Vaihteiden työstöprosessi, leikkausparametrit ja työkaluvaatimukset, jos vaihde on liian vaikea sorvata ja työstötehokkuutta on parannettava

Vaihde on autoteollisuuden tärkein voimansiirron peruselementti. Yleensä jokaisessa autossa on 18–30 hammasta. Vaihteiden laatu vaikuttaa suoraan auton meluun, vakauteen ja käyttöikään. Vaihteiden työstökone on monimutkainen työstökonejärjestelmä ja keskeinen laite autoteollisuudessa. Maailman autovalmistusvallat, kuten Yhdysvallat, Saksa ja Japani, ovat myös vaihdelaitteiden työstökoneiden valmistajia. Tilastojen mukaan yli 80 % Kiinan autojen vaihteista valmistetaan kotimaisilla vaihdevalmistuslaitteilla. Samaan aikaan autoteollisuus kuluttaa yli 60 % vaihdelaitteiden työstökoneista, ja autoteollisuus on aina työstökoneiden kulutuksen pääasiallinen kohde.

Vaihteiden käsittelytekniikka

1. valu ja aihioiden valmistus

Kuumamuovaus on edelleen laajalti käytetty aihiovaluprosessi autojen vaihteistojen osille. Viime vuosina ristikiilavalssaustekniikkaa on edistetty laajalti akselien koneistuksessa. Tämä tekniikka soveltuu erityisesti monimutkaisten ovien akseleiden aihioiden valmistukseen. Sillä on paitsi korkea tarkkuus ja pieni jälkikäsittelyvara, myös korkea tuotantotehokkuus.

2. normalisointi

Tämän prosessin tarkoituksena on saavuttaa sopiva kovuus seuraavaa hammaspyöränleikkausta varten ja valmistella mikrorakenne lopullista lämpökäsittelyä varten, jotta lämpökäsittelyn aiheuttama muodonmuutos vähenee tehokkaasti. Käytetyn hammaspyöräteräksen materiaali on yleensä 20CrMnTi. Henkilökunnan, laitteiden ja ympäristön suuren vaikutuksen vuoksi työkappaleen jäähdytysnopeutta ja jäähdytyksen tasaisuutta on vaikea hallita, mikä johtaa suureen kovuushajontaan ja epätasaiseen metallografiseen rakenteeseen, jotka vaikuttavat suoraan metallinleikkausprosessiin ja lopulliseen lämpökäsittelyyn, mikä johtaa suuriin ja epäsäännöllisiin lämpömuodonmuutoksiin ja hallitsemattomaan osan laatuun. Siksi käytetään isotermistä normalisointiprosessia. Käytäntö on osoittanut, että isoterminen normalisointi voi tehokkaasti muuttaa yleisen normalisoinnin haittoja ja varmistaa vakaan ja luotettavan tuotteen laadun.

3. kääntyminen

Tarkkojen hammaspyörien työstövaatimusten täyttämiseksi hammaspyörien aihiot työstetään CNC-sorveilla, jotka kiinnitetään mekaanisesti ilman sorvaustyökalun hiomista. Reiän halkaisijan, päätypinnan ja ulkohalkaisijan työstö suoritetaan synkronoidusti kertakiinnityksellä, mikä paitsi varmistaa sisäreiän ja päätypinnan pystysuuntaiset vaatimukset, myös varmistaa hammaspyörien aihioiden pienen koon hajonnan. Näin hammaspyörien aihioiden tarkkuus paranee ja seuraavien hammaspyörien työstölaatu varmistetaan. Lisäksi NC-sorvin työstön korkea hyötysuhde vähentää huomattavasti laitteiden määrää ja on taloudellinen.

4. jyrsintä ja hammaspyörien muotoilu

Tavallisia hammaspyörien jyrsinkoneita ja hammaspyörien muotoilukoneita käytetään edelleen laajalti hammaspyörien työstössä. Vaikka niiden säätö ja huolto on helppoa, tuotantotehokkuus on alhainen. Jos kapasiteetti on suuri, on valmistettava useita koneita samanaikaisesti. Pinnoitustekniikan kehittyessä hammaspyörien ja männänterien uudelleenpinnoitus hiomisen jälkeen on erittäin kätevää. Pinnoitettujen työkalujen käyttöikää voidaan parantaa merkittävästi, yleensä yli 90 %, mikä vähentää tehokkaasti työkalunvaihtojen määrää ja hionta-aikaa, mikä tuo merkittäviä etuja.

5. parranajo

Radiaalivaihteiden höyläystekniikkaa käytetään laajalti autojen vaihteistojen massatuotannossa sen korkean tehokkuuden ja suunnitellun hammasprofiilin ja hammassuunnan muutosvaatimusten helpon toteuttamisen ansiosta. Siitä lähtien, kun yritys osti italialaiselta yritykseltä erityisen radiaalivaihteiden höyläyskoneen teknistä muutosta varten vuonna 1995, se on kypsynyt tämän teknologian soveltamisessa, ja käsittelyn laatu on vakaa ja luotettava.

6. lämpökäsittely

Autojen vaihteet vaativat hiiletystä ja sammutusta niiden hyvien mekaanisten ominaisuuksien varmistamiseksi. Vakaat ja luotettavat lämpökäsittelylaitteet ovat välttämättömiä tuotteille, joita ei enää lämpökäsittelyn jälkeen hiota hammaspyöriä. Yritys on ottanut käyttöön saksalaisen Lloyd'sin jatkuvatoimisen hiiletys- ja sammutustuotantolinjan, jolla on saavutettu tyydyttäviä lämpökäsittelytuloksia.

7. hionta

Sitä käytetään pääasiassa lämpökäsitellyn vaihteen sisäreiän, päätypinnan, akselin ulkohalkaisijan ja muiden osien viimeistelyyn mittatarkkuuden parantamiseksi ja geometrisen toleranssin pienentämiseksi.

Vaihteiden käsittelyssä käytetään pikiympyrän kiinnityslaitetta asemointia ja kiinnitystä varten, mikä voi tehokkaasti varmistaa hampaan ja asennusreferenssin työstötarkkuuden ja saavuttaa tyydyttävän tuotteen laadun.

8. viimeistely

Tämä tehdään vaihteiston ja vetoakselin hammaspyöräosien kuoppien ja purseiden tarkistamiseksi ja puhdistamiseksi ennen kokoonpanoa, jotta niiden aiheuttama melu ja epänormaali melu poistuvat kokoonpanon jälkeen. Kuuntele ääntä yksittäisen parin kytkennän aikana tai tarkkaile kytkennän poikkeamaa kattavalla testerillä. Valmistajan valmistamat vaihteistokotelon osat sisältävät kytkinkotelon, vaihteistokotelon ja tasauspyörästön kotelon. Kytkinkotelo ja vaihteistokotelo ovat kantavia osia, jotka on yleensä valmistettu painevaletusta alumiiniseoksesta erityisellä painevalolla. Muoto on epäsäännöllinen ja monimutkainen. Yleinen prosessikulku on liitospinnan jyrsintä → prosessireikien ja liitosreikien työstö → laakerireikien karkeaporaus → laakerireikien hienoporaus ja tapinreikien kohdistus → puhdistus → vuotojen testaus ja havaitseminen.

Vaihteiden leikkaustyökalujen parametrit ja vaatimukset

Hammasrattaat muuttuvat pahasti hiiletyksen ja sammutuksen jälkeen. Erityisesti suurilla hammasrattailla hiiletetyn ja sammutetun ulkokehän ja sisäreiän mittasuhteet muuttuvat yleensä erittäin suuriksi. Hiiletetyn ja sammutetun hammasrattaan ulkokehän sorvaukseen ei kuitenkaan ole ollut sopivaa työkalua. "Valin superhard" -yrityksen kehittämä bn-h20-työkalu sammutetun teräksen voimakkaaseen jaksottaiseen sorvaukseen on korjannut hiiletetyn ja sammutetun hammasrattaan ulkokehän sisäreiän ja päätypinnan muodonmuutokset ja löytänyt sopivan jaksottaisen leikkaustyökalun. Se on tehnyt maailmanlaajuisen läpimurron jaksottaisen leikkauksen alalla superkovilla työkaluilla.

Hammaspyörän hiiletys- ja sammutusmuodonmuutos: Hammaspyörän hiiletys- ja sammutusmuodonmuutos johtuu pääasiassa koneistuksen aikana syntyvän jäännösjännityksen, lämpökäsittelyn aikana syntyvän lämpöjännityksen ja rakenteellisen jännityksen sekä työkappaleen omapainon aiheuttaman muodonmuutoksen yhteisvaikutuksesta. Erityisesti suurten hammaspyörärenkaiden ja vaihteiden kohdalla suurten hammaspyörärenkaiden muodonmuutos hiiletyksen ja sammutuksen jälkeen kasvaa niiden suuren moduulin, paksun hiiletyskerroksen, pitkän hiiletysajan ja omapainon vuoksi. Suuren hammaspyörän akselin muodonmuutoslaki: Lisäympyrän ulkohalkaisija supistuu selvästi, mutta hammaspyörän akselin hampaan leveyden suunnassa keskikohta pienenee ja kaksi päätä laajenevat hieman. Hammaspyörän muodonmuutoslaki: Hiiletyksen ja sammutuksen jälkeen suuren hammaspyörän ulkohalkaisija kasvaa. Kun hampaan leveys on erilainen, hampaan leveyden suunta on kartiomainen tai vyötärörumpumainen.

Vaihteiden sorvaus hiiletyksen ja sammutuksen jälkeen: Vaihteiden renkaan hiiletyksen ja sammutuksen jälkeistä muodonmuutosta voidaan hallita ja vähentää tietyssä määrin, mutta sitä ei voida kokonaan välttää. Hiiletyksen ja sammutuksen jälkeisen muodonmuutoksen korjaamiseksi seuraavassa on lyhyt katsaus sorvaus- ja leikkaustyökalujen toteutettavuuteen hiiletyksen ja sammutuksen jälkeen.

Ulkokehän, sisäreiän ja päätypinnan sorvaus hiiletyksen ja sammutuksen jälkeen: sorvaus on yksinkertaisin tapa korjata hiiletetyn ja sammutetun hammaskehän ulkokehän ja sisäreiän muodonmuutoksia. Aiemmin mikään työkalu, mukaan lukien ulkomaiset superkovat työkalut, ei ole pystynyt ratkaisemaan sammutetun hammaskehän ulkokehän voimakkaasti ajoittaista leikkausta. Valin Superhard kutsuttiin suorittamaan työkalututkimusta ja -kehitystä: "Karkaistun teräksen ajoittainen leikkaus on aina ollut vaikea ongelma, puhumattakaan noin HRC60-kovuuden omaavan karkaistun teräksen muodonmuutosvarasta, ja sen muodonmuutosvara on suuri. Kun karkaistua terästä sorvataan suurella nopeudella ja työkappaleella on ajoittainen leikkaus, työkalu suorittaa työstön loppuun yli 100 iskulla minuutissa karkaistua terästä leikattaessa, mikä on suuri haaste työkalun iskunkestävyydelle." Kiinan veitsiyhdistyksen asiantuntijat sanovat näin. Vuoden toistuvien testien jälkeen Valin Superhard on esitellyt superkovan leikkaustyökalun tuotemerkin karkaistun teräksen sorvaamiseen voimakkaalla epäjatkuvuudella; Sorvauskoe suoritetaan hammaskehän ulkokehällä hiiletyksen ja sammutuksen jälkeen.

Koe sylinterimäisten hammaspyörien sorvaamisesta hiiletyksen ja sammutuksen jälkeen

Suuri hammaspyörä (kehäpyörä) oli vääntynyt pahasti hiiletyksen ja sammutuksen jälkeen. Hammaspyörän kehän ulkokehän muodonmuutos oli jopa 2 mm ja kovuus sammutuksen jälkeen oli HRC60-65. Tuolloin asiakkaan oli vaikea löytää suurihalkaisijaista hiomakonetta, ja työstövara oli suuri ja hiontatehokkuus liian alhainen. Lopuksi hiiletetty ja sammutettu hammaspyörä sorvattiin.

Leikkausnopeus: 50–70 m/min, leikkaussyvyys: 1,5–2 mm, leikkausetäisyys: 0,15–0,2 mm/kierros (säädetään karheusvaatimusten mukaan)

Kun sammutettua hammaspyörää käännetään ympyrän ympäri, työstö suoritetaan kerralla. Alkuperäistä maahantuotua keraamista työkalua voidaan käsitellä vain useita kertoja muodonmuutoksen poistamiseksi. Lisäksi reunan romahdus on vakava ja työkalun käyttökustannukset ovat erittäin korkeat.

Työkalutestien tulokset: Se on iskunkestävämpi kuin alkuperäinen maahantuotu piinitridikeraaminen työkalu, ja sen käyttöikä on kuusi kertaa pidempi kuin piinitridikeraamisen työkalun, kun leikkaussyvyyttä kolminkertaistetaan! Leikkaustehokkuus kasvaa kolminkertaiseksi (ennen se oli kolme leikkauskertaa, mutta nyt se tehdään yhdellä leikkauksella). Myös työkappaleen pinnan karheus täyttää käyttäjän vaatimukset. Arvokkainta on, että työkalun lopullinen vikaantumismuoto ei ole huolestuttava reunan rikkoutuminen, vaan normaali takapinnan kuluminen. Tämä ajoittaisen sorvauksen sammutushammaspyöräkoe rikkoi myytin, jonka mukaan alan superkovia työkaluja ei voida käyttää karkaistun teräksen vahvaan ajoittaiseen sorvaukseen! Se on aiheuttanut suuren kohun leikkaustyökalujen akateemisissa piireissä!

Vaihteen kovasorvauksen sisäreiän pinnanlaatu sammutuksen jälkeen

Esimerkkinä öljyuralla varustetun hammaspyörän sisäreiän ajoittainen leikkaus: koeleikkaustyökalun käyttöikä on yli 8000 metriä ja pintakäsittelyn laatu Ra0,8. Jos käytetään kiillotusreunalla varustettua superkovaa työkalua, karkaistun teräksen sorvauspintakäsittely voi olla noin Ra0,4. Ja hyvä työkalun käyttöikä voidaan saavuttaa.

Vaihteen päätypinnan koneistus hiiletyksen ja sammutuksen jälkeen

Tyypillisenä "sorvauksen hiomisen sijaan" sovelluksena kuutiollista boorinitriditerää on käytetty laajalti hammaspyörien päätypintojen kovasorvauksessa kuumennuksen jälkeen. Hiontaan verrattuna kovasorvaus parantaa huomattavasti työtehokkuutta.

Hiiletetyille ja sammutetuille hammaspyörille asetetaan erittäin korkeat vaatimukset jyrsimille. Ensinnäkin ajoittainen leikkaus edellyttää työkalulta suurta kovuutta, iskunkestävyyttä, sitkeyttä, kulumiskestävyyttä, pinnan karheutta ja muita ominaisuuksia.

yleiskatsaus:

Hiiletyksen ja sammutuksen jälkeiseen sorvaukseen sekä päätypinnan sorvaukseen ovat yleistyneet tavalliset hitsatut komposiittikuutiolliset boorinitridityökalut. Hiiletetyn ja sammutetun suuren hammaspyörän ulkokehän ja sisäreiän mittamuodonmuutoksen poistaminen suurella määrällä on kuitenkin aina vaikeaa. Sammutetun teräksen jaksottainen sorvaus Valin superhard bn-h20 kuutiollisella boorinitridityökalulla on suuri edistysaskel työkaluteollisuudessa, mikä edistää "sorvaus hiomisen sijaan" -prosessin laajaa edistämistä hammaspyöräteollisuudessa ja tarjoaa myös ratkaisun karkaistujen hammaspyöräsylinteristen sorvaustyökalujen ongelmaan, joka on ollut hämmentävä jo vuosia. On myös erittäin tärkeää lyhentää hammaspyörän valmistussykliä ja alentaa tuotantokustannuksia; Bn-h20-sarjan jyrsimet tunnetaan alan vahvan jaksottaisen sorvauksen ja sammutetun teräksen maailmanmallina.