Латунная шестерня: фрезерование на токарных станках с ЧПУ для китайских умных изделий

В таких областях, как автомобильные компоненты, высококачественное аудиооборудование и прецизионные приборы, латунные шестерни благодаря отличной износостойкости и хорошей электропроводности стали незаменимыми основными передаточными компонентами.

1 Промышленные возможности в текущем политическом контексте

На сессии Всекитайского собрания народных представителей, прошедшей в марте этого года, Чжэн Шаньцзе, директор Национальной комиссии по развитию и реформам, четко заявил, что Китай полон уверенности в достижении цели экономического роста около 5%, подчеркнув, что новые качественные производственные силы всесторонне трансформируют методы производства.

В 2024 году ВВП Китая вырос на 5% по сравнению с предыдущим годом, годовой объем производства новых энергетических автомобилей превысил 13 миллионов единиц, что ставит страну в число лидеров среди крупнейших мировых экономик.

На фоне глобального ускорения промышленного обновления Министерство коммерции дополнительно подчеркнуло важность стимулирования высококачественного потребления и модернизации промышленности во время сессий Народного конгресса.

2 Научная основа выбора материала

Причина, по которой латунные шестерни занимают важное место в области прецизионной передачи, заключается в их уникальных материальных свойствах. Латунь, сплав меди и цинка, обладает не только высокой прочностью и вязкостью, но также хорошей усталостной стойкостью и низким коэффициентом трения.

На практике способность этого материала к самосмазыванию значительно снижает потери на трение в передаточных системах, повышая эксплуатационную эффективность оборудования.

Особенно в применениях, чувствительных к шуму, таких как высококачественная аудиоаппаратура и прецизионные приборы, низкое трение и коррозионная стойкость латунных шестерён обеспечивают долгосрочную стабильную работу.

3 Точный технологический процесс изготовления латунных шестерён

К 2025 году технологии обработки шестерён вошли в новый этап развития. Согласно отраслевым исследовательским отчётам, систематический процесс обработки латунных шестерён может быть разделён на несколько ключевых этапов.

От первоначального цифрового проектирования до окончательной проверки продукта каждый этап требует точного контроля.

• Проектирование и программирование CAD/CAM

Первым шагом в производстве латунных шестерён является моделирование с использованием CAD (компьютерное проектирование). На основе анализа 47 проектов в области точного производства, эта стадия занимает в среднем 18% времени всего процесса, но имеет высокий показатель влияния на качество — 9,2 балла.

Проектировщики должны учитывать ключевые параметры, такие как модуль шестерни, количество зубьев и угол давления, чтобы обеспечить соответствие конечного продукта точным требованиям конкретного применения.

• Токарная обработка на станках с ЧПУ для черновой обработки

Под управлением программ CAM (компьютеризированная система производства) заготовки из латуни закрепляются на токарных станках с ЧПУ для черновой обработки.

Режущий инструмент перемещается точно по заранее запрограммированным траекториям, формируя заготовки шестерён. Исследования показывают, что токарная обработка особенно подходит для формирования заготовок шестерён с простой формой и высокими требованиями к точности.

• Процесс точного нарезания зубьев

Нарезание зубьев является основным процессом при обработке латунных шестерён. С использованием метода обкатки червячная фреза и заготовка имитируют движение зацепления, постепенно формируя точный профиль зуба шестерни.

Для шестерён с малым и средним модулем станки для нарезания зубьев обеспечивают высокую эффективность и высокую точность при массовом производстве.

• Новая тенденция комплексной обработки

С развитием технологий оборудование, такое как недавно представленный «станок GE25CF для нарезания зубьев и фасок в одном устройстве» от Nidec Machine Tool, может одновременно выполнять нарезание зубьев и фаску на одном станке, значительно повышая эффективность и точность производства.

Такой станок использует кольцевой загрузчик для замены заготовок, обеспечивая синхронную работу нарезания зубьев и фаски.

4 Система контроля качества и проверки

Точность латунных шестерён зависит не только от технологии обработки, но и от строгой системы контроля качества. На нескольких этапах обработки требуются точные измерения и оценки.

Хотя этап контроля в процессе производства занимает только 7% времени, его показатель влияния на качество составляет высокие 9,4 балла.

В отрасли широко применяется передовое оборудование, такое как координатно-измерительные машины и приборы для проверки шестерен, чтобы обеспечить соответствие каждого продукта международным стандартам.

5 Технологическая оптимизация и повышение эффективности

Цифровая трансформация производства проявляется не только в модернизации оборудования, но также в оптимизации процессов и повышении эффективности. Согласно сравнительным исследованиям традиционных и оптимизированных рабочих процессов, предприятия, внедряющие структурированные рабочие процессы, достигли значительных улучшений.

Наиболее заметным изменением является сокращение времени наладки оборудования на 41%, что в основном обусловлено стандартизированными процедурами и системами предустановки инструментов. Такие оптимизационные мероприятия непосредственно сокращают непроизводительное время, позволяя компаниям более гибко реагировать на изменения рыночного спроса.

Снижение количества ошибок в программировании особенно примечательно — с помощью программного обеспечения для моделирования и проверки компании сократили количество ошибок программирования на 67 %. Это технологическое достижение значительно повысило долю правильных деталей при первом выпуске.

6 Направление политики и промышленное будущее

В июле 2025 года на заседании исполнительного комитета Государственного совета были рассмотрены меры по ускорению выращивания и открытия сценариев, способствующие масштабному применению новых сценариев.

На заседании было подчеркнуто, что необходимо в полной мере использовать преимущества Китая как страны с огромным рынком и большим количеством прикладных сценариев, уделяя особое внимание открытию ресурсов сценариев и проведению пилотной проверки инноваций.

Кроме того, в октябре на заседании исполнительного комитета Государственного совета было указано на необходимость углубления реформ в ключевых областях и расширения институциональной открытости, усиления открытости товарных рынков.

Эти направления политики обеспечивают макроуровневую поддержку для отраслей точного машиностроения, таких как производство латунных шестерен. В условиях сегодняшнего глубокого изменения международной торговой среды Китай, благодаря институциональной открытости, интегрируется с высокими международными экономическими и торговыми стандартами, создавая более благоприятные условия для развития промышленности.

Латунная шестерня, прошедшая все этапы обработки — «токарная обработка на станке с ЧПУ + нарезание зубьев» — медленно вращается под прибором для проверки шестерен. Отчет испытаний показывает, что все показатели — погрешность профиля зуба, погрешность направления зуба и погрешность шага — отображаются зелёным цветом, что соответствует точности 6-го класса по национальному стандарту.

Эта шестерня будет установлена в высокотехнологичное автоматизированное устройство, предназначенное для экспорта. Плавность передачи и срок службы шестерни напрямую повлияют на международную репутацию всего устройства на рынке.

Для глобальной обрабатывающей промышленности процесс прецизионной обработки латунной шестерни эволюционирует от простого производственного процесса к микромасштабу национального промышленного обновления и повышения международной конкурентоспособности.