เกียร์เฟืองต้องอาศัยขนาดโครงสร้างและความแข็งแรงของวัสดุเองในการรับแรงภายนอก ซึ่งจำเป็นต้องใช้วัสดุที่มีความแข็งแรง ความเหนียว และความทนทานต่อการสึกหรอสูง เนื่องจากรูปทรงที่ซับซ้อนของเฟือง ทำให้...เกียร์การผลิตชิ้นส่วนโลหะด้วยกรรมวิธีทางวิศวกรรมนั้นต้องการความแม่นยำสูง และวัสดุที่ใช้ก็ต้องมีคุณสมบัติในการผลิตที่ดีด้วย วัสดุที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ เหล็กดัด เหล็กหล่อ และเหล็กหล่อขึ้นรูป
1. เหล็กกล้าตีขึ้นรูป ตามความแข็งของผิวฟัน สามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท:
เมื่อค่า HB น้อยกว่า 350 จะเรียกว่าผิวฟันอ่อนนุ่ม
เมื่อค่า HB มากกว่า 350 จะเรียกว่าผิวฟันแข็ง
1.1. ความแข็งของผิวฟัน HB＜350
กระบวนการผลิต: การตีขึ้นรูปชิ้นงาน → การปรับสภาพให้เป็นมาตรฐาน → การกลึงหยาบ → การชุบแข็งและการอบคืนตัว → การตกแต่งผิว
วัสดุที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ 45#, 35SiMn, 40Cr, 40CrNi, 40MnB
คุณสมบัติ: มีประสิทธิภาพโดยรวมดี ผิวฟันมีความแข็งแรงและความแข็งสูง และแกนฟันมีความเหนียวดี หลังจากการอบชุบความร้อนแล้ว ความแม่นยำของเกียร์สามารถตัดได้ถึง 8 ระดับ ผลิตง่าย ประหยัด และมีผลผลิตสูง แต่ความแม่นยำไม่สูงนัก
1.2 ความแข็งผิวฟัน HB ＞350
1.2.1 เมื่อใช้เหล็กกล้าคาร์บอนปานกลาง:
กระบวนการผลิต: การขึ้นรูปชิ้นงาน → การปรับสภาพผิว → การตัดแต่งหยาบ → การชุบแข็งและการอบคืนตัว → การตัดแต่งละเอียด → การชุบแข็งด้วยความถี่สูงและปานกลาง → การอบคืนตัวที่อุณหภูมิต่ำ → การลับคมหรือการเจียรผิวด้วยวัสดุขัด หรือการเจียรผิวด้วยประกายไฟไฟฟ้า
วัสดุที่ใช้กันทั่วไป:45, 40Cr, 40CrNi
คุณสมบัติ: ความแข็งของผิวฟันสูง HRC=48-55 ความแข็งแรงในการสัมผัสสูง และทนต่อการสึกหรอได้ดี แกนฟันยังคงความเหนียวหลังจากการชุบแข็งและการอบคืนตัว มีความทนทานต่อแรงกระแทกและรับน้ำหนักได้สูง ความแม่นยำลดลงครึ่งหนึ่ง สูงถึงระดับ 7 เหมาะสำหรับการผลิตจำนวนมาก เช่น เกียร์ส่งกำลังความเร็วปานกลางและภาระปานกลางสำหรับรถยนต์ เครื่องมือกล ฯลฯ
1.2.2 เมื่อใช้เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ: การขึ้นรูปชิ้นงาน → การปรับสภาพ → การกลึงหยาบ → การชุบแข็งและการอบคืนตัว → การกลึงละเอียด → การเพิ่มคาร์บอนและการชุบแข็ง → การอบคืนตัวที่อุณหภูมิต่ำ → การเจียรฟัน สูงสุด 6 และ 7 ระดับ
วัสดุที่ใช้กันทั่วไป: 20Cr, 20CrMnTi, 20MnB, 20CrMnTo คุณสมบัติ: ความแข็งของผิวฟันและความสามารถในการรับน้ำหนักสูง แกนกลางมีความเหนียวและทนทานต่อแรงกระแทกได้ดี เหมาะสำหรับการส่งกำลังความเร็วสูง รับน้ำหนักมาก หรือรับน้ำหนักเกิน หรือในกรณีที่ต้องการโครงสร้างขนาดกะทัดรัด เช่น เฟืองส่งกำลังหลักของหัวรถจักรและเครื่องบิน
2. เหล็กหล่อ:
เมื่อเกียร์สำหรับชิ้นงานที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง d > 400 มม. โครงสร้างซับซ้อน และการตีขึ้นรูปทำได้ยาก สามารถใช้เหล็กหล่อเกรด ZG45, ZG55 ในการปรับสภาพให้เป็นปกติ (Normalization) ตามด้วยกระบวนการชุบแข็งและอบคืนตัว (Quenching and Tempering) ได้
3. เหล็กหล่อ:
มีความต้านทานสูงต่อการยึดเกาะและการกัดกร่อนแบบเป็นหลุม แต่ความต้านทานต่ำต่อแรงกระแทกและการเสียดสี เหมาะสำหรับงานที่ต้องการความเสถียร กำลังต่ำ ความเร็วต่ำ หรือขนาดใหญ่และรูปทรงซับซ้อน สามารถทำงานได้ในสภาวะขาดแคลนน้ำมัน และเหมาะสำหรับระบบส่งกำลังแบบเปิด
4. วัสดุโลหะ:
วัสดุที่ใช้ได้แก่ ผ้า ไม้ พลาสติก ไนลอน เหมาะสำหรับความเร็วสูงและน้ำหนักเบา
ในการเลือกวัสดุ ควรคำนึงถึงข้อเท็จจริงที่ว่า สภาพการทำงานของเฟืองนั้นแตกต่างกัน และรูปแบบความเสียหายของฟันเฟืองก็แตกต่างกัน ซึ่งเป็นพื้นฐานในการกำหนดเกณฑ์การคำนวณความแข็งแรงของเฟือง การเลือกวัสดุ และจุดที่มีความเสี่ยงสูง
1. เมื่อฟันเฟืองแตกหักง่ายภายใต้แรงกระแทก ควรเลือกวัสดุที่มีความเหนียวดีกว่า และสามารถเลือกใช้เหล็กกล้าคาร์บอนต่ำสำหรับการอบชุบแข็งและการเพิ่มคาร์บอนได้
2. สำหรับระบบส่งกำลังแบบปิดความเร็วสูง ผิวฟันเฟืองมีแนวโน้มที่จะเกิดการสึกกร่อน ดังนั้นจึงควรเลือกวัสดุที่มีความแข็งของผิวฟันเฟืองที่ดีกว่า และสามารถใช้เหล็กกล้าคาร์บอนปานกลางที่ผ่านการชุบแข็งผิวได้
3. สำหรับความเร็วต่ำและภาระปานกลาง เมื่ออาจเกิดการแตกหัก การเป็นหลุม และการสึกหรอของฟันเฟือง ควรเลือกวัสดุที่มีความแข็งแรงเชิงกล ความแข็งของผิวฟัน และคุณสมบัติเชิงกลโดยรวมที่ดี และสามารถเลือกใช้เหล็กกล้าคาร์บอนปานกลางที่ผ่านการชุบแข็งและอบคืนตัวได้
4. พยายามเลือกใช้วัสดุให้มีจำนวนน้อย จัดการง่าย และคำนึงถึงทรัพยากรและปริมาณการจัดหา
5. เมื่อโครงสร้างมีขนาดกะทัดรัดและต้องการความทนทานต่อการสึกหรอสูง ควรใช้เหล็กอัลลอย
6. อุปกรณ์และเทคโนโลยีของหน่วยการผลิต
วันที่โพสต์: 11 มีนาคม 2022