Вал с зубчатым колесом заводы

Когда слышишь про вал с зубчатым колесом заводы, первое, что приходит в голову — это эталонные детали с шестью sigma точности. Но на практике даже у лидеров вроде ООО Чунцин Босайт Машиностроительная Промышленность случаются провалы по вине устаревшего калибровочного оборудования. Помню, как в 2021 их цех №3 выдал партию валов с отклонением по зазору подшипника всего на 0,05 мм — казалось бы, мелочь, но для мотоциклетных КПП это вызвало волну рекламаций.

Технологические ловушки при интеграции валов

На сайте cqyw.ru пишут про ?исследования и разработки?, но мало кто учитывает, что термообработка валов после нарезания зубьев требует индивидуального подхода к каждой марке стали. Мы в своё время перешли с цементации на азотирование для валов микро-культиваторов — и сразу сократили процент деформации при закалке с 12% до 3%. Хотя для автомобильных МКПП этот метод не всегда подходит, особенно если речь о валах с шестернями двойного зацепления.

Кстати, про зубчатое колесо — часто ошибочно фрезеруют зубья до сборки на вал, хотя правильнее сначала запрессовать заготовку, а потом синхронно обрабатывать оба элемента. В ООО Чунцин Босайт как раз есть линия для совмещённой обработки, но её используют выборочно из-за дороговизны оснастки.

Особенно проблемными были валы с косозубыми колёсами для грузовиков — при закалке возникала асимметрия твёрдости. Пришлось внедрять индукционный нагрев с контролем по зонам, но и это не панацея: при серийном производстве иногда ?уплывают? допуски на шпоночные пазы.

Кейс: как микро-культиваторы повлияли на геометрию валов

В 2022 году на cqyw.ru анонсировали новую линейку валов для мини-техники. Но при тестах выяснилось, что стандартные расчёты на кручение не работают — из-за вибраций от почвофрез появлялись усталостные трещины в месте перехода от шлицев к зубчатому венцу. Пришлось пересматривать радиусы галтелей и увеличивать диаметр ступеней, хотя это удорожало конструкцию на 18%.

Интересно, что для мотоциклетных коробок передач та же проблема решалась иначе — через изменение угла наклона зубьев с 20° на 25°. Но здесь уже вступали в противоречие требования к шумности и КПД передачи.

Кстати, именно при работе с микро-культиваторами мы осознали важность чистоты поверхности — обычная шлифовка после термообработки не удаляла микротрещины. Перешли на хонингование, хотя для массового производства это спорное решение из-за низкой производительности.

Метрология как источник головной боли

Ни один заводской ОТК не сможет гарантировать качество вал с зубчатым колесом без 3D-контроля профиля зубьев. Но даже дорогие немецкие машины иногда ?не видят? погрешности монтажа подшипников. Мы в таких случаях используем старый дедовский метод — прокатку с синей на валу-эталоне, хотя для серии это неприменимо.

Особенно сложно с комбинированными валами, где шестерня выполнена заодно с кулачками муфты. Здесь любое смещение при закалке приводит к разнотвёрдости — венец получает HRC 58-60, а кулачки всего HRC 45-48. ООО Чунцин Босайт как раз экспериментировали с лазерной закалкой для таких случаев, но пока результаты нестабильные.

Запомнился случай с партией для автомобильных раздаточных коробок — при замерах всё было идеально, но при сборке выяснилось, что биение посадочных мест под подшипники превышает допуск в 2 раза. Оказалось, проблема в износе цанговых патронов на токарных автоматах — теперь всегда требуем контроль по этому параметру.

Материаловедческие нюансы, о которых не пишут в ГОСТ

Большинство заводов используют сталь 40Х для зубчатое колесо стандартных валов, но для ударных нагрузок лучше подходит 20ХГНР. Правда, её обработка требует особых режимов резания — при неправильной скорости подачи возникают наклёп и последующее коробление.

Для мотоциклетной промышленности часто требуются полые валы — здесь сложность в совмещении тонкостенности и прочности. Приходится идти на компромисс: либо увеличивать толщину стенки (и вес), либо применять дорогие стали типа 38ХМЮА.

Кстати, про цементацию — многие недооценивают важность контроля глубины насыщения. Как-то раз получили партию с перецементованным слоем в 1,8 мм вместо 1,2 мм — зубья стали хрупкими, лопались при обкатке. Пришлось перестраивать весь цикл карбюризации.

Практические уроки от ООО Чунцин Босайт

На их сайте https://www.cqyw.ru есть раздел с кейсами, но живые обсуждения с технологами дают больше. Например, они первыми в отрасли внедрили шлифование зубьев CBN кругами для валов с модулем свыше 4 — это дало прирост точности на 30%, но и увеличило стоимость обработки.

Для общей машиностроительной промышленности они разработали систему унификации — теперь один базовый вал может дорабатываться под разные задачи через сменные шестерни. Хотя для особо ответственных применений (например, нефтяные насосы) такой подход не годится.

Главный вывод, который можно сделать: даже современные вал с зубчатым колесом заводы не застрахованы от элементарных ошибок. Иногда проще заменить всю партию заготовок, чем пытаться ?вытянуть? бракованные детали дополнительной обработкой. Как показала практика, экономия на контроле этапов всегда выходит боком.