Quy trình gia công bánh răng, các thông số cắt và yêu cầu về dụng cụ nếu bánh răng quá khó quay và cần cải thiện hiệu quả gia công

Bánh răng là bộ phận truyền động cơ bản chính trong ngành công nghiệp ô tô. Thông thường, mỗi ô tô có 18 ~ 30 răng. Chất lượng hộp số ảnh hưởng trực tiếp đến tiếng ồn, độ ổn định và tuổi thọ của ô tô. Máy gia công bánh răng là một hệ thống máy công cụ phức tạp và là thiết bị chủ chốt trong ngành công nghiệp ô tô. Các cường quốc sản xuất ô tô trên thế giới như Hoa Kỳ, Đức và Nhật Bản cũng là những cường quốc sản xuất máy công cụ gia công bánh răng. Theo thống kê, hơn 80% bánh răng ô tô ở Trung Quốc được gia công bằng thiết bị chế tạo bánh răng trong nước. Đồng thời, ngành công nghiệp ô tô tiêu thụ hơn 60% máy công cụ gia công bánh răng, và ngành công nghiệp ô tô sẽ luôn là ngành tiêu thụ máy công cụ chính.

Công nghệ xử lý bánh răng

1. đúc và làm trống

Rèn khuôn nóng vẫn là một quá trình đúc phôi được sử dụng rộng rãi cho các bộ phận bánh răng ô tô. Trong những năm gần đây, công nghệ cán nêm chéo đã được phát huy rộng rãi trong gia công trục. Công nghệ này đặc biệt phù hợp để chế tạo phôi cho các trục cửa phức tạp. Nó không chỉ có độ chính xác cao, dung sai gia công tiếp theo nhỏ mà còn có hiệu quả sản xuất cao.

2. bình thường hóa

Mục đích của quá trình này là để đạt được độ cứng phù hợp cho quá trình cắt bánh răng tiếp theo và chuẩn bị cấu trúc vi mô cho quá trình xử lý nhiệt cuối cùng, nhằm giảm biến dạng xử lý nhiệt một cách hiệu quả. Vật liệu làm thép bánh răng được sử dụng thường là 20CrMnTi. Do ảnh hưởng lớn của nhân viên, thiết bị và môi trường, tốc độ làm mát và độ đồng đều làm mát của phôi rất khó kiểm soát, dẫn đến độ phân tán độ cứng lớn và cấu trúc kim loại không đồng đều, ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình cắt kim loại và xử lý nhiệt cuối cùng, dẫn đến và biến dạng nhiệt không đều và chất lượng bộ phận không thể kiểm soát được. Do đó, quá trình chuẩn hóa đẳng nhiệt được thông qua. Thực tiễn đã chứng minh rằng chuẩn hóa đẳng nhiệt có thể thay đổi hiệu quả những nhược điểm của chuẩn hóa chung và chất lượng sản phẩm ổn định và đáng tin cậy.

3. quay

Để đáp ứng các yêu cầu định vị của quá trình xử lý bánh răng có độ chính xác cao, các phôi bánh răng đều được xử lý bằng máy tiện CNC, được kẹp cơ học mà không cần mài lại dụng cụ tiện. Quá trình xử lý đường kính lỗ, mặt cuối và đường kính ngoài được hoàn thành đồng bộ dưới quá trình kẹp một lần, điều này không chỉ đảm bảo các yêu cầu về độ thẳng đứng của lỗ bên trong và mặt cuối mà còn đảm bảo độ phân tán kích thước nhỏ của phôi bánh răng khối. Do đó, độ chính xác của phôi bánh răng được cải thiện và chất lượng gia công của các bánh răng tiếp theo được đảm bảo. Ngoài ra, hiệu quả cao của gia công máy tiện NC cũng giúp giảm đáng kể số lượng thiết bị và có tính kinh tế tốt.

4. Hobbing và tạo hình bánh răng

Máy mài bánh răng thông thường và máy tạo hình bánh răng vẫn được sử dụng rộng rãi để gia công bánh răng. Mặc dù thuận tiện cho việc điều chỉnh và bảo trì nhưng hiệu quả sản xuất thấp. Nếu hoàn thành công suất lớn thì cần sản xuất nhiều máy cùng lúc. Với sự phát triển của công nghệ phủ, việc phủ lại bếp và pit tông sau khi mài rất thuận tiện. Tuổi thọ sử dụng của dụng cụ được phủ có thể được cải thiện đáng kể, thường là hơn 90%, giảm hiệu quả số lần thay dụng cụ và thời gian mài, mang lại những lợi ích đáng kể.

5. cạo râu

Công nghệ cạo bánh răng hướng tâm được sử dụng rộng rãi trong sản xuất bánh răng ô tô hàng loạt vì hiệu quả cao và dễ dàng thực hiện các yêu cầu sửa đổi về mặt cắt răng và hướng răng được thiết kế. Kể từ khi công ty mua máy cạo bánh răng xuyên tâm đặc biệt của công ty Ý để chuyển đổi kỹ thuật vào năm 1995, công ty đã trưởng thành trong việc ứng dụng công nghệ này và chất lượng xử lý ổn định và đáng tin cậy.

6. xử lý nhiệt

Bánh răng ô tô yêu cầu cacbon hóa và làm nguội để đảm bảo tính chất cơ học tốt của chúng. Thiết bị xử lý nhiệt ổn định và đáng tin cậy là điều cần thiết cho các sản phẩm không còn bị mài bánh răng sau khi xử lý nhiệt. Công ty đã giới thiệu dây chuyền sản xuất cacbon hóa và làm nguội liên tục của Lloyd's của Đức và đã đạt được kết quả xử lý nhiệt khả quan.

7. mài

Nó chủ yếu được sử dụng để hoàn thiện lỗ bên trong bánh răng được xử lý nhiệt, mặt cuối, đường kính ngoài trục và các bộ phận khác để cải thiện độ chính xác về kích thước và giảm dung sai hình học.

Quá trình xử lý bánh răng sử dụng vật cố định vòng tròn bước để định vị và kẹp, có thể đảm bảo hiệu quả độ chính xác gia công của răng và tham chiếu lắp đặt, đồng thời thu được chất lượng sản phẩm như ý.

8. hoàn thiện

Việc này nhằm kiểm tra và làm sạch các va đập, gờ trên các bộ phận bánh răng của hộp số và trục dẫn động trước khi lắp ráp, nhằm loại bỏ tiếng ồn và tiếng ồn bất thường do chúng gây ra sau khi lắp ráp. Nghe âm thanh thông qua tương tác từng cặp hoặc quan sát độ lệch tương tác trên máy kiểm tra toàn diện. Các bộ phận vỏ hộp số do công ty sản xuất sản xuất bao gồm vỏ ly hợp, vỏ hộp số và vỏ vi sai. Vỏ ly hợp và vỏ hộp số là các bộ phận chịu tải, thường được làm bằng hợp kim nhôm đúc thông qua quá trình đúc khuôn đặc biệt. Hình dạng không đều và phức tạp. Quy trình chung là phay bề mặt khớp → lỗ xử lý gia công và lỗ kết nối → lỗ ổ trục móc thô → lỗ ổ trục móc lỗ tinh và lỗ chốt định vị → làm sạch → kiểm tra và phát hiện rò rỉ.

Các thông số và yêu cầu của dụng cụ cắt bánh răng

Bánh răng bị biến dạng nghiêm trọng sau khi cacbon hóa và làm nguội. Đặc biệt đối với các bánh răng lớn, biến dạng kích thước của vòng tròn bên ngoài và lỗ bên trong được cacbon hóa và dập tắt nói chung là rất lớn. Tuy nhiên, để quay vòng ngoài của bánh răng được cacbon hóa và tôi, chưa có dụng cụ thích hợp. Công cụ bn-h20 được phát triển bởi “Valin siêu cứng” để tiện gián đoạn mạnh mẽ thép đã nguội đã khắc phục sự biến dạng của lỗ bên trong vòng tròn bên ngoài và mặt cuối của bánh răng được cacbon hóa và tôi, đồng thời tìm ra một công cụ cắt gián đoạn phù hợp. Nó đã tạo ra một bước đột phá trên toàn thế giới trong lĩnh vực cắt gián đoạn bằng các dụng cụ siêu cứng.

Biến dạng cacbon hóa và làm nguội bánh răng: biến dạng cacbon hóa và làm nguội bánh răng chủ yếu là do tác động kết hợp của ứng suất dư tạo ra trong quá trình gia công, ứng suất nhiệt và ứng suất cấu trúc tạo ra trong quá trình xử lý nhiệt và biến dạng trọng lượng bản thân của phôi. Đặc biệt đối với các vòng và bánh răng lớn, các vòng bánh răng lớn cũng sẽ làm tăng biến dạng sau khi cacbon hóa và làm nguội do mô đun cacbon hóa lớn, lớp cacbon hóa sâu, thời gian cacbon hóa dài và trọng lượng bản thân. Định luật biến dạng của trục bánh răng lớn: đường kính ngoài của vòng tròn phụ cho thấy xu hướng co lại rõ ràng, nhưng theo chiều rộng răng của trục bánh răng, phần giữa giảm đi và hai đầu hơi giãn ra. Quy luật biến dạng của vòng bánh răng: Sau khi cacbon hóa và làm nguội, đường kính ngoài của vòng bánh răng lớn sẽ phồng lên. Khi chiều rộng răng khác nhau thì hướng chiều rộng răng sẽ là hình nón hoặc hình tang trống.

Quay bánh răng sau khi chế hòa khí và làm nguội: biến dạng chế hòa khí và làm nguội của vòng bánh răng có thể được kiểm soát và giảm ở một mức độ nhất định, nhưng không thể tránh khỏi hoàn toàn. Đối với việc điều chỉnh biến dạng sau khi chế hòa khí và làm nguội, sau đây là phần nói ngắn gọn về tính khả thi của dụng cụ tiện và cắt sau khi chế hòa khí và làm nguội.

Xoay vòng tròn bên ngoài, lỗ bên trong và mặt cuối sau khi cacbon hóa và làm nguội: tiện là cách đơn giản nhất để điều chỉnh biến dạng của vòng tròn bên ngoài và lỗ bên trong của bánh răng vành được cacbon hóa và tôi. Trước đây, bất kỳ dụng cụ nào, kể cả dụng cụ siêu cứng của nước ngoài, đều không thể giải quyết được vấn đề cắt đứt quãng mạnh vòng tròn bên ngoài của bánh răng tôi. Valin superhard được mời thực hiện nghiên cứu và phát triển công cụ, “Việc cắt thép cứng không liên tục luôn là một vấn đề khó khăn, chưa kể thép đã cứng khoảng HRC60 và độ biến dạng cho phép lớn. Khi tiện thép đã tôi ở tốc độ cao, nếu phôi cắt không liên tục thì dụng cụ sẽ hoàn thành gia công với hơn 100 lần va đập mỗi phút khi cắt thép đã tôi, đây là thách thức lớn đối với khả năng chống va đập của dụng cụ.” Các chuyên gia Hiệp hội dao Trung Quốc nói như vậy. Sau một năm thử nghiệm lặp đi lặp lại, Valin superhard đã giới thiệu thương hiệu dụng cụ cắt siêu cứng tiện thép cứng với khả năng gián đoạn mạnh mẽ; Thí nghiệm quay được thực hiện trên vòng ngoài của bánh răng sau khi cacbon hóa và làm nguội.

Thí nghiệm quay bánh răng trụ sau khi cacbon hóa và tôi

Bánh răng lớn (bánh răng vành) bị biến dạng nghiêm trọng sau khi cacbon hóa và tôi. Biến dạng của vòng tròn bên ngoài của bánh răng vòng bánh răng lên tới 2 mm và độ cứng sau khi tôi cứng là hrc60-65. Vào thời điểm đó, khách hàng khó tìm được một chiếc máy mài có đường kính lớn, lượng cho phép gia công lớn và hiệu suất mài quá thấp. Cuối cùng, bánh răng được cacbon hóa và làm nguội đã được quay.

Tốc độ cắt tuyến tính: 50–70m/phút, độ sâu cắt: 1,5–2mm, khoảng cách cắt: 0,15-0,2mm/ Vòng quay (điều chỉnh theo yêu cầu về độ nhám)

Khi quay vòng tròn bánh răng đã nguội, quá trình gia công được hoàn thành ngay lập tức. Dụng cụ gốm nhập khẩu ban đầu chỉ có thể được xử lý nhiều lần để cắt bỏ biến dạng. Hơn nữa, tình trạng sập cạnh rất nghiêm trọng và chi phí sử dụng dụng cụ rất cao.

Kết quả kiểm tra dụng cụ: nó có khả năng chống va đập tốt hơn so với dụng cụ gốm silicon nitride nhập khẩu ban đầu và tuổi thọ của nó gấp 6 lần so với dụng cụ gốm silicon nitride khi độ sâu cắt tăng gấp ba lần! Hiệu suất cắt tăng gấp 3 lần (trước đây là cắt ba lần, nhưng hiện tại đã hoàn thành một lần). Độ nhám bề mặt của phôi cũng đáp ứng được yêu cầu của người sử dụng. Điều đáng giá nhất là hình thức hư hỏng cuối cùng của dụng cụ không phải là mép bị gãy đáng lo ngại mà là tình trạng mòn mặt sau thông thường. Thí nghiệm ngoại trừ bánh răng tiện tiện không liên tục này đã phá vỡ quan niệm sai lầm rằng các công cụ siêu cứng trong ngành không thể được sử dụng để tiện mạnh thép cứng không liên tục! Nó đã gây ra một chấn động lớn trong giới học thuật về dụng cụ cắt!

Bề mặt hoàn thiện của lỗ quay cứng bên trong của bánh răng sau khi tôi

Lấy việc cắt không liên tục lỗ bên trong bánh răng có rãnh dầu làm ví dụ: tuổi thọ của dụng cụ cắt thử nghiệm đạt hơn 8000 mét và độ hoàn thiện nằm trong Ra0.8; Nếu sử dụng dụng cụ siêu cứng có cạnh đánh bóng, độ hoàn thiện tiện của thép cứng có thể đạt khoảng Ra0,4. Và có thể đạt được tuổi thọ dụng cụ tốt

Gia công mặt cuối của bánh răng sau khi cacbon hóa và tôi

Là một ứng dụng điển hình của việc "quay thay vì mài", lưỡi boron nitrit hình khối đã được sử dụng rộng rãi trong thực tế sản xuất tiện cứng mặt đầu bánh răng sau khi gia nhiệt. So với mài, tiện cứng giúp cải thiện đáng kể hiệu quả công việc.

Đối với các bánh răng được cacbon hóa và tôi, yêu cầu đối với máy cắt rất cao. Đầu tiên, việc cắt không liên tục đòi hỏi độ cứng cao, khả năng chống va đập, độ bền, khả năng chống mài mòn, độ nhám bề mặt và các đặc tính khác của dụng cụ.

Tổng quan:

Để tiện sau khi cacbon hóa và làm nguội và để tiện mặt cuối, các công cụ boron nitrit khối composite hàn thông thường đã được phổ biến. Tuy nhiên, đối với biến dạng kích thước của vòng tròn bên ngoài và lỗ bên trong của vòng bánh răng lớn được cacbon hóa và dập tắt, việc tắt biến dạng với số lượng lớn luôn là một vấn đề khó khăn. Việc tiện không liên tục thép đã tôi bằng công cụ boron nitrit khối bn-h20 siêu cứng Valin là một tiến bộ lớn trong ngành công cụ, có lợi cho việc thúc đẩy rộng rãi quy trình “tiện thay vì mài” trong ngành công nghiệp bánh răng, đồng thời tìm thấy câu trả lời cho vấn đề về dụng cụ tiện trụ bánh răng cứng đã bị bối rối trong nhiều năm. Việc rút ngắn chu kỳ sản xuất vòng bánh răng và giảm chi phí sản xuất cũng có ý nghĩa rất lớn; Máy cắt dòng Bn-h20 được biết đến là mẫu thép được tôi tiện tiện gián đoạn mạnh mẽ trên thế giới trong ngành.