Hard Skiving і Soft Skiving: у чому різниця та коли їх використовувати

Написав Дерек|Hansheng Automation

Якщо ви витрачали час на пошук прецизійних зубчастих передач або на оцінку постачальників машинної обробки, ви, мабуть, чули цей термінзубчасте колесорозкиданий навколо. коли ви запитуєте двох різних постачальників, чи виконують вони «шкірування», і один може означати чорнову обробку заготовки зубчастого колеса перед термічною обробкою, тоді як інший означає остаточну-обробку загартованого вінця до остаточного допуску.

Вони обидва говорять про скивінг -, але описують дві принципово різні операції.

Різниця між м’яким і жорстким очищенням не залежить від машини чи навіть руху різання. Це зводиться до однієї змінної: де у виробничій послідовності відбувається очищення - до або після термічної обробки.

У цій статті розглядається обидва процеси з точки зору виробника -, що кожен з них робить, де кожен не відповідає вимогам.

Якщо ви ще не знайомі з основними принципами скибування спорядження, ви можете ознайомитися з нашою статтеюШліфування шестерень проти фрезерування

Коли вперше стикаєшся з такою термінологією, її легко неправильно витлумачити.

Терміни «м’який» і «твердий» фактично відносяться до стану матеріалу, коли різець інструмента входить у заготовку.

На заготовці зубчастого колеса перед термічною обробкою виконується м'яке лущення. На цій стадії матеріал, як правило, перебуває в відпаленому або нормалізованому стані з твердістю в діапазоні HB 180–250. Сталь ріже відносно вільно, знос інструменту є керованим, а час циклу короткий.

Жорстке очищення виконується після термічної обробки - на шестерні, яка вже пройшла-загартування або наскрізне{2}}загартування до HRC 58–62. Ви перебуваєте на території жорсткої обробки, де матеріал інструменту, покриття та жорсткість машини стають критичними змінними.

У двох словах: м’яке чи тверде лущення – це не різниця в процесі -, це різниця в тому, на якому боці термічної обробки відбувається механічна обробка.

У більшості робочих процесів виробництва зубчастого колеса м’яке лущення функціонує як проход формування -, тобто операція визначення геометрії зуба заготовки зубчастого колеса перед тим, як вона піддається термічній обробці. Оскільки на цьому етапі матеріал заготовки все ще знаходиться в відпаленому або нормалізованому стані, його легше різати.

Що працює на його користь

Зусилля різання низькі-, що означає, що термін служби інструменту значно довший, ніж при жорсткій обробці.

Тривалість циклу коротка, і це відображає вартість за-штуку.

у контрольованих умовах м’яке шкірування може досягти точності 5–6 класу ISO (докладне пояснення ступенів точності шестерні ISO див.цю технічну довідку).

обмеження: спотворення термічної обробки

Це найбільше обмеження м’якого очищення. Оскільки процеси цементації та загартування створюють поширені термічні напруги та напруги фазового перетворення в заготовці, для суцільних, геометрично симетричних зовнішніх шестерень вплив може бути незначним, але для тонкостінних внутрішніх кільцевих шестерень вони спричиняють дуже нерівномірну деформацію вздовж профілю зуба.

Це означає, що точність, досягнута м’яким лущенням, фактично втрачається. З цієї причини м’яке лущення не підходить для застосувань, які вимагають надзвичайно високої точності.

Застосовні сценарії м’якого скиінгу

• Зовнішні шестерні з простою геометрією
• Кінцева точність зубчастого колеса становить рівень ISO 6-7, а деформація після термічної обробки все ще в межах допустимого діапазону.
• Широкомасштабна виробнича лінія з використанням комбінації процесу "м'яке очищення + шліфування зубів".

Незастосовний сценарій

• Високоточні-внутрішні шестерні
• Конфігурації глухого-отвору або біля-плеча, де доступ до шліфування фізично обмежений і немає шляху відновлення, якщо викривлення перевищує допуск

Якщо м’яке лущення є проходом формування, жорстке – це гарантія точності - операція, яка визначає, які допуски фактично має готова деталь, незалежно від термічної обробки геометрії.

Нарізка відбувається після того, як зубчасте колесо повністю загартовано, як правило, до HRC 58–62. Це означає, що інструменти мають відповідати поставленим завданням: для обробки твердих сплавів використовуються фрези з суцільним твердим сплавом або CBN-покриттям, спеціально розроблені для переривчастого жорсткого різання.

Основна перевага: кінцевий контроль розмірів.

Жорсткі лижі можуть виправити деформацію, викликану термічною обробкою. Обробляючи профіль зуба після того, як деталь стабілізувалася після загартування, ви працюєте з фактично спотвореною геометрією та повертаєтеся до справжніх цільових розмірів.

Для зовнішніх зубчастих коліс цей рівень після-корекції HT часто можна виконати за допомогою зубошліфування. Але для внутрішніх передач все по-іншому. Для внутрішнього шліфування зубчастих коліс потрібен спеціальний інструмент і чіткий осьовий доступ - умов, яких просто немає для зубчастих коліс із глухими-отворами або конфігурацій із{-плечем. У таких випадках жорсткий сківінг є не просто найкращим варіантом. Для багатьох геометрій це єдиний життєздатний процес обробки після термічної обробки.

Саме тому можливість жорсткого скидання має значення, коли ви оцінюєте постачальника прецизійних зубчастих коліс -, і чому компанія Hansheng Automation зробила значні інвестиції в Kashifuji KPS30, машинну платформу,-створену для високо-високоточного твердого скидання внутрішніх шестерень. Застосування, які цього вимагають - роботизовані шарнірні приводи, зубчасті вінці планетарної коробки передач,-системи з сервоприводом, де шум, люфт і довговічність не-підлягають обговоренню -, вимагають постачальника, який може витримати допуск на загартовану внутрішню шестерню, а не безпосередньо перед піччю.

Де жорстка перевага сківінгу

• Високоточні-внутрішні шестерні, що вимагають класу 5 ISO
• Геометрії глухого-отвору та ближнього-плечового вінця, де доступ до-HT шліфування обмежено
• Застосування із суворими вимогами до точності передачі, рівня шуму та довговічності -, включаючи з’єднання роботів для спільної роботи та прецизійні планетарні редуктори

Межі

• Вартість інструменту на кромку значно вища, ніж фрези для м’якого лущення
• Вимоги до верстатів є високими, висока точність синхронізації шпинделя, жорсткість при переривчастому жорсткому різанні та термічна стабільність протягом усього циклу
• Погано-підходить для великих модульних зубчастих коліс (зазвичай M5 і вище)- шліфування зубчастих коліс залишається кращим способом у такому масштабі

Ці два процеси не є конкуруючими альтернативами - вони виконують різні ролі у виробничій послідовності.

У високо-виробництві внутрішнього зубчастого колеса м’яке та тверде скибування не конкурують між собою. Це дві станції на одній виробничій лінії.

Робочий процес вище показує, як вони розподіляють роботу. М’яке лущення обробляє формувальний прохід -, вирізаючи профіль зуба із заготовки, поки матеріал ще легко обробляється, і навмисно залишаючи невеликий припуск 0,10–0,15 мм на бік. Щоб дати жорсткому лущенню щось для видалення після того, як утворилася деформація термічної обробки.

Науглерожування та загартування роблять те, що вони завжди роблять - вони зміцнюють шестерню та вносять спотворення. Для тонкостінного внутрішнього зубчастого колеса це викривлення може сягати 20–50 мікрон або більше, розподіляючись нерівномірно по профілю зуба. М'яка геометрія шкірування тепер вийшла за межі допустимого значення.

Жорстке скибування замикає цикл. Вирізаючи загартовану деформовану частину, він повертає справжні цільові розміри -, виправляючи геометрію, яку змінила термічна обробка, і доводячи кінцеву точність готового механізму до класу 5 ISO. Якість кінцевої частини нічого не залежить від того, як вона виглядала перед тим, як потрапити в піч.

Розуміння відмінності між м’яким і жорстким змінює те, як ви кваліфікуєте постачальника -, тому що «ми робимо спорядження» саме по собі майже нічого не говорить.

Якщо ваша заявка призначена для стандартних промислових коробок передач класу ISO 7 або нижче -, не-критичних приводів, застосувань, де спотворення після-HT залишаються в межах прийнятного допуску - зазвичай достатньо м’якого лущення в поєднанні з індукційним або наскрізним-гартуванням. Процес добре-налагоджений, витрати на інструмент нижчі, і вам не потрібно платити за здатність жорсткого очищення, яку ви не використовуєте.

Якщо ви вказуєте внутрішні шестерні класу ISO 5–6 - шарніри роботів, планетарні редукторні зубчасті колеса, будь-що, де помилка передачі, шум і довговічність є проектними обмеженнями - питання не в тому, чи виконує ваш постачальник скибування. Справа в тому, чи роблять це після термічної обробки. Постачальник із можливістю лише м’якого скидання не може надійно забезпечити остаточну-точність розмірів загартованого внутрішнього зубчастого колеса. Піч зруйнує їхню роботу.

Коли ви розмовляєте з потенційним постачальником, одне запитання відразу розсіює двозначність:

• "Чи виконуєте ви лущення до чи після термічної обробки - і чи можете ви надати звіт про перевірку, у якому показано геометрію зубів готової загартованої деталі?"
• Якщо вони можуть відповісти «так» на обидва питання, ви спілкуєтеся з правильним постачальником.

Якщо для вашої програми потрібна точність 5–6 класу ISO для готового, загартованого внутрішнього зубчастого колеса -, незалежно від того, чи це привод шарніра робота, планетарний редуктор-кільцева шестерня чи нестандартна конфігурація глухих{3}}отворів -, можливості процесу, що стоять за ціною, мають таке ж значення, як і ціна.

Hansheng Automation працює на всій виробничій послідовності, від м’якої обробки до жорсткої обробки до кінцевої перевірки. Якщо у вас є креслення шестерні, яке потребує контролю розмірів після-HT, ми з радістю переглянемо його та розповімо вам, як підійти до цього.

Ознайомтеся з нашими послугами з нарізання зубів

 

Чи можна виконувати м’яке та тверде очищення на одній машині?

Не завжди. М'яке шкірування пред'являє нижчі вимоги до верстатів, тоді як жорстке шкірування пред'являє вищі вимоги до жорсткості, термічної стабільності та точності шпинделя верстатів.

Що станеться, якщо після термічної обробки пропустити жорстке очищення?

Деталь постачається з будь-яким викривленням, запровадженим термічною обробкою. Для внутрішніх передач із вимогами до точності ISO 5-6 ця деформація безпосередньо призводить до збільшення похибки передачі та скорочення терміну служби.

Чи підходить жорстке очищення також для зовнішніх передач?

Технічно так, але це рідко найкращий вибір. Зовнішні зубчасті колеса мають доступ до шліфування зубів після термічної обробки, що є швидшим, економічнішим-ефективнішим у масштабі та здатним досягати рівня 4 ISO або вище.

Для якого діапазону модулів підходить жорстке очищення?

Жорстке стирання зазвичай добре -підходить для діапазонів модулів приблизно до M4–M5. Крім того, навантаження на стружку, створювані жорстким різанням на більшій глибині зуба, перевищують практичні межі геометрії інструменту для лущення та жорсткості машини. Для більших модульних шестерень - M5 і вище - шліфування зубчастих коліс залишається рекомендованим процесом обробки після термічної обробки.