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提升齒輪加工水平 来源于新技术与新工艺的快速发展

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提升齒輪加工水平 来源于新技术与新工艺的快速发展

發布日期:2019-05-27 作者:麗水磨齒齒輪公司 點擊:

不论是手动与自动,品质优良的汽车变速器零部件的加工需要有适合的工艺与方法来保证,如齒輪的设计与制造、切削加工与热处理工艺、润滑与密封技术等。前不久在安徽潜山召开的2012年中国齒輪产业发展高峰会议上,不仅对变速器与齒輪行业的转型升级、创新发展有所论述,而且会议还组织了多位技术专家演讲,从不同侧面介绍了齒輪领域加工技术的新发展。


适合的工艺与设计保障齒輪传动设备综合性能


齒輪传动设备的综合性能由其中的各个组成部分、装配工艺及润滑介质所体现。国外很多齒輪箱(变速器)不仅做到了长寿命,而且重量轻、免维护,这是目前国内大多数企业岩宰龅降。南京湃腾工贸有限公司经理吴林介绍,通过先进合理的设计、选用适当的工艺与装配方法、加上先进的润滑介质,国内齒輪行业也能通过适当的工艺技术环节对提高传动齒輪的能、延长寿命、降低噪音、提高传动效率、节约能源等方面有所提升。


在设计阶段,选择合适的齒輪材料、进行先进合理的结构设计、选用可靠的齒輪与轴承是环节。在齒輪加工过程中,先进的毛坯成型工艺,稳定、精密的热处理工序,以及合适的表面硬化处理程序,都是终形成齒輪关键因素。比如在磨削加工中即存在着几个关键的环节:通过选用磨刃锋利、磨削表面应力小的砂轮,可以提高磨削进给量,缩短磨削时间,提高磨削效率并延长砂轮修整的间隔以降低成本;通过使用恰当的磨削及修砂轮参数,在保证没有磨削烧伤裂纹和保证质量的前提下,尽可能使用较高的磨削参数以缩短磨削时间,提高磨削效率,提高产量,并保证精度、降低表面粗糙度;通过使用合适的磨削油,可保证在良好润滑、防锈的前提下,利于降低磨削齿面表面应力,避免烧伤裂纹,降低粗糙度,减小堵砂轮气孔的程度,保证砂轮锋利,减小砂轮修整,降低砂轮用量、降低成本。


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加工中心制造齒輪成为新方向


北京交通大学王小椿教授在他的演讲中,介绍了基于加工中心的齒輪设计与制造技术。


作为机械制造中一个很特殊的类别,齒輪加工的特点是需要加工的齿面通常都是复杂曲面,具有特殊的形状,不仅每一个齿面要有很高的精度,而且各齿面之间还要有很高的相对位置精度,整个齿圈与安装面之间也要有很高的位置精度要求。


经过多年的理论研究与实践,王小椿教授总结出一套用加工中心加工齒輪的方法,它不仅为单件小批量和大模数齒輪加工提供了一种全新的率、低成本、高柔性和快速响应的制造方法,同时还突破了旧的制造工艺对产品结构的限制,为高功率密度、轻量化的传动机构以及一些创新型的设计方案的实现奠定了基础。


具有多轴联动功能的现代加工中心可以效率、高精度地加工出各种复杂的曲面,并具有很好的柔性,通过加载不同的G代码,就可以在同一台机床上加工出不同形状和类型的零件。王小椿说,在加工中心上加工齿面时,通常并不采用展成或成形的方法来加工,只是将其作为一张曲面来加工,因此刀具与工件之间的接触长度要远小于传统的齒輪加工方法。


使用结构合理的加工中心加工齒輪,具有良好刚性、定位精度和重复定位精度,加上在精加工时的切削力远小于传统的加工方法,可以获得良好的加工精度。此外,由于加工中心有刀库,换刀速度很快,在粗加工和半精加工阶段,可以针对不同的工步选用合适的刀具以提高加工效率。


数字化感应淬火工艺成齒輪热处理新方法


在齒輪的各项热处理技术中,往往需要既费工又费时的传统工艺来保障,如渗碳、氮化等工艺。作为使用近一个世纪的感应热处理这项传统热处理技术,经过近年来不断的开发和创新,其优越性越来越被人们认可,特别是它的节能、易于实现自动化等特点,符合当今绿色工艺的发展方向。


专事研究齒輪感应淬火技术的艾玛泰感应科技(北京)有限公司副总经理闫满刚在介绍这项技术的新进展时说,随着数字化技术的应用,齒輪感应淬火的整个工艺过程被数字化控制,不仅是数字化控制数控机床,而且包括数字化控制高频电源,工艺的可靠性和重现性得到了提高。


齒輪的热处理变形是多种因素造成的,既有材料及热处理过程中和材料特性相关的热变形、组织体积变化等产生的变形,也有齒輪加工过程中各工序产生的内应力等在热处理过程中释放造成的变形,其因素是复杂的。采用一种带矫正的模压淬火工艺,既在很大程度上不再约束之前的齒輪加工工序,而且通过限制终淬火尺寸的方法,限制了淬火后的变形,提高了产品合格率及减小后续加工费用,尤其在极易变形的薄壁环形齒輪方面的应用效果非常显著。


通過感應淬火這一符合綠色制造概念的熱處理工藝技術,數字技術、特別是數字化中頻電源技術,使這一工藝能夠可靠地進行,消除了以往非數字時代感應淬火工藝的不可靠所造成的開裂、承載能力不穩定、壽命差等弊端。


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