Proses pemesinan prototaip gear CNC: Panduan untuk gear ketepatan

Jika anda seorang jurutera produk atau profesional perolehan yang bekerja pada sistem mekanikal seperti transmisi automotif, Robot Perindustrian, atau peralatan perubatan-Proses pemesinan prototaip gear CNC adalah kunci anda untuk mewujudkan berkualiti tinggi, bahagian gear yang boleh diuji. Gear sangat penting untuk menghantar gerakan dan kuasa, Oleh itu, ketepatan mereka secara langsung memberi kesan kepada prestasi sistem. Tidak seperti pemesinan tradisional, Prototaip gear CNC menggunakan kawalan komputer untuk mencapai ketepatan dan kebolehulangan ultra tinggi, menjadikannya sesuai untuk menguji reka bentuk sebelum pengeluaran besar -besaran. Panduan ini memecah setiap langkah proses, dengan kes dan data sebenar untuk membantu anda mengelakkan kesilapan dan mendapatkan prototaip yang boleh dipercayai.

1. Apakah pemesinan prototaip gear CNC?

Pertama, Mari jelaskan asas -asas: Pemesinan prototaip gear CNC adalah kaedah pembuatan ketepatan yang menggunakan kawalan berangka komputer (CNC) alat mesin untuk membentuk bahan mentah ke dalam prototaip gear. Prototaip ini digunakan untuk menguji:

• Seberapa baik gear menghantar tork dan mengendalikan kelajuan putaran (prestasi mekanikal).
• Sekiranya gear sesuai dengan komponen lain dalam sistem (keserasian dimensi).
• Betapa tahan lama gear di bawah penggunaan dunia nyata (Pakai rintangan).

Proses ini menonjol kerana ia boleh membuat gear dengan kontur yang kompleks seperti helical atau gear serong -yang sukar dibuat dengan pemesinan manual. Ia digunakan secara meluas dalam aeroangkasa, Automotif, dan bidang perubatan, di mana kesilapan kecil (sekecil 0.01mm) boleh menyebabkan kegagalan sistem.

Kenapa pentingnya: Pembekal Bahagian Automotif sekali menggunakan pemesinan manual untuk membuat prototaip gear penghantaran. Prototaip mempunyai kesilapan dimensi 0.15mm, membawa kepada operasi bising dan pakaian pramatang semasa ujian. Beralih ke prototaip gear CNC, Mereka mengurangkan kesilapan menjadi 0.02mm, Dan ujian ujian seterusnya adalah lancar tanpa masalah memakai.

2. Proses Pemesinan Gear CNC Langkah demi Langkah

Proses ini mempunyai 6 Tahap Teras -setiap kritikal untuk memastikan prototaip memenuhi standard reka bentuk. Gunakan jadual di bawah untuk memadankan peralatan yang betul, bahan, dan parameter untuk projek anda.

2.1 Reka bentuk & Pengaturcaraan: Letakkan asas untuk ketepatan

Tahap ini adalah mengenai menjadikan reka bentuk gear anda menjadi arahan yang boleh dibaca mesin. Ikuti langkah -langkah ini:

1. Buat model gear 3D: Gunakan perisian seperti SolidWorks, AutoCAD, atau Siemens NX. Sertakan butiran utama seperti:

• Bilangan gigi (Mis., 20-40 gigi untuk kebanyakan gear perindustrian).
• Modul (saiz gigi gear -nilai biasa: 0.5-5mm).
• Sudut tekanan (biasanya 20 ° untuk gear standard).

2. Mengoptimumkan untuk pemesinan: Pertimbangkan aplikasi gear -contohnya:

• Sekiranya perlu mengendalikan tork tinggi, menebal hab gear hingga 1.5x modul.
• Sekiranya bunyi bising adalah kebimbangan, Tambahkan sedikit lengkung ke profil gigi (PENGGUNAAN TOOTH) untuk mengurangkan geseran.

3. Menjana kod CNC: Gunakan perisian cam (Mis., MasterCam, Fusion 360) Untuk menukar model 3D ke G-Code. Kod ini memberitahu mesin CNC jalan pemotongan, kelajuan, dan kadar suapan.

Kajian kes: Sebuah syarikat robotik merancang prototaip gear helical tetapi terlupa untuk menyesuaikan jalan pemotongan untuk sudut helix (15°). Run CNC pertama mereka menghasilkan gear dengan gigi yang terdistorsi. Setelah memprogramkan semula perisian cam untuk menyumbang sudut helix, Prototaip seterusnya mempunyai geometri gigi yang sempurna.

2.2 Pemilihan peralatan: Pilih mesin untuk pemesinan gear

Tidak semua mesin CNC berfungsi untuk gear -anda memerlukan orang yang mempunyai ketegaran tinggi dan kawalan yang tepat. Inilah pecahan pilihan terbaik:

2.3 Penyediaan bahan & Penetapan

Pilih bahan yang sesuai dengan penggunaan gear, kemudian selamatkannya ke mesin untuk mengelakkan peralihan.

2.3.1 Pemilihan bahan

2.3.2 Penetapan bahan

• Gunakan a 3-Jaw Chuck untuk kekosongan gear silinder (memastikan concentricity -kritikal untuk putaran lancar).
• Untuk gear besar (diameter >200mm), Gunakan a Plat muka dengan T-slot untuk mengamankan kosong.
• Semak Runout (getaran) dengan penunjuk dail -lari ke bawah di bawah 0.01mm untuk mengelakkan kesilapan pemesinan.

2.4 Roughing: Keluarkan bahan berlebihan dengan cepat

Roughing adalah kira-kira dengan cepat membentuk gear kosong ke dalam bentuk yang hampir selesai. Parameter utama:

• Alat pemotong: Keluli berkelajuan tinggi (HSS) atau karbida hob (Untuk mesin hobbing).
• Kelajuan pemotongan: 80-150 m/my (lebih cepat untuk aluminium, lebih perlahan untuk keluli).
• Kadar suapan: 50-100 mm/min (Mengimbangi kelajuan dan kehidupan alat).
• Matlamat: Tinggalkan 0.1-0.3mm bahan untuk penamat (dipanggil "elaun pemesinan").

2.5 Penamat: Mencapai ketepatan akhir

Menamatkan gear untuk memenuhi spesifikasi reka bentuk yang tepat. Tahap ini penting untuk ketepatan gigi dan kualiti permukaan:

• Alat pemotong: Pemotong karbida yang digilap atau pemotong pembentuk gear (untuk permukaan gigi licin).
• Kelajuan pemotongan: 60-120 m/my (lebih perlahan daripada kasar untuk mengurangkan pakaian alat).
• Kadar suapan: 20-50 mm/min (lebih perlahan untuk ketepatan yang lebih baik).
• Matlamat: Mencapai ketepatan dimensi ± 0.01-0.03mm dan kekasaran permukaan RA 0.8-1.6 μm.

2.6 Selepas rawatan & Pemeriksaan Kualiti

Selepas pemesinan, Sediakan prototaip untuk menguji dan mengesahkan kualitinya:

1. Pembersihan: Gunakan degreaser (Mis., Isopropil alkohol) Untuk mengeluarkan cecair cecair dan logam pemotongan dari gigi gear.
2. Rawatan permukaan (jika diperlukan):

• Rawatan haba (Mis., karburisasi untuk keluli aloi) untuk meningkatkan kekerasan kepada 58-62 HRC.
• Sandblasting untuk selesai matte (mengurangkan silau dalam peralatan pemprosesan makanan).
• Penyaduran (Mis., penyaduran zink untuk keluli tahan karat) untuk meningkatkan rintangan kakisan.

3. Pemeriksaan Kualiti:

• Gunakan a Pusat Pengukur Gear Untuk memeriksa profil gigi, padang, dan runout.
• Kapasiti tork ujian dengan dinamometer -untuk a 4140 gear keluli dengan 20 gigi (Modul 2mm), bertujuan untuk keupayaan tork 50-100 N · m.
• Periksa bunyi dengan menjalankan gear dengan peralatan mengawan di 1,000 Tahap RPM -Noise harus di bawah 70 db.

3. Kelebihan Teknikal & Cabaran pemesinan prototaip gear CNC

Memahami kebaikan dan keburukan membantu anda merancang projek anda dengan berkesan.

3.1 Kelebihan utama

• Ketepatan tinggi: Mencapai kesilapan dimensi sekecil ± 0.005mm -kritikal untuk gear dalam alat aeroangkasa atau perubatan.
• Kebolehulangan: Mesin CNC menghasilkan prototaip yang sama setiap masa -hebat untuk menguji pelbagai lelaran reka bentuk.
• Kerumitan: Bolehkah mesin bukan standard mesin (Mis., Gear Worm, gear bevel) kaedah tradisional itu tidak dapat dibuat.

3.2 Cabaran biasa

• Kos Peralatan Tinggi: Kos Mesin Hobbing Gear CNC \(50,000-\)200,000-Semua jangkauan untuk permulaan kecil.
• Kerumitan pengaturcaraan: G-code untuk gear helical atau serong memerlukan kemahiran cam maju-menyebabkan membawa kepada prototaip yang hancur.
• Memakai alat: Alat pemotongan gear habis (Mis., Hob karbida bertahan 50-100 Prototaip untuk keluli)-Semaya kos bahan.

4. Kes permohonan industri

Pemesinan prototaip gear CNC digunakan dalam tiga medan utama:

1. Automotif: Pengilang kereta menggunakan prototaip CNC untuk menguji gear masa enjin. Prototaip mempunyai ketepatan ± 0.02mm, dan ujian menunjukkan ia mengurangkan bunyi enjin dengan 15% Berbanding dengan reka bentuk lama. Mereka kini menggunakan reka bentuk ini dalam model sedan terbaru mereka.
2. Robotik Perindustrian: Pembuat robot memerlukan gear yang diartikulasikan sebagai ketepatan tinggi untuk lengan mereka. Prototaip CNC Biarkan mereka menguji 3 lelaran dalam 2 minggu (vs. 6 minggu dengan kaedah tradisional). Prototaip terakhir mempunyai larian 0.01mm, memastikan pergerakan robot lancar.
3. Peralatan perubatan: Firma peranti perubatan menggunakan prototaip CNC untuk membuat gear untuk gerudi pembedahan. Prototaip keluli tahan karat adalah tahan kakisan dan mempunyai keupayaan tork 80 N · M-Perfect untuk operasi berkelajuan tinggi gerudi.

Pandangan Teknologi Yigu mengenai Proses Pemesinan Prototaip Gear CNC

Di Yigu Technology, Kami telah menyokong 300+ pelanggan dalam mengoptimumkan Proses pemesinan prototaip gear CNC. Kami percaya titik kesakitan terbesar adalah mengimbangi ketepatan dan kos-banyak pasukan melebih-lebihkan mesin mewah untuk gear mudah. Penyelesaian kami: Pakej bahan peralatan tersuai-contohnya, memasangkan VMC yang mesra bajet dengan 6061 aluminium untuk gear tork rendah, atau mesin hobbing gear dengan 4140 keluli untuk bahagian tinggi tork. Ini mengurangkan kos dengan 25% Semasa menjaga ketepatan pada ± 0.03mm. Kami juga menawarkan sokongan pengaturcaraan CAM untuk mengelakkan kesilapan kod.

Soalan Lazim

1. Berapa lama masa yang diperlukan untuk membuat prototaip gear CNC?

Ia bergantung pada jenis dan saiz gear: Gear merangsang kecil (50diameter mm) mengambil 1-2 hari. Gear heliks yang besar (200diameter mm) mengambil 3-5 hari (termasuk reka bentuk dan pemeriksaan).

2. Bolehkah prototaip gear CNC digunakan dalam produk akhir?

Biasanya tidak ada prototaip untuk ujian. Tetapi untuk produk volum rendah (Mis., Alat perubatan tersuai), Prototaip CNC boleh berfungsi jika mereka lulus rawatan haba dan ujian ketahanan (Kami mempunyai pelanggan menggunakannya 10,000+ kitaran).

3. Berapakah kos prototaip gear CNC?

Kos berbeza mengikut bahan dan saiz: Gear merangsang aluminium (50diameter mm) kos \(80-\)150. Gear heliks keluli tahan karat (100diameter mm) kos \(200-\)400 (lebih tinggi disebabkan oleh kerumitan bahan dan pengaturcaraan).