Graus de precisão do rack de engrenagens: quanto DIN 5, DIN 7 e DIN 10 realmente custam para você

Cremalheira e pinhão combinado, dentes retificados

Palavra-chave alvo:graus de precisão da cremalheira

Secundário:Cremalheira de classe de qualidade DIN, folga da cremalheira e do pinhão, erro de passo da cremalheira

Meta descrição:Precisão da cremalheira DIN 5 a DIN 10 explicada com números reais de erros de passo, folga alcançável por classe e como escolher uma classe sem pagar a mais.

A cada poucas semanas alguém nos envia um desenho de um pórtico de cremalheira e pinhão com "alta precisão" escrito nas notas e nada mais. Sem classe DIN, sem valor de erro de passo, sem alvo de folga. Quando perguntamos, a resposta geralmente é alguma versão de “tão preciso quanto possível dentro do orçamento”.

Isso não é uma especificação. É um desejo. E a diferença entre DIN 10 e DIN 5 não é um prêmio pequeno - é uma rota de fabricação diferente, uma máquina diferente e várias vezes o custo por metro.

Então aqui está o que as notas realmente significam, em números, e como decidir qual delas sua máquina realmente precisa.

O que o número da série mede

O grau de precisão de uma cremalheira descreve o erro cumulativo de passo - até que ponto os dentes se afastam de suas posições teóricas ao longo do comprimento da barra. Normalmente é cotado em milímetros por metro.

Figura 1. Erro cumulativo de passo por classe de qualidade DIN. As classes alcançadas sem retificação pós{2}}endurecimento são mostradas em laranja.

A DIN 3962 define as classes de qualidade; quanto menor o número, mais restrita será a tolerância. Em toda a indústria, a rota de fabricação e a classe alcançável se alinham assim:

Produzimos racks em toda esta linha, DIN 5 a DIN 10.

O spread de cima para baixo é de aproximadamente 8:1. Colocando isso em termos físicos: um rack com desvio de passo de ±0,200 mm acima de 1.000 mm significa que o comprimento real fica em algum lugar entre 999,8 mm e 1.000,2 mm contra 1.000 mm teóricos.

Observe algo na tabela. Os racks básicos reforçados por indução- ficam em DIN 10 -piora classe listada - enquanto os racks endurecidos-e-de aterramento atingem DIN 5. Ambos são endurecidos. A diferença é o que acontece após o endurecimento.

Por que o endurecimento torna os racks menos precisos e não mais

Isso confunde as pessoas constantemente. O endurecimento é uma operação de qualidade, então certamente um rack endurecido é um rack melhor?

Para capacidade de carga, sim. Para maior precisão, não - não por si só.

O endurecimento por indução aumenta drasticamente a capacidade de força de uma cremalheira e, ao mesmo tempo, reduz a qualidade do dente, porque o ciclo de aquecimento e têmpera deforma a barra.

Aquecer os dentes à temperatura de austenitização e temperá-los faz com que a barra se mova. Um rack longo e fino tem a pior geometria possível para resistir a essa distorção. Você ganha 50–55 HRC nos flancos e perde a precisão do arremesso na mesma operação.

A solução é ranger os dentesdepoisendurecimento. Isso é o que separa um rack endurecido por indução DIN 10-de um rack endurecido DIN 6-e-de aterramento - uma passagem de retificação de precisão extra em uma máquina que custa mais do que a casa da maioria das pessoas. O mesmo princípio se aplica às engrenagens em geral: a precisão cai após o tratamento térmico e a retificação é a forma como ela é recuperada.

Na nossa própria produção, esta é uma decisão de planeamento e não uma reflexão tardia. O estoque extra é deixado durante o fresamento dos dentes, especificamente para que os dentes possam ser retificados de volta ao tamanho após o endurecimento. Uma cremalheira citada como "endurecida" sem uma operação de retificação por trás dela não pode manter uma classe alta, seja qual for o valor da dureza.

É também por isso que "endurecido" por si só não diz nada sobre precisão. Pergunte qual processo e se os dentes foram triturados posteriormente.

O número que sua máquina realmente sente: reação negativa

Erro de pitch é o que é certificado. Folga é o que o operador percebe quando o eixo inverte.

Figura 2. Folga mínima alcançável por nível de precisão do sistema.

Folga mínima típica alcançável por nível de precisão do sistema:

Uma qualificação se aplica a cada linha dessa tabela e é a frase mais importante sobre o assunto:A folga da cremalheira e do pinhão depende do alinhamento da cremalheira com as guias lineares.

Leia novamente antes de solicitar um rack DIN 5. Se a superfície de montagem do rack não for usinada paralelamente às guias lineares, a distância central do pinhão varia ao longo do curso e a folga varia com ele. Você terá comprado precisão ultra-alta e instalado precisão média. Vimos isso acontecer em máquinas onde a cremalheira custa mais que a caixa de câmbio.

A folga zero não é alcançada com a compra de um rack melhor. Ele vem de um arranjo mecânico - ou um pinhão dividido, onde duas metades do pinhão são separadas por um pacote de molas para que cada metade carregue um flanco de dente oposto, ou uma configuração de pinhão duplo-eletricamente pré-carregado com acionamentos mestre e escravo.

Seleção de notas por aplicação

Trabalhar de trás para frente a partir da precisão de posicionamento necessária é o único método sensato.

DIN 9–10, endurecido por indução ou macio.Portões deslizantes, unidades simples de elevação e transferência, batentes, posicionadores de soldagem, qualquer coisa onde um décimo de milímetro seja irrelevante. Gastar mais aqui é dinheiro queimado.

DIN 8, temperado e revenido.Carregadores de pórtico, paletizadores, sétimo eixo robô, movimentação geral. Precisão de posicionamento na região de 0,1 mm com preço razoável.

DIN 6–7, endurecido e retificado.Roteadoras CNC, pórticos de corte a plasma e laser, eixos centrais de usinagem. Esta é a classe onde a qualidade do corte começa dependendo do rack e não do circuito de controle.

DIN 5, temperado e retificado.Retificadoras, máquinas de medição, máquinas-ferramentas-de última geração com escala linear. Este é o topo de nossa linha de produção e o ponto onde todos os outros elementos nas guias do eixo -, superfície de montagem, caixa de engrenagens - devem estar no mesmo nível ou a classificação da cremalheira será desperdiçada.

Há um ponto contra-intuitivo que vale a pena absorver, e ele aparece nas orientações sobre dimensionamento de racks em todo o setor:

Um módulo maior não significa automaticamente maior força transmissível. Um rack de módulo 2 na classe de qualidade 5 pode transmitir uma força tangencial maior do que um rack de módulo 3 na classe de qualidade 8.

Melhor precisão significa que a carga se espalha por mais dentes com contato adequado. Uma cremalheira grosseira, mas desleixada, concentra a força em qualquer dente que esteja alto. Aumentar o tamanho de um módulo para ganhar força e, ao mesmo tempo, diminuir uma nota de qualidade pode deixá-lo em situação pior do que onde começou.

Viagens longas: por que a nota por si só não decide o erro total

Para percursos além de um comprimento de rack, o erro da junta é tão importante quanto o grau do rack.

Cremalheira helicoidal temperada e retificada com furos de montagem

Erro de pitch cumulativo representativo por{0}}rack em diferentes comprimentos:

O erro não aumenta linearmente com o comprimento - um rack DIN 6 de 2.000 mm contém 0,044 mm no total, o que é apenas 0,022 mm por metro, melhor que os 0,034 mm de um rack de 1.000 mm por-metro.

Isso tem uma consequência direta em seis metros de viagem. Usando cremalheiras helicoidais DIN 6 módulo 4 e um método de união que mantém menos de 0,025 mm por junta:

Racks de 3 × 2.000 mm → 3 × 0.044 + 2 × 0.025 =0,182 milímetrostotal, 2 juntas

Racks de 6 × 1.000 mm → 6 × 0.034 + 5 × 0.025 =0,329 milímetrostotal, 5 juntas

Racks de 12 × 500 mm → 12 × 0.026 + 11 × 0.025 =0,587 milímetrostotal, 11 juntas

Mesma qualidade, mesmo comprimento total e a opção de-rack curto são mais de três vezes piores. As articulações dominam. Menos racks mais longos vencem sempre os mais curtos - e é por isso que empurramos os clientes para seções de 2 metros sempre que a base da máquina permite manuseá-los.

O que colocar na sua consulta

Envie-nos estas cinco coisas e você receberá um rack que cabe na máquina em vez do folheto de marketing:

Classe DIN ou erro de passo em mm/m- não é "alta precisão"

Módulo e largura da face- ou a força tangencial e vamos dimensioná-la

Reto ou helicoidal

Tratamento térmico e se os dentes são retificados após o endurecimento

Total de viagens e como você planeja ingressar nas seções

Se você conhece apenas a precisão de posicionamento que sua máquina deve atingir, informe-nos isso e o arranjo da guia linear. Trabalhar de trás para frente a partir do aplicativo é uma prática normal e leva um e-mail.

Perguntas frequentes

O DIN 6 é duas vezes melhor que o DIN 8?

Erro de passo, melhor que duas vezes: 0,036 mm/m contra 0,100 mm/m. Na precisão da máquina entregue, somente se a montagem e o alinhamento suportarem.

Posso misturar um rack DIN 6 com um pinhão DIN 8?

Não sensatamente. A dureza e a classe de qualidade do pinhão devem sempre ser iguais ou superiores às da cremalheira, porque o pinhão sofre muito mais ciclos de contato por metro de percurso.

Um rack endurecido dura mais que um aterrado?

Comparação errada - são operações diferentes. O endurecimento define resistência ao desgaste e capacidade de carga; precisão dos conjuntos de moagem. Um rack reforçado-e{4}}de aterramento tem ambos.

Que reação posso esperar na prática?

Entre os valores da tabela acima e aproximadamente o dobro deles, dependendo da montagem. Esses valores pressupõem que o rack esteja alinhado corretamente às guias lineares.

Essas notas são comparáveis ​​entre fornecedores?

Não tão firmemente quanto você esperaria - e o comprimento da medição é a armadilha usual. Alguns fornecedores citam o desvio total de 300 mm em vez de 1.000 mm, o que faz com que o mesmo rack pareça três vezes melhor. Sempre confirme a base de medição antes de comparar cotações.

A Tianjin OuNaiDa Transmissions Technology fabrica cremalheiras, pinhões e componentes de transmissão desde 2008, com fresagem CNC, endurecimento de dentes e retificação-internamente. Produzimos racks de DIN 10 a DIN 5. Envie-nos seu desenho ou suas metas de carga e precisão e citaremos o grau que sua aplicação realmente precisa.