호브의 9가지 종류: 얼마나 알고 계십니까?
기어 제조에서 호브가 중요한 이유는 무엇일까요? 이 문서에서는 9가지 유형의 호브에 대해 살펴보고, 각 호브의 고유한 특징과 가공 응용 분야를 자세히 설명합니다. 기어 호브부터 특수 톱니까지...
헬리컬 기어가 현대 기술을 사용하여 어떻게 정밀하게 제작되는지 궁금한 적이 있나요? 이 글에서는 4축 CNC 기계를 사용하여 헬리컬 기어를 가공하는 복잡한 과정을 자세히 살펴봅니다. 시뮬레이션 검증부터 실제 절삭까지 모든 과정을 다루며 고품질 생산을 보장하는 도구, 소프트웨어 및 기술에 대한 통찰력을 제공합니다. 이 글을 마치면 CNC 기술의 발전이 어떻게 기어 제조에 혁명을 일으키고 복잡한 공정을 더 쉽게 접근하고 효율적으로 만드는지 포괄적으로 이해할 수 있을 것입니다.
일반적인 헬리컬 원통형 기어를 예로 들어 보겠습니다. 4축 머시닝 센터와 CAXA 소프트웨어를 사용하여 헬리컬 기어의 4축 NC 가공 방법을 절삭 시뮬레이션 검증과 VERICUT을 이용한 공작 기계의 실제 절삭을 통해 살펴보겠습니다.
스퍼 및 헬리컬 원통형 기어의 가공은 일반적으로 호빙, 기어 성형 또는 기어 연삭을 통해 이루어집니다. 4축 머시닝 센터의 발전으로 이전에는 3축 머시닝 센터에서 완료하기 어려웠던 공정을 이제 4축 장비에서 수행할 수 있게 되었습니다. 이 백서에서는 일반적인 헬리컬 기어의 4축 NC 가공 방법을 살펴봅니다.
전통적으로 헬리컬 기어의 가공은 호빙 머신을 사용하여 수행되었습니다. NC 기술의 발전, 특히 머시닝 센터의 4축 연결 기술의 발달로 이제 헬리컬 기어는 다음과 같은 장비에서 가공할 수 있습니다. NC 공작 기계.
이 게시물에서는 헬리컬 기어의 가공 방법을 살펴봅니다. 중국에서 개발된 CAXA Manufacturing Engineer 소프트웨어를 사용하여 VERICUT의 도움을 받아 시뮬레이션 검증을 수행합니다. 표준 및 맞춤형 헬리컬 기어의 가공은 모두 4축 머시닝 센터 플랫폼에서 수행됩니다.
그림 1과 같이 가공 할 헬리컬 기어는 20 ° 톱니 경사 및 20 개의 톱니를 가지며 다음으로 만들어집니다. LY12 재료를 사용해야 합니다. 이 사례의 도전 과제는 대회 현장에 전문 기어 가공 장비가 없다는 것입니다. 각 스테이션에는 4축 가공 센터가 장착되어 있으며 시뮬레이션 및 실제 가공을 완료하고 현장에서 헬리컬 기어와 일치하는 롤러 다이 메커니즘 세트를 생산해야 합니다. 이 메커니즘은 전원이 켜지면 자동으로 작동하고 높은 기어 매칭 요구 사항을 충족해야 합니다.
그림 1 헬리컬 기어
| 치아 프로필 | Involute |
| 치아 경사 / (°) | 20 / 치아 한 쌍 |
| 모듈러스 | 4 |
| 치아 개수/개 | 20 |
| 눈금 원 직경 / mm | 80 |
CAXA 제조 엔지니어 소프트웨어는 4축 및 5축 가공을 위한 다양한 기능을 제공합니다. 헬리컬 기어를 가공하려면 첫 번째 단계로 기어의 형상을 그린 다음 공구 경로를 생성해야 합니다.
경로 생성에는 다음 단계가 포함됩니다:
a) 거친 가공 경로
b) 마감 도구 경로
c) 절단 효과 시뮬레이션
그림 2 기존 헬리컬 기어 가공 공구 경로 및 절삭 시뮬레이션
이 공정은 5축 공구 경로 가공 기능을 활용하여 4축 공구 경로로 변환하여 일반적인 4축 공작 기계에서 실행할 수 있습니다. 이 공정은 하나의 톱니에 사용되며 공구 경로를 회전하기만 하면 다른 톱니에도 쉽게 적용할 수 있습니다. 이 방법은 적응성이 뛰어나 기존의 절단 도구 를 사용하여 곡면을 따라 복사 및 절단할 수 있으며 다른 크기의 헬리컬 기어 가공에도 적용할 수 있습니다.
하지만 이 방법은 가공 효율과 정확도가 낮습니다. 공구 분할을 통해 곡면이 생성되므로 단품 시제품 가공이나 소규모 생산에 적합합니다. 일괄 가공 시에는 낮은 효율과 낮은 정밀도라는 약점이 드러납니다. 따라서 제품의 일괄 가공에 더 적합한 가공 방법을 찾는 것이 필수적입니다.
CAXA 전자 드로잉 보드와 같은 설계 소프트웨어를 사용하여 헬리컬 기어의 관련 파라미터를 표 1에 입력하여 톱니 프로파일을 빠르게 얻은 다음 데이터를 추출할 수 있습니다. 톱니 프로파일의 CAD 도면 데이터는 톱니 프로파일을 기반으로 획득하여 공구 제조업체에 제공하여 맞춤형 기어 나이프를 만들 수 있습니다.
그림 3에 표시된 것처럼 공구 손잡이의 직경은 12mm, 길이는 70mm이며 절삭 날 부분은 치아 프로파일 데이터에 따라 사용자 정의됩니다. 맞춤형 공구는 일반 공구에 비해 비용이 높지만 높은 처리 효율, 우수한 품질 및 배치 처리에서 전반적인 이점을 제공합니다.
a) 패턴
b) 물리적 개체
그림 3 맞춤형 기어 커터
이 공작물을 분석한 결과 짧은 클램핑 크기가 커서 정렬이 어렵고 처리 시간이 늘어납니다. 또한 치아 프로파일을 가공할 때 공구와 스핀들이 4축 척에 가까워 간섭 위험이 증가하고 클램핑 및 정렬이 어려워져 배치 가공이 덜 편리해집니다.
가공 효율성을 높이려면 그림 4와 같이 맞춤형 픽스처가 필요합니다. 그림 4a는 나사산을 통해 기어 블랭크를 클램핑하는 가동 부품으로, 매번 클램핑 위치를 고정하여 공구 세팅 시간을 줄여줍니다. 그림 4b는 척에 부착된 고정 부품을 보여줍니다. 실제 픽스처는 그림 4c에 나와 있습니다.
a) 움직이는 부품
b) 고정
c) 물리적 개체
그림 4 사용자 지정 고정 장치
(1) 공구 경로를 생성하려면 톱니 하단 원과 헬리컬 기어 사이에 20° 경사도를 가진 선을 그립니다. 그런 다음 '가공 → 4축 가공 → 4축 원통형 커브 가공. 공구 및 절삭 파라미터를 설정하고 공구 경로를 생성합니다. 경로 회전 배열을 통해 추가 공구 경로를 얻을 수 있습니다. 경로를 생성하는 단계는 그림 5에 나와 있습니다.
5세대 툴 경로 그림
(2) 가공 프로세스를 완료하려면 G 코드를 생성하고 VERICUT을 사용하여 확인합니다. 공구 경로를 선택하고 G 코드를 생성한 다음 VERICUT 소프트웨어로 가져와서 시험 절삭 공정을 시뮬레이션합니다(그림 6a 참조). 확인 후 코드를 공작 기계로 가져옵니다. 절단을 통해 얻은 실제 물체는 그림 6b에 나와 있습니다.
a) 시뮬레이션 절단
b) 물리적 개체
그림 6 시뮬레이션 절단 및 가공
일반적으로 헬리컬 기어는 특수 호빙 기계에서 가공되며 널리 사용되는 CNC 머시닝 센터에서는 자주 가공되지 않습니다. 이 게시물에서는 4축 머시닝 센터에서 헬리컬 기어를 가공하는 방법을 살펴보고 헬리컬 기어의 4축 NC 가공 방법에 대한 사전 탐색을 제공합니다.
단품 또는 소규모 생산의 경우 프로파일링 처리를 사용할 수 있습니다. 배치 가공의 경우 맞춤형 툴을 사용하는 것이 좋습니다. 이 방법은 특수 장비에서 헬리컬 기어 가공의 한계를 극복하고 현재 사용 가능한 더 널리 사용되는 NC 장비에 적용될 수 있습니다.
MachineMFG의 창립자인 저는 10년 넘게 금속 가공 산업에 종사해 왔습니다. 폭넓은 경험을 통해 판금 제조, 기계 가공, 기계 공학 및 금속용 공작 기계 분야의 전문가가 될 수 있었습니다. 저는 이러한 주제에 대해 끊임없이 생각하고, 읽고, 글을 쓰면서 제 분야에서 선두를 유지하기 위해 끊임없이 노력하고 있습니다. 저의 지식과 전문성을 귀사의 비즈니스에 자산으로 활용하세요.
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