2009 年 6 月 15 日
歯車図面上の公差は、輪郭、リード、穴円筒度、面振れなどの完成状態の公差です。条件を満たせるかどうかを決めるのは、熱処理後にどれだけの材料を研削するかによって決まります。また、歪みは炉の前では目に見えません。
ギアとベアリングシートの公差は、完成状態で指定されます: 輪郭公差、リード公差、穴の円筒度、面振れ。実際に保持できるかどうかを決めるのは、研削のための熱処理にどれだけの余裕が残るかです。浸炭と焼入れ中に、部品は構造変化と熱応力を同時に受けます。つまり、薄い壁が成長し、厚い部分が収縮し、非対称の部品が曲がります。炉の前では何も見えません。
高公差のボアは、より優れたグラインダーによって生成されるわけではありません。これは、研削前にボアがどのくらい移動するかを知っていたプロセスによって製造されます。したがって、歯車のプロセス設計は、歪みの予測に許容値の割り当てを加えたものになります。経験豊富なショップは、材質、肉厚比、荷重パターンによる歪みデータベースを構築し、熱処理前の寸法を逆に補正します。そのデータのないショップは、より多くの手当を残し、追加の研削パスを取ることしかできません。コストが高くなり、取り代が多すぎると浸炭ケースが削れて硬度が低下します。
1つ目は素材です。同じ 20CrMnTi グレードの 2 つの熱では、歪みが 30% 変化するほど焼入れ性の帯域幅が異なる場合があります。適切な方法としては、工場からの硬化性バンドのレポートを要求し、バンドの中間下位を選択することです。
2 つ目は形状です。不均一な肉厚、オフセットしたキー溝、ウェブの非対称な穴はすべて、焼入れ中に不均一な冷却を引き起こします。これらは図面の段階で提示される必要があります。製造レビュー用の設計では、非対称フィーチャーを対称フィーチャーに変換したり、プロセス リブを追加したりすることがよくあります。 3 番目は荷重です。治具によって急冷剤の流れ場が決まり、冷却速度がバスケットの中心と端で異なり、同じ荷重を受けた部品でも反対方向に変形する可能性があります。
取りしろが少なすぎると歪みが取れず、研削後に黒い肌が残ります。多すぎると研削時間とコストが上昇し、浸炭されたケースが切断される危険性があります。正しい許容値は、予想される歪みと削り代と安全係数を加算したものに等しく、予想される歪みはハンドブックからではなく測定から得られるものでなければなりません。
実際的なルートはプロセス検証の実行です。1 サイクルで 10 個の部品をロードし、前後のサイズ分布を測定し、平均シフトと標準偏差を導き出し、許容値を設定します。本番環境では、バッチごとにサンプリングし、分布を管理図にプロットします。平均値の変化は、炉または材料が変化したことを意味します。これはどれも新しいものではありませんが、これを適切に行っているショップはほとんどありません。これはまさにカスタム加工サービスの中で最も置き換えが難しい部分です。
歯車の特徴的な故障は、許容範囲外の単一の部品ではなく、一括して分散して発生します。部品は中間の公差で測定されますが、バッチ全体で一方の端がドリフトします。これは通常、熱膨張、工具摩耗、治具摩耗の合計です。 4 時間の連続加工の後、スピンドルの熱膨張は数十ミクロンに達する可能性があり、許容範囲全体を消費するのに十分です。
管理には、初品確認、工程内サンプリング、最終品検証の 3 つの層があります。さらに、生産前の熱ウォームアップと、破損ではなく切断長さによる工具寿命管理を行います。 IT6 に保持されたベアリング シートの場合、測定の不確かさ自体を考慮する必要があります。ゲージとワークピース間の 2 度の差は、50 ミリメートルの穴で 1 ミクロンの誤差を読み取るのに十分です。
ギヤシャフトとベアリングのはめあいは、シャフト公差、ベアリング内輪公差、および両者の真円度によって決まります。よくある間違いは、シャフトの寸法だけを見て真円度や表面粗さを無視することです。同様のしめしろでは、軸の真円度が悪いと内輪が楕円に変形し、軸受すきまが変化し、異音や温度上昇が発生します。
したがって、このような部品は 1 つのサプライヤーによって、または少なくとも 1 つのデータム システム内でより適切に機械加工されます。 2 つのショップに分かれているため、それぞれのショップが検査に合格しても、組み立てに失敗することがよくあります。サプライヤーの評価には、直接的な質問が効果的です。ギアとベアリング シートは同じ機械で同じクランプで加工されていますか?
歯車精度は三次元測定機だけでは実現できません。 CMM はボア サイズ、面振れ、キー溝の位置を測定しますが、プロファイルとリードの公差はインボリュートに沿って継続的に検査する必要があり、これは歯車測定センターまたは専用のインボリュート試験機を意味します。多くの引用では、歯の形状が実際に検証されていないにもかかわらず、完全な CMM 検査を約束しています。
これは、受け入れ紛争のよく知られた原因です。部品は CMM データを渡しますが、ハウジングに挿入されるとまだ鳴き声を上げます。原因は、プロファイルのクラウニング、ねじれ角の偏差、または蓄積されたピッチ誤差である可能性がありますが、これらはどれも標準的な CMM ルーチンには含まれていません。
実行可能な受け入れ計画は階層化されています。最初の記事では、歯車測定センターからプロファイル、リード、ピッチ、ラジアル振れをカバーする完全なレポートを入手します。生産工程では、高速スクリーニングとしてダブルフランク複合検査を使用し、測定センターで定期的にサンプリングを行います。ダブルフランク機械は安価で迅速に全数検査を行うことができますが、複合エラーのみが表示され、どの要素が異常であるかを判断できないため、2 つの方法を併用する必要があります。
測定自体に関する注意点が 1 つあります。歯車測定センターは CMM よりも校正と温度に敏感であり、20 度プラスマイナス 1 度がベースラインとなります。監査中に計測室の温度ログを見ると、機械の銘板以上のことがわかります。
まず、浸炭と焼入れは社内で行われるのでしょうか、それとも外注で行われるのでしょうか。外注の場合、熱処理装置は CQI-9 を満たしていますか?第二に、測定された歪みデータを、材料と壁の厚さごとにグループ化された平均値と標準偏差とともに提供できますか?第三に、研削代はどのように設定されており、検証は行われていますか? 4 番目に、バッチの一貫性はどのように保証されますか。SPC と工具寿命の管理はありますか?
4 つすべてに明確に答えるサプライヤーはほとんどありませんが、スクラップでお金を失わないことを知っているため、そうするサプライヤーは通常現実的な見積もりを出します。中国の精密機械加工工場または中国の CNC 部品メーカーを最終候補に挙げる場合は、熱処理能力を最初のフィルターとして使用します。機器リスト以上のことがわかります。
CNCフライス加工と旋削、板金曲げとプレス、研削と研磨を行う工場は、独自の金型設計と製造能力を備えており、単品試作から量産までワンストップで完了します。深センと恵州を連携し、図面やサンプルに基づいたカスタマイズをサポートします。取引条件はオプションのEXW / FOB / CIF / DDPで、PPAPおよびISO9001品質システム認証を取得しています。
精密部品のカスタマイズソリューションについて詳しく見る→