Обзор основных этапов производства шестерёнок

Шестерня или зубчатое колесо (в зависимости от размеров и
назначения детали), является неотъемлемой частью множества сложных механизмов,
агрегатов и силовых установок. От направленности и требуемого функционала
шестерни могут иметь различные типоразмеры, диаметр, количество и параметры
зубцов, а также производятся из различных материалов. Одним из основных
требований к таким элементам считается прочность, ведь на узлы зацепления
постоянно воздействует сила трения. Именно поэтому главная цель производителя –
сделать максимально износостойкую заготовку. Каким образом осуществляется изготовление
шестерен, и какие этапы этому сопутствуют, рассмотрим далее в этой статье.

Основные стадии
производства

Любой сложный процесс в обязательном порядке делится на
этапы, которым необходимо следовать в определённой последовательности. Если
опустить процесс проектирования шестерни и подразумевать наличие уже готового
чертежа со всеми заданными параметрами, то изготовление зубчатых колёс делится
на следующие стадии:

Получение заготовки. Данный процесс включает в себя вырезание
круга из стали, чугуна или сплавов различными способами на специализированных
станках. Для небольших размеров подходит ленточный агрегат. Следующее действие –
свободная ковка, горячая или холодная штамповка для придания нужной толщины
заготовке. Деталь нагревается в газовой печи до нужной температуре, а затем
поддаётся прессованию молотами в специальной форме. После остывания заготовка
подлежит дальнейшей обработке.

Первичная термическая обработка. Учитывая, что деталь должна
быть стойкой к истиранию и другим механическим воздействиям, заготовку поддают
обработке температурой. Как правило, для этого используют процессы отжига или
нормализации. Первый подразумевает нагрев и остывание в шахтных печах, а второй
– нагрев в печи и постепенное остывание в на открытом воздухе. Первичная термообработка
даёт следующие преимущества:

• Повышает прочность обрабатываемой поверхности;
• Меняет лишь структуру без коррективов в
  химическом составе;
• Обеспечивает более лёгкую механообработку на
  станках.

Токарные работы. Далее заготовку фиксируют на токарном станке с
ЧПУ, либо полуавтоматическим управлением, где осуществляется черновая
обработка. В задачи этапа входит подрезать торцы, сделав их более ровными и
соответствующими техническим условиям по чертежу, образовать нужные технические
отверстия, рассверлить их до установленного диаметра, обточить поверхность до
верных параметров.

На том же токарном станке выполняется и чистовая обработка
со всеми вытекающими. Работы должны быть максимально точными. До идеала
доводятся все параметры, включая толщину, диаметр, вес заготовки, ровность
окружности и остальные свойства.

Зуборезные работы. Именно эта стадия отвечает за образование
зубцов на поверхности заготовки. Используется специальный зуборезный станок
наподобие фрезерного. Выбирают фрезу нужной формы в соответствии с требованиями
к длине, ширине, диаметру зубца, шагу между ними и другими требованиями
заказчика. Нарезание зубцов является самым сложным и ответственным процессом,
особенно если речь идёт об индивидуальных модификациях шестерен. По итогам
можно получить цилиндрические, конические шестерни, зубчатые рейки и многие
другие детали для сложных агрегатов.

Слесарная обработка. По окончании процесса нарезания зубцов,
многие концы и углы могут быть острыми и опасными для функционирования в
высокоточных системах. Поэтому для их ликвидации требуется снятие фасок и
зазубрин, неровностей на вершинах и других дефектов от механической обработки.

Финальная термообработка. На одной из последних стадий
осуществляется цементация, отпуск или другие виды финишной термической
обработки. Нужно это для придания окончательных эксплуатационных характеристик
шестерне. Используют специальные печи, химические элементы, токи высокой
частоты и иные приспособления, подразумевающие повышение устойчивости к
раскрашиванию, растрескиванию, истиранию.

Шлифовка. Это последний этап изготовления зубчатых колёс. При
помощи шлифовальных станков и кругов поверхность шестерни полностью
выравнивается и получает свой товарный вид. Без шлифовки невозможно изготовить
качественную деталь, ведь любые неровности заготовки могут повлиять на качество
и эффективность функционирования зубчатой пары в узле.

Выводы

Как видим, данный процесс очень сложен и требует целого ряда
специальных инструментов. Поэтому выбирать исполнителя следует с умом и
отталкиваясь от его технических возможностей. Лучших производителей вы найдёте
на сайте Изготовил.ру.