עיבוד גלגלים שיניים בדיוק גבוה: טכנולוגיית קינור

"ללא קימור, מיומנותו של נגר אינה שלמה." משל עתיק זה של נגרים לא רק משקף את חוכמת המסורת האישית, אלא גם מזדהה בעומק עם ייצור מודרני. קימור, שמתחיל כמונח בתחום עיבוד העץ, התפתח לתהליך קריטי בייצור התעשייתי המודרני, במיוחד בייצור גלגלי שיניים בדיוק גבוה.

I. מהו קימור?

בתיאוריה התעשייתית המודרנית, קימור מתייחס לתהליך של חיזוק קליל או עיגול של זוויות ישרות חיצוניות או פנימיות של חלק. למטרה הזו שתי מטרות עיקריות: ראשית, להסיר נקודות ריכוז מתח, ושנית, למנוע מקצות חדים לשרוט את המתפעל במהלך ההתקנה או השימוש. מעבר לבטיחות תפקודית, קצוות מעוגלים משפרים גם את המראה האסתטי של החלק, ומעניקים לו מראה נעים יותר ומעודן.
חשוב להבדיל בין קימור לקְנִית: בעוד ששניהם עוסקים בעיגול, קימור מכוון לשוליים של חומר עיבוד, בעוד שקְנִית מתמקדת בפינות. ביישומים מעשיים, פינות ללא קְנִית מהוות סיכון גבוה יותר לפציעה של המשתמשים בהשוואה לשפות ללא קימור.

II. קימור פרופיל שן הגלגלש: סיווג וסוגים

עם התפתחות תעשיית הרכב, דרישות לאמ nursery ולביצועים של גלגלות נעשות מחמירות יותר, מה שמושך את טכנולוגיית הקימור אל המוקד של בקרת דיוק.

1. קטגוריות בסיסיות של קימור פרופיל שן גלגלש

קימור פרופיל שן גלגלש מתחלק בעיקר לשלושה סוגים בהתאם למיקום:

קימור קצה השן: קימור המופעל על קצה שן הגלגלש.
קימור קצה השן: קימור הנעשה על פני הקצה של שן הגלגלש.
קימור פרופיל השן: קימור לאורך הפרופיל העבדי של השן (הנושא המרכזי של מאמר זה).

2. סיווג טכני של קימור פרופיל שן

קימור של פרופיל השן מתווך לשלושה סוגים טכניים, המאופיינים בנוסף על ידי יישום בצד אחד או בשני הצדדים:

סוג טכני מאפייני צד אחד מאפייני שני צדדים
קימור מתכנס (מסתיים בגיזום שורש) קימור לא סימטרי; ללא קימור שורש מעוגל. קימור סימטרי בשני הצדדים; ללא קימור שורש מעוגל.
קימור מתכנס (מסתיים בגיזום שורש מלא) קימור לא סימטרי; קימור שורש חלקית מעוגל. קימור לא סימטרי בשני הצדדים; קימור שורש חלקית מעוגל.
קימור אחיד (מסתיים בגיזום שורש מלא) קימור סימטרי; קימור שורש אחיד ומעוגל. קימור סימטרי בשני הצדדים; קימור שורש אחיד ומעוגל.

III. שיטות עיבוד נפוצות לקימור פרופיל שן

קיימות מגוון שיטות לעיבוד קימור פרופיל שן, כאשר לכל אחת מהן עקרונות, יתרונות וחסרונות ייחודיים.

A. קימור דריסה

עיקרון: משתמש בדוד סיבוב ובלח ייחוס צף כדי להסיר שסעים וקצוות חדים מפרופיל השן.
מגבלות: גודל הפאצ'ה משתנה עקב גורמים כגון קוטר אביזר הקילוף, זווית הספירלה, המודול ומספר השיניים. לעתים קרובות גורם נזק לפנים הבסיס ומייצר קצוות פאצ'ה מחוספסים.
יישום: בשימוש נרחב בתעשיות מסורתיות כמו אנרגיית רוח וכלי רכב מסחריים לגלגלי שיניים בעלי מודול גדול.

B. קינוע פאצ'ה

עיקרון: משמש שני דיסקי קינוע מותאמים עם "שיניים ספירליות" התואמות זו לזו המתנגשות בגלגל השיניים. סיבוב מתאם במהירות גבוהה "חותך" שסעים וקצוות חדים שנשארו לאחר החציבה.
מגבלות: קינוע קשה יוצר בליטות מיקרו על פני השטח של השן (מה שמעכב קילוף/הoning בהמשך), דורש גרסים נוספים לבקרת בליטות בפאה, מייצר קצוות מחוספסים, מאריך את זמן מחזור העיבוד, ולא יעיל לגלגלי שיניים מצופפים.

C. תהליך חציבה-פאצ'ה-חציבה

עיקרון: במהלך החיתוך, נשמרת רשות עיבוד קטנה. לאחר שמשחזר המגלים נסוג, כלים לעיבוד דחיסה וגרט מנקים את הפינה, ולאחר מכן מבצעים מעבר סופי של חיתוך כדי להשיג דיוק.
מגבלות: שילוב הכלים במכונת החיתוך מאריך את זמן המחזור; תצורת הכלי מורכבת, והיא יורשת את המגבלות של עיבוד פינה בשיטת הדחיסה.

D. גימור פינות באמצעות פрезה 1 (כלי גימור פינה רדיאלי)

יתרונות:

מתאים לחתיכות עבודה בצורת ציר ולכאלה עם קווי מתאר מנוגדים.
שילוב גמיש עם מכונות חיתוך או שימוש כמכשיר עצמאי.
נפוץ מאוד בשוק.

E. גימור פינות באמצעות פrezה 2 (מכונת חיתוך משולבת)

מצב נוכחי: מספר יצרני מכונות חיתוך (למשל, Gleason) מציעים דגמים עם גימור אוטומטי של קצוות השיניים (כלי חיתוך טס או גימור באמצעות מגלף).
יתרונות: שילוב של חיתוך וגימור פינות בשלב אחד; מונע נזק שנגרם עקב הקשה חוזרת ידנית.
מגבלות: עלות גבוהה של הציוד (מגלפים מותאמים לגימור פינה הם יקרים); מתאים רק לגלגלים תחתיים (בעיות התנגשות עם גלגלים לצירים).

IV. בחירת תהליכי קמר

הבחירה בתהליך קמר תלויה בתרחיש השימוש של הגליל וצריכה להיקבע בשיתוף פעולה צמוד עם הלקוחות:

המלצה לגלילי גלגל שיניים לאנרגיה חדשה: עדיפות לקמר עי ריתוך, שכן הטכנולוגיה והציוד של תהליך זה בשלים.
גודל הקמר: בדרך כלל 0.3–0.8 מ"מ לקמרי פרופיל השן.
זווית הקמר: יש לשיתף פעולה עם מעצבים כדי לקבוע זוויות בהתאם לסוגי הנעה של המנוע (ציר מקבילי לעומת ציר משותף), עם טווחים נפוצים כגון 150°±10° ו-125°±10°.

V. יתרונות של קמר

שיפור הבטיחות: מפחית את הסיכון לפציעה במהלך טיפול בעיבוד.
שיפור אסתטי: משפר את המראה הכללי של הגליל, ומעלה את שביעות הרצון של הלקוח.
הפחתת מתח: מקל על ריכוז מתח בקצות חדים של שיניים לאחר עיבוד קריר.
מניעת נזק: מפחית את הסיכון לשבר שן עקב פגיעה פיזית במהלך עיבוד קריר ותהליכים מאוחרים יותר.
שימור איכות: מונע חמצון והפחתת פחמן בקצות השיניים במהלך תהליך הפחמן.
אופטימיזציה של ביצועים: מפחית את הסיכון לעיבוי ולחבירה בקצוות השיניים כאשר רוחב שן חלקי נמצא בתוקף.
הקלת הרכבה: גודל וזוית Chamfer מתאימים מפשטים את הרכבת הגליל.

ו. תקציר

למרות היתרונות המוכחים שלו, תהליך ה-Chamfering לא זכה להערכה מלאה בחלקים מן התעשייה הגלוונית המקומית, בה יצרנים מסוימים מייעלים פונקציונליות על פני תהליך קריטי זה. עם זאת, ככל שתעשיית הרכב מתקדמת ודרישות האיכות עולות, הפיכת chamfering לשלב בלתי נפרד בייצור גלילים בדיוק גבוה. אימוץ ושיפור תהליכי chamfering הוא חיוני לשיפור איכות המוצר ולהגברת התחרותיות בשוק.
בעולם הטרנсמיסיה, גלילים קטנים מניעים חדשנות גדולה – ו- chamfering מדוקדק הוא אבן הפינה של דיוק זה.