Процесс обработки прототипа передач с ЧПУ: Руководство для точных передач

Если вы инженер по продукту или профессионал закупок, работающий над механическими системами - например, автомобильные передачи, промышленные роботы, или медицинское оборудование -Процесс обработки прототипа передач с ЧПУ Ваш ключ к созданию высококачественного, Проверяемые детали передачи. Передачи имеют решающее значение для передачи движений и питания, Таким образом, их точность напрямую влияет на производительность системы. В отличие от традиционной обработки, Прототипирование Gear CNC использует управление компьютером для достижения сверхвысокой точности и повторяемости, сделать его идеальным для тестирования дизайна перед массовым производством. Это руководство разрушает каждый шаг процесса, с реальными случаями и данными, чтобы помочь вам избежать ошибок и получить надежные прототипы.

1. Что такое обработка прототипа Gear CNC?

Первый, Давайте проясним основы: Обработка прототипа прототипа с ЧПУ это метод точного производства, который использует компьютерное числовое управление (Сжигание) станки для формирования сырья в прототипы передачи. Эти прототипы используются для тестирования:

• Насколько хорошо передача передает крутящий момент и обрабатывает скорость вращения (механические характеристики).
• Если передача подходит для других компонентов в системе (Размерная совместимость).
• Насколько долговечнее снаряжение в реальном мире (износостойкость).

Этот процесс выделяется, потому что он может создавать шестерни со сложными контурами - например, спиральные или конические шестерни - которые трудно сделать с ручной обработкой. Это широко используется в аэрокосмической промышленности, Автомобиль, и медицинские поля, Где даже крошечные ошибки (до 0,01 мм) может вызвать сбои системы.

Почему это важно: Поставщик автомобилей, поставщик запчастей, когда -то использовал ручную обработку для создания прототипа передачи передачи. Прототип имел размерную ошибку 0,15 мм, приводя к шумному операции и преждевременному износу во время тестирования. Переход на прототипирование передач ЧПУ, Они уменьшили ошибку до 0,02 мм, и следующий тестовый прогон был гладким без проблем с износом.

2. Пошаговый процесс обработки прототипа прототипа с ЧПУ

Процесс имеет 6 Основные этапы - какая -либо критическая для обеспечения прототипа соответствует стандартам дизайна. Используйте приведенные ниже таблицы, чтобы соответствовать подходящему оборудованию, материалы, и параметры в ваш проект.

2.1 Дизайн & Программирование: Заложить основу для точности

Этот этап предназначен для превращения дизайна передачи в машиночитаемые инструкции. Следуйте этим шагам:

1. Создать модель 3D -передачи: Используйте программное обеспечение, такое как SolidWorks, Autocad, или Siemens nx. Включите ключевые данные, такие как:

• Количество зубов (НАПРИМЕР., 20-40 зубы для большинства промышленных передач).
• Модуль (Размер зубов передачи - кольцевые значения: 0.5-5мм).
• Угол давления (Обычно 20 ° для стандартных передач).

2. Оптимизируйте для обработки: Рассмотрим применение снаряжения, например:

• Если ему нужно обрабатывать высокий крутящий момент, Утолтите центр передачи до 1,5X модуля.
• Если шум - это беспокойство, Добавить небольшую кривую в профиль зуба (зубной коронал) Чтобы уменьшить трение.

3. Генерировать код ЧПУ: Используйте программное обеспечение CAM (НАПРИМЕР., Mastercam, Слияние 360) Чтобы преобразовать трехмерную модель в G-код. Этот код сообщает машине ЧПУ путь резки, скорость, и скорость корма.

Тематическое исследование: Компания по робототехнике разработала прототип спиральной передачи, но забыла отрегулировать путь резки для угла спирали (15°). Их первый с ЧПУ пробежал передачу с искаженными зубами. После перепрограммирования программного обеспечения CAM для учета угла спираль, Следующий прототип была идеальная геометрия зуба.

2.2 Выбор оборудования: Выберите машины для обработки передач

Не все машины с ЧПУ работают для передач - вам нужны те, у кого высокая жесткость и точный контроль. Вот разбивка лучших вариантов:

2.3 Материал подготовка & Фиксация

Выберите материал, который соответствует предполагаемому использованию снаряжения, Затем закрепите его на машине, чтобы предотвратить смещение.

2.3.1 Выбор материала

2.3.2 Материальная фиксация

• Используйте 3-челюсть Чак Для цилиндрических заготовки передач (обеспечивает концентричность - критическое для гладкого вращения).
• Для больших передач (diameter >200mm), Используйте Лицевая тарелка с Т-слотами, чтобы закрепить пусть.
• Проверьте на выпуск (вибрация) С индикатором циферблата - проведйте разряд ниже 0,01 мм, чтобы избежать ошибок обработки.

2.4 Грубая: Быстро удалить лишний материал

Черновая обработка-это быстро превращать шестерню в почти окончательную форму. Ключевые параметры:

• Режущий инструмент: Высокоскоростная сталь (HSS) или карбид -плита (Для лапковых машин).
• Скорость резки: 80-150 м/мой (быстрее для алюминия, медленнее для стали).
• Скорость корма: 50-100 мм/мин (Уравновешивает скорость и срок службы инструмента).
• Цель: Оставить 0,1-0,3 мм материала для отделки (называется «пособие на обработку»).

2.5 Отделка: Достичь окончательной точности

Отделка уточняет передачу, чтобы соответствовать точным характеристикам дизайна. Этот этап имеет решающее значение для точности зуба и качества поверхности:

• Режущий инструмент: Полированная карбидовая плита или резак для формирования снаряжения (Для гладких поверхностей зубов).
• Скорость резки: 60-120 м/мой (медленнее, чем грубая, чтобы уменьшить износ инструмента).
• Скорость корма: 20-50 мм/мин (медленнее для лучшей точности).
• Цель: Достичь точности размерных ± 0,01-0,03 мм и шероховатости поверхности РА 0.8-1.6 мкм.

2.6 После лечения & Качественная проверка

После обработки, Подготовьте прототип для тестирования и проверить его качество:

1. Уборка: Используйте дегрешер (НАПРИМЕР., изопропиловый спирт) Чтобы удалить режущую жидкость и металлические чипсы из зубьев передачи.
2. Поверхностная обработка (При необходимости):

• Термическая обработка (НАПРИМЕР., Карбурбание для сплавной стали) увеличить твердость, чтобы 58-62 HRC.
• Песчаная обработка для матовой отделки (Снижает блики в оборудовании для переработки пищевых продуктов).
• Покрытие (НАПРИМЕР., Цинковое покрытие для нержавеющей стали) Чтобы улучшить коррозионную стойкость.

3. Качественная проверка:

• Используйте Центр измерения передачи Чтобы проверить профиль зуба, подача, и разход.
• Проверка крутящего момента с помощью динамометра - на 4140 Стальное снаряжение с 20 зубы (модуль 2 мм), стремиться к крутящему моменту 50-100 N · m.
• Проверьте на шум, запустив шестерню с помощью сопряженной передачи на 1,000 RPM - NOISE уровни должны быть ниже 70 дБ.

3. Технические преимущества & Проблемы обработки прототипа прототипа с ЧПУ

Понимание плюсов и минусов помогает вам эффективно планировать проект.

3.1 Ключевые преимущества

• Высокая точность: Достигает ошибок размеров до ± 0,005 мм - критические для передач в аэрокосмической или медицинской устройствах.
• Повторяемость: Машины с ЧПУ производят идентичные прототипы каждый раз - отличные для тестирования итераций нескольких дизайнов.
• Сложность: Может ли машина нестандартная передача (НАПРИМЕР., Червячные шестерни, конические шестерни) что традиционные методы не могут сделать.

3.2 Общие проблемы

• Высокая стоимость оборудования: Стоимость пакета с ЧПУ стоит \(50,000-\)200,000–Out охват для небольших стартапов.
• Сложность программирования: G-код для спиральных или конических передач требует расширенных навыков CAM-приводят к разрушенным прототипам.
• Износ инструмента: Инструменты для вырезания передач быстро изнашиваются (НАПРИМЕР., карбидовая плита длится 50-100 Прототипы для стали)- включает затраты на материалы.

4. Случаи промышленности

Обработка прототипа Gear Gear используется в трех ключевых полях:

1. Автомобиль: Производитель автомобилей использовал прототипирование с ЧПУ для тестирования передачи ГРМ -двигателя. Прототип имел точность ± 0,02 мм, и тестирование показало, что он снизил шум двигателя 15% по сравнению со старым дизайном. Теперь они используют этот дизайн в своей последней модели седана.
2. Промышленная робототехника: Макеру робота нуждались. Прототипирование с ЧПУ дайте им проверить 3 итерации в 2 недели (против. 6 недели с традиционными методами). Последний прототип имел разряд 0,01 мм, Обеспечение плавного движения робота.
3. Медицинское оборудование: Фирма медицинского устройства использовала прототипирование ЧПУ, чтобы сделать снаряжение для хирургической тренировки. Прототип нержавеющей стали был устойчив к коррозии и имел крутящий момент 80 N · m-идеальное для высокоскоростной работы тренировки.

Просмотр технологий Yigu на процесс обработки прототипа Gear CNC

В Yigu Technology, Мы поддерживали 300+ Клиенты в оптимизации Процесс обработки прототипа передач с ЧПУ. Мы считаем, что самая большая болезненная точка-баланс точности и стоимости-многие команды перерасход на высококлассных машинах для простых передач. Наше решение: Пользовательские пакеты материалов для оборудования-например, сочетание бюджетного VMC с 6061 алюминий для передач с низким содержанием кручения, или шестерна 4140 сталь для частей с высоким точкой. Это сокращает расходы 25% сохраняя точность при ± 0,03 мм. Мы также предлагаем поддержку программирования CAM, чтобы избежать ошибок кода.

Часто задаваемые вопросы

1. Сколько времени нужно для создания прототипа передачи ЧПУ?

Это зависит от типа передачи и размера: Небольшая шестерня (50мм диаметр) принимает 1-2 дни. Большое спиральное снаряжение (200мм диаметр) принимает 3-5 дни (включая дизайн и проверку).

2. Можно ли использовать прототипы передач с ЧПУ в конечных продуктах?

Обычно нет - прототипы для тестирования. Но для продуктов с низким объемом (НАПРИМЕР., Пользовательские медицинские инструменты), Прототипы ЧПУ могут работать, если они проходят тестирование на термообработку и долговечность (У нас были клиенты, которые использовали их для 10,000+ цикл).

3. Какова стоимость прототипа передачи ЧПУ?

Затраты варьируются в зависимости от материала и размера: Алюминиевая шестерня (50мм диаметр) расходы \(80-\)150. Спиральная передача из нержавеющей стали (100мм диаметр) расходы \(200-\)400 (выше из -за сложности материала и программирования).