最早被人类使用的材料之中,或许就有齿轮。在所有现代机械里,几乎都存在着齿轮。齿轮要制造得精良、可靠、高效且耐用,以此来抵御恶劣的操作环境。齿轮得降低应力和应变,不然会导致状况,进而避免失效。为了满足所有这些需求,齿轮制造已然发展成一个高度专业化的行业。
基于参数存在的差异,能够运用不一样的材料去制造齿轮。尽管于某些应用情形之中会使用诸如塑料以及复合材料这类有色金属材料,然而钢却是在其他应用里面最为常用的材料。
在最常见的材料里,齿轮一般是由钢制成,还有各种有色金属材料,这其中涵盖了塑料以及复合材料。按照设计要求来讲,齿轮材料应该有这样几种性能表现:在静载荷的情况下,它要有很高的抗拉强度;当承受动载荷的时候,其持久强度得高;摩擦系数要低;具备良好的可制造性。
那些能够被用来制造齿轮的方法有好多,像铸造,锻造,挤压,粉末冶金,还有冲压。而这里面,机械加工属于最为常用的去进行生产的方式。
切削加工
常见的切削加工包括:
1滚齿 2插齿 3齿条式刨削 4用盘铣刀切齿 5拉削
《齿轮切削(齿轮制造)》这篇文章里,对几种切齿方法的原理以及过程,有着基础认识的介绍,而之前文章中,也有过关于详细加工方式的介绍,大家可以去查看。
电火花加工 (EDM)
EDM属于一种制造工艺,借助在被电介质浴液分隔开的两个电极之间施加一系列电流放电,达成从工件上去除材料的目的。
EDM 具备切割各种尺寸复杂几何形状的能力,然而它存在着局限性。要是您缺乏良好的控制以及程序,那么就极易损坏零件表面,特别是针对 CNC 程序执行颇具挑战性的齿廓而言。不过,像 Feature CAM、Autodesk Fusion、Master CAM 等这类高质量且直观的 3D 建模和 CAM 软件,能够生成切割螺旋齿所需的平滑运动。
近些年,EDM机器有改进,早期时候,EDM机器对此过程的使用存在局限性,不过它们始终沿着不断发展的路径前行,这种由此及彼的演变,最大程度上提升了表面光洁度,在提高切割精度方面的作用显著,还对产生的材料性能(涵盖微观结构、机械性能等方面内容)的问题有所优化,该工艺能够达成精确到千分之一英寸的公差标准,能打造得出细小齿轮(直径不足一2mm)以及大型齿轮(直径大于600mm),此工艺不但能应用于钟表里的精密场景,还能用于切割更为坚固的齿轮,像是赛车所使用的那种齿轮。
轧制
轧制,作为成型工艺里极为古老的一种,借助两个或者三个模具,针对一种毛坯工件,实施热轧或者冷轧的操作,以此来达成齿轮成型,情况如同下图所呈现的那样。