The вал шестерніє найважливішою опорною та обертовою частиною будівельної техніки, яка може здійснювати обертальний рухшестерніта інші компоненти, а також можуть передавати крутний момент і потужність на великі відстані. Він має переваги високої ефективності передачі, тривалого терміну служби та компактної конструкції. Він широко використовується та став однією з основних частин трансмісії будівельних машин. Наразі, зі швидким розвитком вітчизняної економіки та розширенням інфраструктури, виникне нова хвиля попиту на будівельну техніку. Вибір матеріалу шестерні, спосіб термічної обробки, встановлення та регулювання обробного пристосування, параметри процесу зубофрезерування та подача дуже важливі для якості обробки та терміну служби шестерні. У цій статті проводиться спеціальне дослідження технології обробки шестерні в будівельній техніці відповідно до власної практики та пропонується відповідний проект удосконалення, який забезпечує потужну технічну підтримку для вдосконалення технології обробки інженерної шестерні.

Аналіз технології обробкиВал шестерніу будівельній техніці

Для зручності дослідження в цій статті обрано класичний вхідний вал шестерні будівельної техніки, тобто типові ступінчасті деталі вала, які складаються зі шліців, кільцевих поверхонь, дугоподібних поверхонь, буртів, канавок, кільцевих канавок, шестерень та інших різних форм. Геометрична поверхня та склад геометричних сутностей. Вимоги до точності валів шестерень, як правило, відносно високі, а складність обробки відносно велика, тому деякі важливі ланки процесу обробки необхідно правильно вибрати та проаналізувати, такі як матеріали, евольвентні зовнішні шліци, контрольні показники, обробка профілю зуба, термічна обробка тощо. Щоб забезпечити якість та вартість обробки валу шестерні, нижче аналізуються різні ключові процеси обробки валу шестерні.

Вибір матеріалувал шестерні

Вали шестерень у трансмісійних машинах зазвичай виготовляються зі сталі 45 з високоякісної вуглецевої сталі, 40Cr, 20CrMnTi з легованої сталі тощо. Як правило, це відповідає вимогам міцності матеріалу, має хорошу зносостійкість та відповідну ціну.

Технологія грубої обробки вал шестерні

Через високі вимоги до міцності вала шестерні, використання круглої сталі для прямої обробки вимагає багато матеріалів та праці, тому поковки зазвичай використовуються як заготовки, а вільне кування може використовуватися для валів шестерень більших розмірів; штамповані поковки; іноді деякі з менших шестерень можуть бути виготовлені в цільну заготовку з валом. Під час виготовлення заготовки, якщо заготовка для кування є вільно кованою, її обробка повинна відповідати стандарту GB/T15826; якщо заготовка є штампованою, припуск на обробку повинен відповідати системному стандарту GB/T12362. Заготовки для кування повинні запобігати дефектам кування, таким як нерівномірне зерно, тріщини та розтріскування, і повинні бути випробувані відповідно до відповідних національних стандартів оцінки кування.

Попередня термічна обробка та чорновий процес точіння заготовок

Заготовки з багатьма шестернями валів переважно виготовлені з високоякісної вуглецевої конструкційної сталі та легованої сталі. Для підвищення твердості матеріалу та полегшення обробки застосовується нормалізуюча термічна обробка, а саме: процес нормалізації, температура 960 ℃, охолодження на повітрі, значення твердості залишається HB170-207. Нормалізація термічної обробки також може мати ефект подрібнення кувальних зерен, однорідної кристалічної структури та усунення кувальних напружень, що закладає основу для подальшої термічної обробки.

Основною метою чорнового точення є створення припуску на обробку на поверхні заготовки, а послідовність обробки основної поверхні залежить від вибору орієнтира позиціонування деталі. Характеристики самих деталей валу шестерні та вимоги до точності кожної поверхні залежать від орієнтира позиціонування. Деталі валу шестерні зазвичай використовують вісь як орієнтир позиціонування, щоб орієнтир міг бути уніфікованим та збігатися з проектним орієнтиром. У реальному виробництві зовнішнє коло використовується як орієнтир чорнового позиціонування, верхні отвори на обох кінцях валу шестерні використовуються як орієнтир точності позиціонування, а похибка контролюється в межах від 1/3 до 1/5 від розмірної похибки.

Після підготовчої термічної обробки заготовку точать або фрезерують з обох торців (вирівнюють за лінією), а потім розмічають центральні отвори з обох кінців, свердлять центральні отвори з обох кінців, після чого можна виконати чорнову обробку зовнішнього кола.

Технологія обробки зовнішнього кола

Процес чистового точення виглядає наступним чином: зовнішнє коло чистово точиться на основі верхніх отворів на обох кінцях вала шестерні. У реальному виробничому процесі вали шестерні виготовляються партіями. Для підвищення ефективності та якості обробки валів шестерень зазвичай використовується токарний верстат з ЧПК, завдяки чому якість обробки всіх заготовок можна контролювати за допомогою програми, і водночас гарантується ефективність пакетної обробки.

Готові деталі можна гартувати та відпускати відповідно до робочого середовища та технічних вимог до деталей, що може бути основою для подальшого гартування та азотування поверхні, а також зменшити деформацію обробки поверхні. Якщо конструкція не потребує гартування та відпускання, її можна безпосередньо використовувати для обробки зубофрезеруванням.

Технологія обробки зубів та шліців вала шестерні

Для системи передачі будівельних машин шестерні та шліци є ключовими компонентами для передачі потужності та крутного моменту, і вимагають високої точності. Шестерні зазвичай використовують точність 7-9 класу. Для шестерень з точністю 9 класу, як зубофрезерні, так і зубодолімні верстати можуть відповідати вимогам до шестерень, але точність обробки зубофрезерних верстатів значно вища, ніж зубофрезерних, і те саме стосується ефективності; шестерні, які потребують точності 8 класу, можна спочатку зубофрезерувати або стругати, а потім обробляти фермовими зубцями; для високоточних шестерень 7 класу слід використовувати різні методи обробки залежно від розміру партії. Якщо це невелика партія або один виріб для виробництва, його можна обробляти зубофрезеруванням (канавкою), потім високочастотним індукційним нагріванням та гартуванням та іншими методами обробки поверхні, і, нарешті, шліфуванням для досягнення вимог до точності; якщо це великомасштабна обробка, спочатку зубофрезерування, потім стругання, потім високочастотним індукційним нагріванням та гартуванням, і, нарешті, хонінгуванням. Для зубчастих коліс, що потребують гартування, їх слід обробляти на рівні, вищому за рівень точності обробки, що вимагається кресленнями.

Шлиці валу шестерні зазвичай бувають двох типів: прямокутні шлиці та евольвентні шлиці. Для шлиців з високими вимогами до точності використовуються кочення та шліфування. Наразі евольвентні шлиці є найбільш використовуваними в галузі будівельної техніки, з кутом тиску 30°. Однак технологія обробки великогабаритних шлиців валу шестерні є громіздкою та вимагає спеціального фрезерного верстата для обробки; для обробки невеликих партій може використовуватися індексна пластина, яку обробляє спеціальний технік за допомогою фрезерного верстата.

Обговорення карбюризації поверхні зуба або важливої ​​технології обробки поверхні гартуванням

Поверхня вала шестерні та поверхні вала важливого діаметра зазвичай потребують обробки поверхні, а методи обробки поверхні включають цементацію та гартування поверхні. Метою зміцнення поверхні та цементації є підвищення твердості та зносостійкості поверхні вала. Міцність, в'язкість та пластичність, зазвичай шліцьові зубці, канавки тощо не потребують обробки поверхні та потребують подальшої обробки, тому перед цементацією або гартуванням поверхні нанесіть фарбу, після завершення обробки поверхні злегка постукайте, а потім зніміть. Під час гартування слід звернути увагу на вплив таких факторів, як контрольна температура, швидкість охолодження, охолоджувальне середовище тощо. Після гартування перевірте, чи не зігнута або деформована поверхня. Якщо деформація велика, її потрібно зняти напругу та знову деформувати.

Аналіз шліфування центральних отворів та інших важливих процесів обробки поверхні

Після обробки поверхні вала шестерні необхідно шліфувати верхні отвори з обох кінців та використовувати шліфовану поверхню як точний орієнтир для шліфування інших важливих зовнішніх поверхонь та торців. Аналогічно, використовуючи верхні отвори з обох кінців як точний орієнтир, завершіть обробку важливих поверхонь поблизу канавки, доки не будуть виконані вимоги креслення.

Аналіз процесу оздоблення поверхні зуба

Під час фінішної обробки поверхні зуба також використовуються верхні отвори на обох кінцях як орієнтир для фінішної обробки, а поверхня зуба та інші деталі шліфуються доти, доки не будуть остаточно досягнуті вимоги до точності.

Загалом, маршрут обробки валів шестерень будівельних машин такий: вирубка, кування, нормалізація, чорнове точіння, чистове точіння, чорнове зубофрезерування, чистове зубофрезерування, фрезерування, видалення задирок зі шліців, гартування або цементація поверхні, шліфування центрального отвору, шліфування важливої ​​зовнішньої поверхні та торця. Продукти шліфування важливої ​​зовнішньої поверхні поблизу канавки для точення перевіряються та зберігаються.

Після підсумовування практики, поточний маршрут процесу та вимоги до процесу валу шестерні такі, як показано вище, але з розвитком сучасної промисловості продовжують з'являтися та застосовуватися нові процеси та нові технології, а старі процеси постійно вдосконалюються та впроваджуються. Технологія обробки також постійно змінюється.

на завершення

Технологія обробки вала шестерні має великий вплив на якість цього вала. Підготовка кожної технології вала шестерні має дуже важливий зв'язок з його положенням у виробі, його функцією та положенням пов'язаних з ним деталей. Тому, щоб забезпечити якість обробки вала шестерні, необхідно розробити оптимальну технологію обробки. На основі фактичного досвіду виробництва, у цій статті проводиться конкретний аналіз технології обробки вала шестерні. Шляхом детального обговорення вибору обробних матеріалів, обробки поверхні, термічної обробки та технології обробки валу шестерні різанням, узагальнюється виробнича практика для забезпечення якості обробки та механічної обробки валу шестерні. Оптимальна технологія обробки за умови ефективності забезпечує важливу технічну підтримку для обробки валів шестерні, а також є гарним орієнтиром для обробки інших подібних виробів.