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磨削烧伤对齿轮质量的影响、发生缘由、消弭要领

时间:2019-05-10来源:申博太阳城浏览次数:

跟着工艺设备手艺的赓续提拔,齿轮行业中涌现了数目较多的磨齿机,磨削烧伤就是一个难免会碰到的题目,一样平常厂家在经由临时的调试以后照样存在题目,对经济发作伟大的要挟。然则如今市场上较多的手腕就是简朴的悲观下降磨削参数,一味地对磨削参数举行下降也会对齿轮磨削的质量构成影响,这关于全部消费的效益的提拔是极为晦气的。文章就针对如今齿轮磨损历程当中的失效状况举行了剖析,从齿轮开裂情势和构成缘由对齿轮的毁伤成因和后期的改良步伐举行了简朴的剖析。

齿轮是如今产业设备中的主要零件之一,相对经常运用的渗碳淬火齿轮而言,经由渗碳淬火处置惩罚后,齿轮的打仗应力获得很大限制的提拔,一样平常是原有的3倍摆布,许可弯曲应力相当于原有的1.5倍摆布,关于齿轮的的耐用机能和寿命将会起到极为症结的作用。但此工艺照样存在着一些缺乏和罕见的题目,最罕见的就是外面的磨伤,运用的质量会遭到严峻的丧失。严峻的磨削烧伤以至会使得一些零件没法再继承运用。


1、磨削烧伤的本质


举行加工的历程当中,磨粒起切削、刻画和滑擦作用。一样平常都是负角度在向前举行运作,同时在高速运转的状况之下,外面会发作极高的温度差别(一样平常为650℃~1500℃),外面的构造构造就会发作较大的转变,工件某些部位直接会发作变色题目(即氧化膜的色彩———黄、褐、紫、青等色),这类状况就是磨削烧伤。在表面方面也存在着一些差别,磨削外面有斑状烧伤、周全烧伤、线条状烧伤。在这些烧伤中,线条状的烧伤是最为罕见的题目。依据国家标准GB/T 17879-1999《齿轮磨削后外面回火的浸蚀磨练》中所提到的酸洗法,将零件放入配制好的酸溶液中,酸洗后视察外面的状况,从而推断磨伤的水平。最主要的特性就是外面存在一个富氧层,再用酸对其举行水洗以后会发作亮点,能够发明烧伤的水平。未涌现回火的零件,在对其举行酸洗以后会发作灰色部位;部分回火地区在酸洗以后会发作深灰或黑色。一样平常而言,若是水洗后的色彩越深,那末就表清楚明了回火烧伤的现实水平就越严峻,对零件的损伤也越严峻;同时在磨削的历程当中,若是温度获得了较大水平的提拔,那末将致使再硬化,再硬化地区是一块白色或浅色彩的未回火马氏体,四周是黑色回火面,这是较为严峻的一种烧伤。

一样平常而言,淬火钢构造为马氏体,它的硬度和强度是对照大的。齿轮在举行加工的历程当中,一旦外面的温度凌驾了350℃,同时包管要低于Ac3(727℃),马氏体就会举行一个转化的历程,成为我们所说的回火屈氏体,或者是索氏体,我们将此种烧伤称之为回火烧伤。若是此时,外面的温度已凌驾了Ac3,那末马氏体就会直接天生奥氏体,若是不到场磨削液冷却,那末外面就会发作退火,外面的硬度就会大大削减,我们将此种题目称之为退火烧伤;若是在外面温度凌驾Ac3的状况下,马氏体一方面会直接转变为奥氏体,此时向个中到场磨削液举行冷却,在外面就会直接构成二次淬火马氏体,它的硬度一样平常是高于回火马氏体,然则厚度往往是很薄的,鄙人面的物资一样平常是温度对照低的二次淬火马氏体,我们将此种烧伤比作淬火烧伤。


2、磨削烧伤对齿轮质量的影响


因为烧伤题目的存在,齿轮外面的马氏体回火会下降硬度。一个钢化层会发作大面积烧伤,下降硬度HRC的数值连结在(45~55),致使耐磨性显着下降。或使外面淬火两次,构成外面构造异常脆,会致使齿轮在剥离历程当中涌现上述的征象。磨削烧伤也会削弱齿轮外面的压应力,以至引发拉应力。尤其是二次淬火烧伤后,因为磨削热引发的塑性变形,构成一层硬脆蜕变层,这对零件强度的进步是有很大的优点的,但随后,一方面会发作严峻淬火回火烧伤,在高压的前提下,会倏忽将硬度下降至(150~200)。从压应力逐渐转变为拉应力,剩余应力很快会消逝,转化为736MPa重度烧伤外面的拉应力,中度烧伤为(373~392)MPa;细微烧伤维持在49MPa。但拉应力过渡层中的转变很轻易发作微裂纹,并且也不容易视察,在轮回荷载作用下,疲劳强度和齿面运用寿命就会遭到极为症结的影响,致使过早的磨损和点蚀,以至构成齿轮初期失效。别的,因为剩余拉应力,磨削裂纹常沿烧伤边沿发作,制止烧伤是防备磨削裂纹的前提。在举行齿端面的磨削加工时,在齿轮的齿廓、齿底与端面订交边沿处轻易发作微裂纹。裂纹有两种存在情势,一是裂纹在端面处发作并向齿根内部延长,另一种只存在于齿端面而未向齿部扩大。滚齿后齿廓及齿底与端面构成了尖边,尖边在热处置惩罚前未举行打钝处置惩罚,淬火后在尖边地位发作应力集合地区,磨削时尖边处应力开释发作裂纹。


3、影响齿面磨削烧伤的主要要素


关于渗碳淬火齿轮而言,磨削热的发作和开释是影响烧伤强度的最主要的缘由。个中,砂轮和磨削参数关于磨削热的发作起到了极为症结的作用,切削液及渗层碳浓度关于磨削热的开释有着决议作用。


3.1砂轮


砂轮的硬度若是太高,在磨削的历程当中颗粒就不能举行实时的零落,直接致使了磨削力太高,并且温度太高,很轻易就会发作齿面烧伤。砂轮粒度号太大(磨粒太小),就会致使梗塞对照严峻,发作磨削热使得烧伤极为严峻。若是纰谬砂轮举行实时修整,就会致使砂轮太钝,也非常轻易发作外面的磨伤。

3.2磨削前提


特别是砂轮进给量和磨齿余量过大,瞬时磨擦会发作极高的热量,致使齿面磨削烧伤。别的,需要注重的是,在磨齿加工最先时,可能会涌现齿轮外面与砂轮不打仗的征象,砂轮略高于齿面圆弧的高度,这里是最轻易发作磨削烧伤,也是磨削烧伤检测的一个主要范畴。


3.3切削液


冷却液一方面会带走过量的磨削热量,另一方面能够起到润滑的作用,削减磨擦。在冷却的历程当中,若是冷却的速率不敷,就会致使热量没法疾速放出,从而致使外面的温度太高,发作烧伤题目,冷却过快则会致使外面的硬化题目。


3.4渗层碳浓度


国内外齿轮加工现状和发展趋势,珩轮的设计与制作工艺

本文作者通过多年来齿轮加工的实践经验总结,早在上世纪九十年代,就提出了圆柱齿轮齿部热前滚、剃加工,热后在剃齿机上,用CBN珩轮修形珩齿的设想。为了这一目标,本文作者经过二十多年的努力,对CBN珩轮、珩齿机床做了不断地改进,并做了大量的工艺实验,终于圆满地完成了圆柱齿轮热后齿部修形珩齿加工新工艺。 1.国外齿轮加工现状和发展趋势 1.1降低汽车变速器中齿轮传动噪音,一直是汽车变速器行业的主攻对象。世界上大多数国家,特别是发达国家对汽车变速器规定了严格的噪音标准。为了降低噪音,汽车齿轮行业,从设计和制造两方面作了大量的工作。在制造方面,随着齿轮加工工艺的不断改进和制造精度的不断提高,使变速器齿轮传动噪音降低很多。上世纪九十年代以来,国外好多汽车齿轮行业,将原有的滚、剃工艺和滚、磨(展成法磨齿)工艺,逐步用滚、高效磨(蜗杆砂轮磨齿机)和滚、剃、珩(内齿圈砂轮珩齿机)工艺代替。我们最熟悉的美国EATON公司,在上世纪九十年代就成功地研制出了细高齿双中间轴变速箱,并且在齿轮加工上,采用了滚、剃、珩工艺。 1.2上世纪八十年代、九十年代,热后磨齿工艺比较盛行。但在变速器的使用过程中,人们发现,热后磨齿工艺,产生的磨纹与

渗层碳浓度太高,就会在外面的构造层中发作大批的游离碳化物,齿加工零件资料的硬度较高,以是在磨削的时候,就会涌现部分过热,从而在外面发作回火的题目;别的也会在外面直接天生过量的剩余奥氏体,致使外面硬度太低而发作磨削裂纹。


3.5零件的资料题目


零件在回火的历程当中,若是质量不敷,就会发作数目较多的淬火态的马氏体。这类物资的主要特点是强度高,同时硬度较大,对磨削拉应力的敏感水平对照高,很轻易就会涌现较多的磨削裂纹。除上述题目之外,零件中的奥氏体数目也对照多,一样平常会维持在45%以上。剩余奥氏体存在非常不稳定,很轻易就发作淬火态的马氏体,也会发作较多的磨削裂纹。网状碳化物,脆性水平对照高,对磨削拉应力敏感轻易发作磨削裂纹。网状碳化物所发作的裂纹表面一样平常都是龟裂状的。


可见,热处置惩罚渗碳淬火工艺的科学性与合理性将会直接决议了后期齿轮磨削中是不是会发作较多的裂纹征象。若是渗碳层的外面存在较大浓度,淬火的温度较高状况下,会使得工件中发作较多的马氏体、奥氏体和网状的碳化物,马氏体的表面是针片状的,片状马氏体中含有数目较多的微小孪晶,这会直接障碍塑性的形变,渗层含碳量高也会直接致使晶格中存在较大的内应力,从而使渗层变脆,发作一些较小的磨削裂纹。


4、齿轮磨削烧伤的消弭要领


要想削减外面的磨削题目,最症结的是从泉源削减磨削热的发作,同时加速磨削热量的披发。经由过程对烧伤要素的一系列剖析,发明能够接纳以下步伐,来削减磨削热对齿轮磨擦发作的影响。


4.1砂轮


砂轮在挑选历程当中,因为粗的砂轮硬度较软,轻易发作砂磨面,梗塞会发作较大的障碍题目,同时研磨的历程当中会发作数目较多的热量;精磨历程当中必需要接纳硬度较高的细砂轮,磨削的外面需要包管其润滑,末了包管尺寸的及格性。金刚石的磨削硬度一样平常是对照大的,因为过强的硬度和强度,磨削前提就获得了较为显着的改良,使得外面的磨削力遭到削弱,别的,若是磨擦的系数较低,在没有润滑剂的状况下也不会发作较多的磨擦,以是就不会发作过量的烧伤题目。如今,CBN砂轮因为热稳定性对照好,磨削温度低,硬度和强度也对照好,以是遭到了较为普遍的推行运用。磨削力小,就能够使得外面的质量获得很大的提拔。别的,一些橡胶、树脂也能够对磨削的前提构成较大的改良。因为某些缘由,切削力在增大的历程当中,会发作较大的弹性屈就力,从而赓续减小切削的深度,有用的削减了烧伤题目的发作。砂轮的均衡处置惩罚必需要做到位,从而在后期均衡的历程当中连结较好的举行状况。砂轮必需要包管时候处于锐利的事情状况。有很多要素会影响啥轮的运转,末学资料的品种和纯度等等都会对其发作较大的影响。砂轮的金刚石支架在前期流动历程当中需要注重。若是钻石外面有0.5~0.6毫米磨损,申明已钝化,需要替换。


4.2磨削前提


砂轮发作热量的历程当中,大约在单元时候内按比例发作热量,能够有用制止磨削毁伤,恰当下降切削深度,下降发电的功率,从而包管粗磨不大于0.03~0.04毫米,而精磨不大于0.01~0.02毫米。磨削余量的挑选应依据具体状况肯定,尽可能在进步消费率的状况下削减磨削烧伤。因为粗磨时磨削余量偏大,一次烧成,不容易消弭精磨中的缺点,前几次粗磨进给轻易被操纵者无视。因而,淬火后,依据齿轮外面找到准确的加工定位基准,使齿面边沿散布匀称,并找出齿形的最高点,砂轮在这个处所最先进给磨削。


4.3切削液


在举行磨齿的操纵历程当中,冷却掌握是非常症结的要素。冷却一定要完整和充足,冷却液也一定要流到地区内,多半状况下,流量需要掌握在40~45L/min,如许才能够完成完整的冷却,压力的巨细一样平常掌握在0.8~1.2N/mm2,将外面切屑举行较好的冲洗。在冷却液充足纯洁的前提下举行事情,从而消灭冷却液中的较脏的颗粒,冷却液的承载容器体积一定要够大,防备个中发作过量的气泡。防备冷却液过快的转变温度,一样平常掌握冷却系统的容积和事情间的室温,关于温度就能够举行较好的掌握了,然则在一些特别储况下,照样需要运用散热器举行事情的。


4.4渗层碳浓度


跟着外面碳浓度的赓续提拔,磨削机能就会被削减,所之外面碳的浓度一样平常是掌握在0.2%-0.9%对照适宜。剩余奥氏体碳的含量一样平常在32%之内对照适宜,碳化物需要匀称散布在外面,同时包管颗粒的均匀直径小于lμm;碳化物一样平常是球状或者是颗粒状举行散布,制止发作网状或角状碳化物。要严厉处置惩罚外面的热工艺手艺,关于外面的碳浓度含量严厉治理,如许能够最大限制地削减热外面发作畸形和病变。需要将磨削范例举行较好的划定,从而挑选最适宜的磨削液。在磨齿加工工艺中,冷倒是一个极为症结的手艺,冷却必需充足有用,冷却液一定要到达划定的部位,压力最少需要冲掉砂轮上的切屑,从而举行妥帖的过滤。


在举行了以上一系列的革新步伐后,在后续的齿轮磨削加工历程当中,基础没有涌现磨削烧伤的征象,对统一件齿轮举行加工的历程当中,本来的时候连结在十二小时摆布,如今均匀只需要十小时,质量进步了17%。


齿轮是如今产业设备中的主要零件之一,相对经常运用的渗碳淬火齿轮而言,经由渗碳淬火处置惩罚后,齿轮的打仗应力获得很大限制的提拔,但此工艺照样存在着一些缺乏和罕见的题目的,最罕见的就是外面的磨伤,运用的质量会遭到严峻的丧失,以是还需我们对其举行研究和治理。

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