Fogaskerék átvitel: alakvágás és generáló eljárás elvei és alkalmazásai fogaskerék-megmunkálás során

01 A generáló eljárás alapelvei

1.1 Matematikai alapok

• Kifejtési elv : A szerszám (pl. gombfúrók és fogaskerekesszerszámok) vágóéle mozgásának pályája egy folyamatos görbék sorozatát alkotja, és ezen görbék burkolója adja meg az elméleti fogprofil formáját (pl. evolvens, ciklois).
• Kapcsolódási egyenlet : Kielégíti a relatív mozgási viszonyt a szerszám és a munkadarab között a fogprofil pontosságának biztosításához.

1.2 Fő jellemzők

• Nagy Precizitás : Komplex fogprofilok megmunkálására képes (pl. evolvens, körív fogazat).
• Magas hatékonyság : A folyamatos vágás lehetővé teszi a tömeggyártást.
• Nagy sokoldalúság : Egyetlen szerszámmal különböző fogszámú fogaskerekeket lehet megmunkálni (amennyiben azonos modulúak).

1.3 Tipikus generáló eljárások

1.3.1 Fogazómarás

• Alapelv : A fogazómaró (alakjában csavarhajtásra hasonlító szerszám) és a fogaskerék alkatrész közötti kapcsolódási mozgást használja, és az axiális előtolással fejezi be a vágást.
• Mozgásviszony : Maró forgása (fő vágómozgás) + Munkadarab forgása (generáló mozgás) + Axiális előtolás.
• Előnyök : Magas hatékonyság, tömeggyártásra alkalmas (pl. gépjárműipari fogaskerekek); egyenes fogazású, ferde fogazású, csigakerék stb. megmunkálására is használható.
• Alkalmazási példák : Szélenergia-áttételi dobozok bolygó- és napkerék fogaskerekeinek megmunkálása.

1.3.2 Fogazóreszelés

• Alapelv : Fogazó reszelőszerszámot (alakjában fogaskerékre hasonlító szerszámot) használ, amely reciprok mozgást végez a munkadarabon, miközben azok kapcsolódási arányban forognak.
• Mozgásviszony : A fogaskerékmaró függőleges reciprocáló vágása + a munkadarab és az szerszám generáló forgása.
• Előnyök : Komplex szerkezetek, például belső fogazatok és dupla fogazatok megmunkálása; jobb fogfelületi érdesség a fogaskerékmarásnál (Ra 0,8–1,6 μm).
• Korlátozások : Alacsonyabb hatékonyság a fogaskerékmarásnál; magasabb szerszámköltség.
• Alkalmazási példák : Belső fogaskerékgyűrűk megmunkálása hajtóművekben és kis méretű precíziós fogaskerekek.

1.3.3 Fogaskerékcsiszolás

• Alapelv : A csiszolószerszám és a munkadarab enyhe nyomás alatt fogasként forgó mozgást végez, javítva a fogprofil pontosságát a szerszámél skálázó hatásán keresztül. Ez egy utómegmunkáló eljárás, amelyet a fogaskerékmarás vagy fogaskerékformázás utáni finomításra használnak.
• Előnyök : Képes korrigálni a fogprofil hibáit és javítani a fogaskerék átvitel simaságát; a megmunkálás pontossága DIN 6–7 minőségig terjed.
• Alkalmazási példák : Autóipari hajtómű-fogaskerekek végső megmunkálása.

1.3.4 Fogaskerék köszörülése

• Alapelv : Formált köszörűkorongot vagy csigaköszörűt használ a fogfelület köszörülésére generáló mozgással, elsősorban edzett fogaskerekek utólagos megmunkálására.
• Előnyök : Rendkívül magas pontosság (akár DIN 3–4 osztályú); kemény fogfelületű fogaskerekeket is megmunkálhat (HRC 58–62).
• Korlátozások : Magas költség és alacsony hatékonyság, általában nagy pontosságot igénylő területeken használják.
• Alkalmazási példák : Űrrepülési motorfogaskerekek és nagysebességű fokozatok fogaskerekei szélenergia-áttételű dobozokban.

02 Alapelvek alakvágásnál

• Magas szerszám-függőség : A fogprofil pontossága közvetlenül a szerszám kontúrpontosságától függ.
• Nincs generáló mozgás : A megmunkálási folyamat nem szimulálja a fogaskerék kapcsolódását, kizárólag a szerszám és a munkadarab relatív mozgásán alapul.
• Nagy rugalmasság : Nem szabványos fogprofilok megmunkálására is alkalmas (pl. körív fogazat, téglalap keresztmetszetű fogazat).

2.1 Matematikai Alapok

• Profilozási Elv : A szerszám vágóéle geometriai alakja tökéletesen illeszkedik a fogaskerék foghoronyhoz.
• Osztómozgás : Osztóberendezések (pl. osztófejek) használata egyesével történő fogmarásra, hogy biztosítsa az egységes fogtávolságot.

2.2 Előnyök és Hátrányok

Előnyök

• Egyszerű felszerelés : Közönséges marógépeken is elvégezhető.
• Egyedi, Kiszeriájú Gyártás vagy Javítás Számára Megfelelő : Ideális testreszabott megoldásokhoz és karbantartási feladatokhoz.
• : Képes extranagy modulú fogaskerekek megmunkálására : Például fogaskerekek, amelyek bányászati gépekben használatosak.

Hátrányok

• Alacsony pontosság : Általában DIN 9–10 minősítésű.
• Alacsony hatékonyság : Fogankénti megmunkálást igényel.
• Gyenge szerszám sokoldalúság : Minden modulhoz speciális szerszámok szükségesek.

2.3 Tipikus alakmegmunkáló eljárások

2.3.1 Fogaskerék marása

• Alapelv : Korongmaró vagy végmaró használata; a szerszám vágás közben forog, a munkadarabot osztófejjel foganként pozícionálják.
• Mozgásviszony : A szerszám forgása (fővágás) + a munkadarab axiális előtolása + osztóforgatás.
• Alkalmazási forgatókönyvek : Egyedileg gyártott és kis sorozatban készülő egyenes- és ferde fogazatú fogaskerekek; nagymodulusú fogaskerekek (modulus ≥20 mm) vagy javítás alá eső fogaskerekek.
• Esettanulmány : Hajóipari lassítók lassú járatú fokozatának fogaskerekei (modulus 30, anyag: 42CrMo), amelyeket végköszörűvel + CNC indexeléssel dolgoztak fel, így érve el a fogfelületi érdességet Ra 3.2 μm-ben.

2.3.3 Fogazó köszörülés

• Alapelv : Olyan fogazó tolófűrésszel (többfogú, lépcsőzetes szerszámmal) történik, amely egyetlen átállással az egész fogárkot kimarja.
• Mozgásviszony : A fogazó tolófűrész lineáris mozgása (vágás) + rögzített munkadarab.
• Előnyök : Rendkívül magas hatékonyság (alkalmanként egy fogárok készül el); viszonylag magas pontosság (DIN 7-es minőségig).
• Korlátozások : Csak belső vagy külső fogaskerekek tömeggyártására alkalmas; a fogazó tolófűrész gyártása költséges, ideális egyetlen típusnál nagy darabszámú megrendelésekhez.
• Alkalmazási példák : Autóipari szinkrongyűrűk tömeggyártása (ciklusidő <10 másodperc/darab).

2.3.3 Profilköszörülés

• Alapelv : Kialakított köszörűkorongot használ (a fogárokkal megegyező profilú), amellyel edzett fogaskerekeket köszörülnek.
• Mozgásviszony : A köszörűkorong forgása + A munkadarab indexelése.
• Előnyök : Magas keménységű fogaskerekeket is megmunkálhat (HRC >60); pontosság DIN 4 szintig (fogprofil-hiba <5 μm).
• Alkalmazási területek : Légiközi hajtómű-fogaskerekek és precíziós reduktorfogaskerekek utólagos megmunkálása.

03 A két módszer összehasonlítása és ipari alkalmazásai

A generáló eljárás és a formavágás összehasonlítása

A generáló eljárás ipari alkalmazásai

3.1 Szélenergia-erőátviteli egységek

• Keltetések : Magas nyomaték, hosszú élettartam (≥20 év).
• Eljárás-kombináció : Fogazás (előmunka) → Hőkezelés → Fogaskerék-köszörülés (utómunka).