Proces obrade zupčanika, parametri rezanja i zahtjevi za alat ako je zupčanik pretvrd za okretanje i treba poboljšati učinkovitost obrade

Zupčanik je glavni osnovni prijenosni element u automobilskoj industriji. Obično svaki automobil ima 18-30 zuba. Kvaliteta prijenosa izravno utječe na buku, stabilnost i životni vijek automobila. Alatni strojevi za obradu zupčanika složeni su sustavi alatnih strojeva i ključna oprema u automobilskoj industriji. Svjetske sile u proizvodnji automobila, poput Sjedinjenih Država, Njemačke i Japana, također su i sile u proizvodnji alatnih strojeva za obradu zupčanika. Prema statistikama, više od 80% automobilskih zupčanika u Kini obrađuje domaća oprema za izradu zupčanika. U isto vrijeme, automobilska industrija troši više od 60% alatnih strojeva za obradu zupčanika, a automobilska industrija uvijek će biti glavni dio potrošnje alatnih strojeva.

Tehnologija obrade zupčanika

1. lijevanje i izrada slijepih

Vruće kovanje je još uvijek naširoko korišten postupak slijepog lijevanja za automobilske dijelove zupčanika. Posljednjih godina, tehnologija valjanja poprečnim klinom naširoko je promovirana u strojnoj obradi vratila. Ova tehnologija je posebno prikladna za izradu trupaca za složena okna vrata. Ne samo da ima visoku preciznost, mali dodatak za naknadnu obradu, već ima i visoku učinkovitost proizvodnje.

2. normaliziranje

Svrha ovog procesa je postići tvrdoću prikladnu za naknadno rezanje zupčanika i pripremiti mikrostrukturu za konačnu toplinsku obradu, kako bi se učinkovito smanjila deformacija toplinske obrade. Materijal čelika koji se koristi je obično 20CrMnTi. Zbog velikog utjecaja osoblja, opreme i okoline, brzinu hlađenja i jednolikost hlađenja obratka teško je kontrolirati, što rezultira velikom disperzijom tvrdoće i nejednolikom metalografskom strukturom, što izravno utječe na rezanje metala i konačnu toplinsku obradu, što rezultira velikom i nepravilna toplinska deformacija i nekontrolirana kvaliteta dijelova. Stoga je usvojen izotermni normalizacijski proces. Praksa je dokazala da izotermna normalizacija može učinkovito promijeniti nedostatke opće normalizacije, a kvaliteta proizvoda je stabilna i pouzdana.

3. okretanje

Kako bi se zadovoljili zahtjevi za pozicioniranje visokoprecizne obrade zupčanika, svi prazni zupčanici se obrađuju na CNC tokarilicama, koji se mehanički stežu bez ponovnog brušenja alata za tokarenje. Obrada promjera rupe, čeone površine i vanjskog promjera dovršava se sinkrono pod jednokratnim stezanjem, što ne samo da osigurava zahtjeve okomitosti unutarnje rupe i čeone strane, već također osigurava malu disperziju veličine mase praznih zupčanika. Na taj način je poboljšana točnost obrade zupčanika i osigurana je kvaliteta obrade sljedećih zupčanika. Osim toga, visoka učinkovitost obrade NC tokarilom također uvelike smanjuje broj opreme i ima dobru ekonomičnost.

4. glodanje i oblikovanje zupčanika

Obični strojevi za glodanje i oblikovanje zupčanika još uvijek se široko koriste za obradu zupčanika. Iako je pogodan za podešavanje i održavanje, učinkovitost proizvodnje je niska. Ako se dovrši veliki kapacitet, potrebno je proizvoditi više strojeva u isto vrijeme. S razvojem tehnologije premazivanja, vrlo je prikladno ponovno premazati ploče za kuhanje i klipove nakon brušenja. Životni vijek alata s premazom može se značajno poboljšati, općenito za više od 90%, čime se učinkovito smanjuje broj izmjena alata i vrijeme brušenja, uz značajne prednosti.

5. brijanje

Radijalna tehnologija brijanja zupčanika naširoko se koristi u masovnoj proizvodnji automobilskih zupčanika zbog svoje visoke učinkovitosti i jednostavne realizacije modifikacijskih zahtjeva dizajniranog profila zuba i smjera zuba. Otkako je tvrtka kupila specijalni radijalni stroj za brijanje talijanske tvrtke za tehničku transformaciju 1995. godine, bila je zrela u primjeni ove tehnologije, a kvaliteta obrade je stabilna i pouzdana.

6. toplinska obrada

Automobilski zupčanici zahtijevaju pougljičenje i kaljenje kako bi se osigurala njihova dobra mehanička svojstva. Stabilna i pouzdana oprema za toplinsku obradu neophodna je za proizvode koji više nisu podložni brušenju zupčanika nakon toplinske obrade. Tvrtka je uvela proizvodnu liniju za kontinuirano pougljičavanje i kaljenje njemačkog Lloyda, koja je postigla zadovoljavajuće rezultate toplinske obrade.

7. brušenje

Uglavnom se koristi za završnu obradu toplinski obrađene unutarnje rupe zupčanika, čeone površine, vanjskog promjera osovine i drugih dijelova kako bi se poboljšala točnost dimenzija i smanjila geometrijska tolerancija.

Obrada zupčanika koristi učvršćenje zaobljenog kruga za pozicioniranje i stezanje, čime se može učinkovito osigurati točnost strojne obrade zuba i reference ugradnje, te dobiti zadovoljnu kvalitetu proizvoda.

8. dorada

Ovo je radi provjere i čišćenja neravnina i neravnina na dijelovima zupčanika mjenjača i pogonske osovine prije sastavljanja, kako bi se eliminirala buka i abnormalna buka koju oni uzrokuju nakon sastavljanja. Slušajte zvuk kroz angažman jednog para ili promatrajte odstupanje angažmana na sveobuhvatnom testeru. Dijelovi kućišta mjenjača koje proizvodi proizvodna tvrtka uključuju kućište kvačila, kućište mjenjača i kućište diferencijala. Kućište kvačila i kućište mjenjača nosivi su dijelovi koji su općenito izrađeni od aluminijske legure lijevanjem pod pritiskom posebnim lijevanjem pod pritiskom. Oblik je nepravilan i složen. Opći tijek procesa je glodanje površine spoja → obrada procesnih rupa i spojnih rupa → grubo bušenje rupa ležaja → fino bušenje rupa ležaja i rupa za lociranje klinova → čišćenje → ispitivanje curenja i otkrivanje.

Parametri i zahtjevi alata za rezanje zupčanika

Zupčanici su ozbiljno deformirani nakon naugljičavanja i kaljenja. Osobito za velike zupčanike, dimenzionalna deformacija karburiziranog i kaljenog vanjskog kruga i unutarnjeg otvora općenito je vrlo velika. Međutim, za tokarenje karburiziranog i kaljenog vanjskog kruga zupčanika nije postojao odgovarajući alat. Alat bn-h20 koji je razvio “Valin superhard” za jako isprekidano tokarenje kaljenog čelika ispravio je deformaciju karburiziranog i kaljenog vanjskog kruga zupčanika, unutarnje rupe i čeone površine, i pronašao odgovarajući isprekidani alat za rezanje, napravio je svjetski proboj u polje isprekidanog rezanja supertvrdim alatima.

Deformacija naugljičenja i kaljenja zupčanika: deformacija naugljičenja i kaljenja zupčanika uglavnom je uzrokovana kombiniranim djelovanjem zaostalog naprezanja nastalog tijekom strojne obrade, toplinskog naprezanja i strukturalnog naprezanja nastalog tijekom toplinske obrade i deformacije izratka vlastitom težinom. Posebno za velike zupčanike i zupčanike, veliki zupčanici će također povećati deformaciju nakon naugljičavanja i kaljenja zbog svog velikog modula, dubokog naugljičenog sloja, dugog vremena naugljičavanja i vlastite težine. Zakon deformacije velike osovine zupčanika: vanjski promjer dodatnog kruga pokazuje očit trend kontrakcije, ali u smjeru širine zuba osovine zupčanika, sredina je smanjena, a dva kraja su malo proširena. Zakon o deformaciji zupčaničkog prstena: Nakon karburizacije i kaljenja, vanjski promjer velikog zupčaničkog prstena će nabubriti. Kada je širina zuba različita, smjer širine zuba bit će konusni ili struka bubnja.

Okretanje zupčanika nakon naugljičavanja i kaljenja: deformacija zupčaničkog prstena naugljičavanja i kaljenja može se kontrolirati i smanjiti do određene mjere, ali se ne može u potpunosti izbjeći Za korekciju deformacije nakon naugljičavanja i kaljenja, slijedi kratak razgovor o izvedivosti alata za tokarenje i rezanje nakon naugljičavanja i kaljenja.

Tokarenje vanjskog kruga, unutarnje rupe i čeone površine nakon naugljičavanja i kaljenja: tokarenje je najjednostavniji način ispravljanja deformacije vanjskog kruga i unutarnje rupe naugljičenog i kaljenog prstenastog zupčanika. Prethodno, bilo koji alat, uključujući inozemne supertvrde alate, nije mogao riješiti problem snažnog isprekidanog rezanja vanjskog kruga kaljenog zupčanika. Valin superhard pozvan je da provede istraživanje i razvoj alata, „Isprekidano rezanje kaljenog čelika uvijek je bio težak problem, da ne spominjemo kaljeni čelik od oko HRC60, a dopuštenje deformacije je veliko. Kod okretanja kaljenog čelika velikom brzinom, ako obradak ima isprekidano rezanje, alat će dovršiti obradu s više od 100 udaraca u minuti pri rezanju kaljenog čelika, što je veliki izazov za otpornost alata na udarce.” Kažu tako stručnjaci Kineske udruge za noževe. Nakon godinu dana ponovljenih testova, Valin superhard je predstavio marku supertvrdog reznog alata za tokarenje kaljenog čelika s jakim diskontinuitetom; Pokus tokarenja provodi se na vanjskom krugu zupčanika nakon naugljičavanja i kaljenja.

Eksperimentirajte s okretanjem cilindričnog zupčanika nakon naugljičavanja i kaljenja

Veliki zupčanik (zupčanik) je ozbiljno deformiran nakon naugljičavanja i kaljenja. Deformacija vanjskog kruga vijenca zupčanika bila je do 2 mm, a tvrdoća nakon kaljenja bila je hrc60-65. U to je vrijeme kupcu bilo teško pronaći brusilicu velikog promjera, a dopuštenje za obradu je bilo veliko, a učinkovitost brušenja preniska. Konačno, naugljičeni i kaljeni zupčanik je okrenut.

Linearna brzina rezanja: 50–70 m/min, dubina rezanja: 1,5–2 mm, udaljenost rezanja: 0,15–0,2 mm/okretaj (prilagođeno prema zahtjevima hrapavosti)

Okretanjem kaljenog zupčanika, obrada je završena u jednom trenutku. Izvorni uvezeni keramički alat može se obraditi samo mnogo puta kako bi se prekinula deformacija. Štoviše, kolaps ruba je ozbiljan, a trošak upotrebe alata vrlo visok.

Rezultati testa alata: otporniji je na udarce od originalnog uvezenog keramičkog alata od silicij nitrida, a vijek trajanja mu je 6 puta duži od keramičkog alata od silicij nitrida kada se dubina rezanja poveća za tri puta! Učinkovitost rezanja je povećana za 3 puta (prije se rezalo tri puta, a sada se završava jednom). Hrapavost površine izratka također zadovoljava zahtjeve korisnika. Najvrednije je to što konačni oblik kvara alata nije zabrinjavajući slomljeni rub, već normalno trošenje stražnje strane. Ovaj eksperiment povremenog tokarenja kaljenog zupčanika razbio je mit da se supertvrdi alati u industriji ne mogu koristiti za snažno isprekidano tokarenje kaljenog čelika! Izazvao je veliku senzaciju u akademskim krugovima alata za rezanje!

Završna obrada tvrdog tokarskog unutarnjeg otvora zupčanika nakon kaljenja

Uzimajući za primjer isprekidano rezanje unutarnje rupe zupčanika s žljebom za ulje: životni vijek probnog reznog alata doseže više od 8000 metara, a završna obrada je unutar Ra0,8; Ako se koristi supertvrdi alat s oštricom za poliranje, finiš tokarenja kaljenog čelika može doseći oko Ra0,4. I može se postići dobar vijek trajanja alata

Obrada čeone površine zupčanika nakon naugljičavanja i kaljenja

Kao tipična primjena "tokarenja umjesto brušenja", oštrica od kubičnog bor nitrida naširoko se koristi u proizvodnoj praksi tvrdog tokarenja čeone površine zupčanika nakon zagrijavanja. U usporedbi s brušenjem, tvrdo tokarenje uvelike poboljšava učinkovitost rada.

Za karburizirane i kaljene zupčanike, zahtjevi za glodala su vrlo visoki. Prvo, isprekidano rezanje zahtijeva visoku tvrdoću, otpornost na udarce, žilavost, otpornost na habanje, hrapavost površine i druga svojstva alata.

pregled:

Za tokarenje nakon naugljičavanja i kaljenja te za tokarenje čeonih površina popularizirani su obični zavareni kompozitni alati od kubičnog bor nitrida. Međutim, za dimenzionalnu deformaciju vanjskog kruga i unutarnje rupe karburiziranog i kaljenog velikog zupčaničkog prstena, uvijek je težak problem isključiti deformaciju velikom količinom. Isprekidano tokarenje kaljenog čelika s Valin superhard bn-h20 kubičnim bor nitridnim alatom veliki je napredak u industriji alata, što pogoduje širokoj promociji procesa "tokarenja umjesto brušenja" u industriji zupčanika, a također pronalazi odgovor na problem cilindričnih tokarskih alata s ojačanim zupčanicima koji je godinama bio zbunjen. Također je od velike važnosti skratiti ciklus proizvodnje zupčanika i smanjiti troškove proizvodnje; Rezači serije Bn-h20 poznati su kao svjetski model snažnog isprekidanog tokarenja kaljenog čelika u industriji.