Fogaskerék-megmunkálási folyamat, forgácsolási paraméterek és szerszámkövetelmények, ha a fogaskerék túl nehéz az esztergáláshoz, és a megmunkálási hatékonyságot javítani kell

A fogaskerék az autóipar fő alapvető erőátviteli eleme. Általában minden autóban 18-30 fog van. A fogaskerék minősége közvetlenül befolyásolja az autó zajszintjét, stabilitását és élettartamát. A fogaskerék-megmunkáló szerszámgép egy összetett szerszámgéprendszer és kulcsfontosságú berendezés az autóiparban. A világ autógyártó hatalmai, mint például az Egyesült Államok, Németország és Japán, szintén fogaskerék-megmunkáló szerszámgépgyártó hatalmak. A statisztikák szerint Kínában az autófogaskerekek több mint 80%-át hazai fogaskerékgyártó berendezések dolgozzák fel. Ugyanakkor az autóipar a fogaskerék-megmunkáló szerszámgépek több mint 60%-át fogyasztja, és az autóipar mindig is a szerszámgép-fogyasztás fő része lesz.

Fogaskerék-feldolgozási technológia

1. öntvények és nyersdarabok készítése

A melegkohászat még mindig széles körben alkalmazott nyersöntési eljárás autóipari hajtóműalkatrészek gyártásához. Az utóbbi években a kereszt-ékhengerlési technológia széles körben elterjedt a tengelymegmunkálásban. Ez a technológia különösen alkalmas összetett ajtótengelyek tuskóinak gyártására. Nemcsak nagy pontossággal és kis utólagos megmunkálási ráhagyással rendelkezik, hanem magas termelési hatékonysággal is.

2. normalizálás

Ennek az eljárásnak a célja a későbbi fogaskerék-megmunkáláshoz megfelelő keménység elérése és a mikroszerkezet előkészítése a végső hőkezelésre, hogy hatékonyan csökkentsék a hőkezelési deformációt. A használt fogaskerékacél anyaga általában 20CrMnTi. A személyzet, a berendezések és a környezet nagy hatása miatt a munkadarab hűtési sebessége és hűtési egyenletessége nehezen szabályozható, ami nagy keménységeloszlást és egyenetlen metallográfiai szerkezetet eredményez, ami közvetlenül befolyásolja a fémforgácsolást és a végső hőkezelést, ami nagy és szabálytalan hődeformációt és ellenőrizhetetlen alkatrészminőséget eredményez. Ezért izotermikus normalizálási eljárást alkalmaznak. A gyakorlat bebizonyította, hogy az izotermikus normalizálás hatékonyan megváltoztathatja az általános normalizálás hátrányait, és a termék minősége stabil és megbízható.

3. fordulás

A nagy pontosságú fogaskerék-megmunkálás pozicionálási követelményeinek teljesítése érdekében a fogaskerék-nyereségeket CNC esztergákon dolgozzák fel, amelyeket mechanikusan rögzítenek anélkül, hogy az esztergaszerszámot újra kellene élezni. A furatátmérő, a végfelület és a külső átmérő megmunkálása szinkronban, egyszeri befogással történik, ami nemcsak a belső furat és a végfelület függőleges követelményeit biztosítja, hanem a tömeges fogaskerék-nyereségek kis méretű szórását is. Így javul a fogaskerék-nyereség pontossága, és biztosított a következő fogaskerekek megmunkálási minősége. Ezenkívül az NC esztergálás magas hatásfoka jelentősen csökkenti a berendezések számát és jó gazdaságosságot biztosít.

4. lefejtőmarás és fogaskerék-megmunkálás

A fogaskerék-megmunkálásban továbbra is széles körben használják a hagyományos fogaskerék-maró gépeket és fogaskerék-alakítókat. Bár kényelmes a beállításuk és karbantartásuk, a termelési hatékonyság alacsony. Nagy kapacitás esetén több gépet kell egyszerre gyártani. A bevonatolási technológia fejlődésével nagyon kényelmes a fogaskerék-maró és a dugattyú újrabevonata a köszörülés után. A bevonatos szerszámok élettartama jelentősen, általában több mint 90%-kal javítható, ami hatékonyan csökkenti a szerszámcserék számát és a köszörülési időt, jelentős előnyökkel járva.

5. borotválkozás

A radiális fogaskerék-leválasztási technológiát széles körben alkalmazzák a tömeggyártású autóipari fogaskerekek gyártásában, mivel nagy hatékonyságú, és a tervezett fogprofil és fogirány módosítási követelményei könnyen megvalósíthatók. Amióta a vállalat 1995-ben megvásárolta az olasz cég speciális radiális fogaskerék-leválasztási gépét a műszaki átalakítás céljából, azóta érett a technológia alkalmazásában, és a feldolgozás minősége stabil és megbízható.

6. hőkezelés

A gépjárművek fogaskerekei jó mechanikai tulajdonságaik biztosítása érdekében karbonizálást és edzést igényelnek. A hőkezelés után már nem fogaskerék-csiszolásnak kitett termékekhez elengedhetetlen a stabil és megbízható hőkezelő berendezés. A vállalat bevezette a német Lloyd's folyamatos karbonizáló és edzéses gyártósorát, amely kielégítő hőkezelési eredményeket ért el.

7. csiszolás

Főként a hőkezelt fogaskerék belső furatának, végfelületének, tengely külső átmérőjének és egyéb alkatrészeinek megmunkálására használják a méretpontosság javítása és a geometriai tűrés csökkentése érdekében.

A fogaskerék-feldolgozás a pozicionáláshoz és a befogáshoz kör alakú rögzítőelemet alkalmaz, amely hatékonyan biztosítja a fog megmunkálási pontosságát és a beépítési referenciát, valamint az elégedett termékminőséget.

8. befejezés

Ez a sebességváltó és a hajtótengely fogaskerék-alkatrészeinek összeszerelés előtti ellenőrzésére és tisztítására szolgál, hogy megszüntesse az összeszerelés utáni zajt és rendellenes zajt. Hallgassa meg a hangot az egyes fogaskerékpárok összekapcsolódása során, vagy figyelje meg az összekapcsolódási eltérést egy átfogó teszterrel. A gyártó cég által gyártott sebességváltó ház alkatrészei közé tartozik a kuplungház, a sebességváltó ház és a differenciálmű ház. A kuplungház és a sebességváltó ház teherhordó alkatrészek, amelyeket általában speciális présöntéssel előállított alumíniumötvözetből készítenek. Az alakjuk szabálytalan és összetett. Az általános folyamatfolyamat a következő: az illesztési felület marása → a folyamatfuratok és az összekötő furatok megmunkálása → a csapágyfuratok durva kifúrása → a csapágyfuratok finom kifúrása és a csapfuratok illesztése → tisztítás → szivárgásvizsgálat és -észlelés.

A fogaskerék-vágószerszámok paraméterei és követelményei

A fogaskerekek a karbonizálás és edzés után súlyosan deformálódnak. Különösen a nagy fogaskerekek esetében a karbonizált és edzett külső kör és belső furat méretdeformációja általában nagyon nagy. A karbonizált és edzett fogaskerék külső körének esztergálásához azonban eddig nem volt megfelelő szerszám. A „Valin superhard” által kifejlesztett bn-h20 szerszám, amely az edzett acél erős szakaszos esztergálására szolgál, korrigálta a karbonizált és edzett fogaskerék külső körének belső furatának és végfelületének deformációját, és megfelelő szakaszos forgácsolószerszámot talált. Világszerte áttörést ért el a szuperkemény szerszámokkal történő szakaszos forgácsolás területén.

Fogaskerék karbonizálás és edzés utáni deformációja: a fogaskerék karbonizálás és edzés utáni deformációját főként a megmunkálás során keletkező maradékfeszültség, a hőkezelés során keletkező hőfeszültség és szerkezeti feszültség, valamint a munkadarab önsúlydeformációjának együttes hatása okozza. Különösen a nagy fogaskerék-koszorúk és fogaskerekek esetében a nagy fogaskerék-koszorúk a nagy modulusuk, a vastag karbonizálási rétegük, a hosszú karbonizálási idejük és az önsúlyuk miatt szintén növelik az alakváltozást karbonizálás és edzés után. Nagy fogaskerék-tengely deformációs törvénye: a kiegészítő kör külső átmérője egyértelmű zsugorodási tendenciát mutat, de a fogaskerék-tengely fogszélességének irányában a középpont csökken, a két vége pedig kissé kitágul. A fogaskerék-koszorú deformációs törvénye: A karbonizálás és edzés után a nagy fogaskerék-koszorú külső átmérője megduzzad. Ha a fogszélesség eltérő, a fogszélesség iránya kúpos vagy derékdob alakú lesz.

Fogaskerék-esztergálás karbonizálás és edzés után: a fogaskerék-gyűrű karbonizálási és edzési deformációja bizonyos mértékig szabályozható és csökkenthető, de teljesen nem kerülhető el. A karbonizálás és edzés utáni deformáció korrekciójához a következőkben röviden ismertetjük a karbonizálás és edzés utáni esztergálási és forgácsolószerszámok megvalósíthatóságát.

A külső kör, a belső furat és a véglap esztergálása karbonizálás és edzés után: az esztergálás a legegyszerűbb módja a karbonizált és edzett tányérkerék külső körének és belső furatának deformációjának korrigálására. Korábban egyetlen szerszám sem, beleértve a külföldi szuperkemény szerszámokat sem, nem tudta megoldani a karbonizált fogaskerék külső körének erősen szakaszos forgácsolásának problémáját. A Valin Superhardot felkérték szerszámkutatás és -fejlesztés elvégzésére. „Az edzett acél szakaszos forgácsolása mindig is nehéz probléma volt, nem is beszélve a körülbelül HRC60 keménységű edzett acélról, amelynek deformációs tűréshatára nagy. Az edzett acél nagy sebességű esztergálása során, ha a munkadarab szakaszos forgácsolással rendelkezik, a szerszám percenként több mint 100 ütéssel fejezi be a megmunkálást az edzett acél vágásakor, ami nagy kihívást jelent a szerszám ütésállósága szempontjából.” – állítják a Kínai Kés Szövetség szakértői. Egy évnyi ismételt teszt után a Valin Superhard bemutatta a szuperkemény vágószerszám márkáját az edzett acél erős folytonosság nélküli esztergálásához; Az esztergálási kísérletet a fogaskerék külső körén végezték karbonizálás és edzés után.

Hengeres fogaskerekek esztergálásának kísérlete karbonizálás és edzés után

A nagy fogaskerék (koszorúkerék) a karbonizálás és edzés után súlyosan deformálódott. A koszorúkerék külső körének deformációja elérte a 2 mm-t, a keménység a edzés után pedig HRC60-65 volt. Abban az időben a vevőnek nehéz volt nagy átmérőjű köszörűgépet találnia, a megmunkálási ráhagyás nagy volt, az köszörülési hatásfok pedig túl alacsony. Végül a karbonizált és edzett fogaskereket esztergálták.

Lineáris vágási sebesség: 50–70 m/perc, vágási mélység: 1,5–2 mm, vágási távolság: 0,15–0,2 mm/fordulat (az érdesség követelményeinek megfelelően beállítva)

A kioltott fogaskerék körbeforgatásakor a megmunkálás egyszerre fejeződik be. Az eredetileg importált kerámia szerszámot csak többször kell megmunkálni a deformáció kiküszöbölése érdekében. Ezenkívül az él beszakadása komoly, és a szerszám felhasználási költsége nagyon magas.

Szerszámteszt eredmények: ütésállóbb, mint az eredeti importált szilícium-nitrid kerámia szerszám, és élettartama hatszorosa a szilícium-nitrid kerámia szerszáménak, ha a forgácsolási mélységet háromszorosára növeljük! A vágási hatékonyság háromszorosára nő (korábban háromszoros forgácsolás volt, de most egy alkalommal elegendő). A munkadarab felületi érdessége is megfelel a felhasználó igényeinek. A legértékesebb dolog az, hogy a szerszám végső meghibásodási formája nem az aggasztó éltörés, hanem a hátlap normál kopása. Ez a szakaszos esztergálásos, edzett fogaskerék-külkörrel végzett kísérlet megdöntötte azt a mítoszt, hogy az iparban kapható szuperkemény szerszámok nem használhatók erős szakaszos esztergáláshoz edzett acélhoz! Nagy feltűnést keltett a forgácsolószerszámok tudományos köreiben!

A fogaskerék keményesztergálású belső furatának felületi minősége edzés után

Példaként vegyük a fogaskerék belső furatának olajhoronnyal történő szakaszos forgácsolását: a próbavágó szerszám élettartama meghaladja a 8000 métert, a felületkezelés pedig Ra0,8-on belül van; Ha polírozó élű szuperkemény szerszámot használnak, az edzett acél esztergálási felületkezelése elérheti az Ra0,4-et. Jó szerszámélettartam érhető el.

Fogaskerék homlokfelületének megmunkálása cementálás és edzés után

A „köszörülés helyett esztergálás” tipikus alkalmazásaként a köbös bór-nitrid pengét széles körben alkalmazzák a fogaskerék-homlokfelületek hőkezelés utáni keményesztergálásának gyártási gyakorlatában. A köszörüléssel összehasonlítva a keményesztergálás jelentősen javítja a munka hatékonyságát.

A cementált és edzett fogaskerekek esetében a marószerszámokkal szemben támasztott követelmények nagyon magasak. Először is, a szakaszos forgácsolás nagy keménységet, ütésállóságot, szívósságot, kopásállóságot, felületi érdességet és a szerszám egyéb tulajdonságait igényli.

áttekintés:

A karbonizálás és edzés utáni esztergáláshoz, valamint a homlokfelületek esztergálásához a hagyományos hegesztett kompozit köbös bór-nitrid szerszámok népszerűek. A karbonizált és edzett nagy fogaskerék külső körének és belső furatának méretdeformációjához azonban mindig nehéz problémát jelent a deformáció nagy mértékű kiküszöbölése. Az edzett acél szakaszos esztergálása Valin szuperkemény bn-h20 köbös bór-nitrid szerszámmal nagy előrelépés a szerszámiparban, ami elősegíti az „esztergálás köszörülés helyett” eljárás széles körű elterjedését a fogaskerékiparban, és megoldást kínál az edzett hengeres fogaskerék-esztergaszerszámok évek óta zavarba ejtő problémájára is. Nagy jelentőséggel bír a fogaskerék-gyűrű gyártási ciklusának lerövidítése és a gyártási költségek csökkentése is; a Bn-h20 sorozatú marók az erős szakaszos esztergálású edzett acél iparági modelljeként ismertek.