Høypresisjons-girsaging: Avkantingsteknologi

"Uten afskjæring er en snekkers ferdighet ufullstendig." Dette gamle snekkersproket speiler ikke bare tradisjonell håndverkskunnskap, men har også stor betydning i moderne produksjon. Afskjæring, opprinnelig et begrep fra trebearbeiding, har utviklet seg til en kritisk prosess i moderne industriell produksjon, spesielt innen høyteknologisk girproduksjon.

I. Hva er afskjæring?

I moderne industriterminologi refererer afskjæring til prosessen med å sløve eller runde av ytre eller indre rette vinkler på en arbeidsdel. Hensikten er todelt: For det første å fjerne spenningskonsentrasjoner, og for det andre å hindre skarpe kanter i å skrape operatører under montering og bruk. Utenfor funksjonell sikkerhet forbedrer runde kanter også arbeidsstykkets estetiske utseende, og gir det et mer behagelig og elegant preg.
Det er viktig å skille avkanting fra avrunding: selv om begge prosesser innebærer rundinger, retter avkanting seg mot kantene på en arbeidsdel, mens avrunding fokuserer på hjørnene. I praktiske anvendelser utgjør uhjørnavrundede kanter en høyere skaderisiko for brukere sammenlignet med ikke-avkantede kanter.

II. Avkanting av tannprofil på tannhjul: Klassifisering og typer

Med utviklingen innen bilindustrien har kravene til tannhjuls estetikk og ytelse blitt stadig strengere, noe som har ført til at avkantingsteknologi har kommet i fokus når det gjelder presisjonskontroll.

1. Grunnkategorier for avkanting av tannprofil på tannhjul

Avkanting av tannprofil på tannhjul deles hovedsakelig inn i tre typer basert på plassering:

Tannspissavkanting: Avkanting utført på tannhjulets spiss.
Tannendeavkanting: Avkanting utført på tannhjulets endeflate.
Tannprofilavkanting: Avkanting langs tannens arbeidsprofil (fokuset i denne artikkelen).

2. Teknisk klassifisering av tannprofilavkanting

Kantavkanting av tannprofil kategoriseres vanligvis i tre tekniske typer, ytterligere differensiert etter enkeltside eller dobbelside anvendelse:

Teknisk type Enkeltkant-egenskaper Dobbeltkant-egenskaper
Avkortet avkanting (slutter ved rotunderkutt) Usymmetrisk avkanting; ingen runde inn ved rot. Symmetrisk avkanting på begge sider; ingen runde inn ved rot.
Avkortet avkanting (slutter ved full runding i rot) Usymmetrisk avkanting; delvis runding i rot. Usymmetrisk avkanting på begge sider; delvis runding i rot.
Jevn avkanting (slutter ved full runding i rot) Symmetrisk avkanting; jevn runding i rot. Symmetrisk avkanting på begge sider; jevn runding i rot.

III. Vanlige bearbeidingsmetoder for avkanting av tannprofil

Det finnes en rekke prosesser for avkanting av tannprofiler, hver med egne prinsipper, fordeler og begrensninger.

A. Sliping avkanting

Prinsipp: Bruker en roterende spindel og et svevende slipehjul for å fjerne burrer og skarpe kanter fra tannprofilen.
Begrensninger: Størrelsen på fasen varierer på grunn av faktorer som slipehjuldiameter, heliksvinkel, modul og antall tenner. Den forårsaker ofte skader på rotflaten og produserer grove faserte kanter.
Anvendelse: Bredt brukt i tradisjonelle industrier som vindkraft og kommersielle kjøretøyer for store-modulgir.

B. Ekstrudering med fasning

Prinsipp: Benytter to tilpassede ekstruderingsskiver med matchende "helikale tenner" som griper inn i girhjulet. Høyhastighetsinngrep ved rotasjon "skjærer bort" burrer og skarpe kanter etterfølgende hugging.
Begrensninger: Hard ekstrudering skaper mikroprotrusjoner på tannoverflaten (noe som hindrer etterfølgende sliping/honing), krever ekstra krapper for å kontrollere flateprotrusjoner, produserer grove kanter, øker prosesseringstiden og er ineffektiv for stablede skivegir.

C. Hugge-fas-hugg-prosess

Prinsipp: Under fresing beholdes et lite bearbeidingsklaring. Etter at fresa trekker seg tilbake, prosesserer ekstrudering- og skrappingverktøy avfasningen, fulgt av en siste fresepass for å oppnå presisjon.
Begrensninger: Integrasjon av verktøy i fresemaskinen øker syklustiden; verktøysoppretting er kompleks, og arver begrensningene ved ekstruderingsavfasning.

D. Fresing av fas 1 (radialt fasfres)

Fordeler:

Egnet for aksel-stykker og stykker med interfererende konturer.
Fleksibel integrering med fresemaskiner eller bruk som en selvstendig enhet.
Bredt tatt i bruk på markedet.

E. Fresing av fas 2 (integrert fresemaskin)

Nåværende status: Noen fresemaskinmerker (f.eks. Gleason) tilbyr modeller med innebygd tannendeavfasning (flytfres eller fasfresing med hobskive).
Fordeler: Kombinerer fresing og avfasning i ett trinn; eliminerer skader fra manuell omklemming.
Begrensninger: Høy utstyrspris (tilpassede fas-hobskiver er dyre); kun egnet for skivegir (interferensproblemer med akselgir).

IV. Valg av fasningsprosesser

Valget av fasningsprosess avhenger av girers bruksområde og bør fastsettes i tett samråd med kunder:

Anbefaling for girakser til ny energi: Prioriter fresing av fasning, da teknologi og utstyr for denne prosessen er modne.
Fasningsstørrelse: Vanligvis 0,3–0,8 mm for tennefasninger.
Fasningsvinkel: Samarbeid med konstruktører om å definere vinkler basert på motordriftstyper (parallellakse vs. koaksial), med vanlige intervaller som 150°±10° og 125°±10°.

V. Fordeler med fasning

Økt sikkerhet: Reduserer risikoen for skader under håndtering og bearbeiding.
Forbedret estetikk: Forbedrer det totale utseendet på giret, noe som øker kundetilfredsheten.
Spredningsreduksjon: Reduserer spenningskonsentrasjon ved skarpe tenneender etter varmebehandling.
Skadeunngåelse: Senker risikoen for tannsprekker fra støt under varmebehandling og påfølgende prosesser.
Kvalitetsbevaring: Forhindrer oksidasjon og dekarburering ved tannspissene under karburering.
Ytelsesoptimalisering: Reduserer risiko for knusing og splintdannelse ved tannenden når delvis tannbredde er engasjert.
Monteringsfremmende: Riktig fasestørrelse og -vinkel forenkler girmontering.

VI. Konklusjon

Til tross for de dokumenterte fordelene har fasing vært undervurdert i deler av det lokale girindustrien, der noen produsenter prioriterer funksjonalitet over denne kritiske prosessen. Men ettersom bilteknologien utvikler seg og kravene til kvalitet stiger, har fasing blitt et uunnværlig trinn i produksjonen av høypresisjonsgevir. Å ta i bruk og forbedre faseprosesser er avgjørende for å forbedre produktkvalitet og øke konkurransedyktigheten i markedet.
I verden av transmisjoner er det små gir som driver store innovasjoner – og nøyaktig fasing er grunnsteinen i denne presisjonen.