Прецизионный алюминиевый зубчатый шкив для промышленного робота, изготовленный методом ЧПУ: успешный пример

В данном примере подробно описан полный процесс механической обработки заказного прецизионного алюминиевого зубчатого шкива для производителя промышленных роботов. Шкив используется в системе передачи привода рабочего органа робота, требуя высокой точности (класс точности профиля зуба 6 или выше), легкости (алюминиевый сплав) и износостойкости (твердость поверхности зуба ≥ HV800) для обеспечения плавной и точной передачи во время задач захвата и сборки робота.

1. Прием заказа и технический обзор: Заказчик предоставил первоначальные чертежи и спецификации (зубчатый шкив типа 8M для рабочего органа промышленного робота, номинальный диаметр 102 мм, ширина 44 мм, со шпоночным пазом, алюминиевый материал). Наша техническая команда рассмотрела чертежи, подтвердив параметры профиля зуба, требования к допускам (класс точности профиля зуба 6 или выше), обработку поверхности (естественное цветное оксидирование) и другие детали.

   

2. Подготовка материала: Выбран высококачественный алюминиевый сплав, известный своей прочностью, легкостью и обрабатываемостью.

   

3. Черновая обработка и ковка: Заготовка была откована, а затем нормализована для уточнения структуры зерна и улучшения внутренней однородности. Токарные станки с ЧПУ использовались для черновой обработки, чтобы предварительно придать форму внешней окружности, торцевым поверхностям и отверстию шкива, оставляя достаточный припуск для последующей чистовой обработки.

   

4. Термическая обработка: Была выполнена закалка и отпуск (регулировка) для улучшения комплексных механических свойств материала.

5. 

   Получистовая обработка и снятие напряжений: Размеры были дополнительно уточнены во время получистовой обработки. Был проведен отжиг для снятия напряжений, чтобы устранить внутренние напряжения от механической обработки и обеспечить стабильность размеров.

   

6. Прецизионная обработка: Высокоточные обрабатывающие центры с ЧПУ использовались для чистовой обработки всех элементов шкива, обеспечивая соответствие размеров и геометрических допусков требованиям конструкции. Шероховатость поверхности ключевых участков, таких как отверстие и торцевые поверхности, контролировалась до Ra0.8 или лучше.

   

7. Электроэрозионная обработка проволокой для профиля зуба: Для высокоточной обработки профиля зуба шкива использовался станок для электроэрозионной обработки проволокой. Такие параметры, как шаг и направление зуба, строго контролировались для достижения класса точности профиля зуба 6 или выше и шероховатости поверхности зуба ≤ Ra1.6.

   

8. Обработка поверхности и азотирование: Поверхность зуба подверглась азотированию для значительного увеличения твердости поверхности (≥ HV800) и износостойкости. Другие поверхности получили естественное цветное оксидирование в соответствии с требованиями заказчика для повышения коррозионной стойкости.

   

9. Прецизионное шлифование и окончательный контроль: Критические сопрягаемые поверхности подверглись необходимому прецизионному шлифованию. Готовое изделие было подвергнуто 100% контролю с использованием прецизионных измерительных приборов (таких как КИМ и тестеры профиля зубьев), чтобы убедиться, что все параметры соответствуют требованиям чертежа.

   

10. Очистка, упаковка и доставка: Продукт был тщательно очищен, упакован с антикоррозийной защитой и доставлен в срок.

    

• Задача 1: Высокие требования к точности профиля зуба. Решение: Использовалась высокоточная электроэрозионная обработка проволокой и внедрен внутрипроизводственный контроль для своевременной компенсации ошибок.

• Задача 2: Балансировка легкости и высокой прочности. Решение: Был выбран высокопрочный алюминиевый сплав и оптимизирована конструкция шкива с использованием анализа методом конечных элементов (МКЭ), удален лишний материал без ущерба для прочности.

• Задача 3: Требование к износостойкости поверхности зуба. Решение: Применено азотирование для эффективного увеличения твердости поверхности зуба выше HV800, продлевающее срок службы.

Обработанный прецизионный алюминиевый зубчатый шкив полностью соответствовал требованиям заказчика:

• Точность профиля зуба соответствовала стандартам Grade 6, обеспечивая точную и плавную передачу.

• Вес был уменьшен примерно на 60% по сравнению с традиционными стальными шкивами, что эффективно снизило нагрузку на рабочий орган робота.

• Высокая твердость поверхности зуба и отличная износостойкость, как ожидается, продлят срок службы на 50%. После интеграции в рабочий орган промышленного робота заказчик сообщил о высокой эффективности передачи, низком уровне шума и значительно улучшенной точности и эффективности работы робота.