Mässingväxel: CNC-svarvning och framtagning för kinesisk smart tillverkning

Inom områden som fordonskomponenter, högklassig ljudutrustning och precisionsinstrument har mässingväxlar, tack vare sin utmärkta slitstyrka och goda elektriska ledningsförmåga, blivit oersättliga kärntransmissionskomponenter.

industriella möjligheter i det nuvarande politiska läget

Vid Folkets nationella kongress som hölls i mars i år förklarade Zheng Shanjie, chef för Nationella kommissionen för utveckling och reform, tydligt att Kina är fullt självsäkert på att uppnå målet om en ekonomisk tillväxt på cirka 5 %, och betonade att nya kvalitativa produktionsstyrkor omfattande omvandlar produktionsmetoder.

Under 2024 ökade Kinas BNP med 5 % jämfört med föregående år, med en årlig produktion av nya energifordon som översteg 13 miljoner enheter, vilket placerar landet i toppskiktet bland världens större ekonomier.

I samband med den globala vågen av industriell uppgradering underlystrade handelsministeriet ytterligare vikten av att främja högkvalitativ konsumtion och industriell uppgradering under de två sessionerna.

2 Vetenskaplig grund för materialval

Anledningen till att mässingsväxlar har en plats inom precisionsoverföring ligger i deras unika materialegenskaper. Mässing, en legering av koppar och zink, har inte bara hög hållfasthet och seghet utan också god utmattningshållfasthet och ett lågt friktionsvärde.

I praktiska tillämpningar minskar detta materials självsmörjande egenskaper friktionsförluster i överföringssystem avsevärt, vilket förbättrar utrustningens driftsprestanda.

Särskilt i tillämpningar som är känsliga för brus, såsom högklassig ljudutrustning och precisionsinstrument, säkerställer mässingsväxlar långsiktig stabil drift tack vare sitt låga friktionsvärde och korrosionsmotstånd.

3 Precisionsbearbetningsflöde för mässingsväxlar

Innan 2025 har växelbearbetningstekniken inletts ett nytt utvecklingsstadium. Enligt branschundersökningsrapporter kan ett systematiskt flöde för bearbetning av mässingsväxlar delas upp i flera nyckelfaser.

Från den initiala digitala designen till den slutgiltiga produktverifiering kräver varje steg exakt kontroll.

• CAD/CAM-design och programmering

Det första steg i tillverkningen av kopparkugghjul är CAD-modellering (datorstödd design). Enligt spårningsstudier av 47 precisionsillverkprojekt, utgör detta skede i genomsnitt 18 % av processens tid men har en hög kvalitetspåverkanskår på 9,2 poäng.

Designers måste ta hänsyn till nyckelparametrar såsom kugghjulets modul, antal tänder och tryckvinkel för att säkerställa att den slutgiltiga produkt uppfyller de exakta krav av det aktuella användningscenario.

• CNC-svarvning för huvudsvarvning

Under ledning av CAM-program (datorstödd tillverkning), fästs kopparstavar på CNC-svarar för huvudsvarvning.

Skärverktyg rör sig exakt längs förprogrammerade banor och formar stavarna till kugghjulblank. Studier visar att svarvning särskilt lämplig för att forma kugghjulblank med enkla former och höga precisionskrav.

• Precisionshuggningsprocess

Hammning är den centrala processen i bearbetning av mässingsväxlar. Med genereringsmetoden simulerar hamm och arbetsstycke en ingreppsrörelse och skär successivt fram det exakta tandprofilen på växeln.

För växlar med liten och medelstor modul möjliggör hammningsmaskiner högeffektiv och högprecis massproduktion.

• Ny trend inom integrerad bearbetning

Med teknikutvecklingen kan utrustning som den nyligen lanserade "GE25CF Hamm- och fasningsintegrerade maskinen" från Nidec Machine Tool utföra hammning och fasning samtidigt på en och samma maskin, vilket avsevärt förbättrar produktionshastighet och noggrannhet.

Denna typ av maskin använder en ringladdare för byte av arbetsstycken, vilket möjliggör synkroniserade hamm- och fasningsoperationer.

4 Kvalitetskontroll och inspektionssystem

Precisionen hos mässingsväxlar beror inte bara på bearbetningsprocessen utan också på ett strikt kvalitetskontrollsystem. Exakta mätningar och utvärderingar krävs i flera steg under bearbetningen.

Även om mellanliggande kontrollstadiet utgör endast 7 % av tiden är dess kvalitetspåverkanspoäng så hög som 9,4 poäng.

Branschen använder i stort utbud avancerad utrustning såsom koordinatmätdon och kugghjulinspektionsinstrument för att säkerställa att varje produkt uppfyller internationella standarder.

5 Teknologisk optimering och effektivitetsförbättring

Den digitala omvandling av tillverkning speglar sig inte bara i utrustningsuppgraderingar utan även i processoptimering och effektivitetsvinster. Enligt jämförande studier av traditionella och optimerade arbetsflöden har företag som implementerat strukturerade arbetsflöden uppnått betydande förbättringar.

Den mest påtagliga förändring är en 41 % minskning av maskinmonteringstid, främst beroende på standardiserade procedurer och förinställda verktygssystem. Sådana optimeringsåtgärder minskar direkt icke-produktiv tid och gör att företag kan anpassa sig mer flexibelt till förändringar i marknadens efterfrågan.

Minskningen av programmeringsfel är särskilt anmärkningsvärd – genom att använda simulerings- och verifieringsprogram har företag minskat programmeringsfelen med 67 %. Denna tekniska framsteg har kraftigt förbättrat korrekthetsgraden vid tillverkning av första delen.

6 Policyriktning och industriell framtid

I juli 2025 diskuterade den kinesiska statsrådets sammanträde åtgärder för att snabbare främja utveckling och öppnande av scenarier, för att främja storskalig användning av nya scenarier.

Sammanträdet betonade behovet av att fullt ut utnyttja Kinas fördelar som en marknad med enorm storlek och rikligt med tillgängliga tillämpningsscenarier, med fokus på att öppna upp scenariotillgångar och genomföra pilotverifieringar för innovation.

Dessutom pekade statsrådets sammanträde i oktober på behovet av att fördjupa reformer inom nyckelområden och utvidga institutionell öppenhet, samt förbättra öppenheten på varumarknaderna.

Dessa policyriktningar ger makronivå-stöd för precisionsindustrier som till exempel kopparlegerade växlar. I dagens djupt föränderliga internationella handelslandskap kopplar Kina samman med högnivå internationella ekonomiska och handelsregler genom institutionell öppenhet, vilket skapar en mer gynnsam utvecklingsmiljö för tillverkningsindustrin.

En kopparlegerad växel som har genomgått alla processer av 'CNC-svarvning + hobling' roterar långsamt under ett växelinspektionsinstrument. Testrapporten visar att alla indikatorer—fel i tandprofil, fel i tandriktning och delningsfel—visas i grönt, vilket innebär att den uppfyller nationell standard klass 6 noggrannhet.

Denna växel kommer att monteras in i en högpresterande automatiserad anordning avsedd för exportmarknaden. Dess smidighet i kraftöverföring och livslängd kommer direkt att påverka hela maskinens internationella marknadsprofil.

För den globala tillverkningsindustrin utvecklas precisionssnittprocessen för ett kugghjul i mässing från en ren tillverkningsprocess till en mikrokosm av nationell industriell uppgradering och ökad internationell konkurrenskraft.