Tarkkuushionnattaminen: viistoleikkaustekniikka

"Ilman viistämistä käsityöläisen taito on epätäydellinen." Tämä vanha puuseppäsananlasku ei ainoastaan heijasta perinteistä käsityön viisautta, vaan kuulostaa voimakkaasti myös nykyaikaisessa valmistuksessa. Viistäminen, joka alun perin oli puutyötermi, on kehittynyt tärkeäksi prosessiksi nykyaikaisessa teollisessa tuotannossa, erityisesti suuritarkkuuden vaihteiden valmistuksessa.

I. Mikä on viistäminen?

Nykyisen teollisen terminologian mukaan viistäminen tarkoittaa työkappaleen ulkoisten tai sisäisten suorien kulmien lievää vinottamista tai pyöristämistä. Sen keskeiset tavoitteet ovat kaksijakoiset: ensinnäkin jännityskeskittymien poistaminen ja toiseksi terävien reunojen estäminen naarmuttamasta asentajia tai käyttäjiä asennuksen ja käytön aikana. Toiminnallisen turvallisuuden lisäksi pyöristetyt reunat parantavat myös työkappaleen esteettistä ilmettä, antaen sille läheisemmän ja hiotumpaa olemusta.
On tärkeää erottaa viistaminen pyöristämisestä: vaikka molemmissa muotoiluissa on kyse pyöristyksestä, viistaminen kohdistuu työkappaleen reunoille, kun taas pyöristäminen keskittyy kulmiin. Käytännön sovelluksissa viistämättömät kulmat aiheuttavat suuremman vammariskin käyttäjille verrattuna viistämättömiin reunoihin.

II. Hammaspyörän hampaan profiilin viistaminen: Luokitus ja tyypit

Autoteollisuuden kehityksen myötä vaatimukset hammaspyörän ulkonäölle ja suorituskyvylle ovat kiristyneet entisestään, mikä on nostanut viistamisteknologiaa tarkkuuden hallinnan keskiöön.

1. Perusluokat hammaspyörän hampaan profiilin viistämisessä

Hammaspyörän hampaan profiilin viistäminen jaetaan pääasiassa kolmeen tyyppiin sijainnin perusteella:

Hampaan kärjen viistäminen: Viistäminen, joka kohdistuu hammaspyörän hampaan kärkeen.
Hampaan pään viistäminen: Viistäminen, joka tehdään hammaspyörän hampaan päätyyn.
Hampaan profiilin viistäminen: Viistäminen pitkin hampaan toimintaprofiilia (tämän artikkelin painopiste).

2. Hampaan profiilin viistämisen tekninen luokittelu

Hampaiden profiilin viistoon työstö jaetaan yleensä kolmeen tekniseen tyyppiin, joita edelleen eritellään yksipuoliseen tai kaksipuoliseen sovellukseen:

Tekninen tyyppi Yksipuoliset ominaisuudet Kaksipuoliset ominaisuudet
Kartioviistous (päättyy juurivajeeseen) Epäsymmetrinen viistous; ei juuripyörrettä. Symmetrinen viistous molemmilla puolilla; ei juuripyörrettä.
Kartioviistous (päättyy täyteen juuripyörteeseen) Epäsymmetrinen viistous; osittainen juuripyörre. Epäsymmetrinen viistous molemmilla puolilla; osittainen juuripyörre.
Tasaviistous (päättyy täyteen juuripyörteeseen) Symmetrinen viistous; tasainen juuripyörre. Symmetrinen viistous molemmilla puolilla; tasainen juuripyörre.

III. Yleiset menetelmät hampaiden profiilin viistoventyöhön

Hampaiden profiilin viistoventyöhön on saatavilla useita eri prosesseja, joilla jokaisella on omat periaatteensa, edut ja rajoitukset.

A. Hiomaviistoventyö

Periaate: Käyttää pyörivää akselia ja kelluvaa hiomakiveä poistamaan terän profiilin kiiloja ja teräviä reunoja.
Rajoitukset: Lävistyskoon vaihtelu johtuu tekijöistä, kuten hiomakiven halkaisija, kierre kulma, moduuli ja hampaiden määrä. Se aiheuttaa usein juuritahran vaurioita ja tuottaa karkeat lävistetyt reunat.
Käyttö: Laajalti käytetty perinteisissä teollisuudenaloissa, kuten tuulivoimassa ja kaupallisten ajoneuvojen valmistuksessa suuren moduulin hammaspyöriin.

B. Puristuslävistyys

Periaate: Käyttää kahta räätälöityä puristuslevyä, joissa on vastaavat "kierrehammasta", jotka pureutuvat hammaspyörään. Suurnopeudella tapahtuva pureutumispyöriminen "leikkaa" jyrsinnässä jääneet kiilot ja terävät reunat.
Rajoitukset: Kova puristus luo mikro-ulosmuodostumia hampaan pinnalle (haittaa seuraavia hiomis/hiontitoimenpiteitä), vaatii lisäksi sivun ulosmenevien osien hallintaan raapaimia, tuottaa karkeat reunat, pidentää käsittelyjaksoa ja ei ole tehokas pinottuihin levyhammaspyöriin.

C. Jyrsintä-lävistys-jyrsintä -prosessi

Periaate: Hammastuksessa pieni koneenvaraus säilytetään. Kun hampaantyökalu vetäytyy, puristus- ja raaputustyökalut käsittelevät viisteen, jonka jälkeen tehdään lopullinen hammastuskäynti tarkkuuden saavuttamiseksi.
Rajoitukset: Työkalujen integrointi hammastuskoneeseen lisää sykliaikaa; työkalujen asennus on monimutkainen, ja siinä säilyvät puristusviistauksen rajoitukset.

D. Porausviistaus 1 (säteittäinen viistustyökalu)

Edut:

Soveltuu akselityökappaleisiin ja sellaisiin, joiden muodot aiheuttavat törmäyksiä.
Joustava integrointi hammastuskoneisiin tai mahdollisuus käyttää erillisenä laitteena.
Laajalti otettu käyttöön markkinoilla.

E. Porausviistaus 2 (integroitu hammastuskone)

Nykytilanne: Joidenkin hammastuskonevalmistajien (esim. Gleason) mallit sisältävät valmiiksi rakennetun hampaanpään viistauksen (lentokatkaisija tai hampaan viistaus).
Edut: Yhdistää hammastuksen ja viistauksen yhdeksi vaiheeksi; poistaa vaaran manuaalisesta uudelleenkiinnityksestä aiheutuvasta vauriosta.
Rajoitukset: Korkea laitteiston hinta (erikoishammashammastimet ovat kalliita); soveltuu vain kiekkomaisiin hammaspyöriin (törmäysongelmia akselipyörien kanssa).

IV. Viistoleikkausprosessien valinta

Viistoleikkausprosessin valinta riippuu hammaspyörän käyttökohteesta, ja se tulisi määrittää tiiviissä yhteistyössä asiakkaiden kanssa:

Suositus uusiutuvan energian hammasakseleille: etusijalle jyrsinvaihto, koska tämän prosessin teknologia ja laitteet ovat kypsät.
Viistomitta: tyypillisesti 0,3–0,8 mm hampaan profiiliviistoille.
Viistokulma: yhteistyössä suunnittelijoiden kanssa määritettävä kulmat moottorin tyyppien mukaan (rinnakka-akseli vs. saman akselin), yleisiä vaihtoehtoja ovat esimerkiksi 150°±10° ja 125°±10°.

V. Viistoleikkauksen edut

Turvallisuuden parantaminen: vähentää loukkaantumisriskiä käsittelyn ja prosessoinnin aikana.
Ulkonäön parantaminen: parantaa hammaspyörän ulkonäköä, mikä lisää asiakastyytyväisyyttä.
Jännityksen vähentäminen: lieventää jännityskeskittymiä terävissä hampaanpäissä lämpökäsittelyn jälkeen.
Vaurioiden ehkäisy: vähentää riskiä hampaan lohkeamisesta törmäysten seurauksena lämpökäsittelyn ja myöhempinä prosesseina.
Laadunsäilytys: Estää hapettumisen ja hiilen häviämisen hampaiden kärjissä karbonoinnin aikana.
Suorituskyvyn optimointi: Vähentää hampaanpään murtumisen ja lohoutumisen riskiä, kun osa hampaan leveydestä on käytössä.
Asennuksen helpottaminen: Oikea koverreksen koko ja kulma yksinkertaistavat hammaspyörän asennusta.

Vi. Lopputulos

Vaikka sen hyödyt ovat todistetut, koverreksointia ei ole arvostettu riittävästi osassa kotimaista hammaspyöräteollisuutta, jossa jotkut valmistajat priorisoivat toiminnallisuuden tämän kriittisen prosessin edelle. Kuitenkin autoteollisuuden kehittyessä ja laatumääriteiden tiuketessa koverreksointi on muodostunut välttämättömäksi vaiheeksi tarkkuushammaspyörien valmistuksessa. Koverreksointiprosessien omaksuminen ja viimeistely ovat olennaisia tuotelaadun parantamiseksi ja markkina kilpailukyvyn vahvistamiseksi.
Välitystekniikassa pienet hammaspyörät ajavat suuria innovaatioita – ja huolellinen koverreksointi on tämän tarkan työn perusta.