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国内外齿轮加工近况和发展趋势,珩轮的设想与制造工艺

时间:2019-05-10来源:申博太阳城浏览次数:

本文作者经由过程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珩轮修形珩齿的想象。为了这一目标,本文作者经由二十多年的勤奋,对CBN珩轮、珩齿机床做了不断地革新,并做了多量的工艺试验,终究圆满地完成了圆柱齿轮热后齿部修形珩齿加工新工艺。


1.外洋齿轮加工近况和生长趋势


1.1下降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。天下上大多半国度,特别是发达国度对汽车变速器划定了严厉的噪音规范。为了下降噪音,汽车齿轮行业,从设想和制造两方面作了多量的事情。在制造方面,跟着齿轮加工工艺的精益求精和制造精度的不断提高,使变速器齿轮传动噪音下降许多。上世纪九十年代以来,外洋很多汽车齿轮行业,将原有的滚、剃工艺和滚、磨(展成法磨齿)工艺,逐渐用滚、高效磨(蜗杆砂轮磨齿机)和滚、剃、珩(内齿圈砂轮珩齿机)工艺替代。我们最熟习的美国EATON公司,在上世纪九十年代就成功地研制出了细高齿双中心轴变速箱,而且在齿轮加工上,接纳了滚、剃、珩工艺。

1.2上世纪八十年代、九十年代,热后磨齿工艺对照流行。但在变速器的运用过程中,人们发现,热后磨齿工艺,发作的磨纹与齿轮的运转轴线平行,平行波纹发作谐振,在高速运转时下降噪音其实不显着。然则,热后珩齿工艺发作的纤细珩纹与齿轮的运转轴线不平行,呈斜纹状况存在。如许,就不会致使高速运转时谐振的发作,齿轮传动噪音得到了很大水平的下降。同时珩齿时的挤压和震惊作用能够削减齿面热处理的剩余应力,加强齿面压应力,提高齿轮的运用寿命。以是,外洋有名的汽车变速器行业,正在实行滚、剃、珩工艺,以至生长到滚、珩工艺。天下上有名的汽车齿轮加工机床消费厂商,比方美国格里森-胡尔特、德国KAPP、莱斯豪尔、日本三菱公司都有强力绗齿机消费。然则,价钱相称高贵,而且加工种种零件相配的砂轮和砂轮修整器也相称高贵,而且只适用于多量量消费。


2.国内齿轮加工近况和生长趋势


2.1上世纪九十年代,国内很多齿轮消费厂家,比方一汽齿轮箱厂、上汽齿轮箱厂、綦江齿轮箱厂、陕西汽车齿轮总厂等在上世纪九十年代最先接纳滚、剃工艺和滚、高效磨工艺。因为高效磨齿机价钱高贵,入口格里森磨齿机每台价钱大约在人民币700~800万元之间。磨齿本钱高,多半厂家只是在高速运转齿上接纳此工艺,大多半齿轮仍接纳滚、剃工艺。本世纪初,陕西法士特公司后来者居上,勇敢地举行技术革新,购置了多量外洋有名品牌的数控加工机床和热处理装备,接纳种种先进加工工艺,使变速箱质量抢先,产量多年雄居天下。然则,关于大多半的小企业,因为资金不足,装备差,底子薄,想提高产物质量,只能瞠乎其后。


2.2哈尔滨东安动力齿轮箱厂上世纪九十年代最先接纳滚、剃、珩工艺,消费的微型车变速器以噪音低,寿命长,而雄居全国。他们的珩齿工艺接纳的机床是国内消费的YW4232剃齿机(主轴电机经由革新),珩轮是本身制造的环氧树脂砂轮,珩轮若干外形跟剃刀的外形一样,珩削要领也与剃齿要领一样,只不过剃齿是在热前加工而珩齿是在热后加工,主轴转速比剃齿高很多倍。


上世纪九十年代至今,环氧树脂珩轮珩齿机在有些齿轮消费厂家得到了运用。这类珩轮只能起到一个抛光作用,对齿轮的热处理变形修改结果欠安。起首,凌驾3模数的齿轮,珩削力大,此环氧树脂砂轮强度不敷,会发作打齿征象。其次,环氧树脂砂轮脱粒很快,加工不了若干工件。


2.3自己现在就任的浙江省金华市新华齿轮有限公司,本来变速箱齿轮加工接纳的是滚、剃工艺。只管制造的齿轮,在热前都到达了国标8-7-7规范。但因为20CrMnTi钢材材质的瑕玷,热处理变形大。再加上消费中齿面残留毛刺和磕碰,会使齿部精度大大下降,装箱后增添了噪音。


为了减轻变速箱的噪音,现行工艺在落成搜检工序,特地增添了一道工序:在综合搜检仪上搜检齿面毛刺,并用打磨机去掉毛刺和磕碰。至于齿面热处理变形题目一直是滚、剃工艺处理不了的困难。我公司近年来,接到美国等国度的订单,送来的大多半样件都是热后珩齿加工出来的。我公司为了包管质量,只能接纳磨齿加工,存在加工用度高和消费效力低,红利少的题目。

2.4新的修形珩齿工艺能够处理齿面热处理变形题目。


要彻底处理齿面热处理变形题目,必需走滚、剃、珩工艺的门路。然则,外洋珩齿机价钱相称高贵,小企业基础买不起。要走滚、剃、珩工艺的门路必将增添消费本钱,这是我们的小企业现在做不到的。那麽,有无一种既省钱,又能处理齿面热处理变形题目标加工要领呢?有。那就是新的CBN珩轮珩齿工艺。(立方氮化硼简称CBN,我们将此工艺定为CBN珩轮珩齿工艺)为了这个目标,自己经由二十多年地勤奋。特别是近来几年对CBN珩轮、珩齿机床做了不断地革新,做了多量的工艺试验,终究圆满地完成了园柱齿轮热后齿部修形珩齿加工新工艺。起首,对我公司的YD4232CNC2数控剃齿机主轴转速举行革新,使其最高转速到达2000转/每分钟。在此机床上接纳我发现的19552的CBN珩轮对我公司消费的富勒RT-11509C变速箱中心轴传动齿轮19552,举行热后齿部珩齿加工。齿轮的齿形、齿向变形都修改过去了,齿轮精度都到达8-7-7规范。图1和图2分别为我公司消费的富勒RT-11509C变速箱中心轴传动齿轮19552珩前和珩后齿形、齿向检测申报。图1为珩前检测申报。在图1中打*号的为超差项。从图1中能够看出,因为热处理变形,齿形、齿向有些搜检项凌驾了8级精度。图2为珩后检测申报。在图2中,齿形、齿向按7级精度没有一项搜检项超差。从图2中能够看出,因为珩齿,将齿轮热处理变形都修改过去了,到达了7级以上精度。我公司经由珩齿的19552和17568齿轮,经由装箱后台架试验,噪音显着下降,得到了用户的好评。若是变速箱一切齿轮珩齿,噪音会更低。


3.珩轮的设想与制造及珩齿工艺


3.1珩轮基体的设想和制造。


3.1.1珩轮基体的设想。接纳剃齿刀设想软件,针对某一要珩齿的零件热后的各项参数设想出珩轮基体图纸。


3.1.2珩轮基体资料的挑选。选用钢材作为基体。


3.1.3珩轮基体的加工工艺以下:


①下料→②热锻→③等温正火→④粗车→⑤精车→⑥磨前滚齿→⑦去毛刺,磨棱角→⑧割键槽→⑨热处理→⑩磨内孔,磨端面→⑾磨另外一端面→⑿磨齿→⒀落成检→⒁洗濯→⒂送电镀


3.1.4珩轮基体加工的症结工序是电镀前的磨齿工序。我公司接纳的机床是格里森-胡尔特公司出品的SRS410数控剃刀磨床。能够修磨出抱负的珩轮齿形。


3.2珩轮基体的电镀。


3.2.1修磨好的珩轮基体经由在齿轮综合搜检仪上检测及格后,送电镀车间电镀。


3.2.2电镀工艺以下:


二手车电商市场为何乱象频生

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①化学除油→②水洗→③酸洗→④水洗→⑤电化学除油→⑥水洗→⑦活化→⑧埋砂→⑨电镀→⑩镀后处理


3.2.3电镀工艺症结是电镀电源的挑选。


3.2.4 CBN材质的挑选。


3.2.5电镀配方的挑选。


3.2.6电镀工装装备的设想和制造。


3.3珩齿工艺的研讨制定。


3.3.1 CBN珩轮只能针对某一要珩齿的零件举行珩齿。


3.3.2珩齿机床为我公司现有的国产YK4232数控剃齿机。并对机床主轴举行革新,使主轴转速到达2000转/每分钟。


3.3.3珩齿夹具要设想和制造成涨胎式珩齿夹具,以提高珩齿精度。


3.3.4珩齿切削液为水性切削液。


3.3.5珩齿切削参数的制定。CBN砂轮最好切削线速度为50m/S。CBN珩轮有它的特定状况,请求珩轮转速到达1300转/每分钟以上。无需径向进给,轴向走刀每件往复2路程便可。依据零件巨细,珩齿时候一样平常在二分半钟到四分半钟之间。以摸数4.233、40齿、齿宽30毫米的齿轮零件为例只需三分钟。


4、珩齿工艺注意事项


4.1热前齿部精度的包管很主要。一切渐开线齿轮的热后珩齿肯定要在热前到达以下精度:


4.1.1齿坯精车工序要在数控车床上,接纳涨胎式精车夹具加工,请求端面对内孔的跳动不凌驾0.025mm。


4.1.2滚齿工序要在数控滚齿机上,接纳涨胎式滚齿夹具加工。请求摸数在3~5.5mm之间、齿数在30~60之间的园柱齿轮齿圈跳动不凌驾0.03mm,周节累计偏差不凌驾0.03mm。齿形齿向偏差不凌驾9级。


4.1.3剃齿工序要注意剃刀的修形。齿形齿向偏差完全符合产物图的各项请求。特别对K型齿形的转变举行冷热合营,有K齿形图请求的肯定要在热前的K齿形框内。


4.2珩前齿部精度的包管:


4.2.1热后磨孔的齿轮要在数控内园磨床上,用节园夹具磨内孔,请求磨后的齿圈跳动不凌驾7级精度。以19552为例,齿圈跳动不大于0.03mm。


4.2.2珩轮基体的齿形刃磨肯定要依据热后修形转变状况举行修磨。若检测到工件热后齿形齿顶正0.015mm,那末在刃磨珩轮基体的齿形时,齿根要正0.02mm,如许能力到达修形的目标。


以上事情做好了会对热后珩齿起到事半功倍的作用。


5、新的CBN珩轮珩齿工艺的市场前景


总而言之。此工艺是接纳CBN砂轮在国产数控剃齿机上珩齿。CBN珩齿工艺的难点是要设想和制造出具有脱粒少,且切削力好的CBN珩轮。珩齿后的齿形齿向修改量可到达0.02~0.05mm,以至更多。齿轮的热处理变形和磕碰完全能够修改过去。齿轮的齿形、齿向能提高一个精度品级以上,齿面粗糙度可到达Ra0.8以上。珩齿后齿轮运用寿命也会延伸。变速箱长啮合和高速运转齿轮若悉数珩齿,噪音会显着下降。现在,每把珩轮能够加工1000件摆布齿轮,此珩齿用度每件只需2元人民币。珩轮用完后无需修磨就能够重复涂镀立方碳化硼砂粒。即经济又有用。我国现在至少有几百家齿轮加工企业,因为资金缺少,而无力购置价钱相称高贵的入口珩齿机。然则,此工艺无需购置新装备,只需对现有的剃齿机主轴转速举行革新,就能够使你的齿轮产物质量提高一个或二个精度品级,我们何乐而不为呢!


市场竟争猛烈,请求我们的企业消费出优良的齿轮产物,能力驻足和生长。我置信经由我们不懈地勤奋,新的CBN珩轮珩齿工艺的提高,一定会对我国的齿轮加工行业带来一个很大的提高,我们的产物会越发具有国际竞争力。

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