Tannhjulbearbeidingsprosess, skjæreparametere og verktøykrav hvis tannhjulet er for hardt til å dreies og maskineringseffektiviteten må forbedres

Tannhjul er det viktigste grunnleggende transmisjonselementet i bilindustrien. Vanligvis har hver bil 18–30 tenner. Kvaliteten på tannhjulet påvirker direkte bilens støy, stabilitet og levetid. Tannhjulsbehandlingsmaskiner er et komplekst maskinverktøysystem og et nøkkelutstyr i bilindustrien. Verdens bilproduksjonsmakter som USA, Tyskland og Japan er også produksjonsmakter for tannhjulsbehandlingsmaskiner. Ifølge statistikk blir mer enn 80 % av biltannhjulene i Kina behandlet av innenlandsk tannhjulproduksjonsutstyr. Samtidig forbruker bilindustrien mer enn 60 % av tannhjulsbehandlingsmaskiner, og bilindustrien vil alltid være hovedforbruket av maskinverktøy.

Teknologi for tannhjulbehandling

1. støping og emnefremstilling

Varmsmiing er fortsatt en mye brukt emnestøpeprosess for bildeler. I de senere årene har tverrkilevalseteknologi blitt mye promotert innen akselmaskinering. Denne teknologien er spesielt egnet for å lage emner til komplekse døraksler. Den har ikke bare høy presisjon og liten etterfølgende maskineringstoleranse, men også høy produksjonseffektivitet.

2. normalisering

Formålet med denne prosessen er å oppnå en hardhet som er egnet for den påfølgende tannhjulsskjæringen og å forberede mikrostrukturen for den endelige varmebehandlingen, for effektivt å redusere deformasjonen fra varmebehandlingen. Materialet i tannhjulstålet som brukes er vanligvis 20CrMnTi. På grunn av den store påvirkningen fra personale, utstyr og miljø, er kjølehastigheten og kjølejevnheten til arbeidsstykket vanskelig å kontrollere, noe som resulterer i stor hardhetsspredning og ujevn metallografisk struktur, som direkte påvirker metallskjæringen og den endelige varmebehandlingen, noe som resulterer i stor og uregelmessig termisk deformasjon og ukontrollerbar delkvalitet. Derfor brukes en isotermisk normaliseringsprosess. Praksis har vist at isotermisk normalisering effektivt kan endre ulempene ved generell normalisering, og produktkvaliteten er stabil og pålitelig.

3. snu

For å oppfylle posisjoneringskravene for høypresisjons tannhjulbearbeiding, bearbeides tannhjulemnene alle av CNC-dreiebenker, som klemmes mekanisk uten å slipe dreieverktøyet på nytt. Bearbeidingen av hulldiameter, endeflate og ytre diameter fullføres synkront under engangsklemming, noe som ikke bare sikrer vertikalitetskravene til det indre hullet og endeflaten, men også sikrer liten størrelsesspredning av massetannhjulemnene. Dermed forbedres nøyaktigheten til tannhjulemnet og maskineringskvaliteten til påfølgende tannhjul sikres. I tillegg reduserer den høye effektiviteten til NC-dreiebenkmaskinering også antallet utstyr betraktelig og har god økonomi.

4. fresearbeid og tannhjulsforming

Vanlige tannhjulsfresemaskiner og tannhjulsformere er fortsatt mye brukt til tannhjulbehandling. Selv om det er praktisk å justere og vedlikeholde, er produksjonseffektiviteten lav. Hvis en stor kapasitet fullføres, må flere maskiner produseres samtidig. Med utviklingen av beleggteknologi er det veldig praktisk å belegge fresehoder og stempler etter sliping. Levetiden til belagte verktøy kan forbedres betydelig, vanligvis med mer enn 90 %, noe som effektivt reduserer antall verktøyskift og slipetid, med betydelige fordeler.

5. barbering

Radial tannhjulsavskjæringsteknologi er mye brukt i masseproduksjon av biltannhjul på grunn av dens høye effektivitet og enkle realisering av modifikasjonskravene for den designede tannprofilen og tannretningen. Siden selskapet kjøpte den spesielle radial tannhjulsavskjæringsmaskinen fra et italiensk selskap for teknisk transformasjon i 1995, har det vært modent i anvendelsen av denne teknologien, og prosesseringskvaliteten er stabil og pålitelig.

6. varmebehandling

Bilgir krever karburering og bråkjøling for å sikre gode mekaniske egenskaper. Stabilt og pålitelig varmebehandlingsutstyr er avgjørende for produkter som ikke lenger skal slipes etter varmebehandling. Selskapet har introdusert den kontinuerlige produksjonslinjen for karburering og bråkjøling fra tyske Lloyd's, som har oppnådd tilfredsstillende varmebehandlingsresultater.

7. sliping

Den brukes hovedsakelig til å overflatebehandle det varmebehandlede girets indre hull, endeflate, akselens ytre diameter og andre deler for å forbedre dimensjonsnøyaktigheten og redusere den geometriske toleransen.

Tannhjulsprosesseringen bruker en stigningssirkelfeste for posisjonering og klemme, noe som effektivt kan sikre tannens maskineringsnøyaktighet og installasjonsreferansen, og oppnå tilfredsstillende produktkvalitet.

8. etterbehandling

Dette er for å kontrollere og rengjøre ujevnheter og grader på girdelene på girkassen og drivakselen før montering, for å eliminere støy og unormal støy forårsaket av dem etter montering. Lytt til lyd gjennom enkeltparsinnkobling eller observer innkoblingsavvik med en omfattende tester. Girkassedelene som produseres av produsenten inkluderer clutchhus, girkassehus og differensialhus. Clutchhus og girkassehus er lastbærende deler, som vanligvis er laget av støpt aluminiumslegering gjennom spesiell støping. Formen er uregelmessig og kompleks. Den generelle prosessflyten er fresing av skjøtflaten → maskinering av prosesshull og forbindelseshull → grovboring av lagerhull → finboring av lagerhull og lokalisering av pinnehull → rengjøring → lekkasjetesting og -deteksjon.

Parametre og krav til girverktøy

Gir deformeres kraftig etter karburering og bråkjøling. Spesielt for store gir er den dimensjonale deformasjonen av den karburerte og bråkjølte yttersirkelen og det indre hullet generelt svært stor. For dreiing av den karburerte og bråkjølte yttersirkelen på giret har det imidlertid ikke funnet noe passende verktøy. bn-h20-verktøyet utviklet av «Valin superhard» for sterk intermittent dreiing av bråkjølt stål har korrigert deformasjonen av det indre hullet og endeflaten på den karburerte og bråkjølte yttersirkelen på giret, og funnet et passende intermittent skjæreverktøy. Det har gjort et verdensomspennende gjennombrudd innen intermittent kutting med superharde verktøy.

Deformasjon ved karburering og bråkjøling av gir: Deformasjon ved karburering og bråkjøling av gir skyldes hovedsakelig den kombinerte virkningen av restspenningen som genereres under maskinering, termisk spenning og strukturspenning som genereres under varmebehandling, og deformasjonen av arbeidsstykkets egenvekt. Spesielt for store girringer og gir vil store girringer også øke deformasjonen etter karburering og bråkjøling på grunn av deres store modul, dype karbureringslag, lange karbureringstid og egenvekt. Deformasjonsloven for store girakseler: Den ytre diameteren til tilleggssirkelen viser en tydelig kontraksjonstendens, men i retning av tannbredden på en giraksel reduseres midten, og de to endene utvides litt. Deformasjonsloven for girringen: Etter karburering og bråkjøling vil den ytre diameteren til store girringer svulme opp. Når tannbredden er forskjellig, vil retningen på tannbredden være konisk eller trommelformet.

Dreiing av tannhjul etter karburering og bråkjøling: Deformasjonen av tannhjulet under karburering og bråkjøling kan kontrolleres og reduseres til en viss grad, men den kan ikke unngås helt. For å korrigere deformasjon etter karburering og bråkjøling, følger en kort beskrivelse av muligheten for dreiing og skjæring av verktøy etter karburering og bråkjøling.

Dreiing av yttersirkel, indre hull og endeflate etter karburering og bråkjøling: Dreiing er den enkleste måten å korrigere deformasjonen av yttersirkel og indre hull i det karburerte og bråkjølte ringgiret. Tidligere kunne ikke noe verktøy, inkludert utenlandske superharde verktøy, løse problemet med sterkt intermitterende kutting av den ytre sirkelen på det bråkjølte giret. Valin superhard ble invitert til å utføre verktøyforskning og -utvikling. «Intermitterende kutting av herdet stål har alltid vært et vanskelig problem, for ikke å nevne herdet stål på omtrent HRC60, og deformasjonstoleransen er stor. Når man dreier det herdede stålet med høy hastighet, hvis arbeidsstykket har intermitterende kutting, vil verktøyet fullføre maskineringen med mer enn 100 støt per minutt når det kuttes i det herdede stålet, noe som er en stor utfordring for verktøyets slagfasthet.» Eksperter fra den kinesiske knivforeningen sier det. Etter et år med gjentatte tester har Valin superhard introdusert merket superhardt skjæreverktøy for dreiing av herdet stål med sterk diskontinuitet. Dreieeksperimentet utføres på girets ytre sirkel etter karburering og bråkjøling.

Eksperiment med å dreie et sylindrisk gir etter karburering og bråkjøling

Det store giret (ringgiret) ble alvorlig deformert etter karburering og bråkjøling. Deformasjonen av den ytre sirkelen på girringgiret var opptil 2 mm, og hardheten etter bråkjøling var hrc60-65. På den tiden var det vanskelig for kunden å finne en kvern med stor diameter, og maskineringstillegget var stort, og slipeeffektiviteten var for lav. Til slutt ble det karburerte og bråkjølte giret dreiet.

Lineær skjærehastighet: 50–70 m/min, skjæredybde: 1,5–2 mm, skjæreavstand: 0,15–0,2 mm/omdreining (justert i henhold til ruhetskrav)

Når man dreier det bråkjølte giret ut av sirkelen, fullføres maskineringen på én gang. Det originale importerte keramiske verktøyet kan bare bearbeides mange ganger for å kutte ut deformasjonen. Dessuten er kantene kollapset alvorlige, og brukskostnadene for verktøyet er svært høye.

Resultater av verktøytest: Det er mer slagfast enn det originale importerte silisiumnitrid-keramiske verktøyet, og levetiden er 6 ganger høyere enn for silisiumnitrid-keramiske verktøy når skjæredybden økes med tre ganger! Skjæreeffektiviteten økes med tre ganger (det pleide å være tre ganger så mye som skjæring, men nå fullføres det med én gang). Overflateruheten på arbeidsstykket oppfyller også brukerens krav. Det viktigste er at den endelige sviktformen på verktøyet ikke er den bekymringsverdige brukne kanten, men normal slitasje på baksiden. Dette eksperimentet med intermitterende dreiing og herdet gir med utsirkelform knuste myten om at superharde verktøy i industrien ikke kan brukes til sterkt intermitterende dreiing av herdet stål! Det har skapt stor furore i akademiske kretser innen skjæreverktøy!

Overflatefinish på hardt dreiende innerhull i gir etter bråkjøling

For eksempel med periodisk skjæring av det indre hullet i giret med oljespor: levetiden til prøveskjæreverktøyet når mer enn 8000 meter, og finishen er innenfor Ra0,8. Hvis det brukes superharde verktøyet med poleringskant, kan dreiefinishen til herdet stål nå omtrent Ra0,4. Og god verktøylevetid kan oppnås.

Maskinering av endeflate på gir etter karburering og bråkjøling

Som en typisk anvendelse av «dreiing i stedet for sliping» har kubisk bornitrid-blad blitt mye brukt i produksjonspraksisen for harddreiing av girflater etter varmebehandling. Sammenlignet med sliping forbedrer harddreiing arbeidseffektiviteten betraktelig.

For karburerte og bråkjølte gir er kravene til fresere svært høye. For det første krever intermitterende kutting høy hardhet, slagfasthet, seighet, slitestyrke, overflateruhet og andre egenskaper hos verktøyet.

oversikt:

For dreiing etter karburering og bråkjøling, samt for endeflatedreiing, har vanlige sveisede komposittverktøy av kubisk bornitrid blitt populære. For dimensjonsdeformasjon av den ytre sirkelen og det indre hullet i den karburerte og bråkjølte store girringen er det imidlertid alltid et vanskelig problem å stoppe deformasjonen med en stor mengde. Intermittent dreiing av bråkjølt stål med Valin superhard bn-h20 kubisk bornitridverktøy er et stort fremskritt i verktøyindustrien, noe som bidrar til bred promotering av "dreiing i stedet for sliping"-prosessen i girindustrien, og finner også svaret på problemet med herdede sylindriske dreieverktøy for gir som har vært forvirret i mange år. Det er også av stor betydning å forkorte produksjonssyklusen for girringer og redusere produksjonskostnadene; Bn-h20-seriens freser er kjent som verdensmodellen for sterk intermittent dreiing av bråkjølt stål i industrien.