranatge Hobbing

Un mètode de generació, l'engranatge d'engranatges funciona segons el principi d'un parell d'engranatges helicoïdals que engranen. El prototip de la placa és un engranatge helicoïdal amb un angle d'hèlix gran, normalment amb poques dents (normalment z=1) i dents llargues que formen un cuc amb un angle d'hèlix petit. Després de ranurar i flanquejar, es converteix en una placa amb vores de tall i angles lliures.

4. Afaitar engranatges

Comú en la producció massiva d'engranatges no endurits, l'afaitat d'engranatges utilitza un tallador d'afaitar i la peça en un moviment de malla lliure. El lliscament relatiu entre ells afaita les estelles fines de la superfície de la dent, millorant la precisió. L'afaitar també pot crear un coronament per millorar l'àrea de contacte.

5. Formació d'engranatges

Un altre mètode de generació, la conformació d'engranatges, implica el tallador de conformació i la peça de treball engranant com un parell d'engranatges cilíndrics. El moviment alternatiu del tallador de conformació és el moviment primari, mentre que el seu moviment de rotació amb la peça de treball és el moviment d'alimentació.

6. Mètode generador Mòlta

Similar a la fresada d'engranatges, el mètode de mòlta de generació és un mètode d'acabat de precisió, especialment per a engranatges endurits. Pot utilitzar moles de cuc, moles còniques o moles de disc.

7. Afilat d'engranatges

De manera similar a l'afaitat d'engranatges, l'afinament d'engranatges utilitza una roda de rectificat i la peça de treball engranada sense joc. El lliscament relatiu amb pressió aplicada afina les dents de l'engranatge.

8. EDM per fil

Abreviatura de mecanitzat de descàrrega elèctrica, EDM per fil es desenvolupa a partir de la perforació i el conformat per EDM, ampliant les seves aplicacions i substituint parcialment els mètodes tradicionals d'EDM.

La fabricació d'engranatges és un procés molt complex que requereix les tècniques correctes per permetre una producció eficient. Cada etapa ha d'aconseguir unes dimensions precises.

El cicle de fabricació d'engranatges inclou normalment tornejat, fresat d'engranatges, conformació d'engranatges, afaitat d'engranatges, tornejat dur, rectificat d'engranatges, rectificat d'engranatges, perforació, rectificat de forats interiors, soldadura i mesura. Els sistemes de subjecció adequats són crucials per a aquests processos, que s'introduiran juntament amb les eines i tècniques de processament d'engranatges.

Visió general integral de les eines i tècniques de processament d'engranatges