샤프트 가공은 절단, 밀링, 연삭 및 열처리를 통해 원료 바 스톡을 완성된 샤프트로 바꾸는 프로세스입니다. 정밀 부품(예: 모터 또는 펌프 샤프트)의 직경은 일반적으로 Ra 0.4μm까지 연삭 마감된 IT5-IT6 밴드에 고정됩니다. 사용하는 프로세스와 순서는 재료, 형상 및 런아웃이 얼마나 엄격해야 하는지에 따라 다릅니다.
모터의 성능은 모터의 중앙을 통과하는 샤프트의 성능에 달려 있습니다. 샤프트가 몇 미크론씩 소모되면 하류 어디에서나 진동, 소음, 몇 달 일찍 마모되는 베어링 등을 느낄 수 있습니다. 그렇기 때문에샤프트 가공우리가 하는 일의 중심에 있습니다. 10년 넘게 우리는 40개 이상의 국가로 배송되는 EV 구동 모터, 자동화 라인 및 가전제품을 위해 스톡 바를 부하 시 공차를 유지하는 샤프트로 전환해 왔습니다.
이 가이드에서는 정밀 샤프트가 실제로 어떻게 만들어지는지 순서대로 가공 단계, 논란의 여지가 있는 공차, 재료, 유능한 가공 파트너와 저렴한 파트너를 구별하는 방법을 안내합니다.
샤프트 가공이란 무엇입니까?
샤프트 가공은 절삭 공정입니다. 둥근 막대로 시작하여 남은 부분이 도면과 일치할 때까지 금속을 제거합니다. 올바른 직경, 올바른 길이, 여기의 키홈, 저기의 나사산 등 모두 공차 내에 있습니다. 아무것도 추가되지 않습니다. 정확성은 전적으로 재료를 올바른 장소에 가져가는 데서 비롯됩니다.
일반적인 '가공'이라고 뭉뚱그려 있지 않고 그 자체의 이름을 갖게 된 이유는 샤프트가 회전하기 때문이다. 브래킷이 10분의 1밀리미터 떨어져 있어도 아무도 눈치 채지 못할 수 있습니다. 수천 RPM으로 회전하는 샤프트는 불가능합니다. 동심도, 직진도 및 표면 마감 모두 완성된 어셈블리가 얼마나 조용하고 얼마나 오래 실행되는지에 직접 영향을 미칩니다. 정밀 샤프트 가공은 실제로 부품 전체 길이에 걸쳐 이 세 가지를 제어하는 것입니다.
샤프트 가공 공정의 단계별
두 가지 작업이 동일하지는 않지만 정밀 샤프트는 일반적으로 대략 이 순서로 작업장을 통과합니다. 순서는 개별 작업만큼 중요합니다. 굳기 전에 갈아서 열로 인해 부품이 허용 범위에서 벗어나게 됩니다.
재료 선택 및 컷오프바 스톡은 하중과 환경에 맞게 선택한 다음 페이싱 및 연삭 스톡을 위해 약간의 여유분을 추가하여 길이에 맞게 절단합니다.거친 터닝CNC 선반에서는 바가 완성된 모양에 가까워지고 그라인더가 나중에 청소할 수 있도록 임계 직경에 10분의 1밀리미터 정도 남습니다.
드릴링 또는 보링중공 샤프트에만 해당 - 외부가 완성되기 전에 보어가 중앙을 통해 드릴링되거나 건드릴링됩니다.
갈기키홈, 플랫, 스플라인 및 교차 구멍은 부품이 여전히 부드럽고 작업하기 쉬운 상태에서 밀 또는 턴밀 기계로 절단됩니다.
열처리샤프트는 강도와 내마모성을 높이기 위해 경화됩니다(일반적으로 담금질 및 템퍼링, 때로는 베어링 저널에 대한 유도 경화).
연삭 마무리원통형 또는 센터리스 연삭을 통해 주행 직경을 최종 크기와 표면 마감으로 낮추어 열처리로 인해 남은 왜곡을 교정합니다.
점검직경, 런아웃, 동심도 및 표면 거칠기는 배송 전에 도면과 비교하여 확인됩니다.
마킹 및 포장녹 방지 처리, 필요한 경우 레이저 마킹, 운송 중 접지 표면을 보호하는 포장.
- 순서가 고정된 이유:경화로 인해 샤프트가 약간 휘게 됩니다. 이는 물리적인 현상이지 결함이 아닙니다. 마감 그라인드를 까지 남겨두기~ 후에열처리는 여전히 단단하고 내마모성이 있는 부품을 만드는 방법입니다. 종이에 미세하게 측정되고 현장에서 진동하는 샤프트를 먼저 갈아서 마지막에 경화시키는 상점입니다.
핵심 공정: 터닝, 밀링, 연삭
세 가지 작업 제품군이 샤프트에 대한 대부분의 작업을 수행합니다. 선삭은 원형 프로파일을 정의하고 밀링은 기능을 추가하며 연삭은 정밀도를 제공합니다. 일반적인 직업을 비교하는 방법은 다음과 같습니다.
| 프로세스 | 샤프트에서 하는 일 | 가장 적합 | 일반적인 정밀도 |
|---|---|---|---|
| CNC 터닝 | 바 스톡에서 전체 원형 프로파일, 숄더 및 직경을 절단합니다. | 황삭 및 준정삭 단계인 모든 샤프트 | ±0.02~0.05mm |
| 밀링/턴밀 | 키홈, 플랫, 스플라인, 교차 구멍 및 나사산 절단 | 구동 기능이 있거나 원형이 아닌 디테일이 있는 샤프트 | 기능에 따라 다름 |
| 원통형 연삭 | 단단한 진원도와 동심도를 위해 중심 사이의 저널을 마무리합니다. | 계단형 및 숄더형 샤프트 | IT5–IT6, Ra ≤ 0.4μm |
| 센터리스 연삭 | 작업대에서 일반 직경을 마감하며 중앙 구멍이 필요하지 않습니다. | 더 많은 양의 긴 직선 샤프트 | IT5–IT6, Ra ≤ 0.4μm |
| 마찰용접 | 두 개의 재료를 끝에서 끝까지 결합합니다. 강철 몸체에 스테인레스 헤드 | 고가의 합금 비용을 절감하는 바이메탈 샤프트 | 전체 강도 조인트 |
사이의 선택원통형 및 센터리스 연삭구매자를 가장 자주 당황하게 만드는 것입니다. 원통형 연삭은 샤프트가 자체 중앙 구멍을 중심으로 회전하기 때문에 단계가 있는 부품의 경우 두 가지 방법 중 더 정확합니다. 센터리스 연삭은 속도 대신 위치 제어를 약간 포기합니다. 이는 정확히 대량으로 작동하는 길고 평범한 샤프트에서 원하는 것입니다. 실제로 우리는 두 가지를 모두 실행합니다. 즉, 기계가 아니라 부품이 결정합니다.
우리가 가공하는 재료 - 그리고 선택이 작업을 어떻게 변화시키는가
재료는 모든 샤프트에서 가장 먼저 결정되며 부품 절단 방법, 경화 가능 여부, 부식성 또는 위생 환경에서 작동 방식 등 모든 것을 조용히 설정합니다. 우리는 탄소강, 합금강, 스테인리스강을 가공하며 부하, 환경, 예산에 따라 적합한 제품군을 선택합니다.
| 재료군 | 공통등급 | 당신이 그것을 선택하는 이유 |
|---|---|---|
| 중탄소강 | 1045 / C45 | 일꾼. 강도가 좋고 기계 가공이 쉬우며 유도 경화가 필요합니다. 최저 비용으로 대부분의 일반 용도 샤프트에 적용됩니다. |
| 합금강 | 40Cr / 4140 | 강도와 피로 수명이 더 높고 담금질 및 템퍼링에 잘 반응합니다. 로드된 드라이브 샤프트를 위한 선택입니다. |
| 스테인레스 스틸 | 303 / 304 / 316 / 420 | 부식 및 위생. 샤프트에 습기, 화학 물질 또는 세척물(식품, 의료, 펌프)이 보이는 곳에 사용됩니다. |
여기에는 등급 선택, 열처리 반응 및 각 기계의 방식 등 하나의 테이블이 담을 수 있는 것보다 더 많은 미묘한 차이가 있습니다. 우리는 그것을 깊이 다루었습니다.모터 샤프트에는 어떤 재료가 사용됩니까?, 그림을 완성하기 전에 읽어 볼 가치가 있습니다.
공차, 마감 및 런아웃: 중요한 수치
샤프트 가공이 흥미로운 부분이자 가격과 품질이 실제로 다른 부분입니다. 단순히 "크기에 맞춰 조정"이라고 말하는 도면은 IT6 직경과 0.01mm 런아웃을 명시하는 도면과는 매우 다른 작업입니다. 세 가지 사양이 대부분의 무게를 지닙니다.
| 사양 | 제어 대상 | 정밀 샤프트 범위 | 관숴 표준 |
|---|---|---|---|
| 치수공차(IT등급) | 각 직경이 목표 크기와 얼마나 일치하는지 | 런닝 핏의 IT5–IT7 | IT5~IT6 |
| 표면 거칠기(Ra) | 그라운드 저널이 얼마나 부드러운지 - 마찰과 베어링 수명을 좌우합니다. | Ra 0.4~0.8μm | Ra ≤ 0.4μm |
| 런아웃/동심도 | 샤프트가 자체 축을 중심으로 회전하는 정도 | 주요 저널에서 0.01–0.02mm | 센터그라운드 저널에서 개최 |
이 글을 읽으면서 간단한 한마디. IT 등급은 ISO 공차 시스템에서 나옵니다. 숫자가 낮을수록 밴드가 더 촘촘해지며 등급이 낮아질 때마다 실제 가공 시간이 소요되므로 부품에 실제로 필요한 부분만 엄격하게 지정하는 것이 좋습니다. Ra는 완성된 표면의 평균 거칠기입니다. Ra 0.4μm의 접지 샤프트는 유리처럼 매끄러우며 베어링이나 씰이 냉각되도록 합니다. 런아웃은 두 가지를 하나로 묶습니다. 샤프트가 회전할 때 다이얼 표시기에서 볼 수 있는 흔들림이며, 회전 부품에서는 어셈블리가 조용한지 여부를 결정하는 단일 숫자인 경우가 많습니다.
열처리: 샤프트가 강도를 얻는 곳
기계가공을 통해 샤프트의 모양이 결정됩니다. 열처리는 그것의 백본을 제공합니다. 곧바로 회전할 때 대부분의 샤프트 강은 상대적으로 부드럽습니다. 키홈 절단에는 적합하지만 수년간의 역방향 하중에는 적합하지 않습니다. 열처리는 강철의 치수가 아닌 구조를 변경하여 문제를 해결합니다.
샤프트 작업의 가장 일반적인 경로는 담금질 및 템퍼링입니다. 부품을 가열하고 빠르게 냉각하여 완전히 경화시킨 다음 다시 템퍼링하여 약간의 경도를 인성으로 교환합니다. 작동 표면만 단단해야 하는 경우(예: 베어링 저널) 유도 경화는 해당 밴드만 가열하고 코어를 단단하게 유지합니다. 균형은 항상 동일합니다. 더 단단한 것은 마모에 저항하고, 더 강한 것은 균열에 저항하며, 템퍼링 단계는 이 둘의 균형을 맞추는 단계입니다.
열처리도 공정순서가 그런 이유이다. 경화로 인해 부품이 약간 왜곡되기 때문에~ 전에마무리 갈기, 결코 이후. 샤프트를 갈아서 강화하면 자신의 정밀도가 손상됩니다.
작업 현장의 품질 관리
측정되지 않는 정밀도는 희망일 뿐입니다. 샤프트가 건물을 떠나기 전에 모든 임계 직경, 주요 저널의 런아웃 및 표면 마감을 도면과 대조하여 확인합니다. 이러한 검사 규율은 당사가 ISO 9001 인증을 보유하고 수년 동안 11개의 특허를 취득한 이유 중 하나입니다.
여기에서도 용량이 중요합니다. 왜냐하면 일관된 정밀도는 하나의 좋은 그라인더와 대기열이 아닌 적절한 양의 기계를 보유하는 데서 비롯되기 때문입니다. 당사의 연삭 라인은 26개의 CNC 원통형 연삭기와 6개의 고정밀 센터리스 연삭기를 실행하므로 단일 영웅 부품이 아닌 전체 생산 과정에서 IT5~IT6을 유지할 수 있습니다. 2016년에 설립된 국가적 하이테크 기업으로서 우리는 한 가지 원칙, 즉 파트 1과 파트 10000에서 동일한 측정을 하는 샤프트를 중심으로 매장을 구축했습니다.
우리가 가공하는 샤프트
위의 프로세스는 상당히 광범위한 샤프트 유형으로 통합됩니다. 각각에는 자체 가공 주름이 있으며 세부 사항을 원하는 경우 전용 페이지가 있습니다.
- 견고한 모터 샤프트— 기준선, in매끄러운, 열쇠구멍, 스플라인그리고계단식토크가 어떻게 전달되는지에 따라 형성됩니다.
- 중공 모터 샤프트— 무게를 줄이거나 배선과 냉각수를 라우팅하기 위해 중앙을 뚫습니다. 보다중실축 vs 중공축각각이 의미가 있을 때를 위해.
- 특수 샤프트- 스테인레스 스틸 마찰 용접 샤프트 및 펌프, 밸브 및 의료 장비용 부품 포함.
- 범용 샤프트— 입증된 표준 프로필이 작업을 수행하는 서보, 스테퍼 및 기기 모터의 경우.
샤프트 가공 파트너 선택 방법
대부분의 구매자는 샤프트를 돌릴 사람을 찾을 수 있습니다. 부품 번호 5,000의 IT6 및 0.01mm 런아웃을 보유하고 이를 서류로 뒷받침할 매장을 찾는 것이 더 어렵습니다. 몇 가지 사항이 두 가지를 구분합니다.
선삭이 아닌 연삭 용량에 대해 먼저 물어보십시오. 선삭은 일반적이지만 대량으로 정밀 연삭하는 것은 아닙니다. 샤프트의 신뢰성은 시작되는 강철만큼만 신뢰할 수 있기 때문에 임계 직경에 대한 검사 보고서를 보여줄 수 있는지, 그리고 재료 인증서를 어떻게 처리하는지 물어보십시오. 배치가 표류하면 어떤 일이 발생하는지 물어보십시오. 진지한 공급업체는 측정, 조정 및 문서화합니다. 약한 사람은 배를 타고 희망을 품는다. 그리고 샤프트가 이미 누구의 모터에서 작동하는지 살펴보세요. EV, 자동화 및 가전제품 구동계 분야에서 10년 동안의 작업은 사양 시트에서 가짜로 만들 수 있는 것이 아닙니다.
맞춤형 샤프트 가공은 카탈로그에서 가져오는 것이 아니라 도면, 공차, 재료를 인용하고 사양에 맞게 제작해야 합니다. "맞춤형" 공급업체가 표준 크기로 계속 안내하는 경우 실제로 가공할 수 있는 항목에 대해 알려줍니다.
견적할 샤프트 도면이 있나요?
공차, 재료 및 마감이 표시된 2D 도면이나 샘플을 보내주십시오. 우리는 견적과 도움이 될 경우 작업 현장에서 한두 가지 제안을 가지고 돌아올 것입니다.
샤프트 가공 견적 받기자주 묻는 질문
샤프트 가공에서는 어느 정도의 공차가 유지됩니까?
프로세스에 따라 다릅니다. 황삭 선삭은 +/- 0.05mm 범위에 들어가고, 정밀 샤프트의 마무리 연삭은 표면 거칠기가 Ra 0.4μm까지 IT5-IT6 밴드에 직경 공차를 제공합니다. Guanshuo에서는 모터 및 펌프 샤프트의 표준 수준으로 연마합니다.
원통형 연삭과 센터리스 연삭의 차이점은 무엇입니까?
원통형 연삭은 중심 사이에 샤프트를 고정하므로 동심도가 뛰어나고 계단식 또는 숄더 샤프트에 적합합니다. 센터리스 연삭은 작업대의 샤프트를 지지하고 더 빠르게 작동하므로 더 많은 양의 길고 평평한 샤프트에 적합합니다. 우리를 포함한 대부분의 상점은 부품에 따라 두 가지를 모두 사용합니다.
가공된 샤프트에 가장 적합한 재료는 무엇입니까?
최고의 재료는 하나도 없습니다. 1045와 같은 중탄소강은 대부분의 일반 샤프트에 사용되며, 40Cr과 같은 합금강은 더 높은 하중을 처리하고 경화에 잘 반응하며, 부식이나 위생 문제가 있는 경우 스테인리스강이 선택됩니다. 올바른 선택은 부하, 환경 및 비용에 따라 결정됩니다.
중공축을 가공할 수 있나요?
예. 중공축은 중앙을 뚫거나 구멍을 뚫은 다음 중실축처럼 회전하고 연마합니다. 무게를 줄이고 EV 및 자동화 모터에서 흔히 볼 수 있는 보어를 통해 배선, 냉각수 또는 두 번째 샤프트를 라우팅할 수 있습니다.
도면에서 맞춤형 샤프트를 가공하시나요?
그것이 우리 작업의 대부분입니다. 공차, 재료 및 마감이 명시된 2D 도면이나 샘플을 보내주시면 견적을 보내드리겠습니다. 우리는 고정된 카탈로그가 아닌 귀하의 사양에 맞춰 가공합니다.
어떤 산업에서 가공 샤프트를 사용합니까?
당사의 샤프트는 신에너지 차량 모터, 산업 자동화 및 로봇 공학, 가전제품, 펌프 및 밸브, 의료 장비 등 회전 부품이 하중을 받아도 그대로 유지되어야 하는 모든 곳에 사용됩니다.
