Arbres à spline personnalisés
Involute & Clé parallèle

Un arbre de came (également appelé arbre à cames) est un arbre avec des dents longitudinales (cames) usinées le long de sa surface extérieure qui s'engrènent avec des cames internes correspondantes (dans un moyeu, une manette ou un accouplement) pour transmettre le couple tout en permettant un glissement axial ou un positionnement angulaire précis. Contrairement à un arbre à clavette simple (une clavette, une rainure), un arbre de came répartit le couple sur plusieurs dents, offrant une capacité de couple plus élevée, une meilleure concentricité et une moindre concentration de stress. Les arbres à spline sont utilisés partout où le couple doit être transmis entre un arbre et un moyeu coulissant ou fixe — transmissions automobiles, articulations de robots, pompes hydrauliques et actionneurs aérospatiaux.

Le prix des arbres à spline personnalisés dépend de six variables : (1) diamètre extérieur de la spline et module — les arbres plus grands et à pas plus fin coûtent plus cher ; (2) matériau — l'acier carburé 20CrMnTi est plus coûteux que le 42CrMo4 durci par induction ; (3) classe de précision — la norme DIN 5480 de grade 5 (fraisé) coûte environ deux fois plus que le grade 7 (only à la fraiseuse) ; (4) traitement thermique — la trempe par induction + le rectifiage ajoutent 25–40 % au prix ; (5) longueur et caractéristiques spéciales — les arbres longs, creux, et à spline d’engrenage coûtent plus cher que les simples petites splines ; (6) quantité de commande — les prototypes coûtent plus cher par unité que des lots de plus de 100. Envoyez votre dessin pour une devis gratuit personnalisé pour arbre à spline — nous répondons dans les 48 heures avec un prix ferme, délai de livraison et devis pour la fabrication des pièces à spline.

Splines involutes (couverts par DIN 5480, ISO 4156, ANSI B92.1) ont des profils de dents avec une courbe involute — la même géométrie de profil que les dents d’engrenage. Cela permet une auto-centering sous charge, une capacité de couple élevée, et la possibilité d’être fabriqué et inspecté avec le même équipement que les engrenages. Splines à clé parallèle (DIN 5462/5463) ont des dents droites, plates avec une section rectangulaire — plus simples à usiner mais avec une capacité de charge inférieure et sans auto-centering. Les splines involutes sont préférées pour les applications automobiles et aérospatiales ; les splines à clé parallèle pour les applications de machines-outils et de convoyeurs de moindre charge.

Les quatre principales normes sont : DIN 5480 (Allemand/Européen) — dents involutes, module métrique, angle de pression de 30°, la norme dominante dans les applications automobiles et industrielles en Europe. ISO 4156 — étroitement aligné avec la norme DIN 5480 mais avec quelques différences dans les définitions de classe d'ajustement ; préféré pour les achats internationaux. ANSI B92.1 (impérial, pas diamétral) et ANSI B92.2M (métrique) — normes américaines, largement utilisées dans les applications automobiles et hydrauliques en France et dans le monde. SAE J498 pour les accouplements de pompes hydrauliques. HXC produit des arbres à dents selon les quatre normes — spécifiez votre norme et votre classe d'ajustement sur le dessin.

Le processus standard de fabrication d'un arbre à dents pour les dents de précision : (1) Tournage du blank — diamètre extérieur de l'arbre, manchons, et caractéristiques usinés à la forme proche de la nette avec matière de rectification. (2) Hobbing des dents — dents d'involute générées par hobbing CNC de roue dentée. (3) Traitement thermique — trempe par induction de la zone de l'arbre ou carburisation complète, selon l'application. (4) Rectification des dents — rectification de profil après durcissement pour restaurer la précision de grade 5–6 selon DIN 5480. (5) Rectification cylindrique de l'OD — manchons de roulement et diamètres de référence rectifiés à la taille finale. (6) Inspection — jauge go/no-go 100% et mesure par sur-broche.

Frettage est une usure par micro-glissement à la surface de contact des dents de l'arbre — un mode de défaillance courant dans les accouplements à dents soumis à des charges de torsion cycliques avec vibration. Il produit des débris d'usure oxydés caractéristiques (corrosion par fretting) et peut évoluer vers une fissuration par fatigue de fretting au niveau de la racine de la dent. Méthodes de prévention : (1) Classe d'ajustement serré — réduit le micro-mouvement relatif ; (2) Durcissement de surface — les flancs de dents durs résistent à l'usure par micro-glissement ; (3) Lubrification — graisse pour arbre conique (MoS₂ ou NLGI 2) dans l'accouplement ; (4) Augmentation du nombre de dents — répartit la charge sur plus de dents ; (5) Trempe de projection — la contrainte de compression au niveau de la racine résiste à l'initiation de fissures.

DIN 5480 définit l'ajustement de la denture par classe de tolérance et type d'ajustement. L'arbre (denture extérieure) est classé selon la tolérance d'épaisseur de dent (par exemple, e, f, g pour un ajustement glissant ; js pour un ajustement de transition ; k, n pour un ajustement presse). Le moyeu (denture intérieure) possède une classe complémentaire. Choix courants : Ajustement glissant (f/H) — pour les dentures qui doivent glisser axialement ou être assemblées à la main ; typique dans les transmissions et les accouplements de pompes hydrauliques. Ajustement de transition (js/JS) — pour les accouplements fixes avec une tolérance d'assemblage. Ajustement presse (k/K, n/N) — pour les assemblages permanents. Toujours spécifier la classe d'ajustement du arbre et du moyeu sur le dessin — des classes incompatibles sont une erreur de conception fréquente.

L'inspection de l'arbre à denture utilise trois méthodes complémentaires : (1) Jauges de denture go/no-go — la méthode la plus pratique pour l'inspection en production. La jauge "go" (pointe d'accouplement) vérifie la tolérance composite totale incluant la forme des dents, le pas et la concentricité en un seul contrôle fonctionnel. La jauge "no-go" vérifie que l'épaisseur de la dent n'est pas trop fine. (2) Mesure par sur-pointe (sur-bille) — deux broches de précision de diamètre connu placées dans des espaces de dents opposés et la portée mesurée avec un micromètre. Mesure directement l'épaisseur effective de la dent. (3) CMM avec module d'engrenage — pour les dentures de classe précision nécessitant la mesure individuelle du profil de dent, du pas, de l'hélice et de la déviation selon DIN 5480 ou ISO 4156. HXC utilise ces trois méthodes, avec jauge go/no-go 100% et mesure CMM par échantillonnage de lot.

A arbre à clavette transmet le couple via une seule clavette rectangulaire insérée dans une rainure (clavette) usinée à la fois dans l'arbre et le moyeu. Simple, peu coûteux, mais : concentration élevée de contrainte aux extrémités de la clavette ; mauvaise concentricité (le moyeu peut osciller légèrement sur la clavette) ; capacité de couple limitée (une seule surface de contact). arbre à denture transmet le couple via plusieurs dents réparties autour de la circonférence : capacité de couple beaucoup plus élevée par unité de diamètre d'arbre ; excellente concentricité (profil involute auto-centreur) ; permet un glissement axial sans perdre la transmission de couple ; meilleure durée de vie en fatigue car la contrainte est répartie. Pour des applications au-dessus de ~50 Nm ou nécessitant une haute concentricité, les arbres à denture sont nettement supérieurs aux arbres à clavette.

L'usine d'arbres à spline CNC de HXC est située à Dongguan, Guangdong, Chine — un centre majeur de fabrication de précision dans le delta de la Rivière Pearl. Nous sommes un fabricant chinois d'arbres à spline depuis 2008, exportant vers des clients en Allemagne, aux États-Unis, au Japon, en France, en Italie, en Corée, et dans plus de 30 autres pays. Toutes les opérations d'usinage des arbres à spline, de trempe par induction, de rectification et d'inspection CMM sont réalisées en interne dans notre usine en Chine — sans sous-traitance. Les visites d'usine et les audits vidéo sont les bienvenus pour les équipes d'approvisionnement qualifiant de nouveaux fournisseurs d'arbres à spline CNC en Chine.

Oui — arbres à spline creux sont une spécialité de HXC. Nous usinons des arbres à spline creux à partir de barreaux percés ou de tubes sans soudure, avec des alésages internes pour réduire le poids, le passage d'huile / liquide de refroidissement ou le routage de câbles. Les applications courantes incluent les arbres d'articulation de robot (économise environ 40% de masse par rapport à un arbre plein), les actionneurs aérospatiaux, les arbres de transmission automobiles modernes et les transmissions de course. La concentricité de l'alésage est maintenue à ≤ 0,01 mm par rapport au cercle de pas de spline. Envoyez votre dessin d'arbre à spline creux — nous examinerons l'épaisseur de la paroi, le risque de déformation par traitement thermique, et proposerons un devis personnalisé dans le cadre de notre analyse DFM gratuite.

Les propriétés du matériau de l'arbre à spline déterminent l'application : 42CrMo4 (trempé par induction, HRC 52–58) est la norme pour les arbres à spline de transmission automobile et les arbres à spline de pompe hydraulique en acier — bonne résistance à la fatigue, traitement thermique prévisible, excellente machinabilité. 20CrMnTi (tanné au carburant, HRC 58–62) pour une résistance maximale à la fatigue de contact dans les arbres de transmission à haute torsion. Inox SUS316L pour l'alimentation, la pharmacie et la marine. Al 7075-T6 (anodisé dur) pour les arbres à spline de joints de robot légers. Titane de grade 5 pour l'aérospatiale. acier inoxydable 17-4PH pour la marine et la défense. PEEK pour les arbres à spline stérilisables médicalement.

Les angles de pression les plus courants pour les arbres à spline involutes sont : 30° (DIN 5480, ISO 4156) — la norme métrique européenne ; un angle de pression élevé offre une large racine de dent, une bonne capacité de charge et une auto-centrement. 37.5° et 45° — utilisé dans certaines séries ANSI B92.1 pour une résistance maximale à la racine et une charge radiale minimale sur les roulements. 20° — utilisé dans certains splines à pas fin où un plus grand nombre de dents fines est préféré. L'angle de pression influence la résistance des dents, la rigidité d'auto-centrement et le calibre spécifique de spline requis pour l'inspection. Toujours spécifier explicitement l'angle de pression — ne pas se fier uniquement à la norme, car plusieurs options de PA existent dans chaque norme.

Les arbres à came à axe parallèle standard sont conçus principalement pour la transmission de couple — ils peuvent transmettre des charges axiales uniquement si le spline est conçu avec une épaulement axial ou une bague de retenue, car les flancs des dents ne sont pas soumis à une charge axiale dans un accouplement à denture hélicoïdale involute standard. Pour les splines qui doivent également transmettre des charges axiales importantes, un spline hélicoïdal (similaire à un profil d'engrenage hélicoïdal) convertit le couple en une force de précharge axiale — utilisé dans certains entraînements d'accessoires de moteurs d'avion. Pour de faibles charges axiales (précharge uniquement), un spline à ajustement glissant avec une bague de retenue à clips à l'extrémité de l'arbre est la solution la plus simple. Les arbres à came HXC conçoivent des arbres à came pour une combinaison de couple et de charge axiale si nécessaire — indiquez vos exigences de charge dans les notes du dessin.

La capacité de couple d'un arbre à came dépend de l'OD du spline, du module, du nombre de dents, de la largeur de la face et de la dureté du matériau. En règle générale : un arbre à came à denture involute DIN 5480 avec m1.5 / 30T / Ø45mm en 42CrMo4 (durci par induction) peut transmettre environ 500–800 Nm en continu. La capacité évolue approximativement avec le cube de l'OD du spline pour le même module. Limites clés de conception : la contrainte de cisaillement des dents (cisaillement racine), pression de contact (pression Hertzienne sur la flasque), et fatigue de frottement à la racine de la dent. Les ingénieurs HXC peuvent calculer la capacité de couple de l'arbre à clavette et recommander le module/le nombre de dents pour votre application dans le cadre de la revue DFM gratuite.

La lubrification dépend du type de coupleur : Coupleurs à clavette fixes (pas de glissement axial en service) : une application unique de graisse de disulfure de molybdène (MoS₂) ou de compound anti-grippage lors de l'assemblage est suffisante. Raccords à rainure glissante (la clavette glisse axialement lors du fonctionnement, par exemple, les joints de glissement d'arbre de transmission) : nécessitent une graisse spécifique pour clavette (NLGI 2, complexe au lithium avec MoS₂ ou graphite) renouvelée selon le calendrier d'entretien. Environnements à bain d'huile (internes de la boîte de vitesses) : lubrifiés par l'huile de transmission — assurer que le type d'huile est compatible avec le matériau de la clavette (additifs EP nécessaires pour les clavettes en acier). Les clavettes en acier inoxydable et en titane sont plus tolérantes à la course à sec mais bénéficient toujours de la lubrification.

Grades de précision DIN 5480 : Grade 8–9 — uniquement à taillage, sans rectification ; adapté pour les coupleurs à clavette industriels à faible vitesse et faible charge ainsi que pour les grands équipements agricoles. Grade 7 — taillées et légèrement débrutées ; applications industrielles générales et automobiles non critiques. Grade 6 — taillées + rectifiées ; standard pour les transmissions automobiles, les clavettes de pompe hydraulique et les entraînements d'articulations de robot. Niveau 5 — rectifié avec précision ; pour les articulations de robot servo, les actionneurs aérospatiaux et les entraînements d'instruments de précision où le jeu doit être strictement contrôlé. Chaque niveau inférieur en grade double approximativement le coût d'inspection et de fabrication. Nos ingénieurs recommanderont le grade approprié en fonction de vos exigences en couple, vitesse et précision de positionnement.

Délais pour les arbres à spline : Prototype (1–5 pièces), fraisage 5 axes: 5–8 jours. Petite série (10–50 pièces), à crémaillère + rectifié, norme DIN 5480 grade 6: 8–14 jours. Lot de production (100–2 000 pièces), à crémaillère + trempé + rectifié: 12–18 jours. Arbres à spline en acier inoxydable ou titane: ajouter 3–5 jours pour la passivation ou la difficulté supplémentaire de usinage. Longs arbres (>500mm): ajouter 2–3 jours pour la correction de la rectitude après traitement thermique. La production urgente est disponible — discutez de votre délai lors du téléchargement de votre dessin.

Oui — nous fabriquons régulièrement arbres à spline à engrenage qui combinent des splines externes, des dents d'engrenage externes, des paliers de roulement, des extrémités filetées et des flasques de montage en un seul arbre. Toutes les caractéristiques sont produites dans une opération séquencée garantissant la concentricité entre la spline, l'engrenage et les sièges de roulement. Parmi les exemples : arbres de transmission automobile avec des splines involutes à une extrémité et des dents d'engrenage hélicoïdales au milieu ; arbres d'articulation de robot avec des splines et un engrenage conique intégré ; arbres de moteur hydraulique avec des splines et un flasque de montage. Ce sont les arbres de précision les plus complexes que nous fabriquons — et la demande personnalisée la plus courante. Envoyez-nous votre dessin pour une revue DFM gratuite et un devis.