Proceso de mecanizado de engrenaxes, parámetros de corte e requisitos da ferramenta se a engrenaxe é demasiado dura para ser xirada e hai que mellorar a eficiencia do mecanizado

A engrenaxe é o principal elemento básico de transmisión na industria do automóbil. Normalmente, cada automóbil ten 18 ~ 30 dentes. A calidade das engrenaxes afecta directamente o ruído, a estabilidade e a vida útil do automóbil. A máquina-ferramenta de procesamento de engrenaxes é un sistema complexo de máquinas-ferramenta e un equipamento clave na industria do automóbil. As potencias mundiais de fabricación de automóbiles, como Estados Unidos, Alemaña e Xapón, tamén son potencias de fabricación de máquinas-ferramenta de procesamento de engrenaxes. Segundo as estatísticas, máis do 80% das engrenaxes dos automóbiles en China son procesadas por equipos domésticos de fabricación de engrenaxes. Ao mesmo tempo, a industria do automóbil consome máis do 60% das máquinas-ferramentas de procesamento de engrenaxes, e a industria do automóbil será sempre o principal corpo de consumo de máquinas-ferramenta.

Tecnoloxía de procesamento de engrenaxes

1. fundición e elaboración en branco

A forxa en quente aínda é un proceso de fundición en branco moi utilizado para pezas de engrenaxes de automóbiles. Nos últimos anos, a tecnoloxía de laminación de cuñas cruzadas foi moi promovida no mecanizado de eixes. Esta tecnoloxía é especialmente axeitada para facer tochos para eixes de portas complexos. Non só ten unha alta precisión, unha pequena asignación de mecanizado posterior, senón que tamén ten unha alta eficiencia de produción.

2. normalizadora

O obxectivo deste proceso é obter a dureza adecuada para o corte de engrenaxes posterior e preparar a microestrutura para o tratamento térmico final, de forma que se reduza eficazmente a deformación do tratamento térmico. O material do aceiro para engrenaxes utilizado adoita ser 20CrMnTi. Debido á gran influencia do persoal, do equipo e do medio ambiente, a velocidade de arrefriamento e a uniformidade de arrefriamento da peza son difíciles de controlar, o que resulta nunha gran dispersión de dureza e unha estrutura metalográfica irregular, que afectan directamente ao corte de metal e ao tratamento térmico final, o que resulta en grandes dimensións. e deformación térmica irregular e calidade da peza incontrolable. Polo tanto, adóptase un proceso de normalización isotérmica. A práctica demostrou que a normalización isotérmica pode cambiar efectivamente as desvantaxes da normalización xeral e que a calidade do produto é estable e fiable.

3. xirando

Co fin de cumprir os requisitos de posicionamento do procesamento de engrenaxes de alta precisión, todos os espazos en branco son procesados ​​por tornos CNC, que se suxeitan mecánicamente sen rectificar a ferramenta de torneado. O procesamento do diámetro do buraco, a cara final e o diámetro exterior complétase de forma sincronizada baixo unha suxeición única, o que non só garante os requisitos de verticalidade do burato interior e da cara final, senón que tamén garante a dispersión de pequeno tamaño dos espazos en branco de engrenaxes de masa. Así, mellórase a precisión do engrenaxe en branco e garante a calidade de mecanizado das engrenaxes posteriores. Ademais, a alta eficiencia do mecanizado de torno NC tamén reduce moito o número de equipos e ten unha boa economía.

4. fresado e conformación de engrenaxes

As máquinas de fresado de engrenaxes comúns e os moldeadores de engrenaxes aínda se usan amplamente para o procesamento de engrenaxes. Aínda que é conveniente axustar e manter, a eficiencia de produción é baixa. Se se completa unha gran capacidade, hai que producir varias máquinas ao mesmo tempo. Co desenvolvemento da tecnoloxía de revestimento, é moi conveniente revestir placas e émbolos despois de moer. A vida útil das ferramentas revestidas pódese mellorar significativamente, xeralmente en máis do 90%, reducindo de forma efectiva o número de cambios de ferramentas e o tempo de moenda, con beneficios significativos.

5. afeitar

A tecnoloxía de afeitado de engrenaxes radiais utilízase amplamente na produción masiva de engrenaxes de automóbiles debido á súa alta eficiencia e á fácil realización dos requisitos de modificación do perfil e da dirección do dente deseñados. Desde que a empresa comprou a máquina de afeitar especial de engrenaxes radiais da empresa italiana para a transformación técnica en 1995, foi madura na aplicación desta tecnoloxía e a calidade do procesamento é estable e fiable.

6. tratamento térmico

As engrenaxes dos automóbiles requiren cementación e enfriamento para garantir as súas boas propiedades mecánicas. Os equipos de tratamento térmico estables e fiables son esenciais para produtos que xa non están suxeitos á moenda de engrenaxes despois do tratamento térmico. A empresa introduciu a liña de produción de cementación e extinción continua de German Lloyd's, que conseguiu resultados satisfactorios de tratamento térmico.

7. moenda

Úsase principalmente para rematar o buraco interior da engrenaxe tratada térmicamente, a cara final, o diámetro exterior do eixe e outras pezas para mellorar a precisión dimensional e reducir a tolerancia xeométrica.

O procesamento de engrenaxes adopta un accesorio de círculo de paso para o posicionamento e a suxeición, o que pode garantir de forma eficaz a precisión de mecanizado do dente e a referencia de instalación e obter a calidade do produto satisfeita.

8. remate

Trátase de comprobar e limpar os golpes e as rebabas das pezas de engrenaxe da transmisión e do eixe motriz antes da montaxe, para eliminar o ruído e o ruído anormal causados ​​por eles despois da montaxe. Escoita o son mediante o compromiso dun só par ou observa a desviación do compromiso nun probador completo. As pezas da carcasa da transmisión producidas pola empresa fabricante inclúen a carcasa do embrague, a carcasa da transmisión e a carcasa do diferencial. A carcasa do embrague e a carcasa da transmisión son pezas que soportan carga, que xeralmente están feitas de aliaxe de aluminio de fundición a presión mediante fundición especial. A forma é irregular e complexa. O fluxo xeral do proceso é fresar a superficie da unión → mecanizado de buratos de proceso e buracos de conexión → buracos de rodamentos de perforación rugosa → buracos de rodamentos de perforación fina e orificios de localización → limpeza → proba e detección de fugas.

Parámetros e requisitos das ferramentas de corte de engrenaxes

As engrenaxes defórmanse gravemente despois da cementación e o enfriamento. Especialmente para engrenaxes grandes, a deformación dimensional do círculo exterior carburado e apagado e do burato interior é xeralmente moi grande. Non obstante, para o xiro do círculo exterior de engrenaxes carburados e apagado, non houbo ningunha ferramenta adecuada. A ferramenta bn-h20 desenvolvida por "Valin superhard" para o torneado intermitente forte do aceiro templado corrixiu a deformación do burato interior e da cara do extremo do círculo exterior da engrenaxe cementada e templada e atopou unha ferramenta de corte intermitente adecuada. o campo do corte intermitente con ferramentas superduras.

Deformación de cementación e extinción de engrenaxes: a deformación de cementación e extinción de engrenaxes é causada principalmente pola acción combinada do esforzo residual xerado durante o mecanizado, o estrés térmico e o estrés estrutural xerados durante o tratamento térmico e a deformación do propio peso da peza. Especialmente para os aneis de engrenaxe e engrenaxes grandes, os aneis de engrenaxe grandes tamén aumentarán a deformación despois da cementación e a extinción debido ao seu gran módulo, a capa de cementación profunda, o tempo de cementación longo e o seu propio peso. Lei de deformación do eixe de engrenaxe grande: o diámetro exterior do círculo de adición mostra unha tendencia de contracción obvia, pero na dirección do ancho do dente dun eixe de engrenaxe, o medio redúcese e os dous extremos están lixeiramente expandidos. Lei de deformación do anel de engrenaxe: despois da carburación e a extinción, o diámetro exterior do anel de engrenaxe grande incharase. Cando o ancho do dente é diferente, a dirección do ancho do dente será cónica ou tambor de cintura.

Xiro de engrenaxes despois da cementación e extinción: a deformación de cementación e extinción do anel de engrenaxe pódese controlar e reducir ata certo punto, pero non se pode evitar por completo Para a corrección da deformación despois da cementación e a extinción, a seguinte é unha breve charla sobre a viabilidade de ferramentas de torneado e corte despois da cementación e o temple.

Xirar o círculo exterior, o buraco interior e a cara final despois da cementación e a extinción: o xiro é o xeito máis sinxelo de corrixir a deformación do círculo exterior e do burato interior do engranaje anular carburado e apagado. Anteriormente, calquera ferramenta, incluídas as ferramentas superduras estranxeiras, non podía resolver o problema de cortar de forma intermitente o círculo exterior da engrenaxe apagada. Valin superhard foi invitado a realizar investigación e desenvolvemento de ferramentas: "O corte intermitente de aceiro endurecido sempre foi un problema difícil, sen esquecer o aceiro endurecido duns HRC60, e a tolerancia de deformación é grande. Ao xirar o aceiro endurecido a alta velocidade, se a peza ten un corte intermitente, a ferramenta completará o mecanizado con máis de 100 golpes por minuto ao cortar o aceiro endurecido, o que supón un gran desafío para a resistencia ao impacto da ferramenta. Os expertos da Asociación de Coitelos Chinés así o din. Despois dun ano de repetidas probas, Valin superhard presentou a marca de ferramenta de corte superduro para tornear aceiro endurecido cunha forte discontinuidade; O experimento de xiro realízase no círculo exterior da engrenaxe despois da cementación e extinción.

Experimento sobre xirar engrenaxes cilíndricas despois de cementar e enfriar

A engrenaxe grande (engrenaxe anular) deformouse seriamente despois da cementación e extinción. A deformación do círculo exterior do anel de engrenaxe foi de ata 2 mm, e a dureza despois do enfriamento foi hrc60-65. Nese momento, era difícil para o cliente atopar un moedor de gran diámetro, e a asignación de mecanizado era grande e a eficiencia de moenda era demasiado baixa. Finalmente, volveuse a engrenaxe carburada e apagada.

Velocidade lineal de corte: 50-70 m/min, profundidade de corte: 1,5-2 mm, distancia de corte: 0,15-0,2 mm/revolución (axustado segundo os requisitos de rugosidade)

Ao xirar o círculo de engrenaxes extinguidas, o mecanizado complétase á vez. A ferramenta cerámica importada orixinal só se pode procesar moitas veces para cortar a deformación. Ademais, o colapso do bordo é grave e o custo de uso da ferramenta é moi elevado.

Resultados das probas da ferramenta: é máis resistente ao impacto que a ferramenta cerámica de nitruro de silicio importada orixinal e a súa vida útil é 6 veces superior á da ferramenta cerámica de nitruro de silicio cando a profundidade de corte se incrementa en tres veces. A eficiencia de corte aumenta 3 veces (antes era tres veces de corte, pero agora complétase unha vez). A rugosidade da superficie da peza tamén cumpre os requisitos do usuario. O máis valioso é que a forma de falla final da ferramenta non é o preocupante bordo roto, senón o desgaste normal da cara traseira. Este experimento de torneado intermitente de engrenaxes extinguidas rompeu o mito de que as ferramentas súper duras da industria non se poden usar para un forte torneado intermitente de aceiro endurecido. Causou unha gran sensación nos círculos académicos das ferramentas de corte!

Acabado superficial do burato interior de torneado duro do engrenaxe despois do enfriamento

Tomando como exemplo o corte intermitente do burato interior da engrenaxe con ranura de aceite: a vida útil da ferramenta de corte de proba alcanza máis de 8000 metros e o acabado está dentro de Ra0.8; Se se usa a ferramenta superdura con bordo de pulido, o acabado de torneado do aceiro endurecido pode alcanzar uns Ra0,4. E pódese obter unha boa vida útil da ferramenta

Mecanizado da cara final da engrenaxe despois da cementación e o temple

Como unha aplicación típica de "xirar en lugar de moer", a folla de nitruro de boro cúbico foi amplamente utilizada na práctica de produción de torneado duro da cara do extremo da engrenaxe despois da calor. En comparación coa moenda, o torneado duro mellora moito a eficiencia do traballo.

Para engrenaxes carburadas e enfriadas, os requisitos para cortadores son moi altos. En primeiro lugar, o corte intermitente require unha alta dureza, resistencia ao impacto, tenacidade, resistencia ao desgaste, rugosidade superficial e outras propiedades da ferramenta.

visión xeral:

Para o torneado despois da cementación e o enfriamento e para o torneado frontal, popularizáronse as ferramentas comúns de nitruro de boro cúbico compostos soldados. Non obstante, para a deformación dimensional do círculo exterior e do burato interior do anel de engrenaxe grande carburado e apagado, sempre é un problema difícil desactivar a deformación cunha gran cantidade. O torneado intermitente de aceiro templado coa ferramenta de nitruro de boro cúbico Valin superhard bn-h20 é un gran avance na industria de ferramentas, o que favorece a ampla promoción do proceso de "torneado en lugar de moenda" na industria de engrenaxes, e tamén atopa o resposta ao problema das ferramentas de torneado cilíndrico de engrenaxe endurecida que leva moitos anos perplexo. Tamén é de gran importancia acurtar o ciclo de fabricación do anel de engrenaxe e reducir o custo de produción; As cortadoras da serie Bn-h20 son coñecidas como o modelo mundial de aceiro templado de torneado intermitente forte na industria.