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历史上,齿轮制造方法分为三大类:生成、成形和成形切削。随着新技术的发展,可能会有新的齿轮加工方法添加到列表中,但三大仍然是最常见的方法来制造一个齿轮:
- 齿轮的一代方法使用切割工具在所需的齿轮轮廓的形状创建齿轮(齿条刀,齿轮整形,和beplay 365 ).
- 齿轮成形在不使用刀具的情况下产生齿轮的过程(滚动、铸造、粉末冶金、3 d打印技术).
- 齿轮形式切割包括用于创建齿轮轮廓的工具(齿轮铣削,整形,开槽,刨,和电火花).
齿轮的一代
桑德兰的方法
齿条型刀具是齿轮产生的主要方法之一。该过程也被称为桑德兰方法,其中包括一个齿条刀具,有耙和清理角度,以创建齿廓上的齿轮空白。在加工过程中,它使用工件和刀具之间的特定相对运动来产生齿廓,类似于图2所示的齿条和小齿轮。
牙齿概要文件遵循几何,由一个圆的渐开线年底——基本上就是一个螺旋曲线跟踪一个虚构的字符串解除自己从固定圈——或者如果你追踪从一颗牙齿接触到另一个点在图1所示。

桑德兰的方法是优秀的在创建齿的统一形状,所有齿轮,被同一刀具切割将,在理论上,齿轮正确与另一个。因此,需要高精度的齿轮设计-甚至双螺旋齿轮-可以用这种方法制造。而且因为桑德兰原理自发明以来一直保持,手册和文档广泛可用,甚至用于新的机器设计。

插齿
在这种方法的齿轮产生,一个刀具和齿轮毛坯连接的齿轮,以便他们不滚动在一起作为刀具往复。刀具开始雕刻它的方式到所需的深度,如图3所示,然后刀具和齿轮毛坯旋转缓慢,因为齿轮齿被切在齿轮毛坯中。

齿轮整形通常用于切割正齿轮、人字齿轮和棘轮齿轮。这种方法可以用于其他类型的齿轮,但因为你正在使用一个刀具往复齿轮形状,它已经是有用的上述齿轮类型,使设置在生产过程中容易。你仍然可以制造这些类型的齿轮与其他方法,但考虑的优势,齿轮整形关于速度,设计和设置在大规模生产。然而,由于刀具的位置(在外面)和切割方向,这种方法不是内齿轮和蜗轮的最佳选择。
滚齿
beplay 365 通过旋转称为“滚刀”的柱状形状的刀具产生齿轮齿,如图4所示。滚刀可以是单螺纹的,取决于每一圈应该产生多少齿。

直齿圆柱齿轮通常是用这种方法制造的,尽管各种其他齿轮,如摆线齿轮,斜齿轮,蜗轮,棘轮和链轮都是通过滚齿制造的。这是至关重要的,滚刀是良好的设计,特别是当切割一个复杂的几何形状。这个过程通常不工作的内部齿轮。与齿轮整形相似,该方法在设置上有优势,但仅用于外部切割,因为滚刀切割的是齿轮坯料的外部。
齿轮形式切割
下一个主要的齿轮制作方法是形式切割。这个过程不受欢迎,因为它的局限性——低生产力和低产品质量。然而,各种形式的切割技术是有用的替代维修和维护时,必要的。
整形,刨平和开槽
在整形时,工件是固定的,在滑块上的刀具在工件上来回移动(见图5)。在刨削时,刀具是固定的,工件在工作台上在刀具下来回移动(见图6)。工件被固定住,滑枕上的工具在工件上上下移动(见图7)。
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图5:齿形切割-刨削 -
图6:齿轮形状切割-整形
刨床和刨床都是直线切割的。然而,刨床处理小尺寸的几何形状,而刨床是为更大的应用。整形器可以用来创建槽,槽和键槽。开槽本质上是一个垂直的整形器,切割内部齿轮和凹槽。

铣
铣削形式切削方法在其使用中相对有限,但很适合创建复杂的齿轮几何形状。铣削用于制造螺旋齿轮和正齿轮的一系列不同的行业,包括汽车变速器,并创建滚刀。

这种方法是缓慢的,并产生广泛的传热到工件,所以连续的齿不应该被一个接着一个地铣削。
电火花加工(EDM)
电火花是一种制造工艺,通过在由介质浴液隔开的两个电极之间施加一系列的电流放电,将材料从工件上去除。
电火花加工擅长切割各种尺寸的复杂几何形状,但它有其局限性。如果你没有一个好的控制和程序,它很容易损坏零件表面,特别是弯曲的牙齿轮廓,这是如此具有挑战性的数控程序执行。但高质量和直观的3D建模和凸轮像Feature CAM、Autodesk Fusion、Master CAM等软件可以产生切割弯曲牙齿所需的平滑运动。

电火花加工机床近年来得到了改进。早期的电火花加工机器和这种工艺的使用有局限性,但他们一直在发展。这种改进最大限度地减少了表面光洁度、切削精度和由此产生的材料性能(微观结构、机械性能等)方面的问题。这一过程可以实现精确到千分之一英寸的公差,并创建小齿轮(直径小于1英寸)和大齿轮(直径超过20英寸)。这一过程既用于手表和钟表的精细应用,也用于切割更坚固的齿轮,如那些用于赛车。
齿轮成形
滚动
轧制是最古老的成形工艺之一。它形成齿轮通过热轧或冷轧一个空白工件通过两个或三个模具如图10所示。

当在制造过程中材料节约是一个关键问题时,轧制是一个很好的选择,因为不需要生成芯片。然而,为了获得一个高效的工艺,你必须在增加生产之前考虑轧制参数、变形和微观组织效应。
铸造
铸造是一种成型工艺,用于创建齿轮坯料(然后加工)和全齿轮与铸造齿廓。当铸造齿轮时,公差和精度是至关重要的考虑因素,并且创建铸造模具需要大量的前期成本。然而,一旦模具和工艺参数确定,大批量生产证明投资是合理的。

砂型铸造主要用于生产用于其他工艺的齿轮坯料。功能齐全的正齿轮、螺旋蜗杆、齿轮组和锥齿轮都是由齿轮铸造而成,用于洗衣机、小家电、手动工具、玩具和相机。
粉末冶金
粉末冶金是一种高精度的成形方法,是一种成本效益的替代传统的机械加工方法18beplay下载 和铸铁齿轮。然而,这种方法不适合较大的齿轮尺寸,但擅长创建小,高质量的直齿圆柱齿轮,锥齿轮和螺旋齿轮。由于成形材料的孔隙性,较大的齿轮具有较少的疲劳和冲击抗力,尽管可以使用烧结过程来改善其力学性能。
当齿轮设计包括孔、凹陷和不同的表面水平或凸出时,粉末冶金也特别有用。你会在家用电器、农场、草坪和园艺设备、汽车、卡车和军用车辆中发现这些齿轮。
加法制造
也被称为3 d打印技术在美国,增材制造从CAD 3D模型一层一层地构建一个三维对象。由于这一过程的性质,加法机器可以形成具有格子结构的复杂设计。这些结构可以通过建模来实现通过传统方法不易获得的质量降低。这种类型的几何体通常是使用3D拓扑优化和生成式计算机设计来创建的。

传统齿轮和非圆齿轮可以用增材制造工艺制造,高质量的3D打印机相对便宜且广泛可用。由于这种可用性,它成为维修和机械项目的选择,如教育玩具或其他需要全功能齿轮的设备。您还可以包括其他功能,甚至结合几何齿轮形状添加定制轴,键,或沟槽到相同的固体。
结论
正如你所看到的,有很多方法来制作齿轮,无论你是生成,形成或切割一个。我们希望这篇文章能帮助你理解最常见的制作方法。如果你觉得这篇文章有意思,分享到Linkedin上!你可以了解更多关于Fictiv的齿轮制造能力beplay客户端下载beplay 365 .
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