Tandhjulsbearbejdningsproces, skæreparametre og værktøjskrav, hvis tandhjulet er for hårdt til at blive drejet, og bearbejdningseffektiviteten skal forbedres.

Tandhjul er det vigtigste grundlæggende transmissionselement i bilindustrien. Normalt har hver bil 18-30 tænder. Tandhjulets kvalitet påvirker direkte bilens støj, stabilitet og levetid. Tandhjulsbearbejdningsmaskiner er et komplekst maskinsystem og et nøgleudstyr i bilindustrien. Verdens bilproduktionsmagter som USA, Tyskland og Japan er også producenter af tandhjulsbearbejdningsmaskiner. Ifølge statistikker bearbejdes mere end 80% af biltandhjulene i Kina af indenlandsk tandhjulsfremstillingsudstyr. Samtidig forbruger bilindustrien mere end 60% af tandhjulsbearbejdningsmaskinerne, og bilindustrien vil altid være den største del af forbruget af maskinværktøjer.

Gearbearbejdningsteknologi

1. støbning og fremstilling af emner

Varmsmedning er stadig en udbredt støbeproces til emner i biler. I de senere år er krydsvalseteknologi blevet bredt promoveret inden for akselbearbejdning. Denne teknologi er især velegnet til fremstilling af emner til komplekse døraksler. Den har ikke kun høj præcision og et lille efterfølgende bearbejdningstillæg, men også en høj produktionseffektivitet.

2. normalisering

Formålet med denne proces er at opnå den hårdhed, der er egnet til den efterfølgende tandhjulsskæring, og at forberede mikrostrukturen til den endelige varmebehandling for effektivt at reducere deformationen under varmebehandlingen. Materialet i det anvendte tandhjulsstål er normalt 20CrMnTi. På grund af den store indflydelse fra personale, udstyr og miljø er emnets kølehastighed og køleensartethed vanskelig at kontrollere, hvilket resulterer i stor hårdhedsspredning og ujævn metallografisk struktur, som direkte påvirker metalskæringen og den endelige varmebehandling, hvilket resulterer i stor og uregelmæssig termisk deformation og ukontrollerbar emnekvalitet. Derfor anvendes en isotermisk normaliseringsproces. Praksis har vist, at isotermisk normalisering effektivt kan ændre ulemperne ved generel normalisering, og produktkvaliteten er stabil og pålidelig.

3. drejning

For at opfylde positioneringskravene til højpræcisions tandhjulsbearbejdning bearbejdes alle tandhjulsemnerne på CNC-drejebænke, som fastspændes mekanisk uden at drejeværktøjet skal slibes igen. Bearbejdningen af ​​huldiameter, endeflade og ydre diameter udføres synkront under engangsfastspænding, hvilket ikke kun sikrer vertikalitetskravene for det indre hul og endefladen, men også sikrer en lille størrelsesspredning af masse-tandhjulsemnerne. Således forbedres nøjagtigheden af ​​tandhjulsemnet, og bearbejdningskvaliteten af ​​efterfølgende tandhjul sikres. Derudover reducerer den høje effektivitet af NC-drejebænkbearbejdning også antallet af udstyr betydeligt og har en god økonomi.

4. fræsning og tandhjulsformning

Almindelige tandhjulsfræsere og tandhjulsformere anvendes stadig i vid udstrækning til tandhjulsbearbejdning. Selvom det er nemt at justere og vedligeholde, er produktionseffektiviteten lav. Hvis der opnås en stor kapacitet, skal der produceres flere maskiner på samme tid. Med udviklingen af ​​belægningsteknologi er det meget bekvemt at genbelægge fræsere og stempler efter slibning. Levetiden for belagte værktøjer kan forbedres betydeligt, generelt med mere end 90%, hvilket effektivt reducerer antallet af værktøjsskift og slibetiden med betydelige fordele.

5. barbering

Radial tandhjulsspånningsteknologi er meget udbredt i masseproduktion af biltandhjul på grund af dens høje effektivitet og nemme realisering af modifikationskravene til den designede tandprofil og tandretning. Siden virksomheden købte den specielle radial tandhjulsspånningsmaskine fra et italiensk firma til teknisk transformation i 1995, har den modnet anvendelsen af ​​denne teknologi, og forarbejdningskvaliteten er stabil og pålidelig.

6. varmebehandling

Bilgear kræver karburering og bratkøling for at sikre deres gode mekaniske egenskaber. Stabilt og pålideligt varmebehandlingsudstyr er afgørende for produkter, der ikke længere skal slibes efter varmebehandling. Virksomheden har introduceret den kontinuerlige karburerings- og bratkølingsproduktionslinje fra German Lloyd's, som har opnået tilfredsstillende varmebehandlingsresultater.

7. slibning

Det bruges hovedsageligt til at færdiggøre det varmebehandlede gears indre hul, endeflade, akselens ydre diameter og andre dele for at forbedre dimensionsnøjagtigheden og reducere den geometriske tolerance.

Tandhjulsbearbejdningen anvender en tonecirklearmatur til positionering og fastspænding, hvilket effektivt kan sikre tandens bearbejdningsnøjagtighed og installationsreferencen og opnå tilfredsstillende produktkvalitet.

8. efterbehandling

Dette er for at kontrollere og rense ujævnheder og grater på geardelene på transmissionen og drivakslen før montering for at eliminere støj og unormal støj forårsaget af dem efter montering. Lyt til lyden ved at teste det enkelte par, eller observer indgrebsafvigelser med en omfattende tester. Transmissionshusdelene, der produceres af producenten, omfatter koblingshus, transmissionshus og differentialhus. Koblingshus og transmissionshus er bærende dele, der generelt er lavet af trykstøbt aluminiumlegering gennem speciel trykstøbning. Formen er uregelmæssig og kompleks. Den generelle proces er fræsning af samlingsfladen → bearbejdning af proceshuller og forbindelseshuller → grovboring af lejehuller → finboring af lejehuller og lokalisering af stifthuller → rengøring → lækagetest og -detektion.

Parametre og krav til tandhjulsværktøjer

Tandhjul deformeres alvorligt efter karburering og bratkøling. Især for store tandhjul er den dimensionelle deformation af den karburerede og bratkølede ydre cirkel og det indre hul generelt meget stor. Til drejning af den karburerede og bratkølede ydre cirkel på tandhjul har der dog ikke fundet noget egnet værktøj. bn-h20-værktøjet, udviklet af "Valin superhard", til stærk intermitterende drejning af bratkølet stål har korrigeret deformationen af ​​den karburerede og bratkølede ydre cirkel, det indre hul og endefladen og fundet et passende intermitterende skæreværktøj. Det har haft et verdensomspændende gennembrud inden for intermitterende skæring med superhårde værktøjer.

Deformation af tandhjulsopkarbalisering og bratkøling: Deformation af tandhjulsopkarbalisering og bratkøling skyldes hovedsageligt den kombinerede virkning af restspændinger, der genereres under bearbejdning, termisk spænding og strukturspændinger, der genereres under varmebehandling, samt deformation af emnets egenvægt. Især for store tandhjul og tandhjul vil store tandhjul også øge deformationen efter karburering og bratkøling på grund af deres store modul, dybe karbureringslag, lange karbureringstid og egenvægt. Deformationslov for store tandhjulsaksler: Den ydre diameter af addendumcirklen viser en tydelig kontraktionstendens, men i retning af tandbredden på en tandhjulsaksl reduceres midten, og de to ender udvides en smule. Deformationslov for tandhjulsringe: Efter karburering og bratkøling vil den ydre diameter af store tandhjulsringe svulme op. Når tandbredden er forskellig, vil retningen af ​​tandbredden være konisk eller indsnævret.

Drejning af tandhjul efter karburering og bratkøling: Deformationen af ​​tandhjulet under karburering og bratkøling kan kontrolleres og reduceres til en vis grad, men den kan ikke helt undgås. For at korrigere deformationen efter karburering og bratkøling er det følgende en kort præsentation af muligheden for at dreje og skære værktøjer efter karburering og bratkøling.

Drejning af den ydre cirkel, det indre hul og endefladen efter karburering og bratkøling: Drejning er den enkleste måde at korrigere deformationen af ​​den ydre cirkel og det indre hul i det karburerede og bratkølede ringhjul. Tidligere kunne intet værktøj, inklusive udenlandske superhårde værktøjer, løse problemet med stærkt intermitterende skæring af den ydre cirkel på det bratkølede tandhjul. Valin superhard blev inviteret til at udføre værktøjsforskning og -udvikling. "Intermitterende skæring af hærdet stål har altid været et vanskeligt problem, for ikke at nævne hærdet stål på omkring HRC60, og deformationstolerancen er stor. Når man drejer det hærdede stål ved høj hastighed, og emnet har intermitterende skæring, vil værktøjet fuldføre bearbejdningen med mere end 100 stød i minuttet, når det skæres i det hærdede stål, hvilket er en stor udfordring for værktøjets slagfasthed." Det siger eksperter fra den kinesiske knivforening. Efter et år med gentagne tests har Valin superhard introduceret mærket af superhårde skæreværktøjer til drejning af hærdet stål med stærk diskontinuitet. Drejeeksperimentet udføres på tandhjulets ydre cirkel efter karburering og bratkøling.

Eksperiment med drejning af cylindrisk gear efter karburering og bratkøling

Det store tandhjul (ringhjul) blev alvorligt deformeret efter karburering og bratkøling. Deformationen af ​​den ydre cirkel af tandhjulets ringhjul var op til 2 mm, og hårdheden efter bratkøling var hrc60-65. På det tidspunkt var det svært for kunden at finde en sliber med stor diameter, og bearbejdningstillægget var stort, og slibeeffektiviteten var for lav. Til sidst blev det karburerede og bratkølede tandhjul drejet.

Skærehastighed: 50-70 m/min, skæredybde: 1,5-2 mm, skæreafstand: 0,15-0,2 mm/omdrejning (justeret efter ruhedskrav)

Når det afkølede tandhjul drejes ud af cirkel, udføres bearbejdningen på én gang. Det originale importerede keramiske værktøj kan kun bearbejdes mange gange for at undgå deformation. Derudover er kantsammenbruddet alvorligt, og værktøjets brugsomkostninger er meget høje.

Resultater af værktøjstest: Det er mere slagfast end det originale importerede siliciumnitrid-keramiske værktøj, og dets levetid er 6 gange så lang som siliciumnitrid-keramiske værktøjer, når skæredybden øges med tre gange! Skæreeffektiviteten øges med 3 gange (før var det tre gange så meget skæring, men nu fuldføres det med én gang). Emnets overfladeruhed opfylder også brugerens krav. Det mest værdifulde er, at værktøjets endelige svigtform ikke er den bekymrende brækkede kant, men den normale slidtage på bagsiden. Dette intermitterende drejningseksperiment med hærdet tandhjul og intermitterende drejning brød myten om, at superhårde værktøjer i industrien ikke kan bruges til stærk intermitterende drejning af hærdet stål! Det har skabt stor furore i de akademiske kredse af skærende værktøjer!

Overfladefinish af hårdtdrejet indvendigt hul i gear efter bratkøling

Hvis vi tager den intermitterende skæring af gearets indvendige hul med oliespor som eksempel: levetiden for prøveskæreværktøjet når mere end 8000 meter, og finishen er inden for Ra0,8. Hvis der anvendes superhårde værktøjer med poleret kant, kan drejefinishen for hærdet stål nå omkring Ra0,4. Og en god værktøjslevetid kan opnås.

Bearbejdning af endefladen på gearet efter karburering og bratkøling

Som en typisk anvendelse af "drejning i stedet for slibning" er kubisk bornitridklinge blevet meget anvendt i produktionspraksisen for hårddrejning af tandhjulsendeflader efter varmebehandling. Sammenlignet med slibning forbedrer hårddrejning arbejdseffektiviteten betydeligt.

For karburerede og afkølede tandhjul er kravene til skærer meget høje. For det første kræver intermitterende skæring høj hårdhed, slagfasthed, sejhed, slidstyrke, overfladeruhed og andre egenskaber ved værktøjet.

oversigt:

Til drejning efter karburering og bratkøling samt til endefladedrejning er almindelige svejsede kompositværktøjer af kubisk bornitrid blevet populære. Til dimensionsdeformation af den ydre cirkel og det indre hul i den karburerede og bratkølede store tandhjulsring er det dog altid et vanskeligt problem at afværge deformationen med en stor mængde. Intermitterende drejning af bratkølet stål med Valin superhårdt bn-h20 kubisk bornitridværktøj er et stort fremskridt i værktøjsindustrien, hvilket bidrager til en bred promovering af "drejning i stedet for slibning"-processen i tandhjulsindustrien og finder også svaret på problemet med hærdede cylindriske tandhjulsdrejeværktøjer, der har været forvirret i mange år. Det er også af stor betydning at forkorte fremstillingscyklussen for tandhjulsringe og reducere produktionsomkostningerne; Bn-h20-seriens skærer er kendt som verdensmodellen for stærk intermitterende drejning af bratkølet stål i industrien.