Процес обробки зубчастого колеса, параметри різання та вимоги до інструменту, якщо зубчасте колесо надто жорстке для обертання та потребує покращення ефективності обробки

Зубчаста передача є основним базовим елементом трансмісії в автомобільній промисловості. Зазвичай кожен автомобіль має 18-30 зубів. Від якості передач безпосередньо залежить шум, стійкість і термін служби автомобіля. Зубообробний верстат - це складна система верстатів і ключове обладнання в автомобільній промисловості. Світові автомобілебудівні держави, такі як Сполучені Штати, Німеччина та Японія, також є державами, що займаються виробництвом зубчастих верстатів. Згідно зі статистичними даними, понад 80% автомобільних передач у Китаї обробляються на вітчизняному обладнанні для виготовлення передач. У той же час автомобільна промисловість споживає більше 60% зубообробних верстатів, і автомобільна промисловість завжди буде основною частиною споживання верстатів.

Технологія обробки зубчастих коліс

1. лиття та виготовлення заготовок

Гаряче кування все ще є широко використовуваним процесом лиття заготовок для деталей автомобільних передач. В останні роки технологія прокатки поперечних клинів широко просувається в обробці валів. Ця технологія особливо підходить для виготовлення заготовок для складних дверних шахт. Він не тільки має високу точність, малий припуск на подальшу обробку, але також має високу ефективність виробництва.

2. нормалізуючий

Метою цього процесу є отримання твердості, придатної для подальшого нарізання зубчастих коліс, і підготовка мікроструктури до остаточної термічної обробки, щоб ефективно зменшити деформацію термічної обробки. Матеріалом зубчастої сталі, як правило, є 20CrMnTi. Через великий вплив персоналу, обладнання та навколишнього середовища важко контролювати швидкість охолодження та рівномірність охолодження заготовки, що призводить до великої дисперсії твердості та нерівномірної металографічної структури, що безпосередньо впливає на різання металу та кінцеву термічну обробку, що призводить до великої а також нерегулярна термічна деформація та неконтрольована якість деталей. Тому прийнято ізотермічний процес нормалізації. Практика довела, що ізотермічна нормалізація може ефективно усунути недоліки загальної нормалізації, а якість продукції є стабільною та надійною.

3. токарні

Щоб відповідати вимогам до позиціонування високоточної обробки зубчастих коліс, усі заготовки шестерень обробляються токарними верстатами з ЧПК, які механічно затискаються без повторного шліфування токарного інструменту. Обробка діаметра отвору, торця і зовнішнього діаметра виконується синхронно при одноразовому затисканні, що не тільки забезпечує вимоги до вертикальності внутрішнього отвору і торця, але також забезпечує невелику дисперсію маси зубчастих заготовок. Таким чином, підвищується точність заготовки зубчастих коліс і забезпечується якість обробки наступних шестерень. Крім того, висока ефективність обробки на токарному верстаті з ЧПУ також значно зменшує кількість обладнання та має хорошу економію.

4. фрезерування та зубообробка

Звичайні зубофрезерні верстати та зубофрезерні машини все ще широко використовуються для обробки зубів. Хоча його зручно регулювати та обслуговувати, ефективність виробництва низька. Якщо завершується велика потужність, необхідно виробляти кілька машин одночасно. З розвитком технології нанесення покриттів дуже зручно після шліфування повторно покривати плити та плунжери. Термін служби інструментів з покриттям можна значно збільшити, як правило, більш ніж на 90%, ефективно зменшуючи кількість змін інструментів і час шліфування, що забезпечує значні переваги.

5. гоління

Технологія радіальних зубчастих передач широко використовується в масовому виробництві автомобільних передач через її високу ефективність і легку реалізацію вимог до модифікації спроектованого профілю зуба та напрямку зуба. Оскільки компанія придбала спеціальну радіально-зубчасту стругальну машину італійської компанії для технічної трансформації в 1995 році, вона була зрілою у застосуванні цієї технології, а якість обробки є стабільною та надійною.

6. термічна обробка

Автомобільні шестерні вимагають науглерожування та гарту для забезпечення хороших механічних властивостей. Стабільне та надійне обладнання для термічної обробки має важливе значення для продуктів, які більше не підлягають шліфуванню після термічної обробки. Компанія запровадила виробничу лінію безперервного науглерожування та загартування німецького Ллойда, яка досягла задовільних результатів термічної обробки.

7. шліфування

Він в основному використовується для обробки термічно обробленого внутрішнього отвору шестерні, торця, зовнішнього діаметра вала та інших деталей для підвищення точності розмірів і зменшення геометричного допуску.

Обробка зубчастого колеса використовує кріплення з кроком у формі кола для позиціонування та затискання, що може ефективно забезпечити точність обробки зуба та еталонного встановлення та отримати задоволену якість продукту.

8. обробка

Це необхідно для перевірки та очищення нерівностей і задирок на зубчастих частинах трансмісії та ведучого моста перед збиранням, щоб усунути шум і ненормальний шум, спричинений ними після складання. Слухайте звук під час залучення однієї пари або спостерігайте за відхиленням залучення на комплексному тестері. Деталі корпусу трансмісії, виготовлені компанією-виробником, включають корпус зчеплення, корпус трансмісії та корпус диференціала. Корпус зчеплення та корпус коробки передач є несучими частинами, які, як правило, виготовлені з алюмінієвого сплаву, що литий під тиском, шляхом спеціального лиття під тиском. Форма неправильна і складна. Загальний процес полягає у фрезеруванні поверхні з’єднання → обробці технологічних отворів і з’єднувальних отворів → грубому розточуванні отворів підшипників → тонкому розточуванні отворів під підшипники та отворах під штифти → очищення → перевірка на витоки та виявлення.

Параметри та вимоги до зуборізальних інструментів

Шестерні сильно деформуються після науглерожування і гарту. Особливо для великих шестерень розмірна деформація науглерожуваного та загартованого зовнішнього кола та внутрішнього отвору, як правило, дуже велика. Однак для точіння зовнішнього кола науглерожуваних і загартованих зубчастих коліс не було відповідного інструменту. Інструмент bn-h20, розроблений компанією «Valin Superhard» для міцного періодичного точіння загартованої сталі, виправив деформацію внутрішнього отвору та торцевої поверхні навугленого та загартованого зовнішнього кола шестерні та знайшов відповідний інструмент для періодичного різання. Він зробив світовий прорив у галузі область переривчастого різання надтвердими інструментами.

Деформація під час науглерожування та гартування зубчастого колеса: деформація під час науглерожування та гартування зубчастого колеса в основному спричинена спільною дією залишкової напруги, що виникає під час механічної обробки, термічної напруги та структурної напруги, що виникає під час термічної обробки, а також деформації власної ваги заготовки. Особливо для великих зубчастих кілець і шестерень, великі зубчасті кільця також збільшать деформацію після науглерожування та загартування через їх великий модуль, глибокий шар науглерожування, тривалий час науглерожування та власну вагу. Закон деформації великого вала шестерні: зовнішній діаметр додаткового кола демонструє очевидну тенденцію до скорочення, але в напрямку ширини зуба вала шестерні середина зменшена, а два кінці злегка розширені. Закон деформації зубчастого кільця: після цементації та загартування зовнішній діаметр великого зубчастого кільця розбухає. Коли ширина зуба різна, напрямок ширини зуба буде конічним або талією барабана.

Поточування зубчастих коліс після науглерожування та гартування: деформацію зубчастого кільця під час науглерожування та гартування можна контролювати та зменшити до певної міри, але цього не можна повністю уникнути. Для корекції деформації після науглерожування та гартування нижче наведено коротку розмову про доцільність токарно-різальних інструментів після науглерожування та гарту.

Обточування зовнішнього кола, внутрішнього отвору та торця після науглерожування та загартування: точіння є найпростішим способом виправлення деформації зовнішнього кола та внутрішнього отвору науглерожуваної та загартованої зубчастої корони. Раніше жоден інструмент, у тому числі зарубіжний надтвердий інструмент, не міг вирішити проблему сильно переривчастого нарізання зовнішнього кола загартованого зубчастого колеса. Компанія Valin Superhard була запрошена для проведення досліджень і розробки інструменту: «Періодичне різання загартованої сталі завжди було складною проблемою, не кажучи вже про загартовану сталь приблизно HRC60, і допуск на деформацію великий. Під час точіння загартованої сталі на високій швидкості, якщо заготовка має переривчасте різання, інструмент завершить обробку з більш ніж 100 ударами на хвилину під час різання загартованої сталі, що є серйозною проблемою для ударостійкості інструменту». Про це стверджують експерти Китайської ножової асоціації. Після року повторних випробувань компанія Valin superhard представила марку надтвердих ріжучих інструментів для точіння загартованої сталі з сильним розривом; Експеримент точіння проводиться на зовнішньому колі зубчастого колеса після науглерожування і гарту.

Експеримент з точіння циліндричного зубчастого колеса після науглерожування та загартування

Велика шестерня (кінцева шестерня) була серйозно деформована після цементації та загартування. Деформація зовнішнього кола зубчастого вінця становила до 2 мм, а твердість після загартування становила hrc60-65. У той час замовнику було важко знайти шліфувальну машину великого діаметру, допуск на обробку був великим, а ефективність шліфування була занадто низькою. Нарешті, цементована та загартована передача була повернута.

Лінійна швидкість різання: 50–70 м/хв, глибина різання: 1,5–2 мм, відстань різання: 0,15–0,2 мм/оберт (регулюється відповідно до вимог шорсткості)

При повороті загартованого зубчастого кола обробка завершується за один раз. Оригінальний імпортований керамічний інструмент можна обробляти багато разів, щоб усунути деформацію. Крім того, згортання краю є серйозним, а вартість використання інструменту дуже висока.

Результати випробування інструменту: він більш стійкий до ударів, ніж оригінальний імпортований керамічний інструмент з нітриду кремнію, а його термін служби в 6 разів перевищує термін служби інструмента з нітриду кремнію, якщо глибину різання збільшити втричі! Ефективність різання збільшується в 3 рази (раніше було три рази, а тепер завершується один раз). Шорсткість поверхні заготовки також відповідає вимогам користувача. Найціннішим є те, що кінцевою формою поломки інструменту є не тривожна зламана кромка, а нормальний знос задньої поверхні. Цей експеримент із загартованою зубчастою передачею з періодичним точінням розвіяв міф про те, що надтверді інструменти в промисловості не можна використовувати для міцного періодичного точіння загартованої сталі! Це викликало великий резонанс в академічних колах ріжучих інструментів!

Оздоблення поверхні жорсткого токарного внутрішнього отвору шестерні після загартування

Взявши як приклад періодичне різання внутрішнього отвору шестерні з масляною канавкою: термін служби пробного ріжучого інструменту досягає більше 8000 метрів, а обробка знаходиться в межах Ra0,8; Якщо використовується надтвердий інструмент із полірувальною кромкою, токарна обробка загартованої сталі може досягати приблизно Ra0,4. І можна отримати гарний термін служби інструменту

Обробка торця зубчастого колеса після науглерожування і загартування

Як типове застосування «точіння замість шліфування», лезо з кубічного нітриду бору широко використовується у виробничій практиці жорсткого точіння торцевої поверхні шестерні після нагрівання. Порівняно зі шліфуванням жорстке точіння значно підвищує ефективність роботи.

Для науглерожених і загартованих зубчастих коліс вимоги до фрез дуже високі. По-перше, переривчасте різання вимагає високої твердості, ударостійкості, в'язкості, зносостійкості, шорсткості поверхні та інших властивостей інструменту.

огляд:

Для точіння після науглерожування і загартування, а також для точіння торців популяризувалися звичайні зварні композитні інструменти з кубічного нітриду бору. Однак для розмірної деформації зовнішнього кола та внутрішнього отвору науглерожуваного та загартованого великого зубчастого кільця завжди є важкою проблемою вимкнути велику величину деформації. Періодичне точіння загартованої сталі за допомогою надтвердого інструменту з кубічного нітриду бору Valin bn-h20 є великим прогресом в інструментальній промисловості, що сприяє широкому просуванню процесу «точіння замість шліфування» в зуботехнічній промисловості, а також знаходить відповідь на проблему загартованих зубчастих циліндричних токарних інструментів, яка була збентежена протягом багатьох років. Також важливо скоротити виробничий цикл зубчастого кільця та знизити собівартість виробництва; Фрези серії Bn-h20 відомі як світова модель міцного періодичного точіння загартованої сталі в промисловості.