ギアラックの精度グレード: DIN 5、DIN 7、および DIN 10 の実際のコスト

ギアラックと一致するピニオン、研磨歯

対象キーワード:ギヤラックの精度等級

二次:DIN品質クラスのギヤラック、ラックアンドピニオンのバックラッシ、ギヤラックのピッチ誤差

メタディスクリプション:DIN 5 ～ DIN 10 のギアラック精度について、実際のピッチ誤差の数値、グレードごとの達成可能なバックラッシュ、および過剰な費用を支払わずにクラスを選択する方法を説明します。

数週間ごとに、誰かがラックアンドピニオンガントリーの図面を送ってきますが、メモには「高精度」とだけ書かれていました。 DINクラスなし、ピッチ誤差数値なし、バックラッシュ目標なし。私たちが尋ねると、たいていの答えは「予算内で可能な限り正確に」というものです。

それは仕様ではありません。それは願いです。そして、DIN 10 と DIN 5 の差は小さくありません。-、製造ルート、機械が異なり、メートルあたりのコストが数倍になります。

ここでは、グレードが数字で実際に何を意味するのか、そしてあなたのマシンが本当に必要とするグレードを判断する方法を説明します。

学年番号で測れるもの

ラックの精度等級は、累積ピッチ誤差 - を表し、バーの長さに沿って歯が理論上の位置からどれだけずれているかを表します。通常、1 メートルあたりのミリメートルで見積もられます。

図 1. DIN 品質クラス別の累積ピッチ誤差。硬化後研削を行わずに達成された等級はオレンジ色で表示されます。-

DIN 3962 は品質クラスを定義しています。数値が小さいほど、許容差は厳しくなります。業界全体の製造ルートと実現可能なクラスは次のようになります。

当社は、DIN 5 から DIN 10 までの全範囲にわたるラックを製造しています。

上から下までの広がりはおよそ 8:1 です。これを物理的な用語で表現すると、1,000 mm を超えるラックのピッチ偏差が ±0.200 mm であるということは、理論上の 1,000 mm に対して、実際の長さが 999.8 mm ～ 1000.2 mm の間に収まることを意味します。

表の中にあるものに注目してください。高周波-強化された基本ラックは DIN 10 - に準拠しています最悪グレードは - にリストされていますが、硬化された-および-グラウンドラックは DIN 5 に達します。両方とも硬化されています。違いは硬化後の様子です。

硬化によってラックの精度が低下するのではなく、なぜ精度が低下するのか

これは人々を常につまずかせます。強化は品質の高い作業であるため、強化されたラックがより優れたラックであることは間違いありません。

耐荷重に関しては、そうです。正確性を期すため、- を単独で使用することはできません。

高周波焼入れにより、ラックの耐力が大幅に向上しますが、同時に加熱と焼入れのサイクルによってバーが変形するため、歯の品質が低下します。

歯をオーステナイト化温度まで加熱して焼き入れすると、バーが動きます。細長いラックは、その歪みに耐えるには最悪の形状です。側面で 50 ～ 55 HRC が増加しますが、同じ操作でピッチの精度が失われます。

解決策は歯を削ることです後硬化。これが、DIN 10 の高周波-焼入れラックと、DIN 6 の焼入れ-および-研削ラック-の違いであり、ほとんどの家庭よりも高価な機械での超精密研削パスです。歯車全般にも同様の原理があり、熱処理により精度が低下しますが、それを回復させるのが研削です。

私たち自身の制作では、これは計画上の決定であり、後から考えたものではありません。特に歯のフライス加工中に余分なストックが残されるため、硬化後に歯を研磨して元のサイズに戻すことができます。研磨作業が行われていない「硬化」と称されるラックは、硬度の数値が何であれ、高級を維持することはできません。

これが、「強化」だけでは精度について何も分からない理由でもあります。どのようなプロセスで歯を削ったのか、その後歯を削ったのかを尋ねます。

マシンが実際に感じる数値: バックラッシュ

ピッチエラーが認定されるのです。バックラッシは、軸が反転するときにオペレータが気づくものです。

図 2. システム精度レベル別の達成可能な最小バックラッシュ。

システム精度レベルごとの典型的な達成可能な最小バックラッシュ:

1 つの条件がそのテーブルの各行に適用され、それが主題に関する最も重要な文になります。ラックアンドピニオンのバックラッシュは、リニア ガイドに対するラックの位置合わせによって決まります。

DIN 5 ラックを注文する前に、もう一度お読みください。ラック取り付け面がリニアガイドと平行に加工されていない場合、ピニオンの中心距離がストロークに沿って変化し、それに伴ってバックラッシも変化します。超高精度を購入し、中精度をインストールしたことになります。-ラックのコストがギアボックスよりも高いマシンでこの問題が発生するのを確認しました。

より優れたラックを購入しただけではバックラッシュをゼロにすることはできません。これは、2 つのピニオン半体がスプリング パックによって押し広げられ、それぞれの半体が反対側の歯面に負荷をかけるスプリット ピニオンの機械的配置 -、またはマスター ドライブとスレーブ ドライブを備えた電気的に予圧されたデュアル ピニオン セットアップから来ています。-。

用途別グレード選択

必要な位置決め精度から逆算することが唯一の賢明な方法です。

DIN 9 ～ 10、軟質または高周波焼き入れ。スライドゲート、簡易リフトおよび搬送ユニット、ストッパー、溶接ポジショナーなど、10分の1ミリも関係ないあらゆるもの。ここでさらに支出すると、お金が燃えてしまいます。

DIN 8、焼き入れおよび焼き戻し済み。ガントリーローダー、パレタイザー、ロボットの第 7 軸、一般的なハンドリング。 0.1mm領域の位置決め精度をリーズナブルな価格で実現。

DIN 6 ～ 7、硬化および研磨済み。CNC ルーター、プラズマおよびレーザー切断ガントリー、マシニング センター軸。これは、制御ループではなくラックに依存して切断品質が開始されるグレードです。

DIN 5、硬化および研磨済み。研削盤、測定機、リニア スケールを備えたハイエンド工作機械。{0}これは当社の生産範囲の最高点であり、軸 - ガイド、取り付け面、ギアボックス - の他のすべての要素が同じレベルになければならない点であり、そうしないとラック グレードが無駄になります。

直観に反して吸収する価値のあるポイントが 1 つあります。これは、業界全体のラック サイジングのガイダンスで取り上げられています。{0}

モジュールが大きいほど、自動的に伝達力が高くなるわけではありません。品質クラス 5 のモジュール 2 ラックは、品質クラス 8 のモジュール 3 ラックよりも高い接線力を伝達できます。

精度が向上すると、適切に接触した状態でより多くの歯に荷重が分散されます。粗くてずさんなラックでは、たまたま高い位置にある歯に力が集中します。モジュールサイズを上げて強度を高めながら、品質グレードを下げると、最初の状態よりも悪化する可能性があります。

長距離移動: 勾配だけでは総合誤差が決まらない理由

1 ラックの長さを超える移動の場合、ジョイントの誤差はラックのグレードと同じくらい重要です。

硬化および研磨された取り付け穴付きヘリカルラック

さまざまな長さでのラックごとの代表的な累積ピッチ誤差:{0}:

誤差は長さに対して線形に比例しません。- 2,000 mm DIN 6 ラックには合計 0.044 mm が保持されますが、これは 1 メートルあたりわずか 0.022 mm であり、1,000 mm ラックの 1 メートルあたりの 0.034 mm よりも優れています。-。

これは 6 メートルの移動に直接影響します。 DIN 6 モジュール 4 ヘリカル ラックを使用し、ジョイントあたり 0.025 mm 未満に保持する接合方法を使用します。

3 × 2,000 mm ラック → 3 × 0.044 + 2 × 0.025 =0.182mm合計2ジョイント

6 × 1,000 mm ラック → 6 × 0.034 + 5 × 0.025 =0.329mm合計5ジョイント

12 × 500 mm ラック → 12 × 0.026 + 11 × 0.025 =0.587mm合計11ジョイント

同じグレード、同じ全長でも、ショートラック オプションは 3 倍以上悪いです。{0}}関節が支配的です。 - のたびに、少数の長いラックがより多くの短いラックに勝ります。これが、マシン ベッドで取り扱いが可能な場合は常に、お客様を 2 メートルのセクションに誘導する理由です。

お問い合わせに記載する内容

以下の 5 つのものをお送りいただければ、マーケティング パンフレットの代わりに、マシンに適合するラックが届きます。

DIN クラスまたはピッチ誤差 (mm/m)- は「高精度」ではありません

モジュールと面幅- または接線力のサイズを決定します

ストレートまたはヘリカル

熱処理と硬化後の歯の研磨の有無

総移動距離とセクションへの参加計画方法

機械の位置決め精度しか分からない場合は、それとリニアガイドの配置を教えてください。アプリケーションから逆方向に作業するのが通常の方法であり、1 通の電子メールが必要です。

よくある質問

DIN 6 は DIN 8 の 2 倍優れていますか?

ピッチ誤差については、0.100 mm/m に対して 0.036 mm/m と 2 倍より優れています。納入された機械の精度は、取り付けとアライメントがそれをサポートしている場合に限ります。

DIN 6 ラックと DIN 8 ピニオンを混在させることはできますか?

賢明ではありません。ピニオンは移動距離 1 メートルあたりの接触サイクルがはるかに多いため、ピニオンの硬度と品質クラスは常にラックの硬度と同等かそれを上回る必要があります。

強化されたラックは研磨されたラックよりも長持ちしますか?

間違った比較 - これらは異なる演算です。硬化により耐摩耗性と耐荷重性が設定されます。研削により精度が決まります。強化された-および-ラックには両方が備わっています。

実際にはどのような反発が予想されますか?

取り付け方法に応じて、上表の数値の間から約 2 倍になります。これらの値は、ラックがリニア ガイドに正しく位置合わせされていることを前提としています。

これらのグレードはサプライヤー間で同等ですか?

- が期待するほどきつくなく、測定長がいつもの罠です。一部のサプライヤーは、合計偏差を 1,000 mm ごとではなく 300 mm ごとに見積もっており、これにより、同じラックの見た目が 3 倍良くなります。見積もりを比較する前に、必ず測定基準を確認してください。

Tianjin OuNaiDa Transmissions Technology は、2008 年以来、社内で CNC ホブ加工、歯の硬化、研削を行って、ギア ラック、ピニオン、トランスミッション コンポーネントを製造してきました。-当社では DIN 10 から DIN 5 までのラックを製造しています。図面または負荷と精度の目標をお送りいただければ、お客様の用途に実際に必要なグレードをお見積りいたします。