Процесс обработки зубчатых колес, параметры резания и требования к инструменту, если зубчатое колесо слишком сложно вращать и необходимо повысить эффективность обработки.

Шестерня является основным базовым элементом трансмиссии в автомобильной промышленности. Обычно каждый автомобиль имеет 18-30 зубов. Качество шестерни напрямую влияет на шумность, устойчивость и срок службы автомобиля. Станок для обработки зубчатых колес представляет собой сложную станочную систему и ключевое оборудование в автомобильной промышленности. Мировые державы-производители автомобилей, такие как США, Германия и Япония, также являются производителями станков для обработки зубчатых колес. По статистике, более 80% автомобильных шестерен в Китае обрабатываются на отечественном зубопроизводительном оборудовании. В то же время автомобильная промышленность потребляет более 60% станков для обработки зубчатых колес, и автомобильная промышленность всегда будет основной частью потребления станков.

Технология обработки зубчатых колес

1. литье и изготовление заготовок

Горячая штамповка по-прежнему широко используется в процессе литья заготовок для деталей автомобильных редукторов. В последние годы при обработке валов широкое распространение получила технология поперечно-клиновой прокатки. Эта технология особенно подходит для изготовления заготовок для сложных дверных валов. Он не только обладает высокой точностью, небольшим припуском на последующую обработку, но также имеет высокую эффективность производства.

2. нормализация

Целью этого процесса является получение твердости, подходящей для последующего нарезания зубьев, и подготовка микроструктуры к окончательной термообработке, чтобы эффективно уменьшить деформацию при термообработке. Используемый материал зубчатой ​​стали обычно 20CrMnTi. Из-за большого влияния персонала, оборудования и окружающей среды скорость охлаждения и равномерность охлаждения заготовки трудно контролировать, что приводит к большому разбросу твердости и неравномерной металлографической структуре, что напрямую влияет на резку металла и конечную термообработку, что приводит к большим неравномерная термическая деформация и неконтролируемое качество деталей. Поэтому применяется изотермический процесс нормализации. Практика доказала, что изотермическая нормализация может эффективно устранить недостатки общей нормализации, а качество продукции является стабильным и надежным.

3. поворот

Чтобы удовлетворить требования к позиционированию при высокоточной обработке зубчатых колес, все заготовки зубчатых колес обрабатываются на токарных станках с ЧПУ, которые механически фиксируются без переточки токарного инструмента. Обработка диаметра отверстия, торца и наружного диаметра осуществляется синхронно при однократном зажиме, что не только обеспечивает требования вертикальности внутреннего отверстия и торца, но и обеспечивает малый разброс размеров массовых заготовок зубчатых колес. Таким образом, повышается точность заготовки шестерни и обеспечивается качество обработки последующих шестерен. Кроме того, высокая эффективность токарной обработки на станках с ЧПУ также значительно сокращает количество оборудования и обеспечивает хорошую экономичность.

4. зубофрезерная обработка и зубоформование

Для обработки зубчатых колес до сих пор широко используются обычные зубофрезерные и зубодолбежные станки. Хотя его удобно настраивать и обслуживать, эффективность производства низкая. Если большая мощность завершена, необходимо одновременно производить несколько машин. С развитием технологии нанесения покрытий стало очень удобно повторное покрытие фрез и плунжеров после шлифовки. Срок службы инструментов с покрытием можно значительно улучшить, как правило, более чем на 90%, эффективно сокращая количество смен инструмента и время шлифовки, что дает значительные преимущества.

5. бритье

Технология радиального зубофрезерования широко используется в массовом производстве автомобильных зубчатых колес из-за ее высокой эффективности и простоты реализации требований по модификации проектируемого профиля и направления зубьев. С тех пор, как в 1995 году компания приобрела специальный радиально-зубчатый станок итальянской компании для технического преобразования, она достигла зрелости в применении этой технологии, а качество обработки является стабильным и надежным.

6. термическая обработка

Автомобильные шестерни требуют цементации и закалки для обеспечения хороших механических свойств. Стабильное и надежное оборудование для термообработки необходимо для продуктов, которые после термообработки больше не подвергаются зубчатому шлифованию. Компания внедрила производственную линию непрерывной цементации и закалки German Lloyd's, которая добилась удовлетворительных результатов термообработки.

7. шлифовка

Он в основном используется для обработки внутреннего отверстия термообработанной шестерни, торцевой поверхности, внешнего диаметра вала и других деталей для повышения точности размеров и уменьшения геометрических допусков.

При обработке зубчатых колес используется приспособление с делительной окружностью для позиционирования и зажима, которое может эффективно обеспечить точность обработки зуба и опорной точки установки, а также получить удовлетворительное качество продукции.

8. отделка

Это необходимо для проверки и очистки неровностей и заусенцев на зубчатых частях трансмиссии и ведущего моста перед сборкой, чтобы устранить шум и посторонний шум, вызванный ими после сборки. Слушайте звук при зацеплении одной пары или наблюдайте отклонение от зацепления с помощью комплексного тестера. Детали корпуса трансмиссии, производимые компанией-производителем, включают корпус сцепления, корпус трансмиссии и корпус дифференциала. Картер сцепления и картер коробки передач представляют собой несущие детали, которые обычно изготавливаются из алюминиевого сплава методом литья под давлением специальным методом литья под давлением. Форма неправильная и сложная. Общая последовательность операций: фрезерование поверхности соединения → обработка технологических отверстий и соединительных отверстий → черновая расточка отверстий подшипников → чистовая расточка отверстий подшипников и отверстий для установочных штифтов → очистка → проверка и обнаружение утечек.

Параметры и требования к зуборежущему инструменту

Шестерни сильно деформируются после цементации и закалки. Размерная деформация науглероженного и закаленного наружного круга и внутреннего отверстия, особенно для больших шестерен, обычно очень велика. Однако для токарной обработки наружного круга науглероженных и закаленных шестерен подходящего инструмента не нашлось. Инструмент bn-h20, разработанный компанией «Valin superhard» для сильного прерывистого точения закаленной стали, исправил деформацию внутреннего отверстия и торца внешнего круга науглероженного и закаленного зубчатого колеса, а также нашел подходящий режущий инструмент прерывистого действия. Он совершил мировой прорыв в области область прерывистого резания сверхтвердыми инструментами.

Деформация цементации и закалки зубчатых колес: деформация цементации и закалки зубчатых колес в основном вызвана совместным действием остаточного напряжения, возникающего во время механической обработки, термического напряжения и структурного напряжения, возникающих во время термообработки, а также деформации собственного веса заготовки. Большие зубчатые кольца, особенно большие зубчатые колеса и шестерни, также увеличивают деформацию после цементации и закалки из-за их большого модуля упругости, глубокого слоя цементации, длительного времени цементации и собственного веса. Закон деформации большого вала шестерни: внешний диаметр окружности присоединения имеет очевидную тенденцию к сжатию, но в направлении ширины зуба вала шестерни середина уменьшается, а два конца слегка расширяются. Закон деформации зубчатого кольца: после цементации и закалки внешний диаметр большого зубчатого кольца разбухнет. Если ширина зуба разная, направление ширины зуба будет коническим или поясным.

Вращение зубчатого колеса после цементации и закалки: деформацию зубчатого венца при цементации и закалке можно контролировать и уменьшить в определенной степени, но ее нельзя полностью избежать. Для коррекции деформации после цементации и закалки ниже приводится краткий обзор осуществимости. токарных и режущих инструментов после цементации и закалки.

Обточка наружного круга, внутреннего отверстия и торца после цементации и закалки: токарная обработка — самый простой способ исправить деформацию наружного круга и внутреннего отверстия науглероженной и закаленной коронной шестерни. Раньше ни один инструмент, в том числе зарубежный сверхтвердый, не мог решить проблему сильно прерывистого резания наружного круга закаленной шестерни. Компания Valin Superhard была приглашена для проведения исследований и разработок инструмента: «Прерывистая резка закаленной стали всегда была сложной проблемой, не говоря уже о закаленной стали с твердостью около HRC60, а допуск на деформацию велик. При точении закаленной стали на высокой скорости, если заготовка имеет прерывистую резку, инструмент завершит обработку с частотой более 100 ударов в минуту при резке закаленной стали, что является серьезным испытанием для ударопрочности инструмента». Так утверждают эксперты Китайской ножевой ассоциации. После года повторных испытаний компания Valin superhard представила марку сверхтвердого режущего инструмента для токарной обработки закаленной стали с сильным разрывом; Токарный эксперимент проводят на наружном круге шестерни после цементации и закалки.

Эксперимент по токарной обработке цилиндрической шестерни после цементации и закалки

Большая шестерня (кольцевая шестерня) серьезно деформировалась после цементации и закалки. Деформация наружного круга венца шестерни составила до 2 мм, твердость после закалки - 60-65HRC. В то время заказчику было сложно найти шлифовальный станок большого диаметра, да и припуск на обработку был большим, а эффективность шлифования слишком низкой. Наконец, науглероженная и закаленная шестерня была провернута.

Линейная скорость резания: 50–70 м/мин, глубина резания: 1,5–2 мм, расстояние резания: 0,15–0,2 мм/оборот (регулируется в соответствии с требованиями к шероховатости).

При повороте закаленной окружности шестерни обработка завершается за один раз. Оригинальный импортный керамический инструмент можно обрабатывать только много раз, чтобы устранить деформацию. Более того, разрушение кромки является серьезным, а стоимость использования инструмента очень высока.

Результаты испытаний инструмента: он более ударопрочн, чем оригинальный импортный керамический инструмент из нитрида кремния, а его срок службы в 6 раз больше, чем у керамического инструмента из нитрида кремния, когда глубина резания увеличивается в три раза! Эффективность резки увеличена в 3 раза (раньше резка была в три раза, а теперь выполняется в один раз). Шероховатость поверхности заготовки также соответствует требованиям пользователя. Самое ценное то, что окончательная форма отказа инструмента – это не тревожный сломанный край, а нормальный износ задней поверхности. Этот эксперимент по удалению окружности закаленной шестерни прерывистого вращения разрушил миф о том, что сверхтвердые инструменты в промышленности нельзя использовать для прочной прерывистой обработки закаленной стали! Это произвело фурор в академических кругах режущих инструментов!

Чистота поверхности твердого токарного внутреннего отверстия шестерни после закалки

В качестве примера рассмотрим прерывистую резку внутреннего отверстия шестерни с масляной канавкой: срок службы пробного режущего инструмента достигает более 8000 метров, а качество отделки находится в пределах Ra0,8; Если используется сверхтвердый инструмент с полирующей кромкой, качество обработки закаленной стали может достигать Ra0,4. И хорошая стойкость инструмента может быть получена

Обработка торца шестерни после цементации и закалки

В качестве типичного применения «точения вместо шлифования» в производственной практике твердого точения торца шестерни после нагрева широко используется лезвие из кубического нитрида бора. По сравнению со шлифованием твердое точение значительно повышает эффективность работы.

Для науглероженных и закаленных передач требования к фрезам очень высоки. Во-первых, прерывистое резание требует высокой твердости, ударопрочности, вязкости, износостойкости, шероховатости поверхности и других свойств инструмента.

обзор:

Для токарной обработки после цементации и закалки, а также для торцевой обработки стали популярны обычные сварные композитные инструменты из кубического нитрида бора. Однако при пространственной деформации наружного круга и внутреннего отверстия науглероженного и закаленного большого зубчатого кольца всегда возникает трудная проблема с устранением деформации с помощью большой величины. Прерывистое точение закаленной стали с помощью сверхтвердого инструмента из кубического нитрида бора Valin bn-h20 является большим прогрессом в инструментальной промышленности, что способствует широкому продвижению процесса «точения вместо шлифования» в зуботехнической промышленности, а также находит применение ответ на проблему цилиндрических токарных инструментов с закаленными зубчатыми колесами, которая не давала покоя в течение многих лет. Также большое значение имеет сокращение производственного цикла зубчатого венца и снижение себестоимости производства; Фрезы серии Bn-h20 известны как мировая модель прочной закаленной стали прерывистого точения в отрасли.