Hard Skiving vs Soft Skiving: Jaký je rozdíl a kdy je použít

Napsal Derek|Automatizace Hansheng

Pokud jste strávili nějaký čas získáváním přesných ozubených kol nebo hodnocením dodavatelů obrábění, pravděpodobně jste slyšeli termínlyžování převodovkypohozený kolem. když se zeptáte dvou různých dodavatelů, zda dělají „skiing“, a jeden může znamenat hrubování polotovaru ozubeného kola před tepelným zpracováním, zatímco druhý znamená dokončit-obrábění tvrzeného ozubeného věnce na konečnou toleranci.

Oba mluví o skivingu -, ale popisují dvě zásadně odlišné operace.

Rozdíl mezi měkkým a tvrdým skivingem není o stroji nebo dokonce o řezném pohybu. Jde o jednu proměnnou: kde ve výrobní sekvenci dochází k odřezávání - před nebo po tepelném zpracování.

Tento článek rozebírá oba procesy z pohledu výrobce -, co každý z nich dělá a kde každý z nich zaostává.

Pokud ještě nejste obeznámeni se základními principy gear skivingu, můžete se podívat na náš článekGear Skiving vs Hobbing

Když se poprvé setkáte s takovou terminologií, je snadné ji špatně interpretovat.

"Měkký" a "tvrdý" ve skutečnosti označují stav materiálu jako řezače nástroje do obrobku.

Soft skiving se provádí na polotovaru ozubeného kola před tepelným zpracováním. V této fázi je materiál typicky v žíhaném nebo normalizovaném stavu s tvrdostí v rozmezí HB 180–250. Ocel řeže relativně volně, opotřebení nástroje je zvládnutelné a doby cyklu jsou krátké.

Hard skiving se provádí po tepelném zpracování - na ozubení, které již bylo povrchově-kaleno nebo-kaleno na HRC 58–62. Nacházíte se v oblasti tvrdého obrábění, kde se materiál nástroje, povlak a tuhost stroje stávají kritickými proměnnými.

Stručně řečeno: Měkké vs. tvrdé obrábění není rozdíl v procesu -, je rozdíl v tom, na které straně tepelného zpracování se obrábění děje.

Ve většině pracovních postupů při výrobě ozubených kol funguje měkké obrábění jako tvarovací průchod -, tj. operace definování geometrie zubu obrobku ozubeného kola před jeho tepelným zpracováním. Vzhledem k tomu, že materiál obrobku je v této fázi ještě v žíhaném nebo normalizovaném stavu, je snadnější řezat.

Co hraje v její prospěch

Řezné síly jsou nízké-, což znamená, že životnost nástroje je výrazně delší než při tvrdém obrábění.

Doby cyklů jsou krátké a-cena za kus tomu odpovídá.

Za kontrolovaných podmínek může měkké lyžování dosáhnout přesnosti ISO Grade 5–6 (podrobné vysvětlení stupňů přesnosti ISO převodů viztuto technickou referenci).

omezení: deformace tepelného zpracování

To je největší omezení měkkého lyžování. Protože procesy nauhličování a kalení generují v obrobku všudypřítomná tepelná namáhání a namáhání fázovou transformací, u pevných, geometricky symetrických vnějších ozubených kol může být náraz malý, ale u tenkostěnných vnitřních ozubených kol způsobuje velmi nerovnoměrné zkreslení napříč profilem zubu.

To znamená, že přesnost dosažená měkkým lyžováním je efektivně ztracena. Z tohoto důvodu není měkké lyžování vhodné pro aplikace, které vyžadují extrémně vysokou přesnost.

Soft Skiving Použitelné scénáře

• Vnější ozubená kola s jednoduchou geometrií
• Konečná přesnost ozubeného kola je na úrovni ISO 6-7 a deformace po tepelném zpracování je stále v tolerančním rozsahu.
• Výrobní linka ve velkém měřítku využívající kombinaci procesu „soft skiving + broušení ozubených kol“.

Nepoužitelný scénář

• Vysoce přesné{0}}interní převody
• Konfigurace se slepou{0}}dírou nebo blízko{1}}ramenem, kde je přístup k broušení fyzicky omezen a neexistuje žádná cesta pro zotavení, pokud zkreslení překročí toleranci

Pokud je tvarovacím průchodem měkké skracování, tvrdé skracování je zárukou přesnosti - operace, která určuje, jaké tolerance skutečně dodržuje hotová součást, bez ohledu na to, jaké tepelné zpracování způsobilo geometrii.

Řezání probíhá po úplném vytvrzení ozubeného kola, obvykle na HRC 58–62. To znamená, že nástroje musí splnit tento úkol: tvrdé frézování používá monolitní karbidové nebo CBN-potažené frézy speciálně navržené pro přerušované tvrdé řezání.

Hlavní výhoda: kontrola finálních rozměrů.

Tvrdé lyžování dokáže korigovat deformaci způsobenou tepelným zpracováním. Obráběním profilu zubu poté, co se díl stabilizoval z kalení, pracujete se skutečnou deformovanou geometrií a ořezáváte zpět na skutečné cílové rozměry.

U externích ozubených kol lze tuto úroveň post-korekce HT často zvládnout broušením ozubených kol. Ale u vnitřních převodů je to jiné. Broušení vnitřních ozubených kol vyžaduje specializované nástroje a jasné axiální přístupové - podmínky, které jednoduše neexistují pro kruhová kola se slepými -otvory nebo blízko{5}}osazení. V těchto případech není těžké lyžování jen tou nejlepší volbou. Pro mnoho geometrií je to jediný životaschopný dokončovací proces po tepelném zpracování.

To je přesně důvod, proč při hodnocení dodavatele přesných ozubených kol záleží na schopnosti tvrdého sklízení - a proč společnost Hansheng Automation významně investovala do Kashifuji KPS30, strojní platformy pro účely-vytvořené pro vysoce-přesné tvrdé smykování vnitřních ozubených kol. Aplikace, které to vyžadují, - robotické pohony kloubů, ozubená kola planetových převodovek, servo-systémy poháněné servomotory, kde se o hluku, vůli a únavové životnosti nesmí -vyjednávat -, vyžadují dodavatele, který dokáže dodržet toleranci na kaleném vnitřním převodu, nejen před pecí.

Kde výhodu tvrdého lyžování

• Vysoce přesná{0}}vnitřní ozubená kola vyžadující ISO stupeň 5
• Geometrie ozubeného věnce se slepým-dírem a blízkým-okenním kolem, kde je omezen přístup k broušení po-HT
• Aplikace s přísnými požadavky na přesnost převodovky, hlučnost a životnost - včetně kolaborativních robotických kloubů a přesných planetových reduktorů

Limity

• Náklady na nástroje na břit jsou podstatně vyšší než u fréz pro měkké skiving
• Požadavky na stroj jsou náročné, vysoká přesnost synchronizace vřetena, tuhost při přerušovaném tvrdém řezání a tepelná stabilita po celou dobu chodu
• Nehodí se-pro velká modulová ozubená kola (obvykle M5 a vyšší)- broušení ozubených kol zůstává preferovanou cestou v tomto měřítku

Tyto dva procesy nejsou konkurenčními alternativami -, mají různé role v produkční sekvenci.

Při výrobě vysoce{0}}přesných vnitřních ozubených kol si měkké a tvrdé lyžování nekonkurují. Jsou to dvě stanice na stejné výrobní lince.

Výše uvedený pracovní postup ukazuje, jak rozdělují práci. Soft skiving zpracovává tvarovací průchod - odřezávání profilu zubu z polotovaru, zatímco materiál je stále snadno obrobitelný, a záměrně ponechává malou přídavek materiálu 0,10–0,15 mm na bok. Dát tvrdému odřezávání něco k odstranění poté, co se deformace tepelným zpracováním usadila.

Nauhličování a kalení pak dělají to, co vždy -, zpevňují ozubené kolo a způsobují zkreslení. U tenkostěnného vnitřního ozubeného kola může toto zkreslení dosáhnout 20–50 mikronů nebo více, rozložené nerovnoměrně po profilu zubu. Měkká geometrie skivingu je nyní mimo toleranci.

Tvrdé lyžování uzavírá smyčku. Řezání na kalené, zdeformované součásti pracuje zpět na skutečné cílové rozměry -, opravuje geometrii, kterou tepelné zpracování změnilo, a přivádí hotové ozubené kolo na konečnou přesnost ISO Grade 5. Nic na kvalitě finálního dílu nezávisí na tom, jak vypadal, než šel do pece.

Pochopení rozdílu měkkého a tvrdého mění způsob, jakým kvalifikujete dodavatele -, protože „provádíme skiking“ vám samo o sobě téměř nic neřekne.

Pokud se vaše aplikace zaměřuje na - standardní průmyslové převodovky, -nekritické pohony, aplikace, kde post-zkreslení HT zůstává v rámci přijatelné tolerance, - obvykle postačí měkké škrábání kombinované s indukčním kalením nebo průchozím-kalením, pokud se vaše aplikace zaměřuje na - standardní průmyslové převodovky. Tento proces je dobře-zavedený, náklady na nástroje jsou nižší a nemusíte platit za hardskiing schopnosti, které nevyužijete.

Pokud specifikujete vnitřní ozubená kola 5–6 třídy ISO - klouby robotů, věnce planetových reduktorů, cokoli, kde jsou konstrukčními omezeními chyba převodovky, hluk a únavová životnost -, otázka nezní, zda váš dodavatel provádí sekání. Jde o to, zda to dělají po tepelné úpravě. Dodavatel, který má pouze schopnost měkkého skákání, nemůže spolehlivě zajistit konečnou-přesnost rozměrů na tvrzeném vnitřním ozubení. Pec odčiní jejich práci.

Když mluvíte s potenciálním dodavatelem, jedna otázka okamžitě protíná nejasnost:

• "Provádíte frézování před nebo po tepelném zpracování - a můžete poskytnout inspekční zprávu ukazující geometrii zubu na hotovém kaleném dílu?"
• Pokud mohou odpovědět ano na oba, mluvíte se správným dodavatelem.

Pokud vaše aplikace vyžaduje přesnost ISO Grade 5–6 na hotovém, kaleném vnitřním ozubeném kole -, ať už se jedná o pohon kloubu robota, planetové redukční ozubené kolo nebo vlastní konfiguraci slepých -děr -, záleží na schopnosti procesu cenové nabídky stejně jako na ceně.

Hansheng Automation pracuje v celé výrobní sekvenci, od měkkého odřezávání přes tvrdé odřezávání až po konečnou kontrolu. Pokud máte nákres ozubeného kola, který vyžaduje kontrolu rozměrů post-HT, rádi jej zkontrolujeme a přesně vám řekneme, jak bychom k tomu přistoupili.

Prozkoumejte naše služby řezání ozubených kol

 

Lze měkké a tvrdé lyžování provádět na stejném stroji?

Ne vždy. Soft skiving má nižší požadavky na obráběcí stroje, zatímco Hard skiving má vyšší požadavky na tuhost, tepelnou stabilitu a přesnost vřeten obráběcích strojů.

Co se stane, když se tvrdé lyžování po tepelném zpracování vynechá?

Díl se dodává s jakýmkoli zkreslením, které tepelné zpracování zavedlo. U vnitřních ozubených kol s požadavky na přesnost ISO 5-6 tato deformace přímo vede ke zvýšení chyby převodu a zkrácení životnosti.

Je tvrdý skiving vhodný i pro externí převody?

Technicky ano, ale jen zřídka je to preferovaná volba. Externí ozubená kola mají přístup k broušení ozubených kol po tepelném zpracování, což je rychlejší, nákladově{1}}efektivnější v měřítku a může dosáhnout ISO Grade 4 nebo lepší.

Pro jakou řadu modulů je tvrdý skiving vhodný?

Hard skiving je obecně-vhodný pro rozsahy modulů přibližně do M4–M5. Kromě toho zatížení třísky generované tvrdým řezáním při větších hloubkách zubů naráží na praktické limity geometrie řezného nástroje a tuhosti stroje. U větších ozubených kol modulů - M5 a vyšších - zůstává doporučeným dokončovacím procesem po tepelném zpracování broušení ozubených kol.