Processo di lavorazione degli ingranaggi, parametri di taglio e requisiti dell'utensile se l'ingranaggio è troppo duro per essere tornito e l'efficienza della lavorazione deve essere migliorata

L'ingranaggio è il principale elemento di trasmissione di base nell'industria automobilistica. Di solito, ogni automobile ha 18~30 denti. La qualità degli ingranaggi influisce direttamente sul rumore, sulla stabilità e sulla durata dell'automobile. La macchina utensile per la lavorazione degli ingranaggi è un sistema complesso di macchine utensili e un'apparecchiatura chiave nell'industria automobilistica. Le potenze mondiali produttrici di automobili, come gli Stati Uniti, la Germania e il Giappone, sono anche potenze produttrici di macchine utensili per la lavorazione degli ingranaggi. Secondo le statistiche, oltre l’80% degli ingranaggi automobilistici in Cina vengono lavorati da apparecchiature nazionali per la produzione di ingranaggi. Allo stesso tempo, l'industria automobilistica consuma oltre il 60% delle macchine utensili per la lavorazione degli ingranaggi e l'industria automobilistica sarà sempre la principale fonte di consumo di macchine utensili.

Tecnologia di lavorazione degli ingranaggi

1. colata e realizzazione dei pezzi grezzi

La forgiatura a caldo è ancora un processo di fusione in bianco ampiamente utilizzato per le parti di ingranaggi automobilistici. Negli ultimi anni, la tecnologia di laminazione a cuneo incrociato è stata ampiamente promossa nella lavorazione degli alberi. Questa tecnologia è particolarmente adatta per la realizzazione di billette per alberi di porte complessi. Non solo ha un'elevata precisione, un piccolo margine di lavorazione successiva, ma ha anche un'elevata efficienza produttiva.

2. normalizzazione

Lo scopo di questo processo è quello di ottenere la durezza adatta al successivo taglio degli ingranaggi e di preparare la microstruttura per il trattamento termico finale, in modo da ridurre efficacemente la deformazione del trattamento termico. Il materiale dell'acciaio per ingranaggi utilizzato è solitamente 20CrMnTi. A causa della grande influenza del personale, delle attrezzature e dell'ambiente, la velocità di raffreddamento e l'uniformità di raffreddamento del pezzo sono difficili da controllare, con conseguente grande dispersione della durezza e struttura metallografica irregolare, che influiscono direttamente sul taglio del metallo e sul trattamento termico finale, con conseguente grande e deformazione termica irregolare e qualità incontrollabile delle parti. Pertanto, viene adottato il processo di normalizzazione isotermica. La pratica ha dimostrato che la normalizzazione isotermica può modificare efficacemente gli svantaggi della normalizzazione generale e la qualità del prodotto è stabile e affidabile.

3. girare

Per soddisfare i requisiti di posizionamento della lavorazione di ingranaggi ad alta precisione, gli sbozzi degli ingranaggi vengono tutti lavorati da torni CNC, che vengono bloccati meccanicamente senza riaffilare l'utensile di tornitura. La lavorazione del diametro del foro, della faccia frontale e del diametro esterno viene completata in modo sincrono con un serraggio singolo, che non solo garantisce i requisiti di verticalità del foro interno e della faccia frontale, ma garantisce anche la dispersione di piccole dimensioni degli sbozzi degli ingranaggi di massa. Pertanto, la precisione del pezzo grezzo dell'ingranaggio viene migliorata e viene garantita la qualità della lavorazione degli ingranaggi successivi. Inoltre, l'elevata efficienza della lavorazione del tornio NC riduce notevolmente il numero di attrezzature e presenta una buona economia.

4. dentatura e sagomatura di ingranaggi

Le normali macchine dentatrici e profilatrici per ingranaggi sono ancora ampiamente utilizzate per la lavorazione degli ingranaggi. Sebbene sia conveniente regolare e mantenere, l'efficienza produttiva è bassa. Se viene completata una grande capacità, è necessario produrre più macchine contemporaneamente. Con lo sviluppo della tecnologia di rivestimento, è molto conveniente rivestire piani cottura e pistoni dopo la rettifica. La durata degli utensili rivestiti può essere significativamente migliorata, generalmente di oltre il 90%, riducendo efficacemente il numero di cambi utensile e i tempi di rettifica, con vantaggi significativi.

5. rasatura

La tecnologia di rasatura degli ingranaggi radiali è ampiamente utilizzata nella produzione di massa di ingranaggi automobilistici grazie alla sua elevata efficienza e alla facile realizzazione dei requisiti di modifica del profilo del dente progettato e della direzione del dente. Da quando nel 1995 l'azienda ha acquistato la speciale rasatrice per ingranaggi radiali di un'azienda italiana per la trasformazione tecnica, l'applicazione di questa tecnologia è maturata e la qualità della lavorazione è stabile e affidabile.

6. trattamento termico

Gli ingranaggi delle automobili richiedono cementazione e tempra per garantire buone proprietà meccaniche. Attrezzature per il trattamento termico stabili e affidabili sono essenziali per i prodotti che non sono più soggetti alla rettifica degli ingranaggi dopo il trattamento termico. L'azienda ha introdotto la linea di produzione continua di cementazione e tempra dei Lloyd's tedeschi, che ha ottenuto risultati soddisfacenti nel trattamento termico.

7. macinazione

Viene utilizzato principalmente per rifinire il foro interno dell'ingranaggio trattato termicamente, la faccia terminale, il diametro esterno dell'albero e altre parti per migliorare la precisione dimensionale e ridurre la tolleranza geometrica.

La lavorazione degli ingranaggi adotta un dispositivo di posizionamento e bloccaggio del cerchio primitivo, che può garantire efficacemente la precisione di lavorazione del dente e del riferimento di installazione e ottenere la qualità del prodotto soddisfacente.

8. finitura

Questo serve per controllare e pulire i dossi e le bave sulle parti degli ingranaggi della trasmissione e dell'asse motore prima del montaggio, in modo da eliminare il rumore e il rumore anomalo da essi causati dopo il montaggio. Ascolta il suono attraverso l'impegno di una singola coppia o osserva la deviazione dell'impegno sul tester completo. Le parti dell'alloggiamento della trasmissione prodotte dall'azienda produttrice comprendono l'alloggiamento della frizione, l'alloggiamento della trasmissione e l'alloggiamento del differenziale. L'alloggiamento della frizione e l'alloggiamento della trasmissione sono parti portanti, generalmente realizzate in lega di alluminio pressofuso mediante pressofusione speciale. La forma è irregolare e complessa. Il flusso generale del processo è la fresatura della superficie del giunto → fori del processo di lavorazione e fori di collegamento → fori dei cuscinetti noiosi grezzi → fori dei cuscinetti noiosi di precisione e fori dei perni di posizionamento → pulizia → test e rilevamento delle perdite.

Parametri e requisiti degli utensili per il taglio degli ingranaggi

Gli ingranaggi sono gravemente deformati dopo la cementazione e la tempra. Soprattutto per gli ingranaggi di grandi dimensioni, la deformazione dimensionale del cerchio esterno cementato e bonificato e del foro interno è generalmente molto ampia. Tuttavia, per la tornitura del cerchio esterno degli ingranaggi cementati e temprati, non esisteva uno strumento adatto. L'utensile bn-h20 sviluppato da "Valin superhard" per la tornitura intermittente forte dell'acciaio bonificato ha corretto la deformazione del foro interno e della faccia terminale del cerchio esterno dell'ingranaggio cementato e bonificato e ha trovato un utensile da taglio intermittente adatto. Ha fatto un passo avanti a livello mondiale nel settore nel campo del taglio intermittente con utensili superduri.

Deformazione da cementazione e tempra degli ingranaggi: la deformazione da cementazione e da tempra degli ingranaggi è causata principalmente dall'azione combinata dello stress residuo generato durante la lavorazione, dello stress termico e strutturale generato durante il trattamento termico e della deformazione del peso proprio del pezzo. Soprattutto per le corone dentate e gli ingranaggi di grandi dimensioni, le corone dentate di grandi dimensioni aumenteranno anche la deformazione dopo la cementazione e la tempra a causa del loro ampio modulo, dello strato di cementazione profondo, del lungo tempo di cementazione e del peso proprio. Legge di deformazione dell'albero dell'ingranaggio di grandi dimensioni: il diametro esterno del cerchio dell'addendum mostra un'evidente tendenza alla contrazione, ma nella direzione della larghezza del dente dell'albero dell'ingranaggio, il centro è ridotto e le due estremità sono leggermente espanse. Legge di deformazione della corona dentata: dopo la carburazione e l'estinzione, il diametro esterno della corona dentata grande si gonfierà. Quando la larghezza del dente è diversa, la direzione della larghezza del dente sarà conica o a tamburo.

Tornitura degli ingranaggi dopo la cementazione e l'estinzione: la deformazione da cementazione e da raffreddamento della corona dentata può essere controllata e ridotta in una certa misura, ma non può essere completamente evitata. Per la correzione della deformazione dopo la cementazione e l'estinzione, quello che segue è un breve discorso sulla fattibilità di utensili da tornitura e da taglio dopo la cementazione e la tempra.

Tornitura del cerchio esterno, del foro interno e della faccia terminale dopo la cementazione e la tempra: la tornitura è il modo più semplice per correggere la deformazione del cerchio esterno e del foro interno della corona dentata cementata e temprata. In precedenza, qualsiasi strumento, compresi gli strumenti superduri stranieri, non poteva risolvere il problema del taglio fortemente intermittente del cerchio esterno dell'ingranaggio temprato. Valin superhard è stato invitato a svolgere attività di ricerca e sviluppo sugli utensili: “Il taglio intermittente dell'acciaio temprato è sempre stato un problema difficile, per non parlare dell'acciaio temprato di circa 60 HRC, e il margine di deformazione è elevato. Quando si torni l'acciaio temprato ad alta velocità, se il pezzo ha un taglio intermittente, l'utensile completerà la lavorazione con più di 100 colpi al minuto durante il taglio dell'acciaio temprato, il che rappresenta una grande sfida per la resistenza agli urti dell'utensile. Lo dicono gli esperti dell'Associazione cinese dei coltelli. Dopo un anno di ripetuti test, Valin superhard ha introdotto il marchio di utensili da taglio superduri per la tornitura di acciaio temprato con forte discontinuità; L'esperimento di tornitura viene eseguito sul cerchio esterno dell'ingranaggio dopo la cementazione e la tempra.

Esperimento sulla tornitura di ingranaggi cilindrici dopo la cementazione e la tempra

L'ingranaggio grande (corona dentata) è stato gravemente deformato dopo la cementazione e lo spegnimento. La deformazione del cerchio esterno della corona dentata era fino a 2 mm e la durezza dopo la tempra era di 60-65 hrc. A quel tempo, era difficile per il cliente trovare una smerigliatrice di grande diametro, il sovrametallo di lavorazione era elevato e l'efficienza di molatura era troppo bassa. Infine, è stato girato l'ingranaggio carburato e temprato.

Velocità lineare di taglio: 50–70 m/min, profondità di taglio: 1,5–2 mm, distanza di taglio: 0,15-0,2 mm/giro (regolato in base ai requisiti di rugosità)

Quando si gira la circonferenza dell'ingranaggio spento, la lavorazione viene completata in una sola volta. Lo strumento ceramico originale importato può essere lavorato solo più volte per eliminare la deformazione. Inoltre, il collasso dei bordi è grave e il costo di utilizzo dell’utensile è molto elevato.

Risultati del test dello strumento: è più resistente agli urti rispetto allo strumento originale in ceramica al nitruro di silicio importato e la sua durata è 6 volte quella dello strumento in ceramica al nitruro di silicio quando la profondità di taglio viene aumentata di tre volte! L'efficienza di taglio è aumentata di 3 volte (in passato erano necessarie tre volte di taglio, ma ora è completata di una volta). Anche la rugosità superficiale del pezzo soddisfa le esigenze dell'utente. La cosa più importante è che la forma di rottura finale dell'utensile non è la preoccupante rottura del bordo, ma la normale usura della faccia posteriore. Questo esperimento di rotazione intermittente dell'ingranaggio temprato ha sfatato il mito secondo cui gli utensili superduri nel settore non possono essere utilizzati per una forte tornitura intermittente dell'acciaio temprato! Ha suscitato grande scalpore negli ambienti accademici degli utensili da taglio!

Finitura superficiale del foro interno dell'ingranaggio tornito dopo l'estinzione

Prendendo come esempio il taglio intermittente del foro interno dell'ingranaggio con scanalatura per l'olio: la durata dell'utensile da taglio di prova raggiunge più di 8000 metri e la finitura è entro Ra0,8; Se si utilizza l'utensile superduro con tagliente lucidante, la finitura di tornitura dell'acciaio temprato può raggiungere circa Ra0,4. E si può ottenere una buona durata dell'utensile

Lavorazione della faccia terminale dell'ingranaggio dopo la cementazione e la tempra

Come tipica applicazione di "tornitura invece di rettifica", la lama in nitruro di boro cubico è stata ampiamente utilizzata nella pratica di produzione della tornitura dura della faccia finale dell'ingranaggio dopo il riscaldamento. Rispetto alla rettifica, la tornitura dura migliora notevolmente l'efficienza del lavoro.

Per gli ingranaggi carburati e temprati, i requisiti per le frese sono molto elevati. Innanzitutto, il taglio intermittente richiede elevata durezza, resistenza agli urti, tenacità, resistenza all'usura, ruvidità superficiale e altre proprietà dell'utensile.

panoramica:

Per la tornitura dopo la cementazione e la tempra e per la tornitura delle superfici frontali, sono stati resi popolari i normali utensili compositi saldati in nitruro di boro cubico. Tuttavia, per la deformazione dimensionale del cerchio esterno e del foro interno della grande corona dentata carburata e bonificata, è sempre un problema difficile disattivare una grande deformazione. La tornitura intermittente dell'acciaio bonificato con l'utensile al nitruro di boro cubico Valin superduro bn-h20 rappresenta un grande progresso nel settore degli utensili, che favorisce l'ampia promozione del processo di "tornitura anziché rettifica" nel settore degli ingranaggi, e trova anche il risposta al problema degli utensili di tornitura cilindrici per ingranaggi temprati che è rimasto perplesso per molti anni. È inoltre di grande importanza abbreviare il ciclo di produzione della corona dentata e ridurre i costi di produzione; Le frese della serie Bn-h20 sono conosciute come il modello mondiale di acciaio bonificato a tornitura intermittente resistente nel settore.