歯車加工の工程と方法

機械装置の重要な部品である歯車の加工精度と品質は、機械の性能と寿命に直接影響します。 歯車の加工には、ブランクの準備、歯形の加工、熱処理、精密加工などの複数の工程が必要です。 この記事では、歯車加工のさまざまな加工方法と工作機械での使用について詳しく紹介します。
1、原料の準備
ギアブランクの製造には、鍛造、鋳造、溶接などのプロセスが含まれます。 中でも鍛造は、金属のビレットを金型やプレスによって歯車の形状に変形させる加工で、最もよく使われる工程の一つです。 鋳造は、溶かした金属を型に流し込み、冷却して歯車素材を作ります。 溶接とは、2 枚以上の金属板を溶かして接続し、粗い歯車を形成するプロセスです。
2、歯形加工
歯形加工は歯車加工の中核となる工程で、歯車の整形、ホブ加工、シェービングなどのさまざまな工程が含まれます。
鋸歯状
歯車成形は歯形加工の一般的な方法であり、歯車成形機を使用して実行されます。 歯車成型機は、上下の歯形を動かすことで金属を歯車の形に削り出します。 歯車の成形は、主に平歯車やはすば円筒歯車の加工に使用されます。
歯車成形機を使用して機械加工を行う場合、加工精度と効率を確保するには、適切な切削工具と切削パラメータを選択する必要があります。 ホブ盤は立型と横型の2種類に分けられます。 縦型歯車ホブ盤は小径の歯車の加工に適しており、横型歯車ホブ盤は大きな直径の歯車の加工に適しています。
ホビング
歯車ホブ加工は、歯車ホブ盤を使用して実行される歯形加工の一般的に使用される効率的な方法です。 ホブ盤は、切削工具とワーク間の相対運動を回転させることによって金属を歯車の形状に切削します。 ホブ加工は主に直線歯車やはすば円筒歯車の加工に使用され、高い加工精度と高効率という利点があります。
歯車ホブ盤を使用して機械加工を行う場合、加工精度と効率を確保するには、適切な切削工具とパラメータを選択する必要があります。 歯車ホブ盤は立型、横型、万能型に分かれており、さまざまな種類やサイズの歯車加工に適しています。
歯を削る
シェービングとはシェービングマシンを使用した高度な歯形加工方法です。 歯車シェービングマシンは、交差する一対の軸の相対運動によって金属を歯車の形状に切削します。 シェービング加工は加工精度が高く、面品位が良好であるという利点がありますが、加工効率は比較的低くなります。
歯車シェービングマシンを使用して機械加工を行う場合、加工精度と効率を確保するには、適切な切削工具と切削パラメータを選択する必要があります。 歯車シェービングマシンはラジアルタイプとアキシャルタイプに分かれており、さまざまな種類やサイズの歯車加工に適しています。
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3、熱処理
熱処理は歯車加工における重要なステップの 1 つであり、加熱、絶縁、冷却などのプロセスを通じて金属の内部構造を変化させ、機械的特性と硬度を向上させます。 熱処理は焼き入れ、焼き戻し、浸炭などの工程に分かれます。
焼き入れとは、金属を一定の温度に加熱した後に急速に冷却することで、内部構造に変化を与え、硬度と耐摩耗性を向上させます。 焼き戻しとは、金属を一定の温度に加熱し、一定時間保持した後、ゆっくりと冷却して内部構造をより安定させ、靭性と耐衝撃性を向上させるプロセスです。 浸炭とは、金属表面に炭素原子の層をコーティングし、加熱・絶縁することにより表面に高硬度の炭素皮膜を形成し、耐摩耗性や耐疲労性を向上させる処理です。
4、精密加工
精密機械加工は歯車加工の最終工程であり、研削、ホーニング、研削などの工程が含まれます。 精密機械加工は主に、寸法誤差の低減、真円度の向上、面粗さの低減など、歯車の精度と表面品位をさらに向上させることを目的としています。
研削加工は、研削盤を使用した一般的な精密加工方法です。 研削盤は砥石を高速回転させて歯車の表面を必要な精度と粗さに研削します。 ホーニングとは、ホーニングヘッドを使用して歯車の表面を衝撃研削する方法で、歯車の表面の精度と平坦度を向上させることができます。 研削加工は、研削剤を使用して歯車の表面に摩擦や磨耗を与え、表面粗さを低減し、表面精度を向上させる方法です。
つまり、歯車加工では高品質な歯車を得るために複数の工程と工程が必要となります。 さまざまな種類の歯車や機械加工のニーズには、さまざまなプロセスと方法が適しています。 実際の生産では、歯車の品質と効率を確保するために、状況に応じて適切なプロセスと方法を選択する必要があります。