기어 제조 공정

우리는 최근에 한 묶음을 만들었습니다.비표준 기어주로 자동화 기계 분야에서 사용되는 기어인데, 저희 기어 제조 공정은 어떻게 되는지 알고 계신가요? 알려드리겠습니다.

기어 생산 과정은 일반적으로 다음 단계로 구성됩니다.

1. 디자인 계획:

• 매개변수 결정: 기어 및 작업 환경의 특정 요구 사항에 따라 기어 변속비, 잇수, 계수, 인덱스 원 직경, 잇 폭 및 기타 매개변수를 결정합니다. 이러한 매개변수의 계산은 기계식 전달 원리 및 관련 설계 공식을 기반으로 해야 합니다. 예를 들어, 운동 전달 체인을 통한 변속비를 결정하고, 피니언 토크에 따라 기어 잇에 작용하는 원주력을 계산한 후, 기어 잇의 굽힘 피로 강도와 잇면의 접촉 피로 강도를 이용하여 기어의 계수와 인덱스 원 직경을 계산합니다.

• 재질 선택: 기어 재질 선택은 기어의 성능과 수명에 매우 중요합니다. 일반적인 기어 재질은 중탄소강(예: 45강), 저탄소 및 중탄소 합금강(예: 20Cr, 40Cr, 20CrMnTi 등)입니다. 요구 조건이 더 높은 중요 기어의 경우 38CrMoAlA 질화강을 선택할 수 있으며, 비힘 전달 기어는 주철, 합판, 나일론 및 기타 재질로 제작될 수도 있습니다.

2. 공백 준비:

• 단조: 기어에 고강도, 내마모성, 내충격성이 요구되는 경우, 일반적으로 단조 블랭크가 사용됩니다. 단조는 금속 재료의 내부 조직을 개선하고, 밀도를 높이며, 기어의 기계적 성질을 향상시킬 수 있습니다. 단조 후 블랭크는 등온 노멀라이징 처리를 통해 단조 및 황삭 가공으로 인한 잔류 응력을 제거하고, 재료의 가공성을 향상시키며, 전반적인 기계적 성질을 개선해야 합니다.

• 주조: 직경이 400~600mm 이상인 대형 기어의 경우, 일반적으로 블랭크(blank)를 주조합니다. 주조는 복잡한 형상의 기어를 제작할 수 있지만, 주조 기어의 내부 구조에는 기공 및 다공성 등의 결함이 있을 수 있으며, 이러한 결함은 성능 향상을 위해 후속 열처리 및 기계적 가공이 필요합니다.

• 기타 방법: 크기가 작고 형상이 복잡한 기어의 경우 정밀 주조, 압력 주조, 정밀 단조, 분말 야금, 열간 압연 및 냉간 압출과 같은 새로운 공정을 사용하여 기어 이빨이 있는 이빨 빌렛을 생산하여 노동 생산성을 향상시키고 원자재를 절약할 수 있습니다.

3. 기계적 가공:

• 치아 블랭크 가공:

• 황삭: 치형 블랭크의 황삭, 황삭 밀링 및 기타 가공을 통해 대부분의 마진을 제거하고, 후속 마무리 작업을 위해 0.5~1mm의 가공 마진을 남겨둡니다. 황삭 작업 시에는 치형 블랭크의 치수 정확도와 표면 거칠기가 설계 요건을 충족하는지 확인해야 합니다.

• 준정삭: 준정삭 선삭, 준정삭 밀링 등의 가공을 통해 치형 블랭크의 치수 정확도와 표면 품질을 더욱 향상시키고 치형 가공을 준비합니다. 준정삭 시에는 가공 여유의 균일성을 제어하여 여유가 과도하거나 너무 작지 않도록 주의해야 합니다.

• 마무리: 치형 블랭크의 치수 정확도, 형상 정확도 및 표면 거칠기가 설계 요건을 충족하도록 치형 블랭크를 정밀 선삭, 정밀 밀링, 연삭 및 기타 가공합니다. 마무리 작업 시에는 가공 효율과 가공 품질을 향상시키기 위해 적절한 가공 기술과 공구를 선택해야 합니다.

• 치아 모양 가공:

• 밀링 커터: 디스크 모듈러스 밀링 커터 또는 핑거 밀링 커터 밀링 커터는 성형 공정에 속합니다. 커터의 치형 단면 형상은 기어 치형과 일치하며, 밀링 커터는 다양한 형상의 기어를 가공할 수 있지만, 가공 효율과 가공 정밀도가 낮아 소량 생산이나 수리에 적합합니다.

• 호빙: 생성 공정에 속하며, 작동 원리는 한 쌍의 헬리컬 기어를 맞물리는 것과 같습니다. 기어 호빙 원형은 큰 나선 각도를 가진 나선 기어입니다. 이는 톱니 수가 매우 적고(일반적으로 톱니 수) 톱니가 매우 길기 때문입니다. 이 톱니는 샤프트를 따라 작은 나선 각도를 가진 웜을 형성한 후, 슬롯과 톱니를 통과하여 절삭날과 백각을 가진 호빙이 됩니다. 기어 호빙은 모든 종류의 대량 생산, 중간 품질의 외통 기어 및 웜 기어 가공에 적합합니다.

• 기어 셰이퍼: 이는 가공 방법의 일종입니다. 기어 셰이퍼를 사용하면 기어 셰이퍼 커터와 공작물이 한 쌍의 원통 기어의 맞물림에 해당합니다. 기어 셰이퍼의 왕복 운동은 기어 셰이퍼의 주요 운동이며, 기어 셰이퍼와 공작물이 일정 비율로 이루는 원운동은 기어 셰이퍼의 이송 운동입니다. 기어 셰이퍼는 모든 종류의 대량 생산, 중간 품질의 내외부 원통 기어, 다중 커플링 기어 및 소형 랙 기어 가공에 적합합니다.

셰이빙: 셰이빙은 대량 생산 시 경화되지 않은 치아 표면에 일반적으로 사용되는 마무리 가공 방법입니다. 작동 원리는 셰이빙 커터와 가공할 기어를 자유롭게 맞물리도록 하여 두 기어 사이의 상대적인 미끄러짐을 이용하여 치아 표면에서 미세한 칩을 깎아내어 치아 표면의 정확도를 향상시키는 것입니다. 셰이빙 톱니는 또한 드럼 톱니를 형성하여 치아 표면의 접촉면 위치를 개선할 수 있습니다.

기어 연삭: 기어 형상 정삭 방법이며, 특히 경화된 기어의 경우, 종종 유일한 정삭 방법입니다. 기어 연삭은 웜 연삭 휠을 사용할 수 있으며, 원뿔 연삭 휠이나 디스크 연삭 휠을 사용할 수도 있습니다. 기어 연삭 가공 정밀도는 높고 표면 조도는 낮지만, 생산 효율이 낮고 비용이 높습니다.

4. 열처리:

• 블랭크 열처리: 블랭크 가공 전후에 정규화 또는 템퍼링과 같은 예열 처리를 배치합니다. 주된 목적은 단조 및 거친 가공으로 인해 발생하는 잔류 응력을 제거하고 재료의 가공성을 개선하며 종합적인 기계적 성질을 개선하는 것입니다.

• 치면 열처리: 치형 가공 후, 치면의 경도와 내마모성을 향상시키기 위해 침탄 담금질, 고주파 유도 가열 담금질, 침탄질화 및 질화 열처리 공정을 자주 실시합니다.

5. 치면 가공: 기어의 치면은 라운딩, 챔퍼링, 챔퍼링, 디버링으로 가공됩니다. 치면 가공은 기어 담금질 전, 일반적으로 치면 전조(보간) 후, 치면 가공을 위해 정렬된 치면 가공 전에 수행해야 합니다.

6. 품질 검사: 기어의 치형, 치피치, 치방향, 치두께, 일반적인 정상 길이, 런아웃 등 다양한 매개변수를 검사하여 기어의 정밀도와 품질이 설계 요건을 충족하는지 확인합니다. 검사 방법에는 측정 도구를 이용한 수동 측정과 기어 측정기를 이용한 정밀 측정이 있습니다.