ฟันหน้าแบบอ่อนหรือแบบแข็ง? เส้นแบ่ง 350 HBW ที่กำหนดวัสดุเกียร์ การอบชุบ และลำดับการผลิต

คำตอบหลัก: เมื่อเลือกวัสดุเกียร์ ต้องกำหนดความแข็งของผิวฟันก่อน แล้วจึงดูเกรดเหล็ก ในทางปฏิบัติทางวิศวกรรม 350 HBW ถูกใช้เป็นเส้นแบ่งระหว่างผิวฟันอ่อนและผิวฟันแข็ง — ต่ำกว่าเส้นนี้ใช้เส้นทางชุบแข็งแบบ quenching and tempering: เหล็ก 45 อยู่ที่ประมาณ 217–255 HBW, 40Cr อยู่ที่ประมาณ 241–286 HBW, 42CrMo อยู่ที่ประมาณ 269–302 HBW โดยลำดับกระบวนการเป็น “ตัดฟันก่อน ชุบแข็งทีหลัง” ดังนั้นการบิดตัวจากการชุบแข็งจึงไม่ส่งผลต่อรูปฟันที่ขึ้นรูปแล้ว และต้นทุนต่ำ ส่วนเหนือเส้นนี้ใช้การ carburizing and quenching: 20CrMnTi สามารถทำได้ถึง 58–62 HRC ที่ผิว ขณะที่แกนกลางยังคงอยู่ที่ 30–45 HRC และลำดับกลับกันเป็น “ชุบแข็งก่อน เจียรฟันทีหลัง” ซึ่งมีขั้นตอนมากขึ้นและต้นทุนสูงขึ้น แต่ภายใต้น้ำหนักบรรทุกเดียวกันสามารถทำเกียร์ให้เล็กลงและเบาลงได้ 350 HBW เป็นข้อกำหนดเชิงวิศวกรรม ไม่ใช่ค่าที่กำหนดตายตัวในมาตรฐานใด ในทางปฏิบัติต้องชั่งน้ำหนักร่วมกับความเร็ว น้ำหนักบรรทุก แรงกระแทก และข้อจำกัดด้านขนาด

1. ถามก่อน: ผิวฟันอ่อนหรือผิวฟันแข็ง#

เกียร์ผิวฟันอ่อนหมายถึงเกียร์ที่มีความแข็งผิวฟันต่ำกว่า 350 HBW หลังการ quenching and tempering หรือ normalizing ผิวฟันนุ่มและอาศัยการรันอินเพื่อปรับปรุงการสัมผัส ลำดับกระบวนการเป็น “ตัดฟันก่อน ชุบแข็งทีหลัง” ดังนั้นการบิดตัวจากการชุบแข็งจึงไม่ทำลายความแม่นยำของรูปฟันที่ขึ้นรูปแล้ว และต้นทุนต่ำ

เกียร์ผิวฟันแข็งมีความแข็งผิวฟันสูงกว่า 350 HBW (หรือสูงกว่า 45 HRC) ผิวฟันแข็งและความสามารถในการรับน้ำหนักสูง ภายใต้น้ำหนักบรรทุกเดียวกันเกียร์สามารถเล็กลงและเบาลงได้ แต่ลำดับกลับกัน — ชุบแข็งก่อน แล้วเจียรฟัน — ซึ่งมีขั้นตอนมากขึ้นและต้นทุนสูงขึ้น

เส้น 350 HBW เป็นข้อกำหนดเชิงวิศวกรรมที่ใช้กันทั่วไปในอุตสาหกรรม ไม่ใช่ตัวเลขที่กำหนดโดยมาตรฐานใด สิ่งที่ตัดสินจริง ๆ คือความเร็ว น้ำหนักบรรทุก มีแรงกระแทกหรือไม่ และมีพื้นที่ติดตั้งมากน้อยเพียงใด

2. ตารางอ้างอิงเร็วของวัสดุเกียร์และความแข็งที่ใช้ทั่วไป#

ค่าความแข็งในตารางเป็นช่วงค่ามาตรฐานที่ใช้กันทั่วไป ค่าสุดท้ายขึ้นอยู่กับแบบวิศวกรรมและข้อตกลงทางเทคนิค

3. ทำไมการคาร์บูไรซิ่งและชุบแข็งจึงให้ “ผิวแข็งและแกนเหนียว”#

การคาร์บูไรซิ่งและชุบแข็งเกี่ยวข้องกับการนำเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ (ปริมาณคาร์บอน 0.15%–0.25%) วางในบรรยากาศที่อุดมด้วยคาร์บอนและให้ความร้อนเพื่อให้คาร์บอนแพร่เข้าไปในผิว จากนั้นชุบแข็งและอบคืนตัวที่อุณหภูมิต่ำ เฟืองตัวเดียวจึงมีสองบุคลิกในเวลาเดียวกัน: ปริมาณคาร์บอนที่ผิวเพิ่มขึ้นเป็นประมาณ 0.8% และหลังจากชุบแข็งความแข็งถึง 58–62 HRC ให้ความต้านทานการสึกหรอและความต้านทานแรงกด; ปริมาณคาร์บอนที่แกนยังคงไม่เปลี่ยนแปลงโดยพื้นฐาน โดยความแข็งลดลงที่ 30–45 HRC ให้ความแข็งแรงสูงและต้านทานการแตกหักภายใต้แรงกระแทก

ทั้ง Ti และ Mn ใน 20CrMnTi สามารถปรับปรุงความสามารถในการชุบแข็งได้ ดังนั้นแม้หน้าตัดที่ใหญ่กว่าก็สามารถชุบแข็งตลอดความหนาได้ ความลึกชั้นผิวที่มีประสิทธิผลที่ใช้กันทั่วไปสำหรับเฟืองรับภาระปานกลางคือ 0.8–1.5 mm: ตื้นเกินไปชั้นที่ชุบแข็งจะยุบตัวภายใต้ภาระ; ลึกเกินไปต้นทุนจะเพิ่มขึ้นในขณะที่ความเหนียวต่อแรงกระแทกกลับลดลง

การคาร์บูไรซิ่งมีประโยชน์แถมอีกอย่าง: การเปลี่ยนสภาพเป็นมาร์เทนไซต์ที่ผิวทิ้งความเค้นอัดตกค้าง ดังนั้นพฤติกรรมความล้าจากการดัดที่โคนฟันจึงคาดเดาได้มากกว่าชิ้นส่วนที่ชุบแข็งแบบเหนี่ยวนำที่มีความแข็งเท่ากัน นั่นคือเหตุผลที่ระบบส่งกำลังที่มีภาระกระแทก — รถยนต์ เครื่องจักรก่อสร้าง — เกือบทั้งหมดใช้เหล็กคาร์บูไรซิ่ง

4. ข้อควรระวังบางประการที่มักพลาดได้ง่าย#

1. แบบที่ระบุเพียงเกรดเหล็กแต่ไม่ระบุความแข็งเป็นข้อมูลที่ไม่ครบถ้วน 40Cr เดียวกันสามารถไปได้สองทาง คือ ชุบแข็งและอบคืนตัวหรือชุบแข็งผิว และความแข็งผิวฟันแตกต่างกันเกือบสองเท่า (241–286 HBW เทียบกับ 45–55 HRC) ดังนั้นเส้นทางกระบวนการ ใบเสนอราคาและระยะเวลารอจึงแตกต่างกันโดยสิ้นเชิง
2. ชิ้นส่วนที่คาร์บูไรซ์ต้องเผื่อระยะเจียรไว้ล่วงหน้าอย่างเพียงพอ การบิดเบี้ยวจากการคาร์บูไรซิ่งและชุบแข็งไม่สามารถหลีกเลี่ยงได้ และการเจียรฟันเป็นการรับประกันความแม่นยำขั้นสุดท้าย ระยะเผื่อเจียรสำหรับชิ้นส่วนที่คาร์บูไรซ์มักใหญ่กว่าชิ้นส่วนที่ชุบแข็งและอบคืนตัว (โดยทั่วไป 0.2–0.3 mm ต่อข้างสำหรับโมดูลปานกลาง) และชั้นที่ชุบแข็งต้องไม่ถูกเจียรทะลุ
3. สำหรับการผลิตทดลองแบบล็อตเล็ก อย่าเลือก 20CrMnTi ทันที วงจรของการคาร์บูไรซิ่งบวกการเจียรฟันนั้นวัดกันเป็นสัปดาห์; หากภาระไม่มาก 40Cr หรือแม้แต่เหล็ก 45 ที่ชุบแข็งและอบคืนตัวก็เพียงพอและต้นทุนต่ำกว่า การเลือกวัสดุราคาแพงไม่ใช่ความสำเร็จ; การเลือกให้เหมาะสมต่างหากคือความสำเร็จ

5. เมื่อข้อมูลวัสดุเขียนไว้ชัดเจนแล้วเท่านั้นจึงจะคุยเรื่องราคาได้ชัดเจน#

แบบเฟืองที่มีคุณภาพควรระบุอย่างน้อยสามสิ่งในคอลัมน์วัสดุ: เกรดเหล็ก วิธีการอบชุบ และช่วงความแข็ง เมื่อสามสิ่งนี้ถูกกำหนดแล้ว ก็มีพื้นฐานสำหรับการหารือเรื่องเส้นทางกระบวนการและต้นทุน — เฟืองตรงและเฟือง helical ทรงกระบอก ผลิตตามแบบ, บริการงาน machining ครอบคลุมการฮอบหยาบ การฮอบละเอียด การเฉือนฟัน และการเจียรฟัน และความสามารถด้านการอบชุบและการตรวจสอบแสดงอยู่ใน ระบบตรวจสอบและคุณภาพ

ส่งแบบมาได้เลย — โมดูล จำนวนฟัน ระดับความแม่นยำ ข้อกำหนดการอบชุบ สภาวะการทำงาน — ทีมวิศวกรรมจะตอบกลับหลังการตรวจแบบ พร้อมข้อเสนอแนะด้านวัสดุและการอบชุบ เส้นทางกระบวนการ และใบเสนอราคา ติดต่อ Geyon Transmission