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        圓柱齒輪減速機:齒輪內孔和齒輪軸外圓高硬度車削加工


        發布時間:2018-06-21 23:15:00 點擊:

        圓柱齒輪減速機2018-06-21訊

        齒輪減速機、圓柱齒輪減速機2018年6月21日訊  根據齒輪內孔和齒輪軸外圓幾何結構特點,針對原工藝進行分析,結合實際生產,設計了新型硬車工藝,解決了磨削工藝效率低、硬車精度不穩定的問題,并給出了相應數據。

          齒輪內孔和齒輪軸外圓,經滲碳淬火后, 硬度達50 ~62HRC。一般采用滲碳淬火熱處理前留余量,滲碳淬火熱處理后磨削加工至圖樣要求的工藝方法;采用滲碳淬火熱處理前留余量,滲碳淬火熱處理后,用CBN刀片車削至圖樣要求的方法。齒輪和齒輪軸配合處內孔和外圓有較高的精度要求,滲碳淬火熱處理前留余量,滲碳淬火熱處理后磨削加工的方法,磨削工序生產成本較高,生產周期長。滲碳淬火熱處理前留余量,滲碳淬火熱處理后用CBN刀片車削方法加工出的工件, 其表面粗糙度、形位精度不穩定,不能量產,經濟性差。


        1. 磨削加工方法分析


          為保證齒輪、齒輪軸滲碳淬火熱處理后正常加工,滲碳淬火熱處理前需留余量,避免滲碳淬火熱處理變形,使工件尺寸超差,無法加工至圖樣要求,尤其是厚度較薄的齒輪,長徑比較大的齒輪軸一般留1~3mm余量。磨削時存在以下困難:


         ?。?)砂輪易鈍,批量生產時需經常修整砂輪,砂輪修整后需重新對刀,以確保加工尺寸。


         ?。?)工件滲碳淬火熱處理變形,需反復對刀,設置磨削起始點。


         ?。?)磨削進刀速度有限,進刀過快,易造成工件表面燒傷,產生裂紋。


         ?。?)對操作者的技能水平依賴性強,不能實現半自動化生產。


         ?。?)長期磨削產生的氣霧,對操作者存在一定的健康影響。經測試,齒輪和齒軸單件磨削參數如表1所示。

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          磨削加工是目前較為普遍的加工工藝,能保證零件加工精度,但生產效率低,不環保,產品交貨期長,在市場經濟環境下競爭優勢不明顯。


        2. 車削加工方法分析


          CBN刀片硬度高,相比加工硬度低的材料,刀具需更硬、更耐磨、強度更大。切削本身是一種碰撞、摩擦及擠壓的過程,并且產生大量熱,尤其是刀尖部分溫度最高(見圖1)。

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          直接用CBN刀片進行半精車、精車加工,刀尖圓角極易出現后角磨損的情況,甚至出現圓角崩塌等不良情況(見圖2)。


          工件表面會因刀尖角磨損、刀具刃口失效無法保證加工精度。工件表面也會因刀尖角磨損, 切削時無法進行切屑、排屑、斷屑,而使表面粗糙度質量變差(見圖3)。


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          從檢驗記錄和生產統計來看,用單個刀片刃口進行半精車、精車,如表2所示。


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          加工直徑100mm、長度86mm內孔,可加工62件,其中6件表面粗糙度值Ra=3.6~4.5μm,11件精度超差。因此用CBN刀片車削,雖能達到硬車目的,但質量不穩定,不能量產,發揮不出經濟效益。


          在車床上采用CBN車削技術,加工高硬工件可成倍提高效率,但受目前國內刀具制造水平限制,刀片中的CBN成份需經特殊工藝冶煉,國內目前只能提供可切削50HRC以下性價比較好的CBN刀片,50HRC以上時需要進口,進口SUMITOMO、Sandvik、KENNA等公司的刀片,國內可以提供整體CBN刀片,使用效果良好。


        3. 改進后高效的硬車技術


          改進后的硬車技術采用半精車與精車兩道工序加工零件至圖樣要求。


          從檢驗記錄和生產統計來看,采用陶瓷刀片半精車,CBN刀片精車參數如表3所示。


          半精車采用陶瓷刀片( 見圖4)進行硬車,單邊留余量0.1~0.2mm。陶瓷刀片硬度次于CBN,但高于硬質合金,表面采用CVD化學涂層,具備高耐磨性,且刀片價格較CBN至少低5倍,用于半精車去除滲碳淬火熱處理后表面殘留氧化皮,滲碳硬化層,可獲得良好的性價比。


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          精車采用CBN刀片硬車。CBN刀片需選用帶后角刀片,一般7°即可,配合正前角車刀桿使用,因加工表面粗糙度值Ra需低于1.6μm,刀尖角應選用0.4mm以上,切削時的每轉進給應控制在0.04~0.08mm/r,線速度應控制在60~80m/min,切深應控制在0.1~0.2mm。為保證精車一刀即達圖樣要求,應試車一小段距離,確認精度后,精車至圖樣要求。精車時加高壓切削液,效果更佳。


          單個刃口加工直徑100mm、長度86mm內孔,可加工151件,其中151件表面粗糙度值Ra=1.0~1.6μm,無零件精度超差。生產效率較磨削提高了68%~75%,單件加工成本降低48%左右;較單用CBN進行半精車、精車提高38%~50%,單件加工成本降低52.5%左右,且質量穩定,滿足批量生產要求。


        4. 結語


          高效的硬車技術是解決當前自動化生產的一個重要發展方向之一,結合數控機床應用,代替磨削工藝,具有廣闊的應用前景和優勢。我國是制造大國,在向制造強國晉升的過程中,尤其在新技術、新工藝方面,應重視創新,為我國產品制造,乃至整個制造業的可持續發展輔平基路。



        [本文觀點非特殊說明,均有泰興減速機-圓柱齒輪減速機整理原創所得,(轉載必究)如要轉載請保留相應的源地址,尊重他人勞動成果]

         
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