Зупчаници су тихи, незаобилазни хероји модерног света. Од сложених механичких механичких система мењача возила до колосалне снаге ветротурбине, ове назубљене компоненте су фундаменталне за механички пренос снаге. Вековима је производња зупчаника била тежња ка прецизности и ефикасности, доминирана устаљеним процесима попут глодања, обликовања и провлачења. Међутим, неумољиви захтеви модерне индустрије – за већим обимом производње, већом исплативошћу и чвршћом интеграцијом компоненти – подстакли су развој трансформативне технологије:Пауер скијање.

Принцип обраде помоћу стругања

У својој суштини, стругање под напоном је континуирани генеративни процес сечења који синергијски комбинује ротацију велике брзине глодања са распоредом алата и обрадка обликовања зупчаника. То је сложен процес „ваљања“ или „бланшања“ где се специјализовани, вишезуби резач и бланк зупчаника ротирају у прецизно синхронизованом, спојном кретању.

Кључна карактеристика пауер скивинга јеугао пресека оса (Σ)За разлику од глодања (где су осе алата и обратка под углом од 90 степени, померене за угао спирале) или обликовања (где су осе паралелне), глодање под притиском ради тако што су осе алата и обратка постављене под одређеним, непаралелним и непресецајућим углом. Овај угао је кључни фактор за омогућавање процеса.

Овај пажљиво израчунати угао ствара специфичну релативну брзину (клизање) између резних ивица алата и бочних страна радног предмета. Како се алат и бланк ротирају великим брзинама, ова брзина клизања генерише дејство сечења. Алат за сечење, који подсећа на обликовачки резач, али има угао спирале, ефикасно „скида“ или „љушти“ материјал са бланка са сваким пролазом резне ивице, континуирано генеришући еволвентни профил зуба док се обе компоненте ротирају.

Алатирање: срж процеса

Резач за стругање је веома сложен и специјализован комад алата. Обично је направљен од чврсто обложеног карбида за максималну крутост и отпорност на хабање или од висококвалитетног брзорезног челика (HSS) добијеног металуршким прахом (PM). Дизајн алата - укључујући угао спирале, угао нагиба и профил - израчунава се посебно за кинематички модел машине и тачну геометрију циљног зупчаника. Ова сложеност специфична за алат је значајан фактор у укупним трошковима и подешавању процеса.

Предности и мане пауер скивинга

Као и сваки производни процес, скиовање под напоном нуди јединствен скуп компромиса.

Предности:

Екстремна продуктивност: Знатно је бржа (3-10 пута) од обликовања зупчаника и веома је конкурентна обради зупчаником. За унутрашње зупчанике, често је најпродуктивнија доступна метода.

Ненадмашна флексибилност: Процес може да обрађује и унутрашње и спољашње зупчанике, као и жлебове, спиралне зупчанике и цилиндричне зупчанике на једној машини.

Могућност „завршетка у једном“: Може да обавља грубу, полузавршну и завршну обраду у једном подешавању. Такође је способна за тврдо луштење или машинску обраду зупчаника након термичке обраде, што може елиминисати потребу за накнадним операцијама брушења.

Висок квалитет: Када се изводи на крутој, модерној машини, стругање под притиском може произвести високопрецизне зупчанике (нпр. AGMA 10-11, DIN 6-7) са одличном завршном обрадом површине.

Решава тешке геометрије: Идеалан је за делове са ограниченим зазором алата, као што су зупчаници са раменом или прирубницом, где плоча за резање не може да се истроши. Ово је чест изазов код компактних дизајна мењача.

Недостаци:

Високи капитални трошкови машине: Процес захтева веома напредну, круту и ​​термички стабилну 5-осну (или више) ЦНЦ машину са савршеном електронском синхронизацијом, што представља значајну инвестицију.

Комплексни процеси и алати: Кинематика је изузетно сложена. Планирање процеса захтева софистицирани софтвер за симулацију како би се израчунале путање алата и избегле колизије. Сами алати су скупи и специфични за примену.

Осетљивост подешавања: Процес је веома осетљив на исправно подешавање, посебно на угао пресека оса. Свако неусклађеност може драстично утицати на век трајања алата и квалитет дела.

Управљање стругом: Брзо уклањање великих количина материјала може створити проблеме са контролом струготине, посебно приликом обраде дубоких унутрашњих зупчаника где се струготина може накупити.

Сценарији примене

Силсквивирање није универзална замена за све остале процесе зупчаника, али је доминантно решење у специфичним, високо вредним областима, првенствено вођеним масовном производњом.

Аутомобилска индустрија: Ово је највећи корисник. Процес се интензивно користи за производњу унутрашњих компоненти мењача као што су прстенасти зупчаници, планетарни зупчаници и тела квачила са жлебовима. Његова способност брзог и високо прецизног стварања унутрашњих зупчаника и сложених жлебова је непроцењива за модерне, компактне аутоматске и електричне мењаче возила (EV).

Ваздухопловство: Користи се за производњу зупчаника и зупчаника актуационих система, где су висока поузданост и сложени, лагани дизајни од највеће важности.

Индустријске машине: Идеалне за производњу компоненти као што су зупчаници пумпи, спојнице и друга ожиљена вратила где су продуктивност и прецизност кључни.

Идеалан кандидат за скивовање под притиском је компонента средње до велике запремине, посебно унутрашњи зупчаник или зупчаник са преклапајућим раменима, где уштеде времена циклуса могу оправдати велика почетна улагања у машине и алате.

Закључак

Технологија стругања под напоном (енергетски скивинг) је успешно направила скок од стогодишњег теоријског концепта до модерне производне снаге. Спајањем брзине глодања са флексибилношћу обликовања, фундаментално је премостила критичну празнину у производњи зупчаника. Нуди ненадмашно решење за производњу великих количина унутрашњих зупчаника и сложених клинастих компоненти, повећавајући ефикасност и омогућавајући следећу генерацију компактних, механичких система велике снаге. Како се технологија машинских алата, софтвер за симулацију и дизајн алата за сечење настављају развијати, усвајање технологије стругања под напоном ће се проширити, додатно учвршћујући њену улогу револуционарне снаге у производњи зупчаника.