Przekładnia mosiężna: toczenie CNC i frezowanie hobbingowe dla inteligentnych produktów wyprodukowanych w Chinach

W dziedzinach takich jak komponenty motoryzacyjne, wysokiej klasy sprzęty audio oraz precyzyjne instrumenty, koła zębate ze spieku miedziowego, dzięki doskonałej odporności na zużycie i dobrej przewodności elektrycznej, stały się niezastąpionymi elementami napędowymi.

1 Możliwości przemysłowe w obecnym kontekście politycznym

Podczas Zgromadzenia Ustawodawczego Narodowego, które odbyło się w marcu tego roku, Zheng Shanjie, dyrektor Komisji Reformy i Rozwoju Narodowego, wyraźnie stwierdził, że Chiny pełne są zaufania do osiągnięcia celu wzrostu gospodarczego na poziomie około 5%, podkreślając, że nowe siły produkcyjne jakościowej transformacji kompleksowo zmieniają metody produkcji.

W 2024 roku PKB Chin wzrósł o 5% w ujęciu rocznym, przy czym roczna produkcja pojazdów napędzanych energią alternatywną przekroczyła 13 milionów sztuk, plasując się wśród czołówki największych gospodarek świata.

Na fali globalnego modernizowania przemysłu Ministerstwo Handlu podkreśliło podczas dwóch sesji znaczenie promowania wysokiej jakości konsumpcji i modernizacji przemysłu.

2 Podstawa naukowa doboru materiałów

Powodem, dla którego koła zębate ze stali mosiężnej zajmują miejsce w dziedzinie precyzyjnej transmisji, są ich unikalne właściwości materiałowe. Mosiądz, stop miedzi i cynku, charakteryzuje się nie tylko wysoką wytrzymałością i odpornością na pękanie, ale także dobrą odpornością na zmęczenie oraz niskim współczynnikiem tarcia.

W praktycznych zastosowaniach zdolność samosmarzania tego materiału znacząco redukuje straty tarcia w systemach przekładniowych, poprawiając efektywność działania urządzeń.

Szczególnie w zastosowaniach wrażliwych na hałas, takich jak sprzęt audio wysokiej klasy czy precyzyjne instrumenty, niskie tarcie i odporność na korozję kół zębatych ze stali mosiężnej gwarantują długotrwałą, stabilną pracę.

3 Precyzyjny proces obróbki kół zębatych ze stali mosiężnej

Do 2025 roku technologia obróbki kół zębatych wkroczyła na nowy etap rozwoju. Zgodnie z raportami badawczymi branżowymi, systematyczny proces obróbki kół zębatych ze stali mosiężnej można podzielić na kilka kluczowych etapów.

Od wstępnego projektu cyfrowego po końcową weryfakcję produktu, każdy krok wymaga precyzyjnej kontroli.

• Projektowanie i programowanie CAD/CAM

Pierwszym krokiem w produkcji kół zębatych ze stali miedzianej jest modelowanie CAD (projektowanie wspomagane komputerem). Na podstawie analizy 47 projektów z zakresu precyzyjnej produkcji, ten etap zajmuje średnio 18% czasu procesu, ale ma wysoki wskaźnik wpływu na jakość wynoszący 9,2 punktu.

Projektanci muszą uwzględnić kluczowe parametry takie jak moduł koła zębatego, liczba zębów oraz kąt ciśnienia, aby zagwarzdzić, że końcowy produkt spełni dokładne wymagania danej aplikacji.

• Tokarka CNC dla obróbki zgrubnej

Pod kierunkiem programów CAM (wytwarzanie wspomagane komputerem) pręty miedziane są mocowane na tokarkach CNC do obróbki zgrubnej.

Narzędzia skrawające poruszają się precyzyjnie po zaprogramowanych trasach, kształtując pręty na zagotówki kół zębatych. Badania wykazują, że toczenie jest szczególnie odpowiednie do formowania zagotówek kół o prostych kształtach i wysokich wymaganiach dokładności.

• Proces precyzyjnego frezowania obwiedniowego

Frezowanie hobami jest podstawowym procesem w obróbce przekładni miedzianych. Stosując metodę obwiedniową, frez hob i przedmiot obrabiany symulują ruch zazębienia, stopniowo wykrawając dokładny profil zęba koła zębatego.

W przypadku kół o małym i średnim module frezarki hobownicze umożliwiają wydajną, precyzyjną produkcję seryjną.

• Nowa tendencja kompleksowej obróbki

Dzięki postępom technologicznym urządzenia takie jak nowo wprowadzona maszyna „GE25CF do frezowania hobami i fazowania” firmy Nidec Machine Tool mogą jednocześnie wykonywać operacje frezowania hobami i fazowania na jednej maszynie, znacząco poprawiając wydajność i dokładność produkcji.

Typowa maszyna tego typu wykorzystuje ładowarkę pierścieniową do wymiany przedmiotów, umożliwiając jednoczesne wykonywanie operacji frezowania hobami i fazowania.

4 System kontroli jakości i inspekcji

Precyzja kół zębчатych miedzianych zależy nie tylko od procesu obróbki, ale również od rygorystycznego systemu kontroli jakości. W wielu etapach obróbki wymagane są dokładne pomiary i oceny.

Chociaż etap inspekcji w trakcie produkcji zajmuje tylko 7% czasu, jego wpływ na jakość wynosi aż 9,4 punktu.

Branża powszechnie stosuje zaawansowane urządzenia, takie jak maszyny pomiarowe współrzędnościowe i przyrządy do kontroli kół zębatych, aby zapewnić, że każdy produkt spełnia międzynarodowe standardy.

5 Optymalizacja technologii i poprawa efektywności

Cyfrowa transformacja produkcji odzwierciedla się nie tylko w modernizacji sprzętu, ale również w optymalizacji procesów i zyskach efektywności. Zgodnie z komparatywnymi badaniami tradycyjnych i zoptymalizowanych przepływów pracy, przedsiębiorstwa wdrażające ustruktoryzowane przepływy pracy osiągnęły znaczące ulepszenia.

Najbardziej widoczną zmianą jest 41% skrócenie czasu przygotowania maszyn, przede wszystkim dzięki ustandaryzowanym procedurom i systemom przedustawionym narzędziom. Takie środki optymalizacyjne bezpośrednio zmniejszają czas nieprodukcyjny, umożliwiając przedsiębiorstwom bardziej elastyczne reagowanie na zmiany zapotrzebowania rynku.

Zmniejszenie liczby błędów programowania jest szczególnie imponujące — wykorzystanie oprogramowania do symulacji i weryfikacji pozwoliło firmom zmniejszyć błędy programowania o 67%. Ten postęp technologiczny znacznie poprawił wskaźnik poprawności pierwszego elementu.

6 Kierunki polityki i przyszłość przemysłu

W lipcu 2025 roku spotkanie wykonawcze Rady Państwa omówiło środki przyspieszające rozwój i otwieranie scenariuszy, promując szerokie wdrożenie nowych zastosowań.

Spotkanie podkreśliło konieczność pełnego wykorzystania chińskich zalet dużego rynku i bogatej bazy scenariuszy aplikacyjnych, ze szczególnym naciskiem na otwarcie zasobów scenariuszy oraz przeprowadzenie pilotażowej weryfikacji innowacji.

Dodatkowo, posiedzenie wykonawcze Rady Państwowej w październiku wskazało na potrzebę pogłębienia reform w kluczowych obszarach oraz poszerzenia otwartości instytucjonalnej, poprzez zwiększenie otwartości rynków dóbr.

Te kierunki polityki stanowią wsparcie na poziomie makro dla branż produkcji precyzyjnej, takich jak przekładnie miedziane. W obecnie głęboko zmieniającym się międzynarodowym krajobrazie handlu, Chiny nawiązują współpracę z wysokimi międzynarodowymi zasadami gospodarczymi i handlowymi poprzez instytucjonalną otwartość, tworząc bardziej sprzyjające środowisko rozwoju dla przemysłu.

Przekładnia miedziana, której wszystkie procesy zostały już ukończone (toczenie CNC + frezowanie uzębień), powoli obraca się pod mikroskopem kontrolnym. Raport testu wskazuje, że wszystkie parametry — błąd profilu zęba, błąd kierunku zęba oraz błąd skoku — są oznaczone na zielono, co oznacza zgodność z dokładnością klasy 6 normy państwowej.

Ta przekładnia zostanie zamontowana w zaawansowanym urządzeniu wysokiego zróżnicowania przeznaczonym do rynku eksportowego. Płynność jej transmisji oraz trwałość bezpośrednio wpłyną na międzynarodową renomę całego urządzenia.

Dla globalnej branży przemysłowej proces precyzyjnego obrabiania mosiężnego koła zębatego przechodzi ewolucję ze zwykłego procesu produkcyjnego w mikrokosmos modernizacji przemysłu krajowego i wzmacniania konkurencyjności międzynarodowej.