فرآیند متالورژی در ساخت چرخ دنده و سیستم گیره در روش های رایج پردازش دنده

ساخت چرخ دنده دارای فرآیندهای مختلفی از جمله سنگ زنی، فرز و شکل دهی چرخ دنده است، اما چرخ دنده ای نیز وجود دارد که از پودر فلز فشرده می شود که فرآیند متالورژی پودر است.

توضیح دقیق فرآیند متالورژی پودر

چرخ دنده های متالورژی پودر معمولاً در موتورهای مختلف خودرو استفاده می شود. اگرچه در مقادیر زیاد بسیار مقرون به صرفه و کاربردی هستند، اما هنوز در جنبه های دیگر جا برای پیشرفت وجود دارد.

تحلیل مزایا و معایب فرآیند متالورژی پودر

متالورژی پودر یک فناوری فرآیندی است که از پودر فلز (یا مخلوطی از پودر فلز و پودر غیرفلز) به عنوان ماده اولیه، پس از شکل‌دهی و تف جوشی برای تولید مواد فلزی، مواد کامپوزیتی و انواع محصولات استفاده می‌کند.

مزیت - فایده - سود - منفعت

1. فرآیند تولید دنده متالورژی پودر عمومی کمتر است.

2. هنگامی که چرخ دنده توسط متالورژی پودر ساخته می شود، میزان استفاده از مواد می تواند به بیش از 95 درصد برسد.

3. تکرارپذیری دنده متالورژی پودر بسیار خوب است. از آنجایی که چرخ دنده های متالورژی پودری با فشار دادن با قالب ها تشکیل می شوند، در شرایط استفاده معمولی، یک جفت قالب می تواند ده ها هزار تا صدها هزار دنده فشرده را فشار دهد.

4. روش متالورژی پودر می تواند چندین قسمت را در یک قسمت ادغام کند.

5. چگالی مواد چرخ دنده های متالورژی پودر قابل کنترل است.

6. در تولید متالورژی پودر، به منظور تسهیل خروج فشرده از قالب پس از شکل گیری، زبری سطح کار قالب بسیار خوب است.

تصویر

کمبود

1. باید به صورت دسته ای تولید شود. به طور کلی، دسته ای از بیش از 5،000 قطعه برای تولید متالورژی پودر مناسب تر است.

2. اندازه با ظرفیت پرس محدود شده است. فشار عموماً پرس از چند تن تا چند صد تن است و قطر آن اساساً 110 میلی متر است و می توان آن را به پودر متالورژی تبدیل کرد.

3. چرخ دنده های متالورژی پودر با ساختار محدود می شوند. به دلیل پرس و قالب، عموماً برای تولید چرخ دنده های کرمی، چرخ دنده های شاه ماهی و چرخ دنده های مارپیچ با زاویه مارپیچ بیشتر از 35 درجه مناسب نیست. برای چرخ دنده های مارپیچ، به طور کلی توصیه می شود که دندانه های مارپیچ را در 15 درجه طراحی کنید.

4. ضخامت چرخ دنده های متالورژی پودر محدود است. عمق حفره قالب و ضربه پرس باید 2 تا 2.5 برابر ضخامت چرخ دنده باشد. در عین حال، یکنواختی چگالی طولی ارتفاع چرخ دنده در نظر گرفته می شود، بنابراین ضخامت چرخ دنده متالورژی پودر نیز بسیار مهم است.

تصویر

فرآیند اساسی فرآیند متالورژی پودر

1. آسیاب فرآیند تبدیل مواد خام به پودر است. روش های آسیاب متداول شامل روش احیای اکسید و روش مکانیکی می باشد.

2. اختلاط عبارت است از مخلوط کردن انواع پودرهای مورد نیاز به نسبت معین و همگن کردن آنها برای ایجاد پودر سبز. به سه نوع خشک، نیمه خشک و نوع مرطوب تقسیم می شود که برای نیازهای مختلف استفاده می شود.

3. قالب گیری فرآیند قرار دادن مواد مخلوط یکنواخت در قالب و فشار دادن آن به شکل پاریسون با شکل، اندازه و تراکم معین است. روش قالب گیری اساساً به قالب گیری تحت فشار و قالب گیری بدون فشار تقسیم می شود. قالب گیری فشاری بیشترین کاربرد را در قالب گیری فشاری دارد.

تصویر

4. تف جوشی یک فرآیند کلیدی در فرآیند متالورژی پودر است. فشرده تشکیل شده برای بدست آوردن خواص فیزیکی و مکانیکی نهایی مورد نیاز زینتر می شود. زینترینگ به تف جوشی سیستم واحد و تف جوشی چند سیستمی تقسیم می شود. علاوه بر زینترینگ معمولی، فرآیندهای زینترینگ خاصی مانند تف جوشی با بسته بندی شل، روش غوطه وری غوطه وری و روش پرس گرم نیز وجود دارد.

5. درمان پس از پخت را می توان به روش های مختلف با توجه به نیاز محصول مختلف انجام داد. مانند تکمیل، غوطه وری در روغن، ماشینکاری، عملیات حرارتی و آبکاری. علاوه بر این، در سال های اخیر، برخی از فرآیندهای جدید مانند نورد و آهنگری نیز برای فرآوری مواد متالورژی پودر پس از تف جوشی اعمال شده و نتایج بهتری به دست آورده است.

تصویر

سیستم بستن در روش های رایج پردازش دنده

متالورژی پودر روشی برای تولید چرخ دنده ها در مقادیر زیاد است و به نظر می رسد فرآیندهای متداول مانند چرخ دنده و شکل دهی چرخ دنده بتواند نیازهای انواع مختلف و دسته های کوچک را بهتر برآورده کند. در این زمان، سیستم های بستن آنها بسیار خاص است.

از تراشکاری معمولی → شکل دهی → تراشیدن → تراش سخت → سنگ زنی → حفاری → سنگ زنی سوراخ داخلی → جوشکاری → اندازه گیری، پیکربندی یک سیستم بستن مناسب برای این فرآیند بسیار مهم است. به خصوص مهم است.

1. پردازش ماشین معمولی

تصویر

در تراشکاری معمولی، چرخ دنده معمولاً روی یک ماشین تراش عمودی یا افقی بسته می شود. برای اتصالات گیره اتوماتیک، اکثر آنها نیازی به نصب دستگاه های تثبیت کننده کمکی در طرف دیگر شفت اصلی ندارند.
2. هابینگ

تصویر

چرخ دنده یک فرآیند برش است که برای تولید چرخ دنده های خارجی استفاده می شود، چرخ دنده ها به دلیل اقتصاد برجسته آن. چرخ دنده نه تنها در صنعت خودروسازی، بلکه در ساخت گیربکس های صنعتی بزرگ نیز به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد، مشروط بر اینکه محدود به کانتور بیرونی قطعه کار برای ماشین کاری نباشد.

3. پردازش شکل دادن

تصویر

شکل دهی چرخ دنده، فرآیندی برای پردازش چرخ دنده ها، عمدتاً زمانی استفاده می شود که امکان اتصال چرخ دنده وجود نداشته باشد. این روش پردازش عمدتاً برای پردازش دندانه های داخلی چرخ دنده ها و پردازش دندان های خارجی برخی از چرخ دنده ها در معرض تداخل ساختاری اعمال می شود.

4. پردازش اصلاح

تصویر

تراشیدن چرخ دنده یک فرآیند تکمیلی برای چرخ دنده هایی است که با تیغه ای مطابق با شکل دندانه چرخ دنده بریده می شوند. این فرآیند از اقتصاد تولید بالایی برخوردار است، از این رو در صنعت کاربرد فراوانی داشته است.

5. چرخش سخت

تصویر

چرخش سخت جایگزینی فرآیندهای سنگ زنی گران قیمت را ممکن می سازد. برای اینکه به درستی کار کند، قسمت های مختلف سیستم و قسمت های پردازشی به ترتیب به یکدیگر متصل می شوند. انتخاب صحیح ماشین‌ابزار، وسایل و ابزار برش، کیفیت اثر چرخشی را تعیین می‌کند.

6. پردازش سنگ زنی

تصویر

تکمیل سخت لبه های دندان در بسیاری از موارد برای دستیابی موفقیت آمیز به دقت لازم در تولید دنده امروزی ضروری است. در تولید انبوه، یک روش پردازش بسیار مقرون به صرفه است. از سوی دیگر، مشابه نمونه سازی اولیه، چرخ دنده هنگام استفاده از ابزارهای سنگ زنی قابل تنظیم، انعطاف پذیری بیشتری را ارائه می دهد.

7. پردازش هونینگ

هونینگ فرآیند نهایی تکمیل چرخ دنده های سخت با استفاده از زاویه برش آمورف است. هونینگ نه تنها بازده اقتصادی بالایی دارد، بلکه می تواند دنده فرآوری شده را دارای سطحی صاف با نویز کم کند. در مقایسه با سنگ زنی، سرعت برش سنگ زنی بسیار کم است (0.5-10m/s)، بنابراین از آسیب حرارت برش به پردازش چرخ دنده جلوگیری می کند. به طور دقیق تر، تنش داخلی ایجاد شده بر روی سطح دندان ماشین کاری شده تأثیر مثبت خاصی بر ظرفیت باربری تجهیزات دارد.

8. حفاری

تصویر

حفاری یک فرآیند برش چرخشی است. محور چرخش ابزار و مرکز سوراخ مورد پردازش کاملاً در جهت محوری مطابقت دارد و با جهت تغذیه محوری ابزار مطابقت دارد. محور اصلی حرکت برش بدون توجه به جهت حرکت تغذیه باید با ابزار سازگار باشد.

9. سنگ زنی سوراخ داخلی

تصویر

سنگ زنی حفره ای یک فرآیند ماشینکاری با زاویه برش آمورف است. در مقایسه با سایر فرآیندهای برش، سنگ زنی دارای مزایای دقت ابعادی و شکل دهی بالا برای فلزات سخت، دقت ابعادی (IT{0}})، علائم لرزش کوچک و دقت سطح با کیفیت بالا (Rz=1-3μm) است. و غیره.

10. جوش تخلیه خازن

جوشکاری تخلیه خازن به فرآیند جوشکاری مقاومتی تعلق دارد. جوشکاری تخلیه خازن با ایجاد جریان بسیار سریع، زمان جوشکاری نسبتاً کوتاه و جریانهای جوشکاری بسیار بالا به دست می آید. بنابراین جوشکاری تخلیه خازن مزایای زیادی دارد. با توجه به افزایش قیمت انرژی، صرفه جویی و راندمان بالای جوشکاری تخلیه خازن از اهمیت بیشتری برخوردار است.

تصویر

11. اندازه گیری

تشخیص چرخ دنده ها بسیار گسترده است و باید با توجه به اشکال مختلف چرخ دنده تنظیم شود. در اندازه گیری چرخ دنده ها، پارامترهای مختلف مهم چرخ دنده ها از طریق اندازه گیری طول، زاویه و اندازه گیری فرآیند چرخ دنده ویژه تعیین می شود.

تصویر

موارد فوق نمایشی از پردازش متالورژی پودر چرخ دنده‌ها و نمونه‌ای از سیستم فیکسچر تحت روش‌های پردازش مانند شکل‌دهی چرخ دنده‌ها و هوبینگ است. علاوه بر اندازه دسته، انتخاب خاص نیز باید با تجزیه و تحلیل واقعی و معقول ترکیب شود تا تحقق فرآیند تولید را تسهیل کند.