歯車の製造にはホブ切り、フライス加工、歯車の整形などさまざまな工程がありますが、粉末冶金法という金属の粉末をプレスして作る歯車もあります。
粉末冶金プロセスの詳しい説明
粉末冶金歯車はさまざまな自動車エンジンに広く使用されています。 これらは非常に経済的で大量に実用的ですが、他の面ではまだ改善の余地があります。
粉末冶金プロセスの長所と短所の分析
粉末冶金とは、金属粉末（または金属粉末と非金属粉末の混合物）を原料として、成形、焼結を経て、金属材料や複合材料、各種製品を製造する加工技術です。
アドバンテージ
1. 一般的な粉末冶金歯車の製造工程が少ない。
2. 歯車が粉末冶金によって製造される場合、材料利用率は 95 パーセント以上に達します。
3. 粉末冶金歯車の再現性は非常に優れています。 粉末冶金歯車は金型を使ったプレスによって形成されるため、通常の使用条件では、1 対の金型で数万個から数十万個の歯車成形体をプレスすることができます。
4. 粉末冶金法は、複数の部品を 1 つに統合することができます。
5.粉末冶金歯車の材料密度は制御可能です。
6. 粉末冶金の製造では、成形後に成形体を金型から離型しやすくするために、金型の作業面の粗さが非常に良好です。
写真
欠点がある
1. バッチで生産する必要があります。 一般に、粉末冶金製造には、5,000 個を超えるバッチの方が適しています。
2. サイズはプレス機のプレス能力によって制限されます。 プレスの圧力は一般的に数トンから数百トンで、直径は基本的に110mm以内で粉末冶金で作ることができます。
3. 粉末冶金歯車は構造上の制限があります。 プレスや金型の理由により、一般にウォームギヤ、ヘリンボーンギヤ、ねじれ角が 35 度を超えるヘリカルギヤの製造には適していません。 はすば歯車の場合、はすば歯を 15 度以内に設計することが一般的に推奨されます。
4. 粉末冶金歯車の厚さには制限があります。 金型キャビティの深さとプレスのストロークは歯車の厚みの2～2.5倍必要です。 同時に、歯車高さの長手方向密度の均一性も考慮されるため、粉末冶金歯車の厚みも非常に重要です。
写真
粉末冶金プロセスの基本プロセス
1. 製粉とは、原料を粉末にするプロセスです。 一般的に使用される粉砕方法には、酸化物還元法と機械的方法が含まれます。
2. 混合とは、必要な各種粉末を一定の割合で混合し、均質化して緑色の粉末を作る工程です。 乾式、半乾式、湿式の3種類に分かれており、用途に応じて使い分けられます。
3. 成形とは、均一に混合した材料を金型に入れ、プレスして特定の形状、サイズ、密度のパリソンを形成するプロセスです。 成形方法は大きく加圧成形と非加圧成形に分けられます。 圧縮成形の中で最も広く使われているのが圧縮成形です。
写真
4. 焼結は粉末冶金プロセスの重要なプロセスです。 形成された成形体は焼結され、必要な最終的な物理的および機械的特性が得られます。 焼結は単位系焼結と多系焼結に分けられます。 通常の焼結の他に、ルースパッキング焼結、浸漬浸漬法、ホットプレス法などの特殊な焼結法もあります。
5. 焼結後の処理は、さまざまな製品要件に応じてさまざまな方法で行うことができます。 仕上げ加工、油浸漬、機械加工、熱処理、電気メッキなど。 また、近年では、焼結後の粉末冶金材料の加工にも、圧延や鍛造などの新たなプロセスが適用され、成果が上がっています。
写真
一般的な歯車加工方法におけるクランプ方式
粉末冶金は歯車を大量に製造する方法であり、歯車のホブ切りや歯車の成形などの一般的なプロセスは、多品種および小ロットのニーズに適切に対応できるようです。 現時点では、彼らのクランプシステムは非常に特殊です。
一般旋削加工→ホブ加工→シェービング→シェービング→ハードターニング→研削→ホーニング→ドリリング→内穴研削→溶接→測定と、この工程に適したクランプシステムを構成することが非常に重要です。 特に重要です。
1.普通自動車加工
写真
従来の旋削では、ギアブランクは通常、垂直または水平旋盤にクランプされます。 自動クランプ治具の場合、主軸の反対側に補助安定装置を取り付ける必要がないものがほとんどです。
2.ホブ切り
写真
ホブ切り加工は、経済性に優れた外歯車、平歯車の製造に使用される切削加工です。 歯車ホブ加工は、機械加工するワークピースの外形に制限されない限り、自動車産業だけでなく、大型の産業用トランスミッションの製造にも広く使用されています。
3. 整形加工
写真
歯車の加工である歯車整形は、主に歯車のホブ加工ができない場合に使用されます。 この加工方法は主に歯車の内歯の加工や、構造的に干渉しやすい一部の歯車の外歯の加工に適用されます。
4.シェービング加工
写真
ギヤシェービングとは、歯車の歯形に合わせた刃物で歯車を削る仕上げ加工です。 このプロセスは生産経済性が高いため、産業界で広く使用されています。
5. ハードターニング
写真
ハードターニングにより、高価な研削プロセスの代替が可能になります。 それを適切に動作させるために、システムのさまざまな部分と処理部分が対応して相互に接続されます。 適切な工作機械、治具、切削工具を選択することで、旋削効果の品質が決まります。
6. 研削加工
写真
今日の歯車製造に必要な精度を達成するには、多くの場合、歯面の硬仕上げが不可欠です。 大量生産においては、非常にコスト効率の高い加工方法です。 一方、プロトタイピングと同様に、歯車研削では、調整可能な研削ツールを使用する場合、より高い柔軟性が得られます。
7. ホーニング加工
ホーニングは、非晶質の切れ角を使用した硬質歯車の最終仕上げプロセスです。 ホーニング加工は経済性が高いだけでなく、加工歯車の表面を滑らかで低騒音に仕上げることができます。 研削と比較して、ホーニングの切削速度は非常に遅い（0.5-10m/s）ため、歯車加工への切削熱によるダメージを回避できます。 より正確には、機械加工された歯の表面に発生する内部応力は、装置の支持力に一定のプラスの影響を与えます。
8. 穴あけ
写真
穴あけ加工は回転切削プロセスです。 工具の回転軸と加工穴の中心は軸方向に完全に一致しており、工具の軸送り方向とも一致しています。 送り動作の方向に関係なく、切削動作の主軸は工具と一致している必要があります。
9. 内穴研削
写真
ボア研削は、非晶質の切れ角を持つ機械加工プロセスです。 他の切削加工と比較して、研削加工は、超硬合金の寸法および成形精度が高く、寸法精度（IT5-6）、振動痕が小さく、高品質の表面精度（Rz=1-3μm）という利点があります。等
10. コンデンサ放電溶接
コンデンサ放電溶接は抵抗溶接工程に属します。 コンデンサ放電溶接は、非常に速い電流の立ち上がり、比較的短い溶接時間、および非常に高い溶接電流によって実現されます。 したがって、コンデンサ放電溶接には多くの利点があります。 エネルギー価格の高騰を考慮すると、コンデンサ放電溶接の経済性と高効率がますます重要になっています。
写真
11. 測定
歯車の検出は非常に広範囲にわたるため、さまざまな形式の歯車に応じて調整する必要があります。 歯車の測定では、長さ、角度の測定、特殊な歯車加工の測定を通じて、歯車のさまざまな重要なパラメータが決定されます。
写真
上記は歯車の粉末冶金加工の実演と、歯車成形やホブ加工などの加工方法における治具システムの一例です。 製造プロセスの実現を促進するには、バッチ サイズに加えて、特定の選択を実際の合理的な分析と組み合わせる必要があります。
