Διαδικασία κατεργασίας γραναζιών, παράμετροι κοπής και απαιτήσεις εργαλείων εάν το γρανάζι είναι πολύ σκληρό για να περιστραφεί και η απόδοση της κατεργασίας πρέπει να βελτιωθεί

Το γρανάζι είναι το κύριο βασικό στοιχείο μετάδοσης στην αυτοκινητοβιομηχανία. Συνήθως, κάθε αυτοκίνητο έχει 18~30 δόντια. Η ποιότητα του γραναζιού επηρεάζει άμεσα τον θόρυβο, τη σταθερότητα και τη διάρκεια ζωής του αυτοκινήτου. Η εργαλειομηχανή επεξεργασίας γραναζιών είναι ένα πολύπλοκο σύστημα εργαλειομηχανών και ένας βασικός εξοπλισμός στην αυτοκινητοβιομηχανία. Οι παγκόσμιες αυτοκινητοβιομηχανικές δυνάμεις, όπως οι Ηνωμένες Πολιτείες, η Γερμανία και η Ιαπωνία, είναι επίσης δυνάμεις κατασκευής εργαλειομηχανών επεξεργασίας γραναζιών. Σύμφωνα με στατιστικά στοιχεία, περισσότερο από το 80% των αυτοκινητοβιομηχανικών γραναζιών στην Κίνα υποβάλλεται σε επεξεργασία από εγχώριο εξοπλισμό κατασκευής γραναζιών. Ταυτόχρονα, η αυτοκινητοβιομηχανία καταναλώνει περισσότερο από το 60% των εργαλειομηχανών επεξεργασίας γραναζιών και η αυτοκινητοβιομηχανία θα είναι πάντα το κύριο σώμα κατανάλωσης εργαλειομηχανών.

Τεχνολογία επεξεργασίας γραναζιών

1. χύτευση και κατασκευή κενών

Η σφυρηλάτηση εν θερμώ εξακολουθεί να είναι μια ευρέως χρησιμοποιούμενη διαδικασία χύτευσης κενών τεμαχίων για εξαρτήματα γραναζιών αυτοκινήτων. Τα τελευταία χρόνια, η τεχνολογία έλασης με εγκάρσια σφήνα έχει προωθηθεί ευρέως στην κατεργασία αξόνων. Αυτή η τεχνολογία είναι ιδιαίτερα κατάλληλη για την κατασκευή μπιγιετών για σύνθετους άξονες θυρών. Δεν έχει μόνο υψηλή ακρίβεια, μικρό περιθώριο επακόλουθης κατεργασίας, αλλά έχει και υψηλή παραγωγική απόδοση.

2. ομαλοποίηση

Σκοπός αυτής της διαδικασίας είναι η επίτευξη της κατάλληλης σκληρότητας για την επακόλουθη κοπή των γραναζιών και η προετοιμασία της μικροδομής για την τελική θερμική επεξεργασία, έτσι ώστε να μειωθεί αποτελεσματικά η παραμόρφωση της θερμικής επεξεργασίας. Το υλικό του χάλυβα γραναζιών που χρησιμοποιείται είναι συνήθως 20CrMnTi. Λόγω της μεγάλης επιρροής του προσωπικού, του εξοπλισμού και του περιβάλλοντος, η ταχύτητα ψύξης και η ομοιομορφία ψύξης του τεμαχίου εργασίας είναι δύσκολο να ελεγχθούν, με αποτέλεσμα τη μεγάλη διασπορά της σκληρότητας και την ανομοιόμορφη μεταλλογραφική δομή, που επηρεάζουν άμεσα την κοπή μετάλλου και την τελική θερμική επεξεργασία, με αποτέλεσμα τη μεγάλη και ακανόνιστη θερμική παραμόρφωση και την ανεξέλεγκτη ποιότητα του εξαρτήματος. Επομένως, υιοθετείται η διαδικασία ισόθερμης ομαλοποίησης. Η πρακτική έχει αποδείξει ότι η ισόθερμη ομαλοποίηση μπορεί να αλλάξει αποτελεσματικά τα μειονεκτήματα της γενικής ομαλοποίησης και η ποιότητα του προϊόντος είναι σταθερή και αξιόπιστη.

3. στροφή

Προκειμένου να ικανοποιηθούν οι απαιτήσεις τοποθέτησης της επεξεργασίας γραναζιών υψηλής ακρίβειας, τα τεμάχια γραναζιών υποβάλλονται σε επεξεργασία με τόρνους CNC, οι οποίοι στερεώνονται μηχανικά χωρίς να χρειάζεται να ξαναλειανθεί το εργαλείο τόρνευσης. Η επεξεργασία της διαμέτρου της οπής, της ακραίας επιφάνειας και της εξωτερικής διαμέτρου ολοκληρώνεται ταυτόχρονα με μία μόνο σύσφιξη, η οποία όχι μόνο διασφαλίζει τις απαιτήσεις κατακόρυφης κλίσης της εσωτερικής οπής και της ακραίας επιφάνειας, αλλά και εξασφαλίζει τη μικρή διασπορά μάζας των τεμαχίων γραναζιών. Έτσι, βελτιώνεται η ακρίβεια του τεμαχίου γραναζιών και εξασφαλίζεται η ποιότητα κατεργασίας των επόμενων γραναζιών. Επιπλέον, η υψηλή απόδοση της κατεργασίας με τόρνο NC μειώνει επίσης σημαντικά τον αριθμό του εξοπλισμού και έχει καλή οικονομία.

4. κοπή με ελατήριο και διαμόρφωση γραναζιών

Οι συνηθισμένες μηχανές κοπής με οδοντωτούς τροχούς και οι διαμορφωτές γραναζιών εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται ευρέως για την επεξεργασία γραναζιών. Παρόλο που είναι βολικές στη ρύθμιση και τη συντήρηση, η απόδοση παραγωγής είναι χαμηλή. Εάν ολοκληρωθεί μια μεγάλη χωρητικότητα, πρέπει να παραχθούν πολλαπλές μηχανές ταυτόχρονα. Με την ανάπτυξη της τεχνολογίας επίστρωσης, είναι πολύ βολικό να επαναβάφονται οι εστίες και τα έμβολα μετά την άλεση. Η διάρκεια ζωής των επικαλυμμένων εργαλείων μπορεί να βελτιωθεί σημαντικά, γενικά κατά περισσότερο από 90%, μειώνοντας αποτελεσματικά τον αριθμό των αλλαγών εργαλείων και τον χρόνο άλεσης, με σημαντικά οφέλη.

5. ξύρισμα

Η τεχνολογία ξυρίσματος ακτινικών γραναζιών χρησιμοποιείται ευρέως στην μαζική παραγωγή γραναζιών αυτοκινήτων λόγω της υψηλής απόδοσής της και της εύκολης υλοποίησης των απαιτήσεων τροποποίησης του σχεδιασμένου προφίλ και της κατεύθυνσης των δοντιών. Από τότε που η εταιρεία αγόρασε την ειδική μηχανή ξυρίσματος ακτινικών γραναζιών ιταλικής εταιρείας για τεχνικό μετασχηματισμό το 1995, έχει ωριμάσει στην εφαρμογή αυτής της τεχνολογίας και η ποιότητα επεξεργασίας είναι σταθερή και αξιόπιστη.

6. θερμική επεξεργασία

Τα γρανάζια αυτοκινήτων απαιτούν ενανθράκωση και σβέση για να διασφαλιστούν οι καλές μηχανικές τους ιδιότητες. Ο σταθερός και αξιόπιστος εξοπλισμός θερμικής επεξεργασίας είναι απαραίτητος για προϊόντα που δεν υπόκεινται πλέον σε λείανση γραναζιών μετά τη θερμική επεξεργασία. Η εταιρεία έχει εισαγάγει τη γραμμή παραγωγής συνεχούς ενανθράκωσης και σβέσης της German Lloyd's, η οποία έχει επιτύχει ικανοποιητικά αποτελέσματα θερμικής επεξεργασίας.

7. λείανση

Χρησιμοποιείται κυρίως για την τελική επεξεργασία της εσωτερικής οπής του θερμικά επεξεργασμένου γραναζιού, της ακραίας επιφάνειας, της εξωτερικής διαμέτρου του άξονα και άλλων μερών για τη βελτίωση της ακρίβειας των διαστάσεων και τη μείωση της γεωμετρικής ανοχής.

Η επεξεργασία γραναζιών υιοθετεί εξάρτημα κύκλου βήματος για τοποθέτηση και σύσφιξη, το οποίο μπορεί να διασφαλίσει αποτελεσματικά την ακρίβεια κατεργασίας του δοντιού και την αναφορά εγκατάστασης και να επιτύχει την ικανοποιημένη ποιότητα του προϊόντος.

8. φινίρισμα

Αυτό γίνεται για τον έλεγχο και τον καθαρισμό των εξογκωμάτων και των γρέζων στα μέρη των γραναζιών του κιβωτίου ταχυτήτων και του άξονα μετάδοσης κίνησης πριν από τη συναρμολόγηση, ώστε να εξαλειφθεί ο θόρυβος και ο ασυνήθιστος θόρυβος που προκαλούνται από αυτά μετά τη συναρμολόγηση. Ακούστε τον ήχο κατά την εμπλοκή ενός ζεύγους ή παρατηρήστε την απόκλιση εμπλοκής σε ένα ολοκληρωμένο ελεγκτή. Τα μέρη του περιβλήματος του κιβωτίου ταχυτήτων που παράγονται από την κατασκευάστρια εταιρεία περιλαμβάνουν το περίβλημα του συμπλέκτη, το περίβλημα του κιβωτίου ταχυτήτων και το περίβλημα του διαφορικού. Το περίβλημα του συμπλέκτη και το περίβλημα του κιβωτίου ταχυτήτων είναι φέροντα μέρη, τα οποία γενικά κατασκευάζονται από κράμα αλουμινίου χυτευμένο με χύτευση μέσω ειδικής χύτευσης. Το σχήμα είναι ακανόνιστο και πολύπλοκο. Η γενική ροή της διαδικασίας είναι η φρεζάρισμα της επιφάνειας της σύνδεσης → η κατεργασία οπών και η σύνδεση οπών → η τραχιά διάτρηση οπών ρουλεμάν → η λεπτή διάτρηση οπών ρουλεμάν και ο εντοπισμός οπών καρφιτσών → ο καθαρισμός → η δοκιμή και η ανίχνευση διαρροών.

Παράμετροι και απαιτήσεις των εργαλείων κοπής γραναζιών

Τα γρανάζια παραμορφώνονται σοβαρά μετά την ενανθράκωση και την απόσβεση. Ειδικά για τα μεγάλα γρανάζια, η διαστατική παραμόρφωση του ενανθράκωμενου και αποσβεσμένου εξωτερικού κύκλου και της εσωτερικής οπής είναι γενικά πολύ μεγάλη. Ωστόσο, για την τόρνευση ενανθράκωμενου και αποσβεσμένου εξωτερικού κύκλου γραναζιών, δεν υπάρχει κατάλληλο εργαλείο. Το εργαλείο bn-h20 που αναπτύχθηκε από την "Valin superhard" για ισχυρή διαλείπουσα τόρνευση αποσβεσμένου χάλυβα διόρθωσε την παραμόρφωση της εσωτερικής οπής και της ακραίας επιφάνειας του εξωτερικού κύκλου γραναζιών ενανθράκωμενου και αποσβεσμένου και βρήκε ένα κατάλληλο εργαλείο διαλείπουσας κοπής. Έχει κάνει μια παγκόσμια ανακάλυψη στον τομέα της διαλείπουσας κοπής με υπερσκληρά εργαλεία.

Παραμόρφωση ενανθράκωσης και απόσβεσης γραναζιών: Η παραμόρφωση ενανθράκωσης και απόσβεσης των γραναζιών προκαλείται κυρίως από τη συνδυασμένη δράση της υπολειμματικής τάσης που δημιουργείται κατά την κατεργασία, της θερμικής τάσης και της δομικής τάσης που δημιουργείται κατά τη θερμική επεξεργασία και της παραμόρφωσης του τεμαχίου εργασίας από το ίδιο βάρος. Ειδικά για μεγάλους δακτυλίους γραναζιών και γρανάζια, οι μεγάλοι δακτύλιοι γραναζιών θα αυξήσουν επίσης την παραμόρφωση μετά την ενανθράκωση και την απόσβεση λόγω του μεγάλου μέτρου ελαστικότητάς τους, του βαθιού στρώματος ενανθράκωσης, του μεγάλου χρόνου ενανθράκωσης και του ίδιου βάρους τους. Νόμος παραμόρφωσης μεγάλου άξονα γραναζιών: Η εξωτερική διάμετρος του πρόσθετου κύκλου δείχνει μια εμφανή τάση συστολής, αλλά προς την κατεύθυνση του πλάτους των δοντιών ενός άξονα γραναζιών, η μέση μειώνεται και τα δύο άκρα διαστέλλονται ελαφρώς. Νόμος παραμόρφωσης δακτυλίου γραναζιών: Μετά την ενανθράκωση και την απόσβεση, η εξωτερική διάμετρος του μεγάλου δακτυλίου γραναζιών θα διογκωθεί. Όταν το πλάτος των δοντιών είναι διαφορετικό, η κατεύθυνση του πλάτους των δοντιών θα είναι κωνική ή τύμπανο μέσης.

Τόρνευση γραναζιών μετά από ενανθράκωση και σβέση: η παραμόρφωση ενανθράκωσης και σβέσης του δακτυλίου γραναζιών μπορεί να ελεγχθεί και να μειωθεί σε κάποιο βαθμό, αλλά δεν μπορεί να αποφευχθεί εντελώς. Για τη διόρθωση της παραμόρφωσης μετά από ενανθράκωση και σβέση, ακολουθεί μια σύντομη συζήτηση σχετικά με τη σκοπιμότητα των εργαλείων τόρνευσης και κοπής μετά από ενανθράκωση και σβέση.

Τόρνευση του εξωτερικού κύκλου, της εσωτερικής οπής και της ακραίας επιφάνειας μετά την ενανθράκωση και την απόσβεση: η τόρνευση είναι ο απλούστερος τρόπος για να διορθωθεί η παραμόρφωση του εξωτερικού κύκλου και της εσωτερικής οπής του ενανθράκωμενου και αποσβεσμένου δακτυλιοειδούς γραναζιού. Προηγουμένως, οποιοδήποτε εργαλείο, συμπεριλαμβανομένων των ξένων υπερσκληρών εργαλείων, δεν μπορούσε να λύσει το πρόβλημα της έντονης διακοπτόμενης κοπής του εξωτερικού κύκλου του αποσβεσμένου γραναζιού. Η Valin superhard κλήθηκε να διεξάγει έρευνα και ανάπτυξη εργαλείων. «Η διακοπτόμενη κοπή σκληρυμένου χάλυβα ήταν πάντα ένα δύσκολο πρόβλημα, για να μην αναφέρουμε τον σκληρυμένο χάλυβα περίπου HRC60, και το περιθώριο παραμόρφωσης είναι μεγάλο. Κατά την τόρνευση του σκληρυμένου χάλυβα με υψηλή ταχύτητα, εάν το τεμάχιο εργασίας έχει διακοπτόμενη κοπή, το εργαλείο θα ολοκληρώσει την κατεργασία με περισσότερα από 100 κραδασμούς ανά λεπτό κατά την κοπή του σκληρυμένου χάλυβα, γεγονός που αποτελεί μεγάλη πρόκληση για την αντοχή σε κρούση του εργαλείου». Οι ειδικοί της Κινεζικής Ένωσης Μαχαιριών το λένε αυτό. Μετά από ένα χρόνο επαναλαμβανόμενων δοκιμών, η Valin superhard παρουσίασε την μάρκα υπερσκληρού εργαλείου κοπής για τόρνευση σκληρυμένου χάλυβα με ισχυρή ασυνέχεια. Το πείραμα τόρνευσης πραγματοποιείται στον εξωτερικό κύκλο του γραναζιού μετά την ενανθράκωση και την απόσβεση.

Πείραμα στην τόρνευση κυλινδρικών γραναζιών μετά από ενανθράκωση και σβέση

Το μεγάλο γρανάζι (δακτύλιος οδοντωτού τροχού) παραμορφώθηκε σοβαρά μετά την ενανθράκωση και την απόσβεση. Η παραμόρφωση του εξωτερικού κύκλου του δακτυλιοειδούς οδοντωτού τροχού ήταν έως 2 mm και η σκληρότητα μετά την απόσβεση ήταν hrc60-65. Εκείνη την εποχή, ήταν δύσκολο για τον πελάτη να βρει έναν μύλο μεγάλης διαμέτρου, και το περιθώριο κατεργασίας ήταν μεγάλο και η απόδοση λείανσης πολύ χαμηλή. Τέλος, ο ενανθράκωση και η απόσβεση του γραναζιού τόρνευσαν.

Γραμμική ταχύτητα κοπής: 50–70m/min, βάθος κοπής: 1,5–2mm, απόσταση κοπής: 0,15-0,2mm/περιστροφή (ρυθμίζεται σύμφωνα με τις απαιτήσεις τραχύτητας)

Κατά την περιστροφή του σβησμένου γραναζιού, η κατεργασία ολοκληρώνεται ταυτόχρονα. Το αρχικό εισαγόμενο κεραμικό εργαλείο μπορεί να υποβληθεί σε επεξεργασία μόνο πολλές φορές για να αποκοπεί η παραμόρφωση. Επιπλέον, η κατάρρευση της άκρης είναι σοβαρή και το κόστος χρήσης του εργαλείου είναι πολύ υψηλό.

Αποτελέσματα δοκιμής εργαλείου: είναι πιο ανθεκτικό στις κρούσεις από το αρχικό εισαγόμενο κεραμικό εργαλείο νιτριδίου πυριτίου και η διάρκεια ζωής του είναι 6 φορές μεγαλύτερη από αυτή του κεραμικού εργαλείου νιτριδίου πυριτίου όταν το βάθος κοπής αυξάνεται τρεις φορές! Η απόδοση κοπής αυξάνεται τρεις φορές (παλαιότερα ήταν τρεις φορές η κοπή, αλλά τώρα ολοκληρώνεται μία φορά). Η τραχύτητα της επιφάνειας του τεμαχίου εργασίας ανταποκρίνεται επίσης στις απαιτήσεις του χρήστη. Το πιο πολύτιμο είναι ότι η τελική μορφή αστοχίας του εργαλείου δεν είναι η ανησυχητική σπασμένη άκρη, αλλά η κανονική φθορά της πίσω όψης. Αυτό το πείραμα διαλείπουσας τόρνευσης με σβησμένο γρανάζι excircle έσπασε τον μύθο ότι τα υπερσκληρά εργαλεία στη βιομηχανία δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν για ισχυρό διαλείπουσα τόρνευση σκληρυμένου χάλυβα! Έχει προκαλέσει μεγάλη αίσθηση στους ακαδημαϊκούς κύκλους των εργαλείων κοπής!

Φινίρισμα επιφάνειας της εσωτερικής οπής σκληρής στροφής του γραναζιού μετά την απόσβεση

Λαμβάνοντας ως παράδειγμα την διαλείπουσα κοπή της εσωτερικής οπής του γραναζιού με αυλάκωση λαδιού: η διάρκεια ζωής του δοκιμαστικού εργαλείου κοπής φτάνει τα 8000 μέτρα και το φινίρισμα είναι εντός Ra0,8. Εάν χρησιμοποιηθεί το εξαιρετικά σκληρό εργαλείο με λείανση, το φινίρισμα τόρνευσης του σκληρυμένου χάλυβα μπορεί να φτάσει περίπου το Ra0,4. Και μπορεί να επιτευχθεί καλή διάρκεια ζωής του εργαλείου.

Κατεργασία της τελικής όψης του γραναζιού μετά την ενανθράκωση και την απόσβεση

Ως τυπική εφαρμογή της «τόρνευσης αντί της λείανσης», η κυβική λεπίδα νιτριδίου του βορίου έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως στην πρακτική παραγωγής σκληρής τόρνευσης της επιφάνειας του άκρου του γραναζιού μετά από θέρμανση. Σε σύγκριση με την λείανση, η σκληρή τόρνευση βελτιώνει σημαντικά την αποδοτικότητα της εργασίας.

Για τα γρανάζια με ενανθράκωση και τα γρανάζια με βαφή, οι απαιτήσεις για τους κόφτες είναι πολύ υψηλές. Πρώτον, η διαλείπουσα κοπή απαιτεί υψηλή σκληρότητα, αντοχή σε κρούση, σκληρότητα, αντοχή στη φθορά, τραχύτητα επιφάνειας και άλλες ιδιότητες του εργαλείου.

επισκόπηση:

Για την τόρνευση μετά την ενανθράκωση και την απόσβεση και για την τελική τόρνευση, τα συνηθισμένα συγκολλημένα σύνθετα εργαλεία κυβικού νιτριδίου του βορίου έχουν διαδοθεί. Ωστόσο, για την διαστατική παραμόρφωση του εξωτερικού κύκλου και της εσωτερικής οπής του ενανθράκωμενου και αποσβεσμένου μεγάλου δακτυλίου γραναζιών, είναι πάντα δύσκολο να απενεργοποιηθεί η παραμόρφωση με μεγάλη ποσότητα. Η διαλείπουσα τόρνευση αποσβεσμένου χάλυβα με το εργαλείο κυβικού νιτριδίου του βορίου Valin superhard bn-h20 αποτελεί μεγάλη πρόοδο στη βιομηχανία εργαλείων, η οποία συμβάλλει στην ευρεία προώθηση της διαδικασίας "τόρνευση αντί λείανσης" στη βιομηχανία γραναζιών και επίσης βρίσκει την απάντηση στο πρόβλημα των σκληρυμένων κυλινδρικών εργαλείων τόρνευσης γραναζιών που έχει προβληματίσει εδώ και πολλά χρόνια. Είναι επίσης μεγάλης σημασίας να μειωθεί ο κύκλος κατασκευής του δακτυλίου γραναζιών και να μειωθεί το κόστος παραγωγής. Οι κοπτήρες σειράς Bn-h20 είναι γνωστοί ως το παγκόσμιο μοντέλο ισχυρού διαλείποντος τόρνου αποσβεσμένου χάλυβα στη βιομηχανία.