De tandwielasis het belangrijkste ondersteunende en roterende onderdeel in bouwmachines, waarmee de draaibeweging mogelijk wordt gemaakt.tandwielenDe tandwielas, die andere componenten bevat, kan koppel en vermogen over een lange afstand overbrengen. De voordelen zijn een hoge transmissie-efficiëntie, een lange levensduur en een compacte structuur. Hij wordt veelvuldig gebruikt en is uitgegroeid tot een van de basiscomponenten van de transmissie in bouwmachines. Met de snelle ontwikkeling van de binnenlandse economie en de uitbreiding van de infrastructuur ontstaat er een nieuwe golf van vraag naar bouwmachines. De materiaalkeuze van de tandwielas, de warmtebehandeling, de installatie en afstelling van de bewerkingsmal, de parameters van het vertandingsproces en de voeding zijn allemaal van groot belang voor de bewerkingskwaliteit en de levensduur van de tandwielas. Dit artikel beschrijft een specifiek onderzoek naar de bewerkingstechnologie van de tandwielas in bouwmachines, gebaseerd op eigen praktijkervaring, en stelt een bijbehorend verbeteringsontwerp voor. Dit biedt een sterke technische ondersteuning voor de verbetering van de bewerkingstechnologie van de tandwielas in de bouw.

Analyse van de verwerkingstechnologie vanTandwielasin de bouwmachines

Voor het gemak van het onderzoek is in dit artikel gekozen voor de klassieke ingaande as in bouwmachines, dat wil zeggen de typische getrapte asonderdelen, die zijn opgebouwd uit spiebanen, omtreksvlakken, boogvlakken, schouders, groeven, ringgroeven, tandwielen en andere verschillende vormen. De geometrische oppervlakte en geometrische structuur van tandwielassen zijn complex. De precisie-eisen voor tandwielassen zijn over het algemeen relatief hoog en de bewerking ervan is relatief moeilijk. Daarom moeten enkele belangrijke schakels in het bewerkingsproces zorgvuldig worden geselecteerd en geanalyseerd, zoals materiaalkeuze, evolvente uitwendige spiebanen, referentiepunten, tandprofielbewerking, warmtebehandeling, enzovoort. Om de kwaliteit en de bewerkingskosten van de tandwielas te waarborgen, worden hieronder verschillende sleutelprocessen in de bewerking van de tandwielas geanalyseerd.

Materiaalselectie vantandwielas

Tandwielassen in transmissiemachines worden meestal gemaakt van hoogwaardig koolstofstaal (type 45), gelegeerd staal (type 40Cr, 20CrMnTi, enz.). Over het algemeen voldoen deze materialen aan de vereiste sterkte, hebben ze een goede slijtvastheid en een geschikte prijs.

Ruwe bewerkingstechnologie van tandwielas

Vanwege de hoge sterkte-eisen van de tandwielas is het gebruik van rondstaal voor directe bewerking zeer materiaal- en arbeidsintensief. Daarom worden meestal smeedstukken als basismateriaal gebruikt. Vrij smeden kan worden toegepast voor grotere tandwielassen. Bij matrijssmeden kunnen kleinere tandwielen soms als een integraal onderdeel met de as worden vervaardigd. Bij de productie van het basismateriaal moet de bewerking, indien het een vrij smeedstuk betreft, voldoen aan de GB/T15826-norm; bij matrijssmeden moet de bewerkingsmarge voldoen aan de GB/T12362-norm. Smeedstukken moeten vrij zijn van smeeddefecten zoals ongelijkmatige korrels, scheuren en barsten, en moeten worden getest volgens de relevante nationale normen voor smeedproeven.

Voorafgaande warmtebehandeling en ruw draaien van de werkstukken.

De halffabricaten voor veel tandwielassen zijn meestal gemaakt van hoogwaardig koolstofconstructiestaal en gelegeerd staal. Om de hardheid van het materiaal te verhogen en de verwerking te vergemakkelijken, wordt een normaliserende warmtebehandeling toegepast, namelijk: normaliseren bij een temperatuur van 960 ℃, luchtkoeling, waarbij de hardheidswaarde HB170-207 blijft. Normaliserende warmtebehandeling kan ook de korrelstructuur van het smeedwerk verfijnen, een uniforme kristalstructuur creëren en smeedspanningen elimineren, wat de basis vormt voor de daaropvolgende warmtebehandeling.

Het hoofddoel van voordraaien is het verwijderen van de bewerkingsmarge op het oppervlak van het werkstuk. De bewerkingsvolgorde van het hoofdoppervlak hangt af van de keuze van het positioneringsreferentiepunt. De eigenschappen van de tandwielasonderdelen zelf en de nauwkeurigheidseisen van elk oppervlak worden beïnvloed door het positioneringsreferentiepunt. Bij tandwielasonderdelen wordt meestal de as als positioneringsreferentiepunt gebruikt, zodat het referentiepunt uniform is en overeenkomt met het ontwerpreferentiepunt. In de praktijk wordt de buitenste cirkel gebruikt als grof positioneringsreferentiepunt, de bovenste gaten aan beide uiteinden van de tandwielas als precisie-positioneringsreferentiepunt, waarbij de afwijking wordt beperkt tot 1/3 tot 1/5 van de maatafwijking.

Na de voorbereidende warmtebehandeling wordt het werkstuk aan beide uiteinden gedraaid of gefreesd (uitgelijnd volgens de lijn), waarna de middelste gaten aan beide uiteinden worden afgetekend en geboord. Vervolgens kan de buitenste cirkel worden voorgefreesd.

Verspaningstechnologie voor het afwerken van de buitenste cirkel

Het fijndraaiproces verloopt als volgt: de buitenste cirkel wordt fijngedraaid op basis van de bovenste gaten aan beide uiteinden van de tandwielas. In het daadwerkelijke productieproces worden de tandwielassen in batches geproduceerd. Om de verwerkingsefficiëntie en -kwaliteit van de tandwielassen te verbeteren, wordt doorgaans CNC-draaien gebruikt. Hierdoor kan de verwerkingskwaliteit van alle werkstukken via een programma worden gecontroleerd en tegelijkertijd wordt een efficiënte batchverwerking gegarandeerd.

De afgewerkte onderdelen kunnen, afhankelijk van de werkomgeving en de technische eisen, worden gehard en getemperd. Dit vormt de basis voor de daaropvolgende oppervlakteharding en nitreerbehandeling en vermindert de vervorming tijdens de oppervlaktebehandeling. Indien het ontwerp geen hardings- en temperbehandeling vereist, kan het onderdeel direct worden vertand.

Verspaningstechnologie van tandwielasvertandingen en spiebanen

Voor de transmissie van bouwmachines zijn tandwielen en spiebanen de belangrijkste componenten voor het overbrengen van vermogen en koppel, en vereisen daarom een ​​hoge precisie. Tandwielen hebben doorgaans een precisieklasse 7-9. Voor tandwielen met een precisieklasse 9 kunnen zowel tandwielfrees- als tandwielvormfreesgereedschappen aan de eisen voldoen, maar de bewerkingsnauwkeurigheid van tandwielfreesgereedschappen is aanzienlijk hoger dan die van tandwielvormfreesgereedschappen, en hetzelfde geldt voor de efficiëntie. Tandwielen die een precisieklasse 8 vereisen, kunnen eerst worden gefreesd of afgeschaafd en vervolgens worden bewerkt met een vertandingsfrees. Voor tandwielen met een hoge precisieklasse 7 moeten verschillende bewerkingstechnieken worden gebruikt, afhankelijk van de batchgrootte. Bij kleine batches of productie van enkele stuks kan de bewerking plaatsvinden door middel van frezen (groeven), gevolgd door hoogfrequent inductieverhitting en afschrikken en andere oppervlaktebehandelingen, en ten slotte slijpen om de vereiste precisie te bereiken. Bij grootschalige productie wordt eerst gefreesd, vervolgens afgeschaafd, daarna hoogfrequent inductieverhitting en afschrikken, en ten slotte gehoond. Tandwielen die gehard moeten worden, moeten op een hoger niveau bewerkt worden dan de bewerkingsnauwkeurigheid die in de tekeningen is aangegeven.

De vertanding van een tandwielas is er over het algemeen in twee typen: rechthoekige vertanding en evolvente vertanding. Voor vertanding met hoge precisie-eisen worden gewalste en geslepen vertanding gebruikt. Momenteel worden evolvente vertanding het meest gebruikt in de bouwmachinesector, met een drukhoek van 30°. De bewerkingstechnologie voor grootschalige tandwielasvertanding is echter omslachtig en vereist een speciale freesmachine; voor kleinere series kan een indexeerplaat worden gebruikt, die door een gespecialiseerde technicus met een freesmachine wordt bewerkt.

Bespreking van de technologie voor het carboniseren van tandoppervlakken of het afschrikken van belangrijke oppervlakken.

Het oppervlak van de tandwielas en het oppervlak van de belangrijke asdiameter vereisen doorgaans een oppervlaktebehandeling. Deze oppervlaktebehandelingen omvatten carboneren en harden. Het doel van harden en carboneren is om het asoppervlak een hogere hardheid en slijtvastheid te geven. Sterkte, taaiheid en plasticiteit zijn echter vaak niet nodig. Spline-tanden, groeven, enz. vereisen doorgaans geen oppervlaktebehandeling en verdere bewerking. Daarom wordt er vóór het carboneren of harden een laklaag aangebracht. Na de oppervlaktebehandeling wordt er licht op getikt en de laklaag wordt verwijderd. Bij het harden moet aandacht worden besteed aan factoren zoals temperatuurregeling, koelsnelheid en koelmedium. Controleer na het harden op kromtrekking of vervorming. Bij grote vervorming moet het werkstuk worden ontdaan van de vervorming en opnieuw worden gemodelleerd.

Analyse van het slijpen van centreergaten en andere belangrijke oppervlaktebehandelingsprocessen

Nadat de tandwielas is oppervlaktebehandeld, is het nodig om de bovenste gaten aan beide uiteinden te slijpen. Het geslepen oppervlak dient vervolgens als fijne referentie voor het slijpen van andere belangrijke buitenoppervlakken en eindvlakken. Op dezelfde manier kunnen, met de bovenste gaten aan beide uiteinden als fijne referentie, de belangrijke oppervlakken nabij de groef worden afgewerkt totdat aan de tekeningvereisten is voldaan.

Analyse van het afwerkingsproces van het tandoppervlak

Bij de afwerking van het tandoppervlak worden de bovenste gaten aan beide uiteinden als referentiepunt gebruikt, waarna het tandoppervlak en andere onderdelen worden geslepen totdat uiteindelijk aan de nauwkeurigheidseisen is voldaan.

Over het algemeen omvat de bewerkingsroute van tandwielassen voor bouwmachines de volgende stappen: stansen, smeden, normaliseren, voordraaien, nadraaien, voorfrezen, nafrezen, frezen, ontbramen van de spiebanen, oppervlakteharden of carboneren, centreergat slijpen, slijpen van de belangrijkste buitenoppervlakken en eindvlakken. De geslepen producten van de belangrijke buitenoppervlakken nabij de draaigroef worden geïnspecteerd en opgeslagen.

Na een samenvatting van de praktijk blijkt dat de huidige procesroute en procesvereisten voor de tandwielas er als volgt uitzien: met de ontwikkeling van de moderne industrie ontstaan ​​er voortdurend nieuwe processen en technologieën, terwijl de bestaande processen continu worden verbeterd en geïmplementeerd. Ook de verwerkingstechnologie is constant in beweging.

tot slot

De verwerkingstechnologie van de tandwielas heeft een grote invloed op de kwaliteit ervan. De technologie die wordt toegepast bij de voorbereiding van elke tandwielas is van groot belang voor de positie ervan in het product, de functie ervan en de positie van de bijbehorende onderdelen. Om de verwerkingskwaliteit van de tandwielas te garanderen, is het daarom noodzakelijk om een ​​optimale verwerkingstechnologie te ontwikkelen. Op basis van praktijkervaring in de productie analyseert dit artikel de verwerkingstechnologie van de tandwielas. Door een gedetailleerde bespreking van de materiaalkeuze, oppervlaktebehandeling, warmtebehandeling en snijtechnologie van de tandwielas, vat het de productiepraktijk samen om de verwerkingskwaliteit en de bewerking van de tandwielas te waarborgen. De optimale verwerkingstechnologie, met oog voor efficiëntie, biedt belangrijke technische ondersteuning voor de verwerking van tandwielassen en dient tevens als goede referentie voor de verwerking van andere soortgelijke producten.