Herstellung kundenspezifischer Innenzahnräder: Wie Präzisions-Innenzahnkränze hergestellt werden

Geschrieben von Derek|Hansheng Automatisierung

Mit der rasanten Entwicklung der Robotik- und Automatisierungsbranche steigt die Nachfrage nach hoher PräzisionInnenzahnräderwächst weiter Innenzahnräder sind zentrale Getriebekomponenten in Gelenkuntersetzungsgetrieben für kollaborative Roboter und Präzisionsplanetengetriebesysteme.

Es ist jedoch ziemlich schwierig, einen wirklich zuverlässigen Hersteller kundenspezifischer Innenzahnräder zu finden. Obwohl Sie nach bekannten Zahnradherstellern suchen können, müssen Sie als Einkäufer oder Ingenieur Kostenaspekte berücksichtigen. Darüber hinaus gibt es einen wichtigen Grund: - Die Herstellungsschwierigkeiten von Innenzahnrädern sind weitaus größer als die von Außenzahnrädern.

• Bearbeitungswerkzeuge müssen zum Schneiden tief in das Innere des Werkstücks eindringen, da der Raum äußerst begrenzt und anfällig für Werkzeugbeeinträchtigungen ist.
• Aufgrund der Unfähigkeit, den Schnittzustand direkt zu beobachten, haben die Präzisionskontrolle und die Schwierigkeit der Spanabfuhr im Herstellungsprozess von Innenverzahnungen exponentiell zugenommen.

Dies sind die Herstellungsschwierigkeiten hochpräziser -Präzisions-Innenzahnräder. Dieser Artikel bietet eine detaillierte -Analyse des Herstellungsprozesses von Innenzahnrädern aus der Sicht eines Zahnradherstellers und hilft Ihnen zu verstehen, wie Sie einen geeigneten Partner auswählen.

Ein Innenzahnrad ist ein zylindrisches Zahnrad mit in seinen Innendurchmesser eingeschnittenen Zähnen, das für den Eingriff mit Außenzahnrädern oder Zahnrädern ausgelegt istPlanetenräder. Im Gegensatz zu Außenzahnrädern, die an ihrem Außenumfang kämmen und sich in entgegengesetzte Richtungen drehen, kämmt ein Innenzahnrad mit einem kleineren Außenzahnrad (einem Ritzel), das darin positioniert ist, wodurch sich beide in die gleiche Richtung drehen.

Durch die Struktur des Innenzahnrads wird der Achsabstand zwischen den kämmenden Zahnrädern erheblich reduziert, wodurch ein enormes Drehmoment übertragen werden kann. Basierend auf dem Zahnprofil und den spezifischen technischen Anforderungen werden Innenzahnräder im Allgemeinen in drei Hauptkategorien eingeteilt:

Interne Stirnräder

Mit geraden Zähnen parallel zur Zahnradachse sind dies die gebräuchlichsten Typen und bieten eine einfache Bedienung für eine Standard-Geschwindigkeitsreduzierung.

Interne Schrägverzahnungen

Mit abgewinkelten Zähnen geschnitten, sorgen diese für einen allmählichen Zahneingriff. Sie arbeiten wesentlich ruhiger und leiser als Stirnräder und können höhere Lasten tragen, sind allerdings deutlich aufwändiger in der Herstellung.

Interne Splines

Interne Keilverzahnungen dienen technisch gesehen eher der Kopplung als der Geschwindigkeitsreduzierung, verfügen jedoch über gerade Rippen in einer Bohrung, die dazu dienen, eine Welle zu fixieren und ein enormes Drehmoment ohne Relativdrehung zu übertragen.

Interne Ausrüstung

Außenzahnrad

• Einen detaillierten Vergleich von Wälzschälen und Wälzfräsen finden Sie in unserem speziellen Artikel

Vielleicht müssen Sie den Herstellungsprozess von Innenzahnrädern verstehen, was Ihnen bei der Entscheidungsfindung hilfreicher sein wird. Als professioneller Hersteller von Präzisionsgetrieben erklären wir Ihnen anhand unseres häufig verwendeten Zahnradherstellungsverfahrens beispielhaft die vier wichtigsten Zahnradherstellungsverfahren.

 

Wälzschälen

 

Für kundenspezifische, hochpräzise Innenverzahnungen ist das Wälzschälen heute zweifellos das fortschrittlichste und am meisten empfohlene Verfahren. Dies ist auch der Hauptbearbeitungsprozess für unsere Innenverzahnungen.

 

• Komplexe Geometrien leicht gemacht: Das Schälen eignet sich hervorragend-für hochpräzise-Innenverzahnungen, insbesondere für solche mit komplexen Geometrien wie innenliegenden Stufenverzahnungen, Schultern oder Sacklochstrukturen-

 

• Präzisionsstufe: Der Genauigkeitsbereich liegt bei ISO/DIN/GB Level 5 bis 7, und mit fortschrittlicher Ausrüstung kann die Genauigkeit auf ISO Level 5 stabilisiert werden. Hansheng Automation verwendet beispielsweise die Kashifuji Gear Skiving Machine KPS30 zur Bearbeitung von Innenverzahnungen, und die Genauigkeit wird auf Level 5 stabilisiert.

 

• Hohe Effizienz: Beim Schälen handelt es sich um einen kontinuierlichen Rotationsschneidprozess, während beim Formen ein hin- und hergehender Hub erforderlich ist, der bei jedem Zyklus abgebremst und umgekehrt werden muss. Dieser grundlegende Unterschied bedeutet, dass das Wälzschälen bei gleichwertigen Innenverzahnungsprofilen wesentlich kürzere Zykluszeiten liefern kann -, was es zur bevorzugten Wahl sowohl für die Prototypen- als auch für die Massenproduktion macht.

 

Wenn Sie enge Toleranzen, komplexe Innenmerkmale oder Produktionseffizienz benötigen, ist unser Innenverzahnungsschälservice auf jeden Fall eine Wahl wert.

 

Zahnradformung

 

Vor der großflächigen Anwendung des Wälzschälens war das Zahnradformen das am häufigsten verwendete Herstellungsverfahren für Innenräder. Es verwendet einen ritzelähnlichen Fräser, der sich in einer Hin- und Herbewegung (auf und ab) bewegt und dabei allmählich in den rotierenden Zahnradrohling eindringt.

 

Hauptmerkmale:

 

• Flexibilität: Die Formgebung ist äußerst vielseitig und kann zum Schneiden von Innen- und Außenverzahnungen sowie von Keilverzahnungen verwendet werden.

 

• Präzisionsstufe: Die Genauigkeit liegt im Allgemeinen bei etwa GB/ISO-Stufe 7 bis 9 und eignet sich daher perfekt für Anforderungen mittlerer{2}}Präzision.

 

• Konstruktionseinschränkungen: Da das Formwerkzeug an der Unterseite des Schnitts Spielraum benötigt, kann die Herstellung von Zahnrädern, die sich in der Nähe einer Schulter oder am Boden einer tiefen Sackbohrung befinden, schwierig oder gar nicht möglich sein.

 

Für Innenverzahnungen mit mittlerer{0}}Präzision, bei denen Flexibilität wichtiger ist als die Zykluszeit, bleibt das Innenverzahnungsformen eine zuverlässige und kostengünstige Lösung.

 

Räumen von Zahnrädern

 

Beim Räumen wird ein Werkzeug mit zunehmend größeren Zähnen durch den Zahnradrohling geschoben oder gezogen, wodurch die gesamte Zahnform in einem einzigen Durchgang geschnitten wird. Anwendbar auf Situationen, in denen die Produktion großer Stückzahlen, kleine Module und Präzisionsanforderungen nicht hoch sind.

 

Überlegungen

 

• Präzisionsstufe: Erreicht normalerweise die ISO/DIN/GB-Stufe 8–11, was für viele Anwendungen ausreichend ist.

 

• Werkzeugkosten: Räumnadeln sind teuer und werden individuell-für jedes Zahnradprofil angefertigt. Aus Kostengründen eignen sie sich nicht für die Prototypenerstellung oder-Produktion in kleinem Maßstab

 

• Konstruktionseinschränkungen: Sacklöcher können nicht geräumt werden; Das Werkzeug muss das Werkstück vollständig durchdringen.

 

Wälzfräsen – Nicht für Innenverzahnungen

 

Das Wälzfräsen ist das effizienteste Verfahren für Außenverzahnungen und erreicht ISO/DIN/GB Level 6-7 mit hervorragender Produktivität. Für Innenverzahnungen ist es ungeeignet, da der Wälzfräser aufgrund seiner Geometrie nicht in das Werkstück eindringen kann. Wir erwähnen es hier nur, um klarzustellen, dass die Herstellung von Innenverzahnungen unterschiedliche Ansätze erfordert – nämlich Schälen, Formen oder Räumen.

 

Wälzschälen

Zahnradformung

Räumen von Zahnrädern

Diagrammzusammenfassung

Bei Hansheng Automation verfügen wir über Fachwissen in allen relevanten Herstellungsprozessen von Zahnrädern, sodass wir die optimale Lösung für Ihre spezifischen Anforderungen an Innenzahnräder empfehlen-und liefern-können. Ganz gleich, ob Sie Prototypen, mittlere -Volumen oder Massenproduktion benötigen, wir verfügen über die Technologie und Erfahrung, um Ihre Präzisions- und Budgetziele zu erreichen.

Entdecken Sie unsere Möglichkeiten zur Herstellung von Innenverzahnungen

Der im vorherigen Kapitel erwähnte Bearbeitungsprozess bestimmt die Maßhaltigkeit des Zahnrads, während seine Lebensdauer, Belastbarkeit und Zuverlässigkeit durch das Material selbst bestimmt werden. Unterschiedliche Materialien können unterschiedliche Wärmebehandlungsverfahren haben, daher sind auch die Auswahl des geeigneten Zahnradmaterials und des richtigen Wärmebehandlungsverfahrens sehr wichtig.

Gängige Materialien für kundenspezifische Innenzahnräder

Die Auswahl des Getriebematerials wirkt sich direkt auf Leistung, Kosten und Langlebigkeit aus. Hier sind die Materialien, die wir am häufigsten für die Herstellung von Innenverzahnungen empfehlen. Es gibt viele weitere Materialien, die hier nicht aufgeführt werden.

• 20CrMnTi (Legierter Aufkohlungsstahl): Dieses Material ist die gängige Wahl für Robotergelenke und Präzisions-Planetengetriebe. Es verfügt über eine hervorragende Kernzähigkeit und verfügt nach entsprechender Behandlung über eine extrem hohe Oberflächenhärte.

• 42CrMo (vergüteter Stahl): Dieses Material verfügt über eine extrem-hohe strukturelle Festigkeit und Ermüdungsbeständigkeit und wird hauptsächlich für schwere-Beanspruchungen verwendet.

• 304/316 Edelstahl: Für Innenzahnräder, die im Medizingerätebereich, bei Luft- und Raumfahrtventilen oder in Geräten für die Lebensmittelverarbeitung eingesetzt werden, sind diese Edelstahlsorten zwingend erforderlich, um eine strikte Korrosionsbeständigkeit und Hygiene zu gewährleisten.

• Technische Kunststoffe (z. B.POM, Nylon, SPÄHEN): Technische Kunststoffe eignen sich hervorragend für leichte Anwendungen mit geringer Belastung, da sie Geräusche reduzieren und selbstschmieren können.

Kritische Prozesse zur Wärmebehandlung von Zahnrädern

Bei der Wärmebehandlung von Zahnrädern wird Rohmaterial in eine Hochleistungskomponente umgewandelt. Zu den gebräuchlichsten Wärmebehandlungsmethoden für Zahnräder gehören:

Bewältigung des Wärmebehandlungsverzugs bei Innenverzahnungen

Hier liegt eines der größten Probleme bei der Herstellung von Innenrädern: Die Wärmebehandlung führt zwangsläufig dazu, dass sich Metall verzieht. Dünnwandige Innenzahnkränze sind besonders dafür bekannt, dass sie beim schnellen Abschrecken „unrund“ werden (eine ovale Form annehmen).

Es erfordert spezielle Vorrichtungen während des Abschreckprozesses und genau berechnete Toleranzen. Darüber hinaus muss jede minimale Verformung, die auftritt, durch Nachbehandlungsprozesse korrigiert werden.

Hier glänzt das fortschrittliche Wälzschälen, da spezielle Vollhartmetall-Schälwerkzeuge ein „Hartschälen“ an wärmebehandelten Innenverzahnungen durchführen und dabei mikroskopische Verzerrungen beseitigen können, um dem Zahnrad wieder eine makellose Präzision der GB/ISO-Stufe 5 zu verleihen.

Dekodierung von ISO/DIN/GB-Getriebepräzisionsklassen

Präzisionsnormen für Zahnräder (ISO 1328, DIN 3961, GB/T 10095) schaffen eine gemeinsame Sprache für die Kommunikation von Genauigkeitsanforderungen. Bei Hansheng Automation fertigen wir routinemäßig Präzisions-Innenzahnkränze nach ISO/DIN/GB Level 5 und höher. Doch was bedeuten diese Noten eigentlich in der Praxis?

• Sie sind sich nicht sicher, welche Note Ihre Bewerbung erfordert? Unsere Ingenieure können Ihre Zeichnung überprüfen und die richtige Präzisionsklasse empfehlen -Senden Sie uns Ihre Spezifikationen

Die Hansheng-Qualitätsgarantie

Um unsere Präzision zu gewährleisten, verlässt sich Hansheng Automation auf ein strenges, datengesteuertes QS-Protokoll. Wir überwinden diese räumlichen Einschränkungen mithilfe spezieller-modernster-Zahnradinspektionsmaschinen und fortschrittlicher Koordinatenmessgeräte (KMG), die mit speziellen, gelenkigen Mikro-tastern ausgestattet sind. Mit dieser hochwertigen Messausrüstung können wir das innere Zahnprofil, die Teilungsabweichung, den Rundlauf und den Schrägungswinkel mit einer Genauigkeit von weniger als 8 Mikrometern genau abbilden.

Wir versprechen nicht nur Präzision der Stufe 5; wir beweisen es. Jede von Hansheng hergestellte Charge kundenspezifischer Innenräder wird mit einem umfassenden, transparenten Maßkontrollbericht geliefert. Wenn die Teile bei Ihnen eintreffen, kann Ihr Montageteam absolut sicher sein, dass jeder einzelne Innenzahnkranz perfekt Ihren Konstruktionszeichnungen entspricht.

Wir bei Hansheng Automation glauben, dass der Bestellprozess für kundenspezifische Ausrüstung transparent, reaktionsschnell und kollaborativ sein sollte. Genau so arbeiten wir mit Ihnen zusammen, von der ersten Zeichnung bis zur endgültigen Lieferung.

Schritt 1: Senden Sie Ihre Anforderungen

Wir akzeptieren alle wichtigen Ingenieurformate

• 2D-Zeichnungen: PDF, DXF, DWG (mit klarer Angabe kritischer Abmessungen und Toleranzen)
• 3D-Modelle: STEP, IGES, SLDPRT, X_T
• Spezifikationen: Auch wenn Sie keine vollständige Zeichnung haben, können unsere Ingenieure anhand Ihrer Leistungsanforderungen arbeiten

Was wir wissen müssen

• Getriebetyp (Stirnrad innen, Schrägverzahnung innen, Innenverzahnung)
• Wichtige Abmessungen (Modul, Zähnezahl, Teilkreisdurchmesser, Zahnbreite)
• Materialbedarf
• Präzisionsgrad (ISO/DIN/GB-Niveau)
• Mengen- und Zeitplanerwartungen

Schritt 2: Technische Überprüfung + Angebot

Sobald wir Ihre Dateien erhalten haben, führt unser Ingenieurteam eine gründliche Machbarkeitsprüfung durch:

• Prozessauswahl: Wir bestimmen den optimalen Herstellungsansatz -Wälzschälen, Formen oder Räumen-basierend auf Ihren Geometrie- und Präzisionsanforderungen.
• Materialbestätigung: Wir überprüfen die Materialeignung und empfehlen bei Bedarf Alternativen.
• Planung der Wärmebehandlung: Für einsatzgehärtete Innenzahnradanwendungen planen wir die Reihenfolge der Wärmebehandlung und die Toleranzen.
• Inspektionsmethode: Wir bestätigen, wie jede kritische Dimension gemessen und überprüft wird.

Du erhältst

• Ein detailliertes Angebot mit klaren Preisen
• Vorgeschlagene Lieferzeiten
• Beliebige Design--für-Herstellungsempfehlungen (optional, kostenlos)
• Prozessdokumentation, die beschreibt, wie Ihre Ausrüstung hergestellt wird
• Keine versteckten Gebühren, keine Überraschungen.

Schritt 3: Musterherstellung und -genehmigung

Für Prototypen-Innenzahnradanforderungen oder die erst-Produktion empfehlen wir dringend eine Mustergenehmigungsphase:

• Einzelstücke oder kleine Chargen: Wir können nur 1–5 Stück zur Validierung produzieren.
• Vollständiger Inspektionsbericht: Die Proben werden umfassend geprüft und alle Getriebeparameter werden dokumentiert.
• Maßgenehmigung: Sie überprüfen, ob das Muster Ihren Druckanforderungen entspricht.
• Funktionstests: Bei Bedarf können wir uns mit Ihrem Montageteam für eine Validierung in der Praxis abstimmen.

Schritt 4: Serienproduktion

Sobald die Muster genehmigt sind, beginnen wir mit der Produktion. Unsere Einrichtung ist ausgestattet für Folgendes:

Wichtige Produktionsparameter:

• Modulbereich: 0,1 – 5,0
• Außendurchmesserbereich: 3 mm – 300 mm
• Erreichbare Präzision: ISO/DIN/GB Level 5 (für anwendbare Geometrien)

Bei der Produktion achten wir auf:

• Prozessbegleitende Inspektionen in kritischen Phasen
• Prozessdokumentation für vollständige Rückverfolgbarkeit
• Regelmäßige Kommunikation über Fortschritte und mögliche Probleme

Schritt 5: Endkontrolle + Versandbericht

• Umfassender Inspektionsbericht: Tatsächliche Messwerte für alle kritischen Getriebeparameter (Profil, Steigung, Teilung, Rundlauf)
• Materialzertifizierung: Rückverfolgbarkeit auf Original-Mühlentestberichte
• Dokumentation der Wärmebehandlung: Überprüfung der Härte, Einsatztiefe (falls zutreffend)
• Konformitätszertifikat: Unterzeichnete technische Freigabe
• Versandoptionen:

1. Standardfracht (Luft- oder Seefracht, je nach Volumen und Zeitrahmen)

2. Expresskurier (DHL, FedEx, UPS) für dringende Anforderungen

3. Kundenabholung (willkommen, unsere Einrichtung zu besuchen)

Wenn Sie potenzielle Partner prüfen, sollten Sie sie anhand dieser fünf kritischen Kriterien bewerten:

• 1. Bieten sie spezielle Möglichkeiten zum Wälzschälen?
• 2. Welchen Stammbaum hat ihre Ausrüstung?
• 3. Wird die Material- und Wärmebehandlung effektiv verwaltet?
• 4. Können sie transparente Inspektionsberichte bereitstellen?
• 5. Sind sie bereit, Kleinserien und Prototypenbestellungen zu unterstützen?

Anhand der oben genannten fünf Schlüsselpunkte zur Bewertung von Partnern werden die von Ihnen gefundenen Hersteller und die Qualität der gelieferten Produkte Ihren Anforderungen entsprechen. Als professioneller Hersteller von Präzisionsgetrieben verfügt Hansheng Automation über umfassende Ingenieurskunst und technische Stärke, fortschrittliche Ausrüstung und flexible Produktionskapazitäten, die Ihr Innenzahnraddesign in die Realität umsetzen können.

Welche Größe und Präzision von kundenspezifischen Innenzahnrädern kann Hansheng Automation herstellen?
Als kundenspezifischer Innenzahnradhersteller sind wir auf die Herstellung von Zahnrädern mit Modulen von 0,1 bis 5,0 und Spitzendurchmessern von 3 mm bis 300 mm spezialisiert. Dank unserer fortschrittlichen Ausrüstung, einschließlich der Kashifuji-Zahnschälmaschine KPS30, erreichen wir durchgängig ultra-präzise Güten der ISO/DIN/GB-Stufe 5.

Ist das Wälzschälen bei Innenverzahnungen wirklich besser als das Wälzstoßen?
In den meisten hochpräzisen-Anwendungen ja. Unser Service zum Innenschälen von Verzahnungen bietet deutlich schnellere Produktionszykluszeiten und bessere Oberflächengüten im Vergleich zur herkömmlichen Formgebung. Darüber hinaus eignet sich das Wälzschälen äußerst effektiv zum Schneiden komplexer Innenstrukturen, wie z. B. Zahnräder, die sich sehr nahe an einer Innenschulter oder in Sacklöchern befinden, wo herkömmliche Formwerkzeuge Probleme mit dem Spiel haben.

Stellen Sie neben der Getriebefertigung auch komplette Präzisionsgetriebe her?
Ja. Mit über einem Jahrzehnt Erfahrung liefern wir nicht nur einzelne Zahnräder; Wir entwickeln komplette, hochpräzise-Übertragungssysteme. Wir fertigen Planetengetriebe mit ultrapräzisem Spiel (weniger als oder gleich 1 Bogenminute für P0-Klasse), kundenspezifische hohle Drehtische (Präzision weniger als oder gleich 10 Bogensekunden), Nockenindexierer (kundenspezifische Präzision ±15 Bogensekunden) und harmonische Antriebe (kundenspezifisches Spiel kleiner oder gleich 5 Bogensekunden).

Können Sie die sekundäre CNC-Bearbeitung oder den Guss der Getriebegehäuse übernehmen?
Absolut. Wir bieten umfassende -Fertigungslösungen aus einer Hand. Über das Schneiden von Zahnrädern hinaus umfassen unsere hauseigenen Fähigkeiten Präzisions-CNC-Drehen und -Fräsen (Genauigkeit bis zu ±0,005 mm), Ultra-Hochglanzbearbeitung (Genauigkeit bis zu ±0,002 mm) und komplette Gussdienstleistungen (Sand-, Schaum- und Schwerkraftguss) für große Komponenten bis zu 3800 x 1500 x 1200 mm.