عمليات تصنيع العتاد

إن تصنيع التروس بالدقة والجودة المطلوبتين يشكل تحديًا معقدًا. وبدون العمليات الصحيحة، قد تفشل التروس قبل الأوان أو لا تعمل وفقًا للمواصفات.

إن اختيار عملية تصنيع المعدات الخاطئة يمكن أن يؤدي إلى زيادة التكاليف والتأخير وعدم رضا العملاء.

في هذا المنشور، سنتناول بالتفصيل عمليات تصنيع التروس الرئيسية بما في ذلك التشكيل والتشغيل الآلي والتشطيب والمعالجة الحرارية. ستتعرف على إيجابيات وسلبيات تقنيات مثل النقش مقابل التشكيل، والتكرير مقابل المعالجة الحرارية، والمزيد.

تشكيل العتاد

صب

في عملية الصب، يتم سكب المعدن المنصهر في تجويف القالب الذي يحدد شكل الترس. يمكن لتقنيات الصب المختلفة مثل الصب الرملي والصب الاستثماري والصب بالقالب إنتاج تروس ذات شكل صافٍ تقريبًا. يسمح الصب بتشكيل أشكال معقدة، ولكن دقة الأبعاد واللمسة النهائية للسطح تكون عادةً أقل مقارنة بعمليات التصنيع.

تزوير

يتم تشكيل التروس عن طريق التشكيل البلاستيكي للقطع المعدنية الساخنة باستخدام ضغط مرتفع في القوالب. يمكن إجراء عملية التشكيل في قوالب مفتوحة أو مغلقة، حيث توفر الأخيرة تحكمًا أفضل في الأبعاد. تتميز التروس المزورة ببنية دقيقة الحبيبات ذات قوة وصلابة فائقة مقارنة بالتروس المصبوبة. غالبًا ما تكون هناك حاجة إلى تشغيل إضافي بعد التشكيل لتحقيق هندسة التروس النهائية والتسامحات.

مصنع إنتاج القطاعات

في عملية التشكيل بالبثق، يُدفع المعدن عبر فتحة القالب لإنشاء مقطع تروس مستمر. ثم يُقطع مقطع الترس المبثوق بالحجم المطلوب. عرض الوجهيمكن للبثق إنتاج تروس طويلة ونحيلة بكفاءة، مثل أعمدة التوصيل. ويؤدي ذلك إلى نمط تدفق حبيبات مناسب، ويزيل اللحامات العرضية، مما يؤدي إلى قوة عالية وخصائص موحدة للمواد.

مسحوق تعدين

تتضمن عملية مسحوق المعادن ضغط مسحوق المعدن في قالب تحت ضغط مرتفع لتشكيل مسحوق "أخضر"، والذي يتم بعد ذلك تسخينه في درجات حرارة مرتفعة لربط الجسيمات. يمكن لعملية مسحوق المعادن إنتاج تروس على شكل صافٍ أو شبه صافٍ مع القليل من المعالجة أو بدونها. إنها تسمح باستخدام تركيبات سبائك فريدة ويمكنها تشكيل تروس ذات محاور أو أعمدة مدمجة. تتمتع تروس مسحوق المعادن بدقة أبعاد جيدة وتشطيب سطحي، ولكنها قد تكون أقل قوة من التروس المطاوعة.

الآلات والعتاد

تُقصّ عمليات تصنيع التروس مقطع أسنان التروس من قطعة تروس خام لتحقيق الهندسة والأبعاد وجودة السطح المطلوبة. يمكن أن تُنتج عملية التصنيع أجزاء خارجية أو التروس الداخلية، والشرائح، والرفوف، وأنواع أخرى من التروس المصنوعة من مواد معدنية أو غير معدنية.

توليد التروس مقابل قطع القالب

توليد التروس

في عمليات التوليد، يتم إنشاء ملف تعريف أسنان التروس تدريجيًا من خلال حركة نسبية بين الأداة وقطعة العمل التي تحاكي عمل التشابك لزوج من التروس. تحتوي الأداة على ملف تعريف مصمم خصيصًا يتوافق مع المساحة بين أسنان التروس. عندما تدور الأداة وتتحرك بالنسبة لقطعة العمل، فإنها تقطع تدريجيًا العمق الكامل لمساحة السن. تعد عمليات القطع والتشكيل أمثلة على عمليات التوليد. يمكن أن ينتج التوليد كل من التروس الخارجية والداخلية، عادةً بملفات تعريف ملتوية.

قطع شكل التروس

تستخدم عمليات القطع بالقوالب أداة ذات شكل يتوافق مع هندسة مساحة السن بالكامل. يتم إدخال الأداة بشكل خطي في قطعة العمل لقطع عمق السن بالكامل في تمريرة واحدة، دون أي دوران بين الأداة وقطعة العمل. تعد عمليات الثقب وبعض عمليات الطحن أمثلة على القطع بالقوالب. يعد القطع بالقوالب مناسبًا لكل من ملفات تعريف التروس الحلزونية وغير الحلزونية، ويمكنه إنتاج تروس خارجية أو داخلية.

عمليات تصنيع التروس الشائعة

هوبينغ

تعد عملية القطع بالهوب واحدة من أكثر عمليات تصنيع التروس استخدامًا، وخاصةً بالنسبة للتروس الأسطوانية. في عملية القطع بالهوب، يتم تغذية الهوب (أداة القطع) عبر عرض وجه قطعة تروس فارغة بينما تدور كل من الهوب والقطعة الخام في حركة متزامنة. تحتوي الهوب على أسنان قطع حلزونية تولد تدريجيًا شكل أسنان التروس وتقودها على قطعة العمل مع كل تمريرة. يمكن لعملية القطع بالهوب إنتاج كل من التروس الخارجية والداخلية بدقة وكفاءة عالية.

تشكيل

يستخدم تشكيل التروس قاطع ترس ترددي لتوليد أسنان التروس. يُركّب القاطع، وهو رف مسنن، على مكبس، ويقطع قطعة الترس الخام أثناء تحرك المكبس خطيًا لأعلى ولأسفل. في الوقت نفسه، تدور قطعة العمل للسماح للقاطع بتشكيل شكل أسنان الترس بالكامل. يُعد التشكيل مناسبًا للاستخدام الخارجي والداخلي. حافز وتروس حلزونية، خاصة بالنسبة للأقطار الكبيرة والنغمات الخشنة التي يصعب معالجتها.

التطرق

الثقب هو عملية تصنيع تستخدم أداة قطع طويلة ومتعددة الأسنان تسمى المثقب لإزالة المواد في تمريرة واحدة. بالنسبة للتروس، يتم استخدام الثقب بشكل أساسي لقطع الشرائح الداخلية أو أسنان التروس. يتم سحب المثقب أو دفعه عبر الفتحة المجهزة مسبقًا في قطعة التروس، مع قطع كل سن على المثقب تدريجيًا لملف التروس. يوفر الثقب إنتاجية عالية وثباتًا ولكنه يقتصر على هندسة التروس الأكثر بساطة.

الطحن

تتضمن عملية طحن التروس استخدام قاطع طحن متعدد الأسنان لتصنيع أسنان التروس. يدور القاطع، الذي يتميز بملف يتوافق مع مساحة أسنان التروس، أثناء تغذيته عبر وجه قطعة الترس الخام. يتم استخدام الفهرسة لتدوير القطعة الخام إلى الموضع الصحيح لكل مساحة سن. تعد عملية الطحن متعددة الاستخدامات ويمكنها التعامل مع تروس أكبر وهندسة أسنان أكثر تعقيدًا من الطحن أو التشكيل. ومع ذلك، فهي أبطأ عمومًا وأقل اقتصادية للإنتاج بكميات كبيرة.

عمليات تشطيب التروس

طحن

طحن التروس هو عملية تصنيع كاشطة تستخدم لتحسين دقة التروس، واللمسة النهائية للسطح، وتقليل الضوضاء. يصحح الطحن التشوهات الناتجة عن المعالجة الحرارية ويزيل الخدوش أو النتوءات. الطريقتان الرئيسيتان هما طحن الشكل، الذي يستخدم عجلة ذات شكل لطحن شكل السن بالكامل دفعة واحدة، وطحن التوليد، حيث تمر عجلة الطحن عبر الفراغ الدوار للترس لتوليد شكل السن. الطحن أمر بالغ الأهمية للتروس الدقيقة المستخدمة في التطبيقات الصعبة.

اللف

التلميع هو عملية صقل منخفضة السرعة ومنخفضة الضغط تعمل على تحسين تشطيب السطح وإزالة العيوب البسيطة على أسنان التروس. يتم تشغيل التروس في شبكة مع ترس رئيسي أو مركب تلميع بسرعات منخفضة لتلميع أسطح الأسنان. يمكن للتلميع تصحيح الأخطاء الصغيرة في شكل الأسنان والتباعد والرصاص. غالبًا ما يتم استخدامه بعد المعالجة الحرارية لتحقيق جودة السطح المطلوبة وتقليل ضوضاء التروس.

جلخ

شحذ التروس هي عملية تشطيب دقيقة تستخدم أحجارًا أو حلقات كاشطة لتحسين تشطيب السطح وإزالة الخدوش أو النتوءات وتصحيح المخالفات البسيطة في شكل الأسنان. يتم تشغيل أداة الشحذ في شبكة مع الترس الدوار بسرعات منخفضة وضغط خفيف. يشبه الشحذ عملية الصقل ولكنه يستخدم مواد كاشطة ثابتة بدلاً من المركبات السائبة. يتم استخدامه عادةً لتحقيق أسطح ناعمة للغاية وتفاوتات ضيقة.

حلق

الحلاقة هي عملية تشطيب باستخدام تروس القطع الحرة التي تزيل كمية صغيرة من المواد لتحسين دقة الأسنان وتشطيب السطح. يتم تشغيل قاطع الحلاقة المقوى والمطحون، والذي يشبه الرف، في شبكة مع الفراغ الدوار للتروس تحت ضغط خفيف. تحتوي القاطعة على أسنان مسننة تقص طبقة دقيقة من المعدن، وتصحح الأخطاء في تباعد الأسنان والرصاص والملف. غالبًا ما يتم إجراء الحلاقة بعد المعالجة الحرارية ولكن قبل الطحن.

الصقل

الصقل هو عملية تشطيب سطحي بالبرودة تستخدم بكرات أو تروس مقواة لضغط وتنعيم أسطح أسنان ترس أكثر ليونة. نظرًا لأن أداة الصقل والترس يتم تشغيلهما في شبكة، فإن ضغط التلامس العالي يشوه بشكل بلاستيكي المخالفات السطحية، مما يحسن تشطيب السطح والمتانة. كما يضفي الصقل إجهادات ضغط متبقية تعزز مقاومة التعب. تُستخدم عادةً على التروس غير الحديدية أو المقواة.

عمليات المعالجة الحرارية

الكربنة

التكرير هو معالجة حرارية لتصلب الغلاف تنشر الكربون في الطبقات السطحية للتروس الفولاذية منخفضة الكربون. يتم تسخين التروس في بيئة غنية بالكربون، مما يسمح للكربون بالامتصاص في السطح. بعد الإخماد، تتحول الطبقة السطحية عالية الكربون إلى مارتنسيت صلب ومقاوم للتآكل، بينما يظل القلب منخفض الكربون قويًا ومرنًا. تعمل عملية التكرير على تحسين قوة التروس ومتانتها ومقاومة التعب.

تصلب

التصلب هو عملية معالجة حرارية تزيد من صلابة وقوة التروس الفولاذية. يتم تسخين التروس إلى درجة حرارة معينة (درجة حرارة الأوستنيت) ثم يتم تبريدها بسرعة، عادةً في الزيت أو الماء. يؤدي هذا إلى تحويل البنية الدقيقة إلى مارتنسيت صلب. التصلب ضروري لتحمل التروس للإجهادات العالية والتآكل. ومع ذلك، يمكن أن يسبب أيضًا تشوهات قد تتطلب عمليات تشطيب بعد التصلب.

تهوية

التلطيف هو معالجة حرارية يتم تطبيقها بعد التصلب لتخفيف الضغوط الداخلية وزيادة الصلابة وتقليل الهشاشة. يتم إعادة تسخين التروس المتصلبة إلى درجة حرارة محددة أقل من النقطة الحرجة، ويتم الاحتفاظ بها لفترة زمنية معينة، ثم يتم تبريدها. يسمح التلطيف بكمية محكومة من المارتنسيت بالتحول إلى مارتنسيت مخفف، والذي يتمتع بتوازن أفضل بين الصلابة والصلابة.