Rézkerék: CNC forgácsolás fogazás Kína okos gyártásához

Olyan területeken, mint az autóalkatrészek, a magas minőségű hangtechnika és a precíziós műszerek, a rézötvözetből készült fogaskerekek kiváló kopásállóságukkal és jó elektromos vezetőképességükkel váltak elengedhetetlen alapvető átviteli komponenssé.

1 Ipari Lehetőségek a Jelenlegi Politikai Kontextusban

A márciusban megrendült Országos Népképviselői Kongresszon, Zheng Sán-csie, az Országos Fejlesztési és Forradalom Bizottság igazgatója, egyértelműen kijelentette, hogy Kína teljesen biztos abban, elérhető az országos gazdasági növekedési cél, amely körülbelül 5%, hangsúlyozva, hogy az új minőségi termelési erők átfogóan átalakítják a termelési módszereket.

2024-ben Kína GDP-je éves szinten 5%-kal nőtt, az évente gyártott új energiájú járművek száma meghaladta az 13 millió darabot, ezzel a világ vezető gazdasági nagyhatalmai közé tartozik.

A globális ipari fejlesztési hullám közepette a Kereskedelmi Minisztérium a két ülés során ismét hangsúlyozta a magas minőségű fogyasztás és az ipari fejlesztés előmozdításának fontosságát.

2 A anyagválasztás tudományos alapjai

Az oka, hogy a rézötvözetből készült fogaskerekek meghatározó szerepet töltenek be a precíziós hajtás területén, anyagaik egyedi tulajdonságaiban rejlik. A sárgaréz, egy réz-cink ötvözet nemcsak magas szilárdsággal és szívóssággal rendelkezik, hanem jó fáradási ellenállással és alacsony súrlódási tényezővel is bír.

A gyakorlati alkalmazásokban ennek az anyagnak az önkenő tulajdonsága jelentősen csökkenti a súrlódási veszteségeket a hajtásrendszerekben, javítva ezzel a berendezések működési hatékonyságát.

Különösen olyan alkalmazásoknál, ahol a zaj érzékenység probléma, például high-end hangtechnikánál és precíziós műszereknél, a rézkerék alacsony súrlódása és korrózióállósága hosszú távú, stabil működést biztosít.

3 Rézkerék Pontos Feldolgozási Folyamata

2025-re a fogaskerékfeldolgozási technológia új fejlődési sztadíumba lépett. Az iparági kutatási jelentések szerint a rendszerszerű rézkerék feldolgozási folyamat több kulcsfontosságú sztadíusra osztható.

A kezdeti digitális tervezéstől az utolsó termékellenőrzésig minden lépés pontos sztrolt igényel.

• CAD/CAM Tervezés és Programozás

A rézkerék gyártásának első lépése a CAD (Számítógéppel Segített Tervezés) modellezés. A 47 precíziós gyártási projektek nyomon követési tanulmányai alapján ez a sztadíum átlagosan a folyamat időnek 18%-át teszi ki, de minőségében nagy hatással van, 9,2-es pontszámot ér el.

A tervezőknek figyelembe kell venniük a fogaskerék modulusát, fogszámát és nyomásszögét, hogy biztosítsák a végső termék pontos megfelelését az alkalmazási környezet követelményeinek.

• CNC esztergálás előmegmunkáláshoz

A CAM (számítógéppel segített gyártás) programok irányítása alatt rézötvözet-rudakat rögzítenek CNC esztergagépeken az előmegmunkáláshoz.

A szerszámok pontosan az előre programozott pályák mentén mozognak, alakítva a rudakat fogaskerék-alaptestekké. Kutatások kimutatták, hogy az esztergálás különösen alkalmas egyszerű alakú, de magas pontosságot igénylő fogaskerék-alaptestek előállítására.

• Pontos fogazó marás folyamata

A fogazó marás a rézötvözetből készült fogaskerekek megmunkálásának központi folyamata. A generáló eljárás során a marószerszám és a munkadarab olyan mozgást szimulál, mintha kapcsolódnának, így fokozatosan kialakítva a fogaskerék pontos fogprofilját.

Kis és közepes modulusú fogaskerekek esetén a fogazómarógépek nagy hatékonyságú, nagy pontosságú tömeggyártást tesznek lehetővé.

• Az integrált megmunkálás új trendje

A technológiai fejlődésnek köszönhetően olyan berendezések, mint a Nidec Machine Tool által most bemutatott "GE25CF Hobbing and Chamfering Integrated Machine", egyetlen gépen egyidejűleg is el tudják végezni a fogazást és a lekerekítést, jelentősen növelve a gyártási hatékonyságot és pontosságot.

Ez a géptípus gyűrűs betöltőt használ a munkadarabok cseréjére, lehetővé téve az egyidejű fogazási és lekerekítési műveleteket.

4 Minőségellenőrzés és vizsgálórendszer

A rézötvözetből készült fogaskerekek pontossága nemcsak a megmunkálási folyamattól függ, hanem szigorú minőségellenőrző rendszertől is. Pontos mérések és értékelések szükségesek a feldolgozás során több szakaszban is.

Bár a folyamat közbeni ellenőrzési szakasz csak a teljes idő 7%-át teszi ki, annak minőségi hatása elérheti a 9,4 pontot.

A szakágazat széles körben alkalmazza a koordináta-mérőgépeket és fogaskerék-ellenőrző eszközöket, hogy minden termék megfeleljen a nemzetközi szabványoknak.

5 Technológiai optimalizálás és hatékonyságnövelés

A gyártás digitális átalakulása nemcsak a berendezések felújításában, hanem a folyamatoptimalizálásban és a hatékonyságnövekedésben is megmutatkozik. Hasonlító tanulmányok szerint a hagyományos és az optimalizált munkafolyamatok között azok a vállalatok, amelyek strukturált munkafolyamatokat vezettek be, jelentős javulást értek el.

A legmeghatározóbb változás a gépbeállítási idő 41%-os csökkenése, amely elsősorban a szabványosított eljárásoknak és az előre beállított szerszámozási rendszereknek köszönhető. Az ilyen optimalizálási intézkedések közvetlenül csökkentik a nem termelő időt, lehetővé téve a vállalatok számára, hogy rugalmasabban reagáljanak a piaci kereslet változásaira.

Különösen figyelemreméltó a programozási hibák csökkenése – szimulációs és ellenőrző szoftverek alkalmazásával a vállalatok 67%-kal csökkentették a programozási hibákat. Ez a technológiai fejlődés jelentősen növelte az első darab helyességének arányát.

6 Iránymutatás és az ipar jövője

2025. júliusában az Államtanács ülésén megvitatott intézkedéseket a forgatókönyv-kialakítás és -nyitás gyorsítása érdekében, elősegítve az új alkalmazási területek tömeges bevezetését.

Az ülés kiemelte annak szükségességét, hogy teljes mértékben kihasználja Kína óriási piaci méretének és gazdag alkalmazási lehetőségeknek az előnyeit, különös hangsúlyt fektetve a forgatókönyv-erőforrások megnyitására és az innovációval kapcsolatos próbaverifikációk lebonyolítására.

Továbbá az októberi Államtanács ülésen rámutattak arra, hogy mélyíteni kell a kulcsfontosságú területeken folyó reformokat és kiterjeszteni kell az intézményi nyitottságot, növelve az árupiacok nyitottságát.

Ezek a politikai irányelvek makroszintű támogatást biztosítanak az olyan precíziós gyártóipari ágazatok számára, mint a rézötvözetű fogaskerekek. A ma mélyen változó nemzetközi kereskedelmi környezetben Kína az intézményi nyitottság révén csatlakozik a magas szintű nemzetközi gazdasági és kereskedelmi szabályokhoz, így kedvezőbb fejlődési környezetet teremtve a gyártóipar számára.

Egy rézötvözetű fogaskerék, amely már végigment a „CNC megmunkálás + fogazás” összes folyamatán, lassan forog egy fogaskerék-ellenőrző készülék alatt. A tesztjelentés szerint minden paraméter—fogprofil-hiba, fogirány-hiba és osztáshiba—zölden jelenik meg, ami megfelel az Országos Szabvány 6. pontossági fokozatának.

Ez a fogaskerék egy magas színvonalú, exportpiacra szolgáló automatizált eszközbe kerül majd beépítésre. Áttételének simasága és élettartama közvetlen hatással lesz az egész gép nemzetközi piaci hírnevére.

A globális gyártóipar számára a rézötvözetű fogaskerekek precíziós megmunkálása már nem csupán egy gyártási folyamaton túlmutató úton halad: ez a folyamat egy mikrokosmosza a nemzeti ipari fejlődésnek és a nemzetközi versenyképesség növekedésének.