Nous avons récemment fait un lot deengrenages non standard, principalement utilisés dans le domaine des machines d'automatisation, connaissez-vous les étapes de fabrication de nos engrenages ? Laissez-moi vous expliquer.
Le processus de production des engrenages comprend généralement les étapes suivantes :
1. Planification de la conception :
• Détermination des paramètres : en fonction des exigences spécifiques de l'engrenage et de l'environnement de travail, déterminer le rapport de transmission, le nombre de dents, le module, le diamètre du cercle d'indexation, la largeur des dents et d'autres paramètres. Le calcul de ces paramètres doit s'appuyer sur le principe de la transmission mécanique et les formules de conception associées, telles que la détermination du rapport de transmission par la chaîne de transmission, le calcul de la force circonférentielle exercée sur les dents de l'engrenage en fonction du couple sur le pignon, puis le calcul du module de l'engrenage et du diamètre du cercle d'indexation à partir de la résistance à la fatigue en flexion des dents et de la résistance à la fatigue de contact de la surface des dents.
Choix du matériau : Le choix du matériau de l'engrenage est essentiel à ses performances et à sa durée de vie. Les matériaux courants sont l'acier à moyenne teneur en carbone (tel que l'acier 45), les aciers alliés à faible et moyenne teneur en carbone (tels que le 20Cr, le 40Cr, le 20CrMnTi, etc.). Pour les engrenages importants aux exigences plus élevées, l'acier au nitrure 38CrMoAlA peut être choisi. Les engrenages de transmission sans force peuvent également être en fonte, en contreplaqué, en nylon ou en d'autres matériaux.
2. Préparation du blanc :
Forgeage : Lorsque les engrenages nécessitent une résistance élevée à l'usure et aux chocs, on utilise généralement des ébauches forgées. Le forgeage permet d'améliorer l'organisation interne du matériau métallique, de le densifier et d'améliorer les propriétés mécaniques de l'engrenage. Après forgeage, l'ébauche doit être traitée par normalisation isotherme afin d'éliminer les contraintes résiduelles dues au forgeage et à l'ébauche, d'améliorer l'usinabilité du matériau et d'optimiser ses propriétés mécaniques globales.
• Coulée : Pour les grands engrenages d'un diamètre supérieur à 400-600 mm, on utilise généralement des ébauches coulées. La coulée permet de produire des engrenages aux formes complexes, mais l'organisation interne de l'engrenage coulé peut présenter des défauts tels que la porosité, qui nécessitent un traitement thermique et mécanique ultérieur pour améliorer ses performances.
• Autres méthodes : Pour les engrenages de petite taille et de forme complexe, de nouveaux procédés tels que le moulage de précision, le moulage sous pression, le forgeage de précision, la métallurgie des poudres, le laminage à chaud et l'extrusion à froid peuvent être utilisés pour produire des billettes avec des dents d'engrenage afin d'améliorer la productivité du travail et d'économiser des matières premières.
3. Traitement mécanique :
• Traitement des ébauches dentaires :
• Ébauche : tournage, fraisage et autres usinages de l'ébauche de dent pour éliminer la majeure partie de la marge, laissant une marge de 0,5 à 1 mm pour la finition ultérieure. Lors de l'ébauche, il est nécessaire de s'assurer que la précision dimensionnelle et la rugosité de surface de l'ébauche de dent répondent aux exigences de conception.
• Semi-finition : tournage, fraisage et autres usinages de semi-finition, afin d'améliorer la précision dimensionnelle et la qualité de surface de l'ébauche de dent, en vue de l'usinage de la forme de la dent. Lors de la semi-finition, il convient de veiller à l'uniformité des surépaisseurs d'usinage afin d'éviter toute surépaisseur excessive ou insuffisante.
• Finition : tournage fin, fraisage fin, meulage et autres traitements de l'ébauche de dent afin de garantir que la précision dimensionnelle, la précision de forme et la rugosité de surface de l'ébauche de dent répondent aux exigences de conception. Lors de la finition, il convient de choisir la technologie et l'outil d'usinage appropriés pour améliorer l'efficacité et la qualité de l'usinage.
• Traitement de la forme des dents :
• Fraisage des dents : L'utilisation de fraises à disque ou de fraises à doigts est un procédé de formage. La forme de la section des dents de la fraise correspond à celle des dents de l'engrenage. Les dents de fraisage peuvent usiner des engrenages de formes diverses, mais leur efficacité et leur précision sont faibles, ce qui les rend adaptées à la production de petites séries ou à la réparation.
Taillage : Il s'agit d'un procédé de génération, dont le principe de fonctionnement est équivalent à l'engrènement d'une paire d'engrenages hélicoïdaux. Le prototype de taillage d'engrenage est un engrenage spiralé à grand angle de spirale. En raison du très petit nombre de dents (généralement le nombre de dents), les dents sont très longues et forment autour de l'arbre une vis sans fin à petit angle de spirale. Ensuite, à travers la fente et les dents, il devient une tarière avec un angle de coupe et de dos. Le taillage d'engrenages convient à tous les types de production en série, au traitement des engrenages cylindriques externes et des engrenages à vis sans fin de qualité moyenne.
• Tailleur d'engrenages : Il s'agit d'une méthode de développement d'usinage. Lors de l'utilisation d'un tailleur d'engrenages, la fraise et la pièce à usiner sont engrenées comme deux engrenages cylindriques. Le mouvement alternatif du tailleur d'engrenages constitue son mouvement principal, tandis que le mouvement circulaire, proportionnel, qu'il effectue avec la pièce constitue son mouvement d'avance. Le tailleur d'engrenages est adapté à la production en série, à l'usinage d'engrenages cylindriques internes et externes de qualité moyenne, d'engrenages multi-accouplements et de petites crémaillères.
Rasage : Le rasage est une méthode de finition couramment utilisée pour les surfaces de dents non trempées en production de masse. Son principe consiste à utiliser la fraise et l'engrenage à usiner pour un mouvement d'engrènement libre, et grâce au glissement relatif entre les deux, pour raser de très fins copeaux de la surface de la dent afin d'en améliorer la précision. Les dents de rasage peuvent également former des dents de tambour pour améliorer la position de la zone de contact avec la surface de la dent.
Rectification d'engrenages : méthode de finition du profil des dents, notamment pour les engrenages trempés, souvent la seule méthode de finition. La rectification peut être effectuée avec une meule à vis sans fin, une meule conique ou une meule à disque. La précision d'usinage est élevée, la rugosité de surface est faible, mais le rendement de production est faible et le coût élevé.
4. Traitement thermique :
• Traitement thermique de l'ébauche : organiser un traitement de préchauffage avant et après le traitement de l'ébauche de dent, tel que la normalisation ou la trempe, le but principal est d'éliminer les contraintes résiduelles causées par le forgeage et l'ébauche, d'améliorer l'usinabilité du matériau et d'améliorer les propriétés mécaniques globales.
• Traitement thermique de la surface de la dent : Après le traitement de la forme de la dent, afin d'améliorer la dureté et la résistance à l'usure de la surface de la dent, des processus de traitement thermique de cémentation, de durcissement par chauffage par induction à haute fréquence, de carbonitruration et de nitruration sont souvent effectués.
5. Usinage des extrémités de dents : l'extrémité des dents de l'engrenage est usinée par arrondi, chanfreinage et ébavurage. L'usinage des extrémités de dents doit être effectué avant la trempe de l'engrenage, généralement après le laminage (interpolation) des dents, avant l'usinage des extrémités de dents disposées par rabotage.
6. Contrôle qualité : différents paramètres de l'engrenage sont testés, tels que la forme, le pas, l'orientation et l'épaisseur des dents, la longueur normale et le faux-rond, afin de garantir que la précision et la qualité de l'engrenage répondent aux exigences de conception. Les méthodes de détection comprennent la mesure manuelle avec des outils de mesure et la mesure de précision avec des instruments de mesure d'engrenages.
Date de publication : 01/11/2024