볼밀 불기어

볼밀 불기어의 상세 소개, 제조 공정 및 검사 공정

I. 볼밀 불기어의 기능 및 구조적 특징

• 높은 강도와 내마모성: 치아 표면은 마모에 저항할 만큼 충분한 경도(담금질 및 템퍼링 후 ≥240HBW)를 가져야 하며, 치아 본체는 맞물림 충격을 견딜 만큼 좋은 인성(충격 인성 ≥40J/센티미터²)이 필요합니다.

• 고정밀 메싱: 이빨 모양 오류는 영국/T 10095의 7등급 이내로 제어되어야 하며 피니언과의 접촉 면적(치아 높이를 따라 ≥50%, 치아 길이를 따라 ≥60%)을 확보해야 합니다.

• 구조적 안정성: 대형 기어(직경 ≥3m)는 운반 및 설치의 용이성을 위해 종종 분할 구조(2~4개 세그먼트)를 채택합니다. 접합면은 위치 정확도(반경 방향 오정렬 ≤0.1mm)를 보장해야 합니다.

2세. 볼밀 불기어 제조 공정 (42CrMo 분할기어를 예로 들어 설명)

1. 블랭크 준비(단조강)

• 원료: 두께 ≥100mm의 42CrMo 강판 또는 단조품을 선정하여 스펙트럼 분석을 통해 조성(C 0.38-0.45%, 크 0.9-1.2%, 모 0.15-0.25%)을 검증합니다.

• 단조/절단:

• 일체형 단조: 1100~1150℃로 가열하고, 유압 프레스(직경 ≤5m)를 사용하여 링 블랭크로 단조합니다. 단조 후, 노멀라이징(860℃×3시간, 공랭)하여 응력을 완화하고 경도를 200~230HBW로 낮춥니다.

• 분할 절삭: 대형 기어를 10~15mm의 가공 여유를 두고 여러 조각(예: 2조각)으로 절단합니다. 접합면은 평평하게 밀링 가공합니다(평탄도 ≤0.05mm/m).

2. 거친 가공 및 조립(분할 기어)

• 거친 선삭: CNC 수직 선반은 외부 원, 내부 보어 및 단면을 가공하며, 내부 보어에 5-8mm의 연삭 여유를 남겨둡니다.

• 조립 위치: 분할된 블랭크를 위치 핀과 볼트(볼트 예압 ≥800N·m)로 고정하여 조인트의 원주 편차가 ≤1mm가 되도록 합니다.

• 거친 기어 호빙: 기어 홉핑 머신으로 이빨 모양을 대략적으로 잘라내고, 담금질 및 템퍼링 후 변형 보정을 포함하여 3~5mm의 마무리 여유를 둡니다.

3. 담금질 및 템퍼링(핵심 공정)

• 840~860℃로 가열하고, 단열(담금질) 후 유냉한 후, 580~620℃에서 4시간 동안 템퍼링(고온 템퍼링)합니다. 최종 경도는 250~280HBW이며, 인장 강도 ≥800MPa를 보장합니다.

• 담금질 및 템퍼링 후 100% 초음파 검사(유타)를 실시(제이비/T 4730.3 2등급 준수)했으며, 균열이나 박리가 허용되지 않습니다.

4. 마무리 가공

• 반제품 선반: 기계 접합면, 내부 구멍 및 기준 단면을 가공하고 2~3mm의 연삭 여유를 남겨 둡니다.

• 정밀 기어 호빙: CNC 기어 호빙 머신은 피치 편차를 ±0.05mm, 톱니 방향 오차를 ≤0.03mm/100mm로 제어하여 톱니 프로파일을 가공합니다.

• 교련: 위치 허용 오차 ±0.1mm, 누적 구멍 거리 오차 ≤0.2mm인 기계 조립 볼트 구멍(직경 φ30-φ60mm)

• 연마: 실린더 플랜지와의 정확한 맞춤을 보장하기 위해 내부 보어(허용 오차 IT7)와 기준 단면(수직도 ≤0.02mm/100mm)을 연삭합니다.

5. 표면 처리 및 조립

• 치아 표면은 사포 분사(거칠기 라12.5μm) 처리되고 방청 프라이머로 코팅됩니다. 기계 가공되지 않은 표면은 상면 코팅(총 두께 ≥100μm)으로 도색됩니다.

• 분할 기어를 현장에서 조립할 때는 필러 게이지로 조인트 간극을 점검하십시오(간극 ≤0.05mm). 볼트를 조인 후 기어 링 반경 방향 흔들림(≤0.1mm)을 다시 측정하십시오.

3세. 볼밀 불기어 검사 공정

1. 원자재 및 공란검사

• 화학 성분: 스펙트럼 분석 결과 42CrMo에 Cr과 모 함량이 확인되었습니다.

• 단조 품질: 단조품의 거시 조직 검사(에칭법) 결과 수축이나 기공이 없습니다(등급 ≤2). 인장 시험 결과 항복 강도 ≥600MPa임을 확인합니다.

2. 열처리 검사

• 경도 시험: 브리넬 경도 시험기는 균일성 편차 ≤30HBW로 치아 표면과 코어(250-280HBW)를 측정합니다.

• 금속학적 구조: 샘플은 네트워크 탄화물이 없는 강화 소르바이트(등급 ≤3)를 보여줍니다.

3. 치아 형상 정확도 검사

• 기어 측정 센터 테스트:

• 누적 피치 오차 ≤0.15mm(직경 5m 기어의 경우), 개별 피치 편차 ±0.03mm

• 전체 프로필 편차 ≤0.08mm, 치아 방향 오류 ≤0.05mm/100mm

• 반경 방향 런아웃: 기어 런아웃 테스터는 기어 링 반경 방향 런아웃(≤0.1mm)을 측정합니다.

4. 완제품 최종 검사

• 조립 정확도: 분할 기어를 조립한 후 레이저 추적기가 전체 원형도(≤0.15mm)를 감지합니다.

• 메싱 테스트: 피니언 샘플을 이용한 메싱 테스트(2시간 무부하 운전) 결과, 접촉점이 양호하고 이상 소음이 발생하지 않음

• 외관 품질: 치근 필렛(R≥3mm)에 대한 침투 시험(물리치료) 결과 균열이나 버가 발견되지 않았습니다(깊이 ≤0.5mm).