Процес обраде зупчаника, параметри резања и захтеви за алат ако је зупчаник претежак за стругање и потребно је побољшати ефикасност обраде

Зупчаник је главни основни елемент преноса у аутомобилској индустрији. Обично сваки аутомобил има 18~30 зубаца. Квалитет зупчаника директно утиче на буку, стабилност и век трајања аутомобила. Машина за обраду зупчаника је сложен систем машинских алата и кључна опрема у аутомобилској индустрији. Светске силе у производњи аутомобила, као што су Сједињене Америчке Државе, Немачка и Јапан, такође су силе у производњи машина за обраду зупчаника. Према статистици, више од 80% аутомобилских зупчаника у Кини обрађује се домаћом опремом за производњу зупчаника. Истовремено, аутомобилска индустрија троши више од 60% машина за обраду зупчаника, а аутомобилска индустрија ће увек бити главни потрошач машинских алата.

Технологија обраде зупчаника

1. ливење и израда бланкова

Ковање у топлом калупу је и даље широко коришћени поступак ливења празних делова за аутомобилске зупчанике. Последњих година, технологија укрштеног ваљања клинова је широко промовисана у обради вратила. Ова технологија је посебно погодна за израду гредица за сложена вратила. Не само да има високу прецизност, мали додатак за накнадну обраду, већ има и високу ефикасност производње.

2. нормализација

Сврха овог процеса је да се добије тврдоћа погодна за накнадну обраду зупчаника и да се припреми микроструктура за коначну термичку обраду, како би се ефикасно смањила деформација термичке обраде. Материјал челика за зупчанике који се користи је обично 20CrMnTi. Због великог утицаја особља, опреме и околине, брзину хлађења и равномерност хлађења радног предмета је тешко контролисати, што резултира великом дисперзијом тврдоће и неуједначеном металографском структуром, што директно утиче на резање метала и коначну термичку обраду, што резултира великом и неправилном термичком деформацијом и неконтролисаним квалитетом делова. Стога се усваја изотермни процес нормализације. Пракса је доказала да изотермна нормализација може ефикасно да промени недостатке опште нормализације, а квалитет производа је стабилан и поуздан.

3. окретање

Да би се испунили захтеви позиционирања високопрецизне обраде зупчаника, сви бланкови зупчаника се обрађују на CNC струговима, који се механички стежу без поновног брушења алата за стругање. Обрада пречника отвора, чеоне површине и спољашњег пречника се врши синхроно под једнократним стезањем, што не само да обезбеђује захтеве за вертикалност унутрашњег отвора и чеоне површине, већ и обезбеђује малу дисперзију масе бланкова зупчаника. На тај начин се побољшава тачност бланкова зупчаника и осигурава квалитет обраде наредних зупчаника. Поред тога, висока ефикасност обраде на NC стругу такође значајно смањује број опреме и има добру економичност.

4. глодање и обликовање зупчаника

Обичне машине за глодање зупчаника и обликовачи зупчаника се и даље широко користе за обраду зупчаника. Иако је погодно подешавати и одржавати, ефикасност производње је ниска. Ако се заврши велики капацитет, потребно је производити више машина истовремено. Развојем технологије премазивања, веома је погодно поново премазивати глодале и клипове након брушења. Век трајања премазаних алата може се значајно побољшати, генерално за више од 90%, ефикасно смањујући број промена алата и време брушења, са значајним предностима.

5. бријање

Технологија радијалног обрађивања зупчаника се широко користи у масовној производњи аутомобилских зупчаника због своје високе ефикасности и лаког остваривања захтева за модификацију пројектованог профила зубаца и правца зубаца. Од када је компанија купила специјалну машину за радијално обрађивање зупчаника италијанске компаније за техничку трансформацију 1995. године, сазрела је у примени ове технологије, а квалитет обраде је стабилан и поуздан.

6. термичка обрада

Аутомобилски зупчаници захтевају наугљеничавање и каљење како би се осигурала њихова добра механичка својства. Стабилна и поуздана опрема за термичку обраду је неопходна за производе који више нису подложни брушењу зупчаника након термичке обраде. Компанија је увела производну линију за континуирано наугљеничавање и каљење немачког Лојда, која је постигла задовољавајуће резултате термичке обраде.

7. млевење

Углавном се користи за завршну обраду термички обрађеног унутрашњег отвора зупчаника, чеоне површине, спољашњег пречника вратила и других делова како би се побољшала димензионална тачност и смањила геометријска толеранција.

Обрада зупчаника усваја причвршћивач круга корака за позиционирање и стезање, што може ефикасно осигурати тачност обраде зуба и референцу инсталације, и постићи задовољавајући квалитет производа.

8. завршна обрада

Ово служи за проверу и чишћење неравнина и избочина на деловима зупчаника мењача и погонске осовине пре монтаже, како би се елиминисала бука и абнормална бука коју они изазивају након монтаже. Слушајте звук кроз захват једног пара или посматрајте одступање захвата на свеобухватном тестеру. Делови кућишта мењача које производи произвођач укључују кућиште квачила, кућиште мењача и кућиште диференцијала. Кућиште квачила и кућиште мењача су делови који носе оптерећење, који су генерално направљени од ливене легуре алуминијума путем специјалног ливења под притиском. Облик је неправилан и сложен. Општи ток процеса је глодање спојне површине → обрада отвора за процес и отвора за спајање → грубо бушење отвора за лежајеве → фино бушење отвора за лежајеве и отвора за лоцирање клинова → чишћење → испитивање и детекција цурења.

Параметри и захтеви алата за резање зупчаника

Зупчаници се озбиљно деформишу након наугљеничавања и каљења. Посебно код великих зупчаника, димензионална деформација наугљениченог и каљеног спољашњег круга и унутрашњег отвора је генерално веома велика. Међутим, за стругање наугљениченог и каљеног спољашњег круга зупчаника није постојао одговарајући алат. Алат bn-h20 који је развио „Valin superhard“ за јако интермитентно стругање каљеног челика исправио је деформацију наугљениченог и каљеног унутрашњег отвора и чеоне површине спољашњег круга зупчаника и пронашао одговарајући алат за интермитентно сечење. Направио је светски пробој у области интермитентног резања супертврдим алатима.

Деформација зупчаника услед наугљеничавања и каљења: Деформација зупчаника услед наугљеничавања и каљења углавном је узрокована комбинованим дејством заосталог напрезања генерисаног током обраде, термичког напрезања и структурног напрезања генерисаног током термичке обраде и деформације сопствене тежине радног предмета. Посебно код великих зупчаних прстенова и зупчаника, велики зупчани прстенови ће такође повећати деформацију након наугљеничавања и каљења због свог великог модула, дубоког слоја наугљеничавања, дугог времена наугљеничавања и сопствене тежине. Закон деформације великог зупчаног вратила: спољашњи пречник додатног круга показује очигледан тренд контракције, али у правцу ширине зубаца зупчаног вратила, средина се смањује, а два краја се благо шире. Закон деформације зупчаног прстена: Након наугљеничавања и каљења, спољашњи пречник великог зупчаног прстена ће се повећати. Када је ширина зубаца различита, смер ширине зубаца ће бити конусан или бубањ.

Стругање зупчаника након наугљеничавања и каљења: деформација зупчаног прстена услед наугљеничавања и каљења може се контролисати и смањити до одређене мере, али се не може у потпуности избећи. За корекцију деформације након наугљеничавања и каљења, у наставку је кратак преглед изводљивости употребе алата за стругање и сечење након наугљеничавања и каљења.

Стругање спољашњег круга, унутрашњег отвора и чеоне површине након наугљеничавања и каљења: стругање је најједноставнији начин за исправљање деформације спољашњег круга и унутрашњег отвора наугљеничаног и каљеног прстенастог зупчаника. Раније, ниједан алат, укључујући и стране супертврде алате, није могао да реши проблем јако испрекиданог сечења спољашњег круга каљеног зупчаника. Валин суперхард је позван да спроведе истраживање и развој алата, „Испрекидано сечење каљеног челика је увек био тежак проблем, а да не помињемо каљени челик од око HRC60, а додатак за деформацију је велики. Приликом стругања каљеног челика великом брзином, ако радни предмет има испрекидано сечење, алат ће завршити обраду са више од 100 удараца у минути при сечењу каљеног челика, што је велики изазов за отпорност алата на ударце.“ Тако кажу стручњаци Кинеског удружења ножева. Након годину дана поновљених испитивања, Валин суперхард је представио бренд супертврдог алата за сечење за стругање каљеног челика са јаким дисконтинуитетом; Експеримент стругања се спроводи на спољашњем кругу зупчаника након наугљеничавања и каљења.

Експеримент стругања цилиндричног зупчаника након наугљеничавања и каљења

Велики зупчаник (венац зупчаника) је озбиљно деформисан након наугљеничавања и каљења. Деформација спољашњег круга зупчаника је била до 2 мм, а тврдоћа након каљења је била hrc60-65. У то време, купцу је било тешко да пронађе брусилицу великог пречника, а додатак за обраду је био велики, а ефикасност брушења прениска. Коначно, наугљеничани и каљени зупчаник је струган.

Линеарна брзина сечења: 50–70 м/мин, дубина сечења: 1,5–2 мм, растојање сечења: 0,15-0,2 мм/окретај (подешава се према захтевима за храпавост)

Приликом стругања каљеног зупчаника, обрада се завршава одједном. Оригинални увезени керамички алат може се обрађивати само више пута како би се спречила деформација. Штавише, урушавање ивице је озбиљно, а трошкови употребе алата су веома високи.

Резултати испитивања алата: отпорнији је на ударце од оригиналног увезеног алата од силицијум нитридне керамике, а његов век трајања је 6 пута дужи од алата од силицијум нитридне керамике када се дубина резања повећа за три пута! Ефикасност сечења се повећава за 3 пута (раније је било три пута више резања, али сада се завршава за један). Храпавост површине обратка такође задовољава захтеве корисника. Највредније је то што коначни облик квара алата није забрињавајућа сломљена ивица, већ нормално хабање задње површине. Овај експеримент са повременим стругањем са каљеним зупчаником ван круга разбио је мит да се супертврди алати у индустрији не могу користити за јако повремено стругање каљеног челика! Изазвао је велику сензацију у академским круговима алата за резање!

Површинска обрада тврдоструганог унутрашњег отвора зупчаника након каљења

Узимајући као пример повремено сечење унутрашњег отвора зупчаника са жлебом за уље: век трајања пробног алата за сечење достиже више од 8000 метара, а завршна обрада је унутар Ra0.8; Ако се користи супертврди алат са полирајућом ивицом, завршна обрада каљеног челика може достићи око Ra0.4. И може се постићи добар век трајања алата.

Обрада чеоне површине зупчаника након цементације и каљења

Као типична примена „стругања уместо брушења“, сечиво од кубног боровог нитрида се широко користи у производној пракси тврдог стругања чеоне површине зупчаника након загревања. У поређењу са брушењем, тврдо стругање значајно побољшава ефикасност рада.

За карбуризоване и каљене зупчанике, захтеви за резачима су веома високи. Прво, повремено сечење захтева високу тврдоћу, отпорност на ударце, жилавост, отпорност на хабање, храпавост површине и друга својства алата.

преглед:

За стругање након наугљеничавања и каљења, као и за стругање чеоних површина, популаризовани су обични заварени композитни алати од кубног боровог нитрида. Међутим, за димензионалну деформацију спољашњег круга и унутрашњег отвора наугљеничаног и каљеног великог зупчаног прстена, увек је тежак проблем искључити деформацију са великом количином. Интермитентно стругање каљеног челика помоћу Valin супертврдог bn-h20 кубног боровог нитридног алата је велики напредак у индустрији алата, што доприноси широкој промоцији процеса „стругања уместо брушења“ у индустрији зупчаника, а такође проналази решење за проблем каљених цилиндричних алата за стругање зупчаника који је годинама био збуњен. Такође је од великог значаја скраћивање производног циклуса зупчаног прстена и смањење трошкова производње; резачи серије Bn-h20 познати су као светски модел јаког интермитентног стругања каљеног челика у индустрији.