Krumpliaračių apdirbimo procesas, pjovimo parametrai ir įrankių reikalavimai, jei krumpliaratis yra per kietas, kad būtų galima jį apdirbti, ir reikia pagerinti apdirbimo efektyvumą

Krumpliaračiai yra pagrindinis transmisijos elementas automobilių pramonėje. Paprastai kiekvienas automobilis turi 18–30 dantų. Krumpliaračių kokybė tiesiogiai veikia automobilio triukšmą, stabilumą ir tarnavimo laiką. Krumpliaračių apdirbimo staklės yra sudėtinga staklių sistema ir pagrindinė automobilių pramonės įranga. Tokios pasaulio automobilių gamybos valstybės kaip Jungtinės Valstijos, Vokietija ir Japonija taip pat yra krumpliaračių apdirbimo staklių gamybos valstybės. Remiantis statistika, daugiau nei 80 % automobilių krumpliaračių Kinijoje apdorojama vietine krumpliaračių gamybos įranga. Tuo pačiu metu automobilių pramonė sunaudoja daugiau nei 60 % krumpliaračių apdirbimo staklių, ir automobilių pramonė visada bus pagrindinė staklių vartotoja.

Pavarų apdirbimo technologija

1. Liejimas ir ruošinių gamyba

Karštas kalimas vis dar yra plačiai naudojamas ruošinių liejimo procesas automobilių pavarų detalėms. Pastaraisiais metais velenų apdirbime plačiai taikoma kryžminio pleištinio valcavimo technologija. Ši technologija ypač tinka sudėtingų durų velenų ruošinių gamybai. Ji pasižymi ne tik dideliu tikslumu, maža vėlesnio apdirbimo tolerancija, bet ir dideliu gamybos efektyvumu.

2. normalizavimas

Šio proceso tikslas – gauti kietumą, tinkamą vėlesniam krumpliaračių pjovimui, ir paruošti mikrostruktūrą galutiniam terminiam apdorojimui, kad būtų galima efektyviai sumažinti terminio apdorojimo deformaciją. Paprastai naudojamas krumpliaračių plienas yra 20CrMnTi. Dėl didelės personalo, įrangos ir aplinkos įtakos ruošinio aušinimo greitį ir aušinimo vienodumą sunku kontroliuoti, todėl susidaro didelė kietumo dispersija ir netolygi metalografinė struktūra, o tai tiesiogiai veikia metalo pjovimą ir galutinį terminį apdorojimą, dėl ko susidaro didelė ir netolygi terminė deformacija bei nekontroliuojama detalės kokybė. Todėl naudojamas izoterminis normalizavimo procesas. Praktika įrodė, kad izoterminis normalizavimas gali veiksmingai pakeisti bendro normalizavimo trūkumus, o produkto kokybė yra stabili ir patikima.

3. tekinimas

Siekiant patenkinti didelio tikslumo krumpliaračių apdirbimo padėties nustatymo reikalavimus, visi krumpliaračių ruošiniai apdorojami CNC tekinimo staklėmis, kurios mechaniškai tvirtinamos be tekinimo įrankio pergalandimo. Skylės skersmens, galo ir išorinio skersmens apdirbimas atliekamas sinchroniškai, naudojant vienkartinį spaudimą, kuris ne tik užtikrina vidinės skylės ir galo vertikalumo reikalavimus, bet ir užtikrina mažą krumpliaračių ruošinių masės sklaidą. Taigi, pagerėja krumpliaračių ruošinio tikslumas ir užtikrinama vėlesnių krumpliaračių apdirbimo kokybė. Be to, didelis NC tekinimo staklių apdirbimo efektyvumas taip pat žymiai sumažina įrangos skaičių ir yra ekonomiškas.

4. frezavimas ir krumpliaračių formavimas

Įprastos krumpliaračių frezavimo staklės ir krumpliaračių formavimo staklės vis dar plačiai naudojamos krumpliaračių apdirbimui. Nors jas patogu reguliuoti ir prižiūrėti, gamybos efektyvumas yra mažas. Jei pagaminama didelė talpa, vienu metu reikia gaminti kelias stakles. Tobulėjant dengimo technologijoms, labai patogu pakartotinai padengti frezavimo stakles ir stūmoklius po šlifavimo. Dengtų įrankių tarnavimo laikas gali būti žymiai pailgintas, paprastai daugiau nei 90 %, efektyviai sumažinant įrankių keitimų skaičių ir šlifavimo laiką, o tai duoda didelės naudos.

5. skutimasis

Radialinių krumpliaračių drožimo technologija plačiai naudojama masinėje automobilių krumpliaračių gamyboje dėl didelio efektyvumo ir lengvo suprojektuoto dantų profilio bei dantų krypties modifikavimo reikalavimų įgyvendinimo. Nuo 1995 m., kai įmonė įsigijo specialią Italijos įmonės radialinių krumpliaračių drožimo stakles techninei transformacijai, ji subrendo šios technologijos taikyme, o apdorojimo kokybė yra stabili ir patikima.

6. terminis apdorojimas

Automobilių krumpliaračius reikia įanglinti ir grūdinti, kad būtų užtikrintos geros jų mechaninės savybės. Stabili ir patikima terminio apdorojimo įranga yra būtina gaminiams, kurie po terminio apdorojimo nebešlifuojami krumpliaračiais. Įmonė įdiegė vokiško „Lloyd's“ nepertraukiamo veikimo įanglinimo ir grūdinimo gamybos liniją, kuri pasiekė patenkinamų terminio apdorojimo rezultatų.

7. šlifavimas

Jis daugiausia naudojamas termiškai apdorotos krumpliaračio vidinės skylės, galo paviršiaus, veleno išorinio skersmens ir kitų dalių apdailai, siekiant pagerinti matmenų tikslumą ir sumažinti geometrinį toleranciją.

Krumpliaračių apdirbimas priima žingsnio apskritimo tvirtinimo įtaisą padėčiai nustatyti ir pritvirtinti, kuris gali efektyviai užtikrinti danties apdirbimo tikslumą ir montavimo nuorodą bei pasiekti patenkinamą gaminio kokybę.

8. apdaila

Tai skirta patikrinti ir išvalyti transmisijos ir varančiosios ašies krumpliaračių dalių nelygumus ir šerpetojančius paviršius prieš surinkimą, kad būtų pašalintas triukšmas ir neįprastas triukšmas, kurį jos sukelia po surinkimo. Klausykitės garso per vienos poros sujungimą arba stebėkite sujungimo nuokrypį išsamiu testeriu. Gamintojo gaminamos transmisijos korpuso dalys apima sankabos korpusą, transmisijos korpusą ir diferencialo korpusą. Sankabos korpusas ir transmisijos korpusas yra laikančiosios dalys, kurios paprastai gaminamos iš aliuminio lydinio, naudojant specialų liejimą. Forma yra netaisyklinga ir sudėtinga. Bendras proceso srautas: jungties paviršiaus frezavimas → proceso angų ir jungiamųjų angų apdirbimas → grubus guolių angų gręžimas → tikslus guolių angų gręžimas ir kaiščių angų nustatymas → valymas → nuotėkio bandymas ir aptikimas.

Krumpliaračių pjovimo įrankių parametrai ir reikalavimai

Krumpliaračiai po įanglinimo ir grūdinimo smarkiai deformuojasi. Ypač didelių krumpliaračių atveju, įanglinto ir grūdinto išorinio apskritimo ir vidinės skylės matmenų deformacija paprastai yra labai didelė. Tačiau įanglinto ir grūdinto krumpliaračio išorinio apskritimo tekinimui iki šiol nebuvo tinkamo įrankio. „Valin superhard“ sukurtas bn-h20 įrankis, skirtas stipriam grūdinto plieno pertraukiamam tekinimui, ištaisė įanglinto ir grūdinto krumpliaračio išorinio apskritimo vidinės skylės ir galo paviršiaus deformaciją ir rado tinkamą pertraukiamojo pjovimo įrankį. Jis padarė pasaulinį proveržį pertraukiamojo pjovimo naudojant superkietus įrankius srityje.

Krumpliaračių įanglinimo ir gesinimo deformacija: krumpliaračių įanglinimo ir gesinimo deformaciją daugiausia lemia bendras apdirbimo metu susidarančių liekamųjų įtempių, terminio apdorojimo metu susidarančių šiluminių ir konstrukcinių įtempių bei ruošinio savasties deformacijos poveikis. Ypač didelių krumpliaračių žiedų ir krumpliaračių atveju, dideli krumpliaračiai po įanglinimo ir gesinimo taip pat padidina deformaciją dėl didelio modulio, gilaus įanglinimo sluoksnio, ilgo įanglinimo laiko ir savasties. Didelio krumpliaračio veleno deformacijos dėsnis: išorinis pridėtinio apskritimo skersmuo rodo akivaizdžią susitraukimo tendenciją, tačiau krumpliaračio veleno dantų pločio kryptimi vidurys sumažėja, o abu galai šiek tiek išsiplečia. Krumpliaračio žiedo deformacijos dėsnis: po įanglinimo ir gesinimo didelio krumpliaračio žiedo išorinis skersmuo išsipučia. Kai dantų plotis skiriasi, dantų pločio kryptis bus kūginė arba juosmens būgninė.

Krumpliaračių tekinimas po įanglinimo ir grūdinimo: krumpliaračių žiedo deformaciją po įanglinimo ir grūdinimo galima tam tikru mastu kontroliuoti ir sumažinti, tačiau jos negalima visiškai išvengti. Norint ištaisyti deformaciją po įanglinimo ir grūdinimo, toliau trumpai aptariamas tekinimo ir pjovimo įrankių pritaikymas po įanglinimo ir grūdinimo.

Išorinio apskritimo, vidinės skylės ir galinio paviršiaus tekinimas po įanglinimo ir grūdinimo: tekinimas yra paprasčiausias būdas ištaisyti įanglinimo ir grūdinimo žiedinės krumpliaračio išorinio apskritimo ir vidinės skylės deformaciją. Anksčiau joks įrankis, įskaitant užsienio superkietus įrankius, negalėjo išspręsti stipriai pertraukiamo grūdinto krumpliaračio išorinio apskritimo pjovimo problemos. „Valin superhard“ buvo pakviesta atlikti įrankių tyrimus ir plėtrą: „Pertraukiamas grūdinto plieno pjovimas visada buvo sudėtinga problema, jau nekalbant apie grūdintą plieną, kurio kietumas yra apie HRC60, o deformacijos tolerancija yra didelė. Kai sukietintą plieną supjaustoma dideliu greičiu, jei ruošinys pjaunamas per pertraukas, įrankis užbaigia apdirbimą daugiau nei 100 smūgių per minutę pjaunant grūdintą plieną, o tai yra didelis iššūkis įrankio atsparumui smūgiams.“ Taip teigia Kinijos peilių asociacijos ekspertai. Po metų trukusių pakartotinių bandymų „Valin superhard“ pristatė superkieto pjovimo įrankio prekės ženklą, skirtą sukietintam plienui su stipriu pertraukiamu paviršiumi tekinti; tekinimo eksperimentas atliekamas su krumpliaračio išoriniu apskritimu po įanglinimo ir grūdinimo.

Eksperimentas su cilindrinės pavaros tekinimo po įanglinimo ir grūdinimo

Didelė krumpliaračio dalis (žiedinė krumpliaračio dalis) po įanglinimo ir grūdinimo buvo smarkiai deformuota. Išorinio žiedinio krumpliaračio apskritimo deformacija siekė iki 2 mm, o kietumas po grūdinimo buvo HRC60-65. Tuo metu klientui buvo sunku rasti didelio skersmens šlifuoklį, be to, apdirbimo tolerancija buvo didelė, o šlifavimo efektyvumas per mažas. Galiausiai įanglintas ir grūdintas krumpliaratis buvo tekinamas.

Pjovimo linijinis greitis: 50–70 m/min., pjovimo gylis: 1,5–2 mm, pjovimo atstumas: 0,15–0,2 mm/apsūkis (reguliuojamas pagal šiurkštumo reikalavimus)

Sukant grūdinto krumpliaračio apskritimą, apdirbimas užbaigiamas vienu metu. Originalų importuotą keraminį įrankį galima apdoroti tik daug kartų, kad būtų išvengta deformacijos. Be to, kraštai smarkiai suyra, o įrankio naudojimo kaina yra labai didelė.

Įrankio bandymo rezultatai: jis yra atsparesnis smūgiams nei originalus importuotas silicio nitrido keramikos įrankis, o jo tarnavimo laikas yra 6 kartus ilgesnis nei silicio nitrido keramikos įrankio, padidinus pjovimo gylį tris kartus! Pjovimo efektyvumas padidėja 3 kartus (anksčiau reikėdavo pjauti tris kartus, o dabar – vieną kartą). Ruošinio paviršiaus šiurkštumas taip pat atitinka naudotojo reikalavimus. Vertingiausia yra tai, kad galutinė įrankio gedimo forma yra ne nerimą keliantis nulūžęs kraštas, o normalus galinio paviršiaus nusidėvėjimas. Šis pertraukiamojo tekinimo grūdinto krumpliaračio žiedo eksperimentas sugriovė mitą, kad pramonėje naudojami itin kieti įrankiai negali būti naudojami stipriam pertraukiamojo grūdinto plieno tekinimo procesui! Tai sukėlė didelį ažiotažą pjovimo įrankių akademiniuose sluoksniuose!

Krumpliaračio vidinės angos kietojo tekinimo paviršiaus apdaila po grūdinimo

Pavyzdžiui, periodiškai pjaustant krumpliaračio vidinę skylę su alyvos grioveliu: bandomojo pjovimo įrankio tarnavimo laikas siekia daugiau nei 8000 metrų, o apdailos lygis neviršija Ra0,8; jei naudojamas itin kietas įrankis su poliravimo briauna, grūdinto plieno tekinimo apdaila gali siekti apie Ra0,4. Taip galima pasiekti gerą įrankio tarnavimo laiką.

Krumpliaračio galinio paviršiaus apdirbimas po įanglinimo ir grūdinimo

Kubinio boro nitrido ašmenys, kaip tipiškas tekinimo vietoj šlifavimo pritaikymas, buvo plačiai naudojami gamybos praktikoje kietajam krumpliaračių paviršiaus tekinimui po kaitinimo. Palyginti su šlifavimu, kietasis tekinimas labai pagerina darbo efektyvumą.

Įanglintų ir grūdintų krumpliaračių pjovimo reikalavimai yra labai aukšti. Pirma, pertraukiamam pjovimui reikalingas didelis įrankio kietumas, atsparumas smūgiams, tvirtumas, atsparumas dilimui, paviršiaus šiurkštumas ir kitos savybės.

apžvalga:

Tekinant po įanglinimo ir grūdinimo bei atliekant galinių paviršių tekinimą, išpopuliarėjo įprasti suvirinti kompoziciniai kubinio boro nitrido įrankiai. Tačiau įanglinimo ir grūdinimo būdu pagaminto didelio krumpliaračio žiedo išorinio apskritimo ir vidinės skylės matmenų deformacijai visada sunku sustabdyti deformaciją dideliu kiekiu. Grūdinto plieno periodinis tekinimas naudojant „Valin“ superkietą „bn-h20“ kubinį boro nitrido įrankį yra didelė pažanga įrankių pramonėje, skatinanti plačiai taikyti „tekinimo vietoj šlifavimo“ procesą krumpliaračių pramonėje, taip pat yra sprendimas, skirtas daugelį metų gluminančiam grūdintų krumpliaračių cilindrinių tekinimo įrankių problemai. Taip pat labai svarbu sutrumpinti krumpliaračių žiedų gamybos ciklą ir sumažinti gamybos sąnaudas; „Bn-h20“ serijos pjaustytuvai pramonėje žinomi kaip pasaulinis stipraus periodinio tekinimo grūdinto plieno modelis.