چرخ دنده‌ها یکی از پرکاربردترین قطعات در ساخت وسایل مکانیکی هستند و وظیفه آن‌ها انتقال یا تغییر جهت نیرو بین دو محور متفاوت است. در فرآیند ساخت چرخ دنده گیربکس، مهم‌ترین مورد متریال چرخ دنده است. فولاد یکی از پرکاربردترین مواد در تولید چرخ دنده است. با این حال از متریال دیگری مانند چدن خاکستری و آلیاژی، پلاستیک، کامپوزیت، برنج یا برنز نیز برای تولید این قطعات استفاده می‌شود. انتخاب هر یک از مواد به کاربرد چرخ دنده بستگی دارد. چرخ دنده باید توانایی انتقال نیرو و تحمل فشار را داشته باشد. در این مطلب تصمیم گرفته‌ایم روش‌های تولید و ساخت چرخ دنده گیربکس‌های صنعتی را توضیح دهیم. با سام تجهیز همراه شوید.
مراحل ساخت چرخ دنده گیربکس‌های صنعتی
مراحل ساخت چرخ دنده به 3 صورت امکان‌پذیر است:
- روش شکل‌دهی یا فورمینگ (Forming)
- روش ماشین‌کاری (Machining)
- روش فینیشینگ (Finishing)
هر کدام از موارد بالا هم دارای چند بخش متفاوت هستند.
بیشتر بخوانید: گیربکس صنعتی چیست؟
فرآیند شکل‌دهی چرخ دنده گیربکس
فرآیند شکل‌دهی برای تولید در مقادیر بالا بسیار مناسب است. اساسا کیفیت ساخت چرخ دنده به کیفیت قالب بستگی دارد، اما کیفیت مورد نیاز را می‌توان بعد از عملیات فرم دهی و تکمیل نیز به دست آورد. فرآیند شکل‌دهی چرخ دنده شامل مراحل زیر می‌شود:
1-فرآیند ریخته‌گری
ریخته‌گری یک فرآیند واحد نیست. شما می‌توانید ریخته‌گری ماسه‌ای، ریخته‌گری تحت فشار یا دایکست، ریخته‌گری قالب فلزی، ریخته‌گری دقیق، ریخته‌گری قالب پوسته‌ای و ریخته‌گری گریز از مرکز را مطابق با نیازتان انتخاب کنید. با این حال، ریخته‌گری یک فرآیند اساسی برای شکل‌دهی به قطعات چرخ دنده است.
2-فرآیند تَف‌جوشی یا زینترینگ
فرآیند تَف‌جوشی یا زینترینگ در ساخت چرخ دنده یک فرآیند متالورژی پودر است. با استفاده از این فرآیند می‌توان چرخ دنده‌های باکیفیتی را تولید کرد، بنابراین نیازی به انجام عملیات تکمیلی برای فرآیند تَف‌جوشی یا زینترینگ نیست.
3-فرآیند تزریق پلاستیک
تزریق پلاستیک یک فرآیند تولید پلاستیک بسیار رایج است. از این فرآیند می‌توان برای ساخت چرخ دنده نیز استفاده کرد. می‌توان مواد گرمانرم غیرفلزی را برای این فرآیند انتخاب نمود.
4-فرآیند اکسترود
می‌توان از فرآیند اکسترود برای ساخت یک میله بلند با دندانه‌های چرخ دنده استفاده کرد. بعد از انجام این فرآیند، میله بلند را می‌توان به اندازه مورد نیاز درآورد سپس می‌توان یک سوراخ برای چرخ دنده‌ها ایجاد کرد. نکته‌ای که باید به آن توجه شود این است که این فرآیند برای مواد غیر آهنی مانند چرخ دنده‌های آلومینیومی و مسی بسیار مناسب است. چرخ دنده‌های اکسترود شده به دلیل ساختار متراکم و بدون منافذ، سطح خوب و استحکام خوبی دارند.
5-فرآیند کشش سرد
در فرآیند کشش سرد، یک میله فلزی یک قالب سخت شده به نام دوزه (Die) را می‌کشد تا دندانه‌های چرخ دنده تشکیل شوند. ویژگی اصلی این چرخ دنده‌ها استحکام بالا و شکل‌پذیری کم است. پس از آن، می‌توانید عملیات تکمیل را برای چرخ دنده‌ها اعمال کنید.
بیشتر بخوانید: سرویس فاکتور گیربکس صنعتی چیست و چرا اهمیت دارد؟
6-فرآیند استمپینگ
استمپینگ یک فرآیند ورق کاری است و می‌توان از آن برای ساخت چرخ دنده استفاده کرد. با این فرآیند تولید در مقادیر بالا امکان‌پذیر است؛ اما دقت و پرداخت سطح بسیار ضعیف خواهد بود.
فرآیند ماشین‌کاری در ساخت چرخ دنده گیربکس
بعد از فرآیند شکل‌دهی، نوبت به فرآیند ماشین‌کاری ساخت چرخ دنده می‌رسد. با استفاده از این فرآیند می‌توان دنده‌های چرخ دنده و سوراخ‌ها را تولید کرد. مراحل اصلی فرآیند ماشین‌کاری شامل موارد زیر می‌شوند:
1-فرآیند فرزکاری
این روش سرعت بسیار پایین، اما دقت بسیار بالایی دارد. ابزارهای برش متداول عبارت‌اند از برش دیسک و ابزارهای فرز. با این حال، فرآیند فرزکاری برای تولید کوچک مناسب است.
2-فرآیند شکل‌دهی چرخ دنده
ماشین‌های شکل‌دهی ویژه‌ای برای این فرآیند استفاده می‌شوند و قطعات فلزی شکل‌دهی به دور ابزار شکل‌دهی می‌چرخند. دقت این روش بسیار بالاست. با استفاده از این روش می‌توان چرخ دنده داخلی را تولید کرد.
3-فرآیند ماشین هاب
ماشین هاب فرآیندی است که در صنعت ساخت چرخ دنده بسیار رایج است. دقت و پرداخت سطحی در این فرآیند بسیار بالاست و خطاها به دلیل استفاده از ابزارهای هاب جبران می‌شود. هاب به طور معمول به سمت خالی چرخ دنده می‌چرخد و دندانه‌های چرخ دنده را می‌سازد.
فرآیند فینیشینگ در ساخت چرخ دنده گیربکس
فینیشینگ (Finishing) مرحله نهایی ساخت چرخ دنده است. می‌توان روش مناسب را با توجه به متریال چرخ دنده، فرآیند ساخت و فرآیند ماشین‌کاری چرخ دنده انتخاب کرد. رایج‌ترین فرآیندهای فینیشینگ شامل موارد زیر می‌شوند:
1-فرآیند شیوینگ
فرآیند شیوینگ می‌تواند برای دنده‌دار کردن بهتر چرخ دنده‌ها و اصلاح خطاهای پروفیل استفاده شود. در این فرآیند ابزار شیوینگ با چرخ دنده‌ها جفت می‌شود تا سطح مورد نظر ایجاد شود.
بیشتر بخوانید: آموزش تعمیر گیربکس گردان بیل مکانیکی
2-فرآیند سنگ زنی
در این فرآیند از چرخ سنگ زنی برای به دست آوردن پوشش سطح استفاده می‌شود. چرخ سنگ زنی روی دندانه‌های چرخ دنده می‌چرخد.
علاوه بر فرآیندهای شیوینگ و سنگ زنی، لپینگ و هونینگ هم از تکنیک‌های فرآیند فینیشینگ هستند.
سخن پایانی
نوع و جنس چرخ دنده می‌تواند تاثیر مستقیم روی قیمت گیربکس صنعتی داشته باشد بنابراین لازم است تا نحوه تولید انواع آن، آشنا شوید. به طور کلی ساخت چرخ دنده یک فرآیند سه مرحله‌ای است که عبارت‌اند از عملیات شکل‌دهی، ماشین‌کاری و فینیشینگ. هر کدام از این مراحل شامل چندین فرآیند مجزا هستند که شما باید فرآیند تولید را با توجه به نیازتان انتخاب کنید. با این حال باید در مورد متریال هم فکر کنید. امیدواریم با مطالعه این مطلب درک بهتری از ساخت چرخ دنده داشته باشید.
