Tandwielbewerkingsproces, snijparameters en gereedschapsvereisten als het tandwiel te hard is om te draaien en de bewerkingsefficiëntie moet worden verbeterd

Tandwielen vormen het belangrijkste basistransmissie-element in de auto-industrie. Doorgaans heeft elke auto 18 tot 30 tanden. De kwaliteit van de tandwielen heeft een directe invloed op het geluid, de stabiliteit en de levensduur van de auto. Tandwielbewerkingsmachines vormen een complex machinesysteem en een belangrijke uitrusting in de auto-industrie. Wereldwijde autoproducerende grootmachten zoals de Verenigde Staten, Duitsland en Japan zijn ook fabrikanten van tandwielbewerkingsmachines. Volgens statistieken wordt meer dan 80% van de tandwielen in China verwerkt door Chinese tandwielmachines. Tegelijkertijd verbruikt de auto-industrie meer dan 60% van de tandwielbewerkingsmachines, en de auto-industrie zal altijd de belangrijkste afnemer van de machine blijven.

Tandwielverwerkingstechnologie

1. gieten en blank maken

Warm smeden is nog steeds een veelgebruikt gietproces voor auto-onderdelen. De laatste jaren is de technologie van het walsen met dwarse wiggen breed gepromoot bij het bewerken van assen. Deze technologie is met name geschikt voor het maken van knuppels voor complexe deurassen. Het biedt niet alleen een hoge precisie en een kleine nabewerkingstoeslag, maar ook een hoge productie-efficiëntie.

2. normaliseren

Het doel van dit proces is om de hardheid te verkrijgen die geschikt is voor het daaropvolgende tandwielsnijden en om de microstructuur voor te bereiden op de uiteindelijke warmtebehandeling, om zo de vervorming door de warmtebehandeling effectief te verminderen. Het gebruikte tandwielstaal is meestal 20CrMnTi. Door de grote invloed van personeel, apparatuur en omgeving zijn de koelsnelheid en de koeluniformiteit van het werkstuk moeilijk te controleren, wat resulteert in een grote hardheidsspreiding en een ongelijkmatige metallografische structuur, die direct van invloed zijn op het metaalsnijden en de uiteindelijke warmtebehandeling, wat resulteert in grote en onregelmatige thermische vervorming en een oncontroleerbare onderdeelkwaliteit. Daarom wordt het isotherme normalisatieproces toegepast. De praktijk heeft bewezen dat isotherme normalisatie de nadelen van algemene normalisatie effectief kan wegnemen en dat de productkwaliteit stabiel en betrouwbaar is.

3. draaien

Om te voldoen aan de positioneringseisen van de uiterst precieze tandwielbewerking, worden alle tandwielblanks bewerkt op CNC-draaibanken, die mechanisch worden vastgeklemd zonder het draaigereedschap na te slijpen. De bewerking van de gatdiameter, het kopvlak en de buitendiameter vindt synchroon plaats met een eenmalige klemming. Dit garandeert niet alleen de verticaliteit van het binnengat en het kopvlak, maar ook de geringe spreiding van de massa tandwielblanks. Dit verbetert de nauwkeurigheid van de tandwielblanks en garandeert de bewerkingskwaliteit van de volgende tandwielen. Bovendien vermindert de hoge efficiëntie van NC-draaibankbewerking het aantal machines aanzienlijk en is het economisch voordelig.

4. afwikkelen en tandwielvormen

Gewone tandwielfreesmachines en tandwielvormmachines worden nog steeds veel gebruikt voor de bewerking van tandwielen. Hoewel ze gemakkelijk af te stellen en te onderhouden zijn, is de productie-efficiëntie laag. Bij een grote productiecapaciteit moeten meerdere machines tegelijkertijd worden geproduceerd. Dankzij de ontwikkeling van coatingtechnologie is het zeer eenvoudig om tandwielen en plunjers na het slijpen opnieuw te coaten. De levensduur van gecoate gereedschappen kan aanzienlijk worden verbeterd, over het algemeen met meer dan 90%, waardoor het aantal gereedschapswisselingen en de slijptijd effectief worden verminderd, met aanzienlijke voordelen.

5. scheren

Radiale tandwielschaaftechnologie wordt veel gebruikt in de massaproductie van autotandwielen vanwege de hoge efficiëntie en eenvoudige aanpassingsvereisten van het ontworpen tandprofiel en de tandrichting. Sinds het bedrijf in 1995 de speciale radiale tandwielschaafmachine van een Italiaans bedrijf kocht voor technische transformatie, is het bedrijf volwassen geworden in de toepassing van deze technologie en is de verwerkingskwaliteit stabiel en betrouwbaar.

6. warmtebehandeling

Autotandwielen moeten worden gecarboneerd en afgeschrikt om hun goede mechanische eigenschappen te garanderen. Stabiele en betrouwbare warmtebehandelingsapparatuur is essentieel voor producten die na de warmtebehandeling niet meer aan tandwielslijpen worden blootgesteld. Het bedrijf heeft de continu-carboneer- en afschrikproductielijn van German Lloyd's geïntroduceerd, die bevredigende warmtebehandelingsresultaten heeft opgeleverd.

7. slijpen

Het wordt hoofdzakelijk gebruikt om het warmtebehandelde binnengat van het tandwiel, het uiteinde, de buitendiameter van de as en andere onderdelen af ​​te werken om de maatnauwkeurigheid te verbeteren en de geometrische tolerantie te verminderen.

Bij de tandwielverwerking wordt gebruikgemaakt van een steekcirkelbevestiging voor positionering en klemming. Hierdoor wordt de bewerkingsnauwkeurigheid van de tand en de installatiereferentie effectief gegarandeerd en wordt een bevredigende productkwaliteit verkregen.

8. afwerking

Dit is bedoeld om oneffenheden en bramen op de tandwielonderdelen van de transmissie en aandrijfas te controleren en te reinigen vóór de montage, om het geluid en de abnormale geluiden die hierdoor na de montage worden veroorzaakt te elimineren. Luister naar het geluid bij het aangrijpen van een enkel paar of observeer de afwijking van de aangrijping met een uitgebreide tester. De transmissiebehuizingsonderdelen die door het productiebedrijf worden geproduceerd, omvatten het koppelingshuis, de transmissiebehuizing en het differentieelhuis. Het koppelingshuis en de transmissiebehuizing zijn dragende onderdelen, die over het algemeen zijn gemaakt van spuitgietaluminiumlegering door middel van speciaal spuitgieten. De vorm is onregelmatig en complex. De algemene processtroom is: frezen van het verbindingsvlak → bewerking van gaten en verbindingsgaten → grof boren van lagergaten → fijn boren van lagergaten en gaten voor positioneringspennen → reinigen → lekkagetest en -detectie.

Parameters en eisen van tandwielsnijgereedschappen

Tandwielen raken ernstig vervormd na het carbureren en afschrikken. Vooral bij grote tandwielen is de dimensionale vervorming van de gecarbureerde en afgeschrikte buitencirkel en het binnenste gat over het algemeen zeer groot. Voor het draaien van de gecarbureerde en afgeschrikte buitencirkel van tandwielen was er echter geen geschikt gereedschap. Het bn-h20-gereedschap, ontwikkeld door "Valin Superhard", voor het sterk intermitterend draaien van afgeschrikt staal, corrigeerde de vervorming van de gecarbureerde en afgeschrikte buitencirkel van tandwielen, het binnenste gat en het kopvlak, en vond een geschikt gereedschap voor intermitterend snijden. Het heeft een wereldwijde doorbraak bereikt op het gebied van intermitterend snijden met superharde gereedschappen.

Vervorming door carbureren en afschrikken van tandwielen: Vervorming door carbureren en afschrikken van tandwielen wordt voornamelijk veroorzaakt door de gecombineerde werking van de restspanning die ontstaat tijdens het bewerken, de thermische spanning en structurele spanning die ontstaan ​​tijdens de warmtebehandeling, en de vervorming door het eigen gewicht van het werkstuk. Vooral bij grote tandwielen en tandwielen zullen grote tandwielen ook de vervorming na het carbureren en afschrikken verhogen vanwege hun grote modulus, diepe carburatielaag, lange carburatietijd en eigen gewicht. Vervormingswet van grote tandwielassen: de buitendiameter van de addendumcirkel vertoont een duidelijke krimptrend, maar in de richting van de tandbreedte van een tandwielas wordt het midden kleiner en de twee uiteinden iets breder. Vervormingswet van tandwielkransen: Na het carbureren en afschrikken zal de buitendiameter van grote tandwielkransen opzwellen. Bij verschillende tandbreedtes zal de tandbreedte conisch of in de taille zijn.

Draaien van tandwielen na het carboneren en afschrikken: de vervorming van de tandwielkrans door het carboneren en afschrikken kan worden gecontroleerd en tot op zekere hoogte worden verminderd, maar kan niet volledig worden vermeden. Voor de correctie van de vervorming na het carboneren en afschrikken volgt hier een korte bespreking van de haalbaarheid van draai- en snijgereedschappen na het carboneren en afschrikken.

Draaien van de buitencirkel, het binnengat en het kopvlak na het carbureren en afschrikken: draaien is de eenvoudigste manier om de vervorming van de buitencirkel en het binnengat van het gecarbureerde en afgeschrikte ringwiel te corrigeren. Voorheen kon geen enkel gereedschap, inclusief buitenlandse superharde gereedschappen, het probleem van sterk onderbroken snijden in de buitencirkel van het afgeschrikte tandwiel oplossen. Valin Superhard werd uitgenodigd om onderzoek en ontwikkeling van gereedschappen uit te voeren: "Intermitterend snijden van gehard staal is altijd een lastig probleem geweest, om nog maar te zwijgen van gehard staal van ongeveer HRC60, en de vervormingstoeslag is groot. Bij het draaien van gehard staal op hoge snelheid, als het werkstuk onderbroken snijdt, voltooit het gereedschap de bewerking met meer dan 100 schokken per minuut tijdens het snijden van gehard staal, wat een grote uitdaging vormt voor de slagvastheid van het gereedschap." Experts van de Chinese messenvereniging zeggen dit. Na een jaar van herhaalde tests heeft Valin Superhard het merk superhard snijgereedschap geïntroduceerd voor het draaien van gehard staal met sterke discontinuïteit; Het draaiexperiment wordt uitgevoerd op de buitenste tandwielcirkel na het opkolen en afschrikken.

Experiment met het draaien van een cilindrisch tandwiel na het carbureren en afschrikken

Het grote tandwiel (ringwiel) was ernstig vervormd na het carbureren en afschrikken. De vervorming van de buitenring van het tandwiel bedroeg maximaal 2 mm en de hardheid na het afschrikken was HRC 60-65. Destijds was het voor de klant moeilijk om een ​​slijpmachine met een grote diameter te vinden, de bewerkingstoeslag was groot en de slijpefficiëntie was te laag. Ten slotte werd het gecarbureerde en afgeschrikte tandwiel gedraaid.

Snijsnelheid: 50–70 m/min, snijdiepte: 1,5–2 mm, snijafstand: 0,15–0,2 mm/omwenteling (aangepast aan de ruwheidsvereisten)

Bij het draaien van de gebluste tandwielen wordt de bewerking in één keer voltooid. Het originele geïmporteerde keramische gereedschap kan slechts meerdere keren worden bewerkt om de vervorming te verwijderen. Bovendien is de kans op snijkantbreuk groot en zijn de gebruikskosten van het gereedschap zeer hoog.

Resultaten van de gereedschapstest: het is slagvaster dan het originele geïmporteerde gereedschap van siliciumnitridekeramiek en de levensduur is zes keer zo lang als die van siliciumnitridekeramiek wanneer de snijdiepte drie keer zo groot wordt! De snij-efficiëntie neemt drie keer toe (voorheen was het drie keer zo groot als de snijdiepte, maar nu is het één keer zo groot). De oppervlakteruwheid van het werkstuk voldoet ook aan de eisen van de gebruiker. Het meest waardevolle is dat de uiteindelijke vorm van falen van het gereedschap niet de zorgwekkende gebroken snijkant is, maar de normale slijtage van het achtervlak. Dit experiment met intermitterend draaien met een afgekoeld tandwiel heeft de mythe doorbroken dat superharde gereedschappen in de industrie niet gebruikt kunnen worden voor het krachtig intermitterend draaien van gehard staal! Het heeft grote ophef veroorzaakt in de academische wereld van snijgereedschappen!

Oppervlakteafwerking van het harddraaiende binnengat van het tandwiel na het blussen

Neem bijvoorbeeld het intermitterend snijden van een tandwielbinnengat met oliegroef: de levensduur van het proefsnijgereedschap bedraagt ​​meer dan 8000 meter en de afwerking ligt binnen Ra0,8; als het superharde gereedschap met polijstrand wordt gebruikt, kan de draaiafwerking van gehard staal ongeveer Ra0,4 bereiken. Een goede standtijd kan worden verkregen.

Bewerken van het kopvlak van het tandwiel na het carbureren en afschrikken

Als typische toepassing van "draaien in plaats van slijpen" wordt kubisch boornitride-blad veel gebruikt in de productiepraktijk van het harddraaien van tandwielkoppen na verhitting. Vergeleken met slijpen verbetert harddraaien de werkefficiëntie aanzienlijk.

Voor gecarboneerde en geharde tandwielen worden zeer hoge eisen gesteld aan frezen. Ten eerste vereist intermitterend frezen een hoge hardheid, slagvastheid, taaiheid, slijtvastheid, oppervlakteruwheid en andere eigenschappen van het gereedschap.

overzicht:

Voor het draaien na het carboneren en afschrikken, en voor het draaien van kopvlakken, zijn gewone gelaste gereedschappen met kubisch boornitride populair geworden. Voor de dimensionale vervorming van de buitencirkel en het binnengat van de gecarboneerde en afgeschrikte grote tandkrans is het echter altijd een lastig probleem om de vervorming met een grote hoeveelheid af te draaien. Het intermitterend draaien van afgeschrikt staal met Valin superhard bn-h20 kubisch boornitride is een grote vooruitgang in de gereedschapsindustrie, wat bevorderlijk is voor de brede promotie van het "draaien in plaats van slijpen"-proces in de tandwielindustrie, en biedt tevens een oplossing voor het probleem van geharde cilindrische tandwieldraaigereedschappen dat al jaren voor problemen zorgt. Het is ook van groot belang om de productiecyclus van tandkransen te verkorten en de productiekosten te verlagen; frezen uit de Bn-h20-serie staan ​​bekend als het wereldmodel voor sterk intermitterend afschrikkend staal in de industrie.