기어 및 베어링 시트: 열처리 변형은 정밀도의 진정한 적입니다.

아티클

2009년 6월 15일

기어 도면의 공차는 완성 상태 공차(프로파일, 리드, 보어 원통도, 페이스 런아웃)입니다. 이를 충족할 수 있는지 여부를 결정하는 것은 열처리 후 분쇄할 재료가 얼마나 남았는지이며, 로 전에는 변형이 보이지 않습니다.

기어 정밀도는 열처리 후의 정밀도입니다

기어 및 베어링 시트의 공차는 완성된 상태에서 지정됩니다(프로파일 공차, 리드 공차, 보어 원통도, 페이스 런아웃). 실제로 이러한 유지 여부를 결정하는 것은 연삭을 위한 열처리에서 얼마만큼의 여유분이 살아남는가입니다. 침탄 및 담금질 과정에서 부품은 구조적 변형과 열 응력을 동시에 겪습니다. 즉, 얇은 벽이 커지고 두꺼운 부분이 수축되며 비대칭 부품이 구부러집니다. 용광로 앞에는 아무것도 보이지 않습니다.

더 나은 그라인더로 공차가 높은 보어를 생산할 수는 없습니다. 이는 연삭되기 전에 보어가 얼마나 멀리 움직일지 아는 프로세스에 의해 생산됩니다. 따라서 기어의 공정 설계는 왜곡 예측과 공차 할당을 합친 것입니다. 숙련된 작업장은 재료, 벽 두께 비율 및 적재 패턴에 따른 왜곡 데이터베이스를 구축한 다음, 사전 열처리 치수를 역으로 보정합니다. 해당 데이터가 없는 상점에서는 더 많은 허용량을 남기고 추가 분쇄 패스만 받을 수 있습니다. 비용이 상승하고 허용량이 너무 많으면 침탄 케이스가 분쇄되어 경도가 떨어집니다.

왜곡의 세 가지 원인: 재료, 형상, 로딩

첫 번째는 물질이다. 동일한 20CrMnTi 등급의 두 히트는 왜곡을 30%까지 변경할 수 있을 만큼 경화성 대역폭이 다를 수 있습니다. 건전한 관행은 공장에서 경화성 밴드 보고서를 요구하고 밴드의 중간 이하를 선택하는 것입니다.

두 번째는 기하학적 구조입니다. 고르지 못한 벽 두께, 오프셋된 키홈, 웹의 비대칭 구멍은 모두 담금질 중에 고르지 않은 냉각을 생성합니다. 이는 도면 단계에서 제기되어야 합니다. 제조 검토를 위한 설계에서는 종종 비대칭 형상을 대칭 형상으로 변환하거나 프로세스 리브를 추가할 수 있습니다. 세 번째는 로딩입니다. 고정 장치는 냉각 유동장을 결정하고, 바스켓 중앙과 가장자리 사이의 냉각 속도는 다르며, 동일한 로드의 부품은 반대 방향으로 왜곡될 수 있습니다.

연삭 허용량은 추측이 아니라 계산됩니다.

너무 적은 여유분과 뒤틀림은 제거할 수 없으며, 연마 후 검은 피부가 남습니다. 침탄 케이스가 절단될 위험이 있는 동안 너무 많은 연삭 시간과 비용이 증가합니다. 올바른 허용량은 예상 왜곡, 재고 제거, 안전 계수를 더한 것과 같으며, 예상 왜곡은 핸드북이 아니라 측정에서 나와야 합니다.

실제 경로는 프로세스 검증 실행입니다. 즉, 한 사이클에 10개의 부품을 로드하고 전후의 크기 분포를 측정하고 평균 이동과 표준 편차를 도출한 다음 허용량을 설정합니다. 생산 시 배치별로 샘플을 채취하고 관리도에 분포를 표시합니다. 평균의 이동은 용광로 또는 재료가 변경되었음을 의미합니다. 이 중 새로운 것은 없지만 이를 제대로 수행하는 매장은 거의 없습니다. 이는 교체하기 가장 어려운 맞춤형 가공 서비스의 일부입니다.

배치 일관성: 하나의 좋은 부품은 아무것도 증명하지 못합니다.

기어의 특징적인 고장은 공차를 벗어난 단일 부품이 아니라 일괄 분산입니다. 부품은 중간 공차로 측정되지만 배치 전반에 걸쳐 한쪽 끝이 표류합니다. 이는 일반적으로 열 증가, 도구 마모 및 고정 장치 마모의 합계입니다. 4시간 동안 연속 가공한 후 스핀들 열 증가는 전체 공차 범위를 소모하기에 충분한 수십 미크론에 도달할 수 있습니다.

제어에는 첫 번째 품목 확인, 공정 중 샘플링, 최종 품목 검증의 세 가지 계층이 있습니다. 게다가 생산 전 열 예열과 파손보다는 길이 절단을 통한 공구 수명 관리가 가능합니다. IT6에 고정된 베어링 시트의 경우 측정 불확도 자체를 계산해야 합니다. 게이지와 공작물 사이의 2도 차이는 50mm 보어에서 1미크론 오류를 읽는 데 충분합니다.

기어 및 베어링 맞춤: 두 부분, 하나의 문제

기어 샤프트와 베어링 사이의 맞춤은 샤프트 공차, 베어링 내부 링 공차 및 둘 다의 진원도 등 공동으로 결정됩니다. 일반적인 오류는 샤프트 치수만 보고 진원도와 표면 거칠기를 무시하는 것입니다. 동일한 간섭으로 진원도가 낮은 샤프트는 내륜을 타원으로 변형시키고 베어링 틈새가 변화하며 소음과 온도 상승이 뒤따릅니다.

따라서 이와 같은 부품은 한 공급업체에서 또는 적어도 하나의 데이텀 시스템 내에서 더 잘 가공됩니다. 두 개의 작업장으로 나뉘어 각각 검사를 통과하고 조립이 실패하는 경우가 매우 흔합니다. 공급업체 평가에서는 직접적인 질문이 효과적입니다. 기어와 베어링 시트가 동일한 기계에서 동일한 클램핑으로 가공됩니까?

검사: CMM은 치아 형태를 측정할 수 없습니다.

기어 정확도는 CMM만으로는 수행할 수 없습니다. CMM은 보어 크기, 페이스 런아웃 및 키홈 위치를 측정하지만 프로파일 및 리드 공차에는 인벌류트를 따라 지속적인 프로빙이 필요합니다. 이는 기어 측정 센터 또는 전용 인벌류트 테스터를 의미합니다. 많은 인용문에서는 치아 형태가 실제로 검증되지 않은 경우 전체 CMM 검사를 약속합니다.

이는 인수 분쟁의 친숙한 원인입니다. 부품이 CMM 데이터를 전달하고 하우징에 들어갈 때 여전히 윙윙거리는 소리가 납니다. 원인은 프로파일 크라우닝, 나선 각도 편차 또는 누적된 피치 오류일 수 있으며 이러한 오류는 표준 CMM 루틴에 없습니다.

실행 가능한 수용 계획은 계층화되어 있습니다. 첫 번째 기사는 프로파일, 리드, 피치 및 방사형 런아웃을 다루는 기어 측정 센터로부터 전체 보고서를 받습니다. 생산 작업에서는 양면 복합 검사를 빠른 스크린으로 사용하고 측정 센터에서 정기적으로 샘플링을 수행합니다. 더블 플랭크 기계는 저렴하고 빠르며 100% 검사가 가능하지만 복합 오류만 표시하고 어떤 요소가 빠졌는지 알 수 없으므로 두 가지 방법을 함께 사용해야 합니다.

측정 자체에 대한 한 가지 주의 사항: 기어 측정 센터는 CMM보다 교정 및 온도에 더 민감하며 ± 20도가 기준선입니다. 감사 중에 계측실의 온도 기록을 살펴보면 기계 명판보다 더 많은 정보를 알 수 있습니다.

구매자를 위한 네 가지 질문

첫째, 침탄 및 담금질은 자체적으로 수행됩니까, 아니면 외부에서 수행됩니까? 그리고 외부에서 수행하는 경우 열처리 장치가 CQI-9를 유지합니까? 둘째, 재료 및 벽 두께별로 그룹화된 평균 및 표준 편차와 함께 측정된 왜곡 데이터를 제공할 수 있습니까? 셋째, 분쇄량은 어떻게 설정하고 검증을 실시하였는가? 넷째, 배치 일관성은 어떻게 보장됩니까? SPC 및 공구 수명 관리가 있습니까?

네 가지 모두에 대해 명확하게 답변하는 공급업체는 거의 없지만 일반적으로 현실적으로 인용하는 공급업체는 폐기로 인해 돈을 잃지 않을 것임을 알고 있기 때문입니다. 중국 정밀 가공 공장이나 중국 CNC 부품 제조업체를 후보로 선정할 때 첫 번째 필터로 열처리 기능을 사용하십시오. 이는 장비 목록보다 훨씬 더 많은 것을 알려줍니다.