Он вал шестерниявляется важнейшей опорной и вращающейся частью строительной техники, обеспечивающей вращательное движение.шестернии других компонентов, и может передавать крутящий момент и мощность на большие расстояния. Обладает преимуществами высокой эффективности передачи, длительного срока службы и компактной конструкции. Широко используется и стал одной из основных частей трансмиссии строительной техники. В настоящее время, с быстрым развитием отечественной экономики и расширением инфраструктуры, возникает новая волна спроса на строительную технику. Выбор материала вала шестерни, способ термообработки, установка и регулировка обрабатывающего приспособления, параметры процесса зубофрезерования и подача – все это очень важно для качества обработки и срока службы вала шестерни. В данной работе проводится конкретное исследование технологии обработки вала шестерни в строительной технике на основе собственной практики и предлагается соответствующая конструкция для улучшения, что обеспечивает мощную техническую основу для совершенствования технологии обработки инженерных валов шестерни.

Анализ технологии обработкиВал шестернив строительной технике

Для удобства исследования в данной работе выбран классический входной вал в строительной технике, а именно типичные ступенчатые валы, состоящие из шлицов, окружных поверхностей, дугообразных поверхностей, выступов, канавок, канавок для колец, зубьев и других различных форм. Геометрическая поверхность и геометрический состав элементов. Требования к точности зубчатых валов, как правило, достаточно высоки, а сложность обработки достаточно велика, поэтому необходимо правильно выбрать и проанализировать некоторые важные звенья процесса обработки, такие как материалы, эвольвентные наружные шлицы, контрольные точки, обработка профиля зубьев, термообработка и т. д. Для обеспечения качества и снижения себестоимости обработки зубчатого вала ниже проанализированы различные ключевые процессы его обработки.

Выбор материаловвал шестерни

Валы зубчатых передач в трансмиссионных механизмах обычно изготавливаются из высококачественной углеродистой стали марки 45, легированной стали марок 40Cr, 20CrMnTi и др. Как правило, они соответствуют требованиям к прочности материала, обладают хорошей износостойкостью и приемлемой ценой.

Технология черновой обработки вал шестерни

Из-за высоких требований к прочности валов шестерен использование круглой стали для прямой механической обработки требует больших затрат материалов и труда, поэтому в качестве заготовок обычно используются кованые заготовки, а для валов шестерен больших размеров может использоваться свободная ковка; иногда изготавливаются штампованные заготовки; некоторые шестерни меньшего размера могут быть изготовлены в виде цельной заготовки вместе с валом. При изготовлении заготовки, если это свободная ковка, ее обработка должна соответствовать стандарту GB/T15826; если это штампованная заготовка, припуск на механическую обработку должен соответствовать стандарту GB/T12362. Кованые заготовки должны быть защищены от дефектов ковки, таких как неравномерность зерна, трещины и сколы, и должны быть испытаны в соответствии с соответствующими национальными стандартами оценки ковки.

Предварительная термообработка и черновая токарная обработка заготовок.

Заготовки с множеством зубчатых валов изготавливаются в основном из высококачественной углеродистой конструкционной стали и легированной стали. Для повышения твердости материала и облегчения обработки применяется нормализующая термообработка, а именно: процесс нормализации при температуре 960 ℃, воздушное охлаждение, при этом твердость остается в пределах HB170-207. Нормализующая термообработка также способствует измельчению ковочных зерен, формированию однородной кристаллической структуры и устранению ковочных напряжений, что закладывает основу для последующей термообработки.

Основная цель черновой токарной обработки — удаление припуска на обработку на поверхности заготовки, а последовательность обработки основной поверхности зависит от выбора точки позиционирования детали. Характеристики самих деталей зубчатого вала и требования к точности каждой поверхности зависят от точки позиционирования. В деталях зубчатого вала обычно используется ось в качестве точки позиционирования, чтобы обеспечить унифицированность и совпадение с проектными параметрами. В реальном производстве в качестве точки позиционирования используется внешний круг, а в качестве точки позиционирования для точной обработки — верхние отверстия на обоих концах зубчатого вала, при этом погрешность контролируется в пределах от 1/3 до 1/5 от погрешности размеров.

После подготовительной термообработки заготовка обрабатывается токарным или фрезерным способом с обеих торцевых поверхностей (в соответствии с линией), затем на обоих концах отмечаются и сверлятся центральные отверстия, после чего выполняется черновая обработка внешней окружности.

Технология обработки чистового внешнего круга

Процесс тонкой токарной обработки выглядит следующим образом: наружный круг обрабатывается на токарном станке с использованием верхних отверстий на обоих концах вала шестерни. В реальном производственном процессе валы шестерен изготавливаются партиями. Для повышения эффективности и качества обработки валов шестерен обычно используется токарная обработка на станках с ЧПУ, что позволяет контролировать качество обработки всех заготовок с помощью программы и одновременно гарантирует эффективность пакетной обработки.

Готовые детали могут быть закалены и отпущены в соответствии с условиями эксплуатации и техническими требованиями, что может послужить основой для последующей поверхностной закалки и азотирования, а также уменьшить деформацию поверхности после обработки. Если конструкция не требует закалки и отпуска, деталь может быть непосредственно использована для зубофрезерования.

Технология обработки зубьев и шлицов зубчатого вала

В трансмиссионной системе строительной техники шестерни и шлицы являются ключевыми компонентами для передачи мощности и крутящего момента и требуют высокой точности. Для шестерен обычно используется точность 7-9 класса. Для шестерен 9 класса точности могут использоваться как зубофрезерные, так и зуборезные фрезы, но точность обработки зубофрезерными фрезами значительно выше, чем зуборезными, и то же самое относится к эффективности; шестерни, требующие точности 8 класса, могут сначала быть обработаны зубофрезерованием или шлифованием, а затем обработаны зубчатой ​​рейкой; для высокоточных шестерен 7 класса следует использовать различные методы обработки в зависимости от размера партии. Если это небольшая партия или единичный экземпляр, то обработка может начинаться с зубофрезерования (нарезания канавок), затем с высокочастотного индукционного нагрева и закалки, и других методов обработки поверхности, и, наконец, с шлифования для достижения требуемой точности; если это крупномасштабная обработка, то сначала зубофрезерование, а затем шлифование. Затем следует высокочастотный индукционный нагрев и закалка, и, наконец, хонингование. Для зубчатых передач, требующих закалки, обработка должна производиться на уровне, превышающем требуемый чертежами уровень точности обработки.

Шлицы зубчатого вала обычно бывают двух типов: прямоугольные и эвольвентные. Для шлицов с высокими требованиями к точности используются накатные и шлифованные зубья. В настоящее время в строительной технике наиболее распространены эвольвентные шлицы с углом зацепления 30°. Однако технология обработки шлицов зубчатых валов в больших масштабах является сложной и требует специального фрезерного станка; для мелкосерийной обработки можно использовать индексирующую пластину, обрабатываемую специальным специалистом на фрезерном станке.

Обсуждение цементации поверхности зуба или важных технологий закалки поверхности.

Поверхность вала шестерни и поверхность важных диаметров вала обычно требуют обработки, которая включает цементацию и закалку. Цель цементации и закалки — повышение твердости и износостойкости поверхности вала. Прочность, ударная вязкость и пластичность, обычно шлицевые зубья, канавки и т.д., не требуют обработки, но нуждаются в дополнительной обработке. Поэтому перед цементацией или закалкой наносится краска, после завершения обработки поверхность слегка снимают, а затем удаляют. При закалке следует учитывать влияние таких факторов, как температура, скорость охлаждения, охлаждающая среда и т.д. После закалки необходимо проверить, не изогнут ли вал или не деформирован ли он. Если деформация большая, необходимо снять напряжение и повторно деформировать вал.

Анализ шлифовки центральных отверстий и других важных процессов финишной обработки поверхности.

После обработки поверхности вала шестерни необходимо отшлифовать верхние отверстия на обоих концах, используя отшлифованную поверхность в качестве тонкого ориентира для шлифовки других важных наружных поверхностей и торцевых поверхностей. Аналогичным образом, используя верхние отверстия на обоих концах в качестве тонкого ориентира, необходимо завершить обработку важных поверхностей вблизи канавки до тех пор, пока не будут выполнены требования чертежа.

Анализ процесса финишной обработки поверхности зуба.

При чистовой обработке поверхности зуба в качестве эталона также используются верхние отверстия на обоих концах, после чего поверхность зуба и другие детали шлифуются до тех пор, пока не будут достигнуты требуемые показатели точности.

В общем, технологический процесс обработки зубчатых валов строительной техники включает в себя: вырубку, ковку, нормализацию, черновую токарную обработку, чистовую токарную обработку, черновое зубофрезерование, чистое зубофрезерование, фрезерование, снятие заусенцев со шлицов, закалку или цементацию поверхности, шлифовку центрального отверстия, шлифовку важных наружных поверхностей и торцов. Изделия, обработанные на шлифовальных поверхностях вблизи канавки для токарной обработки, проверяются и отправляются на хранение.

После обзора практики можно отметить, что текущий технологический процесс и требования к обработке зубчатого вала представлены выше, однако с развитием современной промышленности постоянно появляются и применяются новые процессы и технологии, а старые процессы непрерывно совершенствуются и внедряются. Технология обработки также постоянно меняется.

в заключение

Технология обработки вала шестерни оказывает огромное влияние на его качество. Каждая технология изготовления вала шестерни имеет очень важное значение, поскольку она занимает важное место в изделии, выполняет свою функцию и учитывает расположение связанных с ним деталей. Поэтому для обеспечения качества обработки вала шестерни необходимо разработать оптимальную технологию обработки. На основе реального производственного опыта в данной работе проводится конкретный анализ технологии обработки вала шестерни. Подробно рассматриваются вопросы выбора обрабатываемых материалов, обработки поверхности, термообработки и технологии резки вала шестерни, что позволяет обобщить производственную практику, обеспечивающую качество обработки и механической обработки вала шестерни. Оптимальная технология обработки, обеспечивающая эффективность, предоставляет важную техническую поддержку для обработки валов шестерен, а также служит хорошим ориентиром для обработки других аналогичных изделий.