Процес на обработка на зъбни колела, параметри на рязане и изисквания към инструмента, ако зъбното колело е твърде трудно за въртене и ефективността на обработката трябва да се подобри

Зъбното колело е основният основен трансмисионен елемент в автомобилната индустрия. Обикновено всеки автомобил има 18-30 зъба. Качеството на предавката пряко влияе върху шума, стабилността и експлоатационния живот на автомобила. Машината за обработка на зъбни колела е сложна машинна система и ключово оборудване в автомобилната индустрия. Световните сили в производството на автомобили като Съединените щати, Германия и Япония също са сили в производството на машини за обработка на зъбни колела. Според статистиката повече от 80% от автомобилните предавки в Китай се обработват от местно оборудване за производство на предавки. В същото време автомобилната индустрия консумира повече от 60% от машинните инструменти за обработка на зъбни колела и автомобилната индустрия винаги ще бъде основната част от потреблението на машинни инструменти.

Технология на обработка на зъбни колела

1. леене и изработка на заготовки

Горещото коване все още е широко използван процес за леене на заготовки за автомобилни части. През последните години технологията за навиване на кръстосани клинове беше широко популяризирана при обработката на валове. Тази технология е особено подходяща за изработка на заготовки за сложни шахти на врати. Той не само има висока точност, малък допуск за последваща обработка, но също така има висока производствена ефективност.

2. нормализиране

Целта на този процес е да се получи твърдостта, подходяща за последващо рязане на зъбни колела и да се подготви микроструктурата за крайната топлинна обработка, така че ефективно да се намали деформацията при топлинна обработка. Материалът на използваната зъбна стомана обикновено е 20CrMnTi. Поради голямото влияние на персонала, оборудването и околната среда, скоростта на охлаждане и равномерността на охлаждане на детайла са трудни за контролиране, което води до голяма дисперсия на твърдост и неравномерна металографска структура, които пряко влияят на рязането на метала и крайната топлинна обработка, което води до голяма и неравномерна термична деформация и неконтролируемо качество на частите. Следователно се приема изотермичен процес на нормализиране. Практиката е доказала, че изотермичното нормализиране може ефективно да промени недостатъците на общото нормализиране и качеството на продукта е стабилно и надеждно.

3. обръщане

За да отговарят на изискванията за позициониране на високопрецизна обработка на зъбни колела, всички заготовки за зъбни колела се обработват от CNC стругове, които се затягат механично без повторно шлайфане на струговащия инструмент. Обработката на диаметъра на отвора, челната повърхност и външния диаметър е завършена синхронно при еднократно затягане, което не само осигурява изискванията за вертикалност на вътрешния отвор и челната повърхност, но също така осигурява дисперсията на малкия размер на масовите заготовки на зъбни колела. По този начин се подобрява точността на заготовката на зъбни колела и се гарантира качеството на обработка на следващите зъбни колела. В допълнение, високата ефективност на обработката на NC струг също значително намалява броя на оборудването и има добра икономия.

4. фрезоване и зъбоформоване

Обикновените зъбофрезни машини и зъбоформачи все още се използват широко за обработка на зъбни колела. Въпреки че е удобно да се регулира и поддържа, ефективността на производството е ниска. Ако е завършен голям капацитет, трябва да се произвеждат няколко машини едновременно. С развитието на технологията за нанасяне на покритие е много удобно да се нанасят повторно покритие върху котлони и бутала след смилане. Експлоатационният живот на инструментите с покритие може да бъде значително подобрен, обикновено с повече от 90%, ефективно намалявайки броя на смените на инструмента и времето за шлайфане, със значителни предимства.

5. бръснене

Технологията за бръснене на радиални зъбни колела е широко използвана в масовото производство на автомобилни предавки поради високата ефективност и лесното реализиране на изискванията за модификация на проектирания профил на зъбите и посоката на зъбите. Тъй като компанията закупи специалната машина за бръснене с радиални зъбни колела на италианската компания за техническа трансформация през 1995 г., тя е зряла в прилагането на тази технология и качеството на обработка е стабилно и надеждно.

6. топлинна обработка

Автомобилните предавки изискват карбуризиране и закаляване, за да се гарантират техните добри механични свойства. Стабилното и надеждно оборудване за топлинна обработка е от съществено значение за продукти, които вече не подлежат на шлифоване на зъбни колела след топлинна обработка. Компанията въведе производствената линия за непрекъснато карбуризиране и закаляване на German Lloyd's, която постигна задоволителни резултати при топлинна обработка.

7. смилане

Използва се главно за завършване на топлинно обработения вътрешен отвор на зъбно колело, челната повърхност, външния диаметър на вала и други части за подобряване на точността на размерите и намаляване на геометричния толеранс.

Обработката на зъбни колела използва приспособление за позициониране и затягане на кръгова стъпка, което може ефективно да гарантира точността на обработка на зъба и референтната инсталация и да получи удовлетвореното качество на продукта.

8. довършителни работи

Това е, за да се проверят и почистят неравностите и неравностите на зъбните колела на трансмисията и задвижващия мост преди сглобяването, така че да се елиминира шумът и необичайният шум, причинени от тях след сглобяването. Слушайте звук чрез задействане на един чифт или наблюдавайте отклонението на зацепването на цялостен тестер. Частите на корпуса на трансмисията, произведени от компанията производител, включват корпус на съединителя, корпус на трансмисия и корпус на диференциала. Корпусът на съединителя и корпусът на трансмисията са носещи части, които обикновено са изработени от отлята под налягане алуминиева сплав чрез специално отливане под налягане. Формата е неправилна и сложна. Общият поток на процеса е фрезоване на повърхността на съединението → обработка на отвори за процеса и свързващи отвори → грубо пробиване на лагерни отвори → фино пробиване на лагерни отвори и локализиране на отвори за щифтове → почистване → тест за течове и откриване.

Параметри и изисквания към зъборежещите инструменти

Зъбните колела са силно деформирани след карбуризиране и закаляване. Особено за големи зъбни колела, размерната деформация на въглеродния и закален външен кръг и вътрешен отвор обикновено е много голяма. Въпреки това, за струговане на карбуризиран и закален външен кръг на зъбно колело не е имало подходящ инструмент. Инструментът bn-h20, разработен от „Valin superhard“ за силно периодично струговане на закалена стомана, коригира деформацията на въглеродния и закален външен кръг на зъбно колело, вътрешен отвор и крайна повърхност, и намери подходящ периодичен режещ инструмент. Той направи световен пробив в полето на периодично рязане със свръхтвърди инструменти.

Деформация при карбуризиране и закаляване на зъбни колела: деформацията при карбуризиране и закаляване на зъбни колела се причинява главно от комбинираното действие на остатъчното напрежение, генерирано по време на обработката, термичното напрежение и структурното напрежение, генерирани по време на термичната обработка, и деформацията на собственото тегло на детайла. Особено за големи зъбни колела и зъбни колела, големите зъбни колела също ще увеличат деформацията след карбуризиране и закаляване поради техния голям модул, дълбок карбуризиращ слой, дълго време за карбуризиране и собствено тегло. Закон за деформация на голям зъбен вал: външният диаметър на допълнителния кръг показва очевидна тенденция на свиване, но по посока на ширината на зъбите на зъбния вал средата е намалена и двата края са леко разширени. Закон за деформация на зъбния венец: След карбуризиране и закаляване, външният диаметър на големия зъбен венец ще се издуе. Когато ширината на зъба е различна, посоката на ширината на зъба ще бъде конична или барабанна.

Завъртане на зъбни колела след карбуризиране и охлаждане: деформацията на карбуризиране и охлаждане на зъбния венец може да бъде контролирана и намалена до известна степен, но не може да бъде напълно избегната. За корекцията на деформацията след карбуризиране и охлаждане, следното е кратък разговор за осъществимостта на стругови и режещи инструменти след карбуризиране и закаляване.

Завъртане на външния кръг, вътрешния отвор и крайната повърхност след карбуризиране и закаляване: струговането е най-простият начин за коригиране на деформацията на външния кръг и вътрешния отвор на карбуризираното и закалено зъбно колело. Преди това всеки инструмент, включително чуждестранни свръхтвърди инструменти, не можеше да реши проблема със силно прекъсващо рязане на външния кръг на закалената предавка. Valin superhard беше поканен да извърши проучване и разработване на инструменти, „Прекъснатото рязане на закалена стомана винаги е било труден проблем, да не говорим за закалена стомана от около HRC60, а допустимата деформация е голяма. При въртене на закалена стомана с висока скорост, ако детайлът има периодично рязане, инструментът ще завърши обработката с повече от 100 удара в минута при рязане на закалена стомана, което е голямо предизвикателство за устойчивостта на удар на инструмента.“ Това твърдят експерти от китайската асоциация на ножовете. След година на многократни тестове, Valin superhard представи марката свръхтвърд режещ инструмент за струговане на закалена стомана със силно прекъсване; Експериментът със завъртане се провежда върху външния кръг на зъбното колело след карбуризиране и закаляване.

Експериментирайте със завъртане на цилиндрична предавка след карбуризиране и закаляване

Голямото зъбно колело (венцевидно зъбно колело) беше сериозно деформирано след карбуризиране и закаляване. Деформацията на външния кръг на зъбното колело е до 2 mm, а твърдостта след закаляване е hrc60-65. По това време за клиента беше трудно да намери шлифовъчна машина с голям диаметър и допускът за обработка беше голям и ефективността на смилане беше твърде ниска. Накрая карбуризираната и охладена предавка беше завъртяна.

Линейна скорост на рязане: 50–70 m/min, дълбочина на рязане: 1,5–2 mm, разстояние на рязане: 0,15-0,2 mm/оборот (настройва се според изискванията за грапавост)

При завъртане на закалената зъбна предавка, обработката завършва наведнъж. Оригиналният внесен керамичен инструмент може да се обработва само много пъти, за да се отреже деформацията. Освен това срутването на ръба е сериозно и разходите за употреба на инструмента са много високи.

Резултати от теста на инструмента: той е по-устойчив на удар от оригиналния внесен керамичен инструмент от силициев нитрид и експлоатационният му живот е 6 пъти по-голям от този на инструмента от силициев нитрид, когато дълбочината на рязане се увеличи три пъти! Ефективността на рязане се увеличава с 3 пъти (преди беше трикратно рязане, но сега е завършено с един път). Грапавостта на повърхността на детайла също отговаря на изискванията на потребителя. Най-ценното е, че крайната форма на отказ на инструмента не е тревожният счупен ръб, а нормалното износване на задната повърхност. Този експеримент с периодично завъртане на закалени зъбни колела разби мита, че свръхтвърдите инструменти в индустрията не могат да се използват за силно периодично струговане на закалена стомана! Той предизвика голяма сензация в академичните среди на режещите инструменти!

Повърхностно покритие на твърд въртящ се вътрешен отвор на зъбно колело след закаляване

Като вземем за пример периодичното рязане на вътрешен отвор на зъбно колело с жлеб за масло: експлоатационният живот на пробния режещ инструмент достига повече от 8000 метра, а покритието е в рамките на Ra0,8; Ако се използва свръхтвърд инструмент с полиращ ръб, покритието на струговане на закалена стомана може да достигне около Ra0,4. И може да се получи добър живот на инструмента

Обработка на челната повърхност на зъбното колело след карбуризиране и закаляване

Като типично приложение на „струговане вместо шлайфане“, острието от кубичен борен нитрид се използва широко в производствената практика на твърдо струговане на челната повърхност на зъбно колело след нагряване. В сравнение с шлайфането, твърдото струговане значително подобрява ефективността на работа.

За карбюризирани и закалени зъбни колела изискванията към фрезите са много високи. Първо, периодичното рязане изисква висока твърдост, устойчивост на удар, якост, устойчивост на износване, грапавост на повърхността и други свойства на инструмента.

преглед:

За струговане след карбуризиране и закаляване и за струговане на челни повърхности са популяризирани обикновени заварени композитни инструменти от кубичен борен нитрид. Въпреки това, за размерната деформация на външния кръг и вътрешния отвор на карбуризирания и закален голям зъбен венец, винаги е труден проблем да се изключи деформацията с голямо количество. Периодичното струговане на закалена стомана с инструмент Valin superhard bn-h20 с кубичен борен нитрид е голям напредък в инструменталната индустрия, което благоприятства широкото популяризиране на процеса „струговане вместо шлайфане“ в индустрията за зъбни колела и също така установява, че отговор на проблема със закалените зъбни цилиндрични струговащи инструменти, който е объркан от много години. Също така е от голямо значение да се съкрати производственият цикъл на зъбния венец и да се намалят производствените разходи; Фрезите от серия Bn-h20 са известни като световен модел на силна периодично стругова закалена стомана в индустрията.