Proceso de mecanizado de engranajes, parámetros de corte y requisitos de herramientas si el engranaje es demasiado difícil de girar y es necesario mejorar la eficiencia del mecanizado.

El engranaje es el principal elemento de transmisión básico en la industria del automóvil. Por lo general, cada automóvil tiene entre 18 y 30 dientes. La calidad del engranaje afecta directamente al ruido, la estabilidad y la vida útil del automóvil. La máquina herramienta de procesamiento de engranajes es un sistema complejo de máquina herramienta y un equipo clave en la industria automotriz. Las potencias mundiales en fabricación de automóviles, como Estados Unidos, Alemania y Japón, también son potencias en la fabricación de máquinas herramienta para procesamiento de engranajes. Según las estadísticas, más del 80% de los engranajes de los automóviles en China se procesan con equipos de fabricación de engranajes nacionales. Al mismo tiempo, la industria del automóvil consume más del 60% de las máquinas herramienta de procesamiento de engranajes, y la industria del automóvil siempre será el principal consumidor de máquinas herramienta.

Tecnología de procesamiento de engranajes

1. fundición y fabricación de piezas en blanco

La forja en caliente sigue siendo un proceso de fundición en blanco ampliamente utilizado para piezas de engranajes de automóviles. En los últimos años, la tecnología de laminado con cuñas cruzadas se ha promocionado ampliamente en el mecanizado de ejes. Esta tecnología es especialmente adecuada para fabricar palanquillas para ejes de puertas complejos. No sólo tiene una alta precisión y un pequeño margen de mecanizado posterior, sino que también tiene una alta eficiencia de producción.

2. normalizando

El propósito de este proceso es obtener la dureza adecuada para el posterior corte del engranaje y preparar la microestructura para el tratamiento térmico final, a fin de reducir efectivamente la deformación del tratamiento térmico. El material del acero del engranaje utilizado suele ser 20CrMnTi. Debido a la gran influencia del personal, el equipo y el medio ambiente, la velocidad de enfriamiento y la uniformidad de enfriamiento de la pieza de trabajo son difíciles de controlar, lo que resulta en una gran dispersión de la dureza y una estructura metalográfica desigual, que afecta directamente el corte del metal y el tratamiento térmico final, lo que resulta en grandes y deformación térmica irregular y calidad de la pieza incontrolable. Por lo tanto, se adopta un proceso de normalización isotérmica. La práctica ha demostrado que la normalización isotérmica puede cambiar eficazmente las desventajas de la normalización general y que la calidad del producto es estable y confiable.

3. girando

Para cumplir con los requisitos de posicionamiento del procesamiento de engranajes de alta precisión, todos los espacios en blanco de los engranajes se procesan mediante tornos CNC, que se sujetan mecánicamente sin reafilar la herramienta de torneado. El procesamiento del diámetro del orificio, la cara del extremo y el diámetro exterior se completa sincrónicamente con una sujeción única, lo que no solo garantiza los requisitos de verticalidad del orificio interior y la cara del extremo, sino que también garantiza la dispersión del tamaño pequeño de los espacios en blanco de los engranajes. De este modo, se mejora la precisión del engranaje en bruto y se garantiza la calidad del mecanizado de los engranajes posteriores. Además, la alta eficiencia del mecanizado en torno NC también reduce en gran medida la cantidad de equipos y tiene una buena economía.

4. tallado con fresado y conformación de engranajes

Las fresadoras y fresadoras de engranajes ordinarias todavía se utilizan ampliamente para el procesamiento de engranajes. Aunque es conveniente ajustarlo y mantenerlo, la eficiencia de producción es baja. Si se completa una gran capacidad, es necesario producir varias máquinas al mismo tiempo. Con el desarrollo de la tecnología de recubrimiento, es muy conveniente volver a recubrir las placas de cocción y los émbolos después del pulido. La vida útil de las herramientas recubiertas se puede mejorar significativamente, generalmente en más del 90 %, reduciendo efectivamente el número de cambios de herramienta y el tiempo de rectificado, con importantes beneficios.

5. afeitado

La tecnología de afeitado de engranajes radiales se utiliza ampliamente en la producción masiva de engranajes para automóviles debido a su alta eficiencia y fácil cumplimiento de los requisitos de modificación del perfil y la dirección de los dientes diseñados. Desde que la empresa compró la máquina afeitadora de engranajes radiales especiales de la empresa italiana para su transformación técnica en 1995, ha adquirido madurez en la aplicación de esta tecnología y la calidad del procesamiento es estable y confiable.

6. tratamiento térmico

Los engranajes de los automóviles requieren cementación y enfriamiento para garantizar sus buenas propiedades mecánicas. Un equipo de tratamiento térmico estable y confiable es esencial para productos que ya no están sujetos al rectificado de engranajes después del tratamiento térmico. La empresa ha introducido la línea de producción continua de cementación y enfriamiento de German Lloyd's, que ha logrado resultados satisfactorios en el tratamiento térmico.

7. molienda

Se utiliza principalmente para terminar el orificio interior del engranaje tratado térmicamente, la cara del extremo, el diámetro exterior del eje y otras piezas para mejorar la precisión dimensional y reducir la tolerancia geométrica.

El procesamiento de engranajes adopta un dispositivo de círculo de paso para posicionamiento y sujeción, lo que puede garantizar de manera efectiva la precisión del mecanizado del diente y la referencia de instalación, y obtener una calidad satisfactoria del producto.

8. terminando

Esto es para verificar y limpiar los golpes y rebabas en las partes del engranaje de la transmisión y el eje motriz antes del ensamblaje, a fin de eliminar el ruido y el ruido anormal causado por ellos después del ensamblaje. Escuche el sonido a través de la interacción de un solo par u observe la desviación de la interacción en un probador integral. Las piezas de la carcasa de la transmisión producidas por la empresa fabricante incluyen la carcasa del embrague, la carcasa de la transmisión y la carcasa del diferencial. La carcasa del embrague y la carcasa de la transmisión son piezas de soporte de carga, que generalmente están hechas de aleación de aluminio fundido a presión mediante fundición a presión especial. La forma es irregular y compleja. El flujo general del proceso es fresar la superficie de la junta → mecanizar orificios de proceso y orificios de conexión → taladrar en desbaste orificios para rodamientos → taladrar orificios para rodamientos finos y ubicar orificios para pasadores → limpieza → prueba y detección de fugas.

Parámetros y requisitos de las herramientas de corte de engranajes.

Los engranajes quedan gravemente deformados después de la carburación y el enfriamiento. Especialmente para engranajes grandes, la deformación dimensional del círculo exterior y del orificio interior cementados y templados es generalmente muy grande. Sin embargo, para el torneado del círculo exterior del engranaje cementado y templado no existe ninguna herramienta adecuada. La herramienta bn-h20 desarrollada por "Valin superhard" para torneado intermitente fuerte de acero templado ha corregido la deformación del orificio interior y la cara del extremo del círculo exterior del engranaje cementado y templado, y ha encontrado una herramienta de corte intermitente adecuada. Ha logrado un gran avance mundial en el campo del corte intermitente con herramientas superduras.

Carburación de engranajes y deformación por enfriamiento: la deformación por cementación y enfriamiento de engranajes es causada principalmente por la acción combinada de la tensión residual generada durante el mecanizado, la tensión térmica y la tensión estructural generada durante el tratamiento térmico y la deformación por peso propio de la pieza de trabajo. Especialmente para engranajes y anillos de engranajes grandes, los anillos de engranajes grandes también aumentarán la deformación después de la cementación y el enfriamiento debido a su módulo grande, capa de cementación profunda, tiempo de cementación prolongado y peso propio. Ley de deformación del eje de engranaje grande: el diámetro exterior del círculo del apéndice muestra una tendencia de contracción obvia, pero en la dirección del ancho de los dientes del eje de engranaje, el centro se reduce y los dos extremos se expanden ligeramente. Ley de deformación del anillo de engranaje: después de carburar y templar, el diámetro exterior del anillo de engranaje grande se hinchará. Cuando el ancho del diente es diferente, la dirección del ancho del diente será cónica o de tambor de cintura.

Giro de engranajes después de la cementación y el temple: la deformación por cementación y temple del anillo del engranaje se puede controlar y reducir hasta cierto punto, pero no se puede evitar por completo. Para la corrección de la deformación después de la cementación y el temple, a continuación se ofrece una breve charla sobre la viabilidad. de herramientas de torneado y corte después de cementar y templar.

Girar el círculo exterior, el orificio interior y la cara del extremo después de cementar y templar: girar es la forma más sencilla de corregir la deformación del círculo exterior y el orificio interior de la corona dentada cementada y templada. Anteriormente, cualquier herramienta, incluidas las herramientas extranjeras superduras, no podía resolver el problema del corte muy intermitente del círculo exterior del engranaje templado. Valin superhard fue invitado a llevar a cabo investigación y desarrollo de herramientas: “El corte intermitente de acero endurecido siempre ha sido un problema difícil, sin mencionar el acero endurecido de aproximadamente HRC60, y el margen de deformación es grande. Al girar el acero endurecido a alta velocidad, si la pieza de trabajo tiene un corte intermitente, la herramienta completará el mecanizado con más de 100 golpes por minuto al cortar el acero endurecido, lo que supone un gran desafío para la resistencia al impacto de la herramienta”. Los expertos de la Asociación China de Cuchillos así lo afirman. Después de un año de repetidas pruebas, Valin superhard ha presentado la marca de herramienta de corte superdura para torneado de acero endurecido con fuerte discontinuidad; El experimento de torneado se lleva a cabo en el círculo exterior del engranaje después de cementarlo y templarlo.

Experimento sobre el giro de engranajes cilíndricos después de cementarlos y templarlos.

El engranaje grande (engranaje anular) quedó gravemente deformado después de la cementación y el enfriamiento. La deformación del círculo exterior de la corona dentada fue de hasta 2 mm y la dureza después del enfriamiento fue hrc60-65. En ese momento, al cliente le resultaba difícil encontrar una rectificadora de gran diámetro, el margen de mecanizado era grande y la eficiencia del rectificado era demasiado baja. Finalmente, se giró el engranaje cementado y templado.

Velocidad lineal de corte: 50–70 m/min, profundidad de corte: 1,5–2 mm, distancia de corte: 0,15-0,2 mm/revolución (ajustada según los requisitos de rugosidad)

Al girar el círculo exterior del engranaje templado, el mecanizado se completa al mismo tiempo. La herramienta cerámica importada original solo se puede procesar muchas veces para eliminar la deformación. Además, el colapso del borde es grave y el coste de uso de la herramienta es muy alto.

Resultados de la prueba de la herramienta: es más resistente a los impactos que la herramienta cerámica de nitruro de silicio importada original, y su vida útil es 6 veces mayor que la de la herramienta cerámica de nitruro de silicio cuando la profundidad de corte aumenta tres veces. La eficiencia de corte aumenta 3 veces (solía ser tres veces de corte, pero ahora se completa una vez). La rugosidad de la superficie de la pieza de trabajo también cumple con los requisitos del usuario. Lo más valioso es que la forma de falla final de la herramienta no es el preocupante borde roto, sino el desgaste normal de la cara posterior. ¡Este experimento de excírculo de engranajes templados con torneado intermitente rompió el mito de que las herramientas superduras de la industria no se pueden utilizar para tornear acero endurecido con torneado intermitente fuerte! ¡Ha causado gran sensación en los círculos académicos de las herramientas de corte!

Acabado superficial del orificio interior de torneado duro del engranaje después del templado

Tomando como ejemplo el corte intermitente del orificio interior del engranaje con ranura de aceite: la vida útil de la herramienta de corte de prueba alcanza más de 8000 metros y el acabado está dentro de Ra0.8; Si se utiliza la herramienta superdura con borde pulido, el acabado de torneado del acero endurecido puede alcanzar aproximadamente Ra0,4. Y se puede obtener una buena vida útil de la herramienta.

Mecanizado de la cara final del engranaje después de cementar y templar

Como aplicación típica de “torneado en lugar de rectificado”, la hoja de nitruro de boro cúbico se ha utilizado ampliamente en la práctica de producción de torneado en duro de la cara del extremo del engranaje después del calor. En comparación con el rectificado, el torneado en duro mejora en gran medida la eficiencia del trabajo.

Para engranajes cementados y templados, los requisitos para las fresas son muy altos. En primer lugar, el corte intermitente requiere alta dureza, resistencia al impacto, tenacidad, resistencia al desgaste, rugosidad de la superficie y otras propiedades de la herramienta.

descripción general:

Para el torneado después de la cementación y el temple y para el torneado de extremos, se han popularizado las herramientas ordinarias de nitruro de boro cúbico compuesto soldado. Sin embargo, para la deformación dimensional del círculo exterior y el orificio interior del anillo de engranaje grande cementado y templado, siempre es un problema difícil desactivar la deformación en gran medida. El torneado intermitente de acero templado con la herramienta de nitruro de boro cúbico Valin superduro bn-h20 es un gran progreso en la industria de herramientas, lo que favorece la amplia promoción del proceso de "torneado en lugar de rectificado" en la industria de engranajes, y también encuentra la respuesta al problema de las herramientas de torneado cilíndricas de engranajes endurecidos que ha sido desconcertante durante muchos años. También es de gran importancia acortar el ciclo de fabricación de la corona dentada y reducir el costo de producción; Las cortadoras de la serie Bn-h20 son conocidas como el modelo mundial de acero templado con torneado intermitente fuerte en la industria.