กระบวนการตัดเฟือง พารามิเตอร์การตัด และข้อกำหนดของเครื่องมือหากเฟืองแข็งเกินไปที่จะหมุนได้ และจำเป็นต้องปรับปรุงประสิทธิภาพการตัด

เกียร์เป็นองค์ประกอบหลักในการส่งกำลังในอุตสาหกรรมยานยนต์ โดยทั่วไปรถยนต์แต่ละคันจะมีฟัน 18~30 ซี่ คุณภาพของเกียร์ส่งผลโดยตรงต่อเสียง ความเสถียร และอายุการใช้งานของรถยนต์ เครื่องมือเครื่องจักรแปรรูปเกียร์เป็นระบบเครื่องมือเครื่องจักรที่ซับซ้อนและเป็นอุปกรณ์สำคัญในอุตสาหกรรมยานยนต์ ประเทศผู้ผลิตยานยนต์ระดับโลก เช่น สหรัฐอเมริกา เยอรมนี และญี่ปุ่น ก็เป็นประเทศผู้ผลิตเครื่องมือเครื่องจักรแปรรูปเกียร์เช่นกัน ตามสถิติ เกียร์รถยนต์มากกว่า 80% ในจีนได้รับการแปรรูปโดยอุปกรณ์ผลิตเกียร์ในประเทศ ในเวลาเดียวกัน อุตสาหกรรมยานยนต์บริโภคเครื่องมือเครื่องจักรแปรรูปเกียร์มากกว่า 60% และอุตสาหกรรมยานยนต์จะยังคงเป็นกลุ่มหลักในการบริโภคเครื่องมือเครื่องจักรต่อไป

เทคโนโลยีการประมวลผลเกียร์

1. การหล่อและการทำแผ่นโลหะ

การตีขึ้นรูปด้วยแม่พิมพ์ร้อนยังคงเป็นกระบวนการหล่อแบบเปล่าที่ใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับชิ้นส่วนเกียร์ยานยนต์ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เทคโนโลยีการรีดลิ่มขวางได้รับการส่งเสริมอย่างกว้างขวางในการตัดเฉือนเพลา เทคโนโลยีนี้เหมาะเป็นพิเศษสำหรับการผลิตแท่งโลหะสำหรับเพลาประตูที่ซับซ้อน ไม่เพียงแต่มีความแม่นยำสูง ค่าเผื่อการตัดเฉือนภายหลังที่น้อย แต่ยังมีประสิทธิภาพการผลิตสูงอีกด้วย

2. การทำให้เป็นปกติ

วัตถุประสงค์ของกระบวนการนี้คือเพื่อให้ได้ความแข็งที่เหมาะสมสำหรับการตัดเฟืองในภายหลังและเพื่อเตรียมโครงสร้างจุลภาคสำหรับการอบชุบด้วยความร้อนขั้นสุดท้าย เพื่อลดการเสียรูปจากการอบชุบด้วยความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ วัสดุของเหล็กเฟืองที่ใช้โดยทั่วไปคือ 20CrMnTi เนื่องจากอิทธิพลอย่างมากของเจ้าหน้าที่ อุปกรณ์ และสภาพแวดล้อม ทำให้ความเร็วในการระบายความร้อนและความสม่ำเสมอในการระบายความร้อนของชิ้นงานควบคุมได้ยาก ส่งผลให้มีการกระจายความแข็งจำนวนมากและโครงสร้างโลหะวิทยาที่ไม่สม่ำเสมอ ซึ่งส่งผลโดยตรงต่อการตัดโลหะและการอบชุบด้วยความร้อนขั้นสุดท้าย ส่งผลให้มีการเสียรูปเนื่องจากความร้อนจำนวนมากและไม่สม่ำเสมอ และคุณภาพของชิ้นส่วนที่ควบคุมไม่ได้ ดังนั้น จึงนำกระบวนการทำให้เป็นมาตรฐานแบบไอโซเทอร์มอลมาใช้ การปฏิบัติได้พิสูจน์แล้วว่าการทำให้เป็นมาตรฐานแบบไอโซเทอร์มอลสามารถเปลี่ยนข้อเสียของการทำให้เป็นมาตรฐานทั่วไปได้อย่างมีประสิทธิภาพ และคุณภาพของผลิตภัณฑ์ก็มีเสถียรภาพและเชื่อถือได้

3. การหมุน

เพื่อตอบสนองความต้องการในการวางตำแหน่งของการประมวลผลเกียร์ที่มีความแม่นยำสูง ช่องว่างของเกียร์ทั้งหมดได้รับการประมวลผลโดยเครื่องกลึง CNC ซึ่งยึดด้วยกลไกโดยไม่ต้องเจียรเครื่องมือกลึงใหม่ การประมวลผลของเส้นผ่านศูนย์กลางรู หน้าปลาย และเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกเสร็จสมบูรณ์พร้อมกันภายใต้การยึดครั้งเดียว ซึ่งไม่เพียงแต่รับประกันความต้องการแนวตั้งของรูด้านในและหน้าปลายเท่านั้น แต่ยังรับประกันการกระจายขนาดเล็กของช่องว่างของเกียร์มวลด้วย ดังนั้น ความแม่นยำของช่องว่างของเกียร์จึงได้รับการปรับปรุงและรับประกันคุณภาพการตัดเฉือนของเกียร์ที่ตามมา นอกจากนี้ ประสิทธิภาพสูงของการตัดเฉือนด้วยเครื่องกลึง NC ยังช่วยลดจำนวนอุปกรณ์ได้อย่างมากและมีความประหยัดที่ดี

4. การขึ้นรูปเฟืองและการขึ้นรูปเฟือง

เครื่องกัดเฟืองและเครื่องขึ้นรูปเฟืองแบบธรรมดายังคงใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับการแปรรูปเฟือง แม้ว่าจะสะดวกในการปรับแต่งและบำรุงรักษา แต่ประสิทธิภาพการผลิตก็ต่ำ หากผลิตได้ในปริมาณมาก จำเป็นต้องผลิตเครื่องจักรหลายเครื่องในเวลาเดียวกัน ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีการเคลือบ จึงสะดวกมากในการเคลือบเฟืองและลูกสูบใหม่หลังจากการเจียร อายุการใช้งานของเครื่องมือเคลือบสามารถปรับปรุงได้อย่างมีนัยสำคัญ โดยทั่วไปมากกว่า 90% ลดจำนวนการเปลี่ยนเครื่องมือและเวลาในการเจียรได้อย่างมีประสิทธิภาพ พร้อมประโยชน์มากมาย

5. การโกนหนวด

เทคโนโลยีการโกนเฟืองเรเดียลถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตเฟืองยานยนต์จำนวนมากเนื่องจากมีประสิทธิภาพสูงและสามารถปรับเปลี่ยนโปรไฟล์ฟันและทิศทางของฟันที่ออกแบบไว้ได้อย่างง่ายดาย นับตั้งแต่บริษัทซื้อเครื่องโกนเฟืองเรเดียลพิเศษของบริษัทอิตาลีเพื่อการแปลงทางเทคนิคในปี 1995 เทคโนโลยีนี้ก็ได้รับการพัฒนาจนเป็นที่ยอมรับในด้านการประยุกต์ใช้ และคุณภาพการประมวลผลก็มีเสถียรภาพและเชื่อถือได้

6. การอบด้วยความร้อน

เกียร์รถยนต์ต้องผ่านกระบวนการคาร์บูไรซิ่งและดับเครื่องเพื่อให้มีคุณสมบัติทางกลที่ดี อุปกรณ์อบชุบด้วยความร้อนที่เสถียรและเชื่อถือได้มีความจำเป็นสำหรับผลิตภัณฑ์ที่ไม่ต้องผ่านการเจียรเกียร์หลังจากการอบชุบด้วยความร้อนอีกต่อไป บริษัทได้เปิดตัวสายการผลิตคาร์บูไรซิ่งและดับเครื่องอย่างต่อเนื่องของ Lloyd's จากเยอรมนี ซึ่งให้ผลการอบชุบด้วยความร้อนที่น่าพอใจ

7. การบด

ส่วนใหญ่ใช้เพื่อการตกแต่งรูด้านในของเฟืองที่ผ่านการอบด้วยความร้อน หน้าปลาย เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของเพลา และส่วนอื่นๆ เพื่อปรับปรุงความแม่นยำของมิติและลดความคลาดเคลื่อนทางเรขาคณิต

การประมวลผลเฟืองใช้อุปกรณ์ยึดวงกลมระยะพิทช์สำหรับการวางตำแหน่งและการยึด ซึ่งสามารถรับประกันความแม่นยำในการตัดเฉือนของฟันและการอ้างอิงการติดตั้งได้อย่างมีประสิทธิภาพ และให้คุณภาพผลิตภัณฑ์ที่น่าพึงพอใจ

8. การตกแต่ง

การตรวจสอบและทำความสะอาดส่วนนูนและเสี้ยนบนชิ้นส่วนเกียร์ของเกียร์และเพลาขับก่อนการประกอบ เพื่อขจัดเสียงรบกวนและเสียงผิดปกติที่เกิดจากเสียงรบกวนดังกล่าวหลังการประกอบ ฟังเสียงผ่านการจับคู่เดี่ยวหรือสังเกตการเบี่ยงเบนของการจับคู่บนเครื่องทดสอบที่ครอบคลุม ชิ้นส่วนตัวเรือนเกียร์ที่ผลิตโดยบริษัทผู้ผลิต ได้แก่ ตัวเรือนคลัตช์ ตัวเรือนเกียร์ และตัวเรือนเฟืองท้าย ตัวเรือนคลัตช์และตัวเรือนเกียร์เป็นชิ้นส่วนรับน้ำหนัก ซึ่งโดยทั่วไปทำจากโลหะผสมอลูมิเนียมหล่อขึ้นรูปโดยการหล่อขึ้นรูปพิเศษ รูปร่างไม่สม่ำเสมอและซับซ้อน กระบวนการทั่วไปคือการกัดพื้นผิวข้อต่อ → รูกระบวนการกลึงและรูเชื่อมต่อ → รูแบริ่งคว้านหยาบ → รูแบริ่งคว้านละเอียด และค้นหาตำแหน่งรูหมุด → การทำความสะอาด → การทดสอบและการตรวจจับการรั่วไหล

พารามิเตอร์และข้อกำหนดของเครื่องมือตัดเฟือง

เฟืองจะเสียรูปอย่างรุนแรงหลังจากการชุบแข็งด้วยคาร์บอนและการชุบแข็ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับเฟืองขนาดใหญ่ การเสียรูปของมิติของวงแหวนนอกและรูในที่ผ่านการชุบแข็งด้วยคาร์บอนและการชุบแข็งนั้นโดยทั่วไปจะมาก อย่างไรก็ตาม สำหรับการกลึงวงแหวนนอกของเฟืองที่ผ่านการชุบแข็งด้วยคาร์บอนและการชุบแข็งนั้น ไม่มีเครื่องมือที่เหมาะสม เครื่องมือ bn-h20 ที่พัฒนาโดย "Valin superhard" สำหรับการกลึงเหล็กชุบแข็งแบบไม่สม่ำเสมออย่างแข็งแกร่งได้แก้ไขการเสียรูปของรูในและหน้าปลายของวงแหวนนอกของเฟืองที่ผ่านการชุบแข็งด้วยคาร์บอนและการชุบแข็ง และพบเครื่องมือตัดแบบไม่สม่ำเสมอที่เหมาะสม จึงได้สร้างความก้าวหน้าระดับโลกในด้านการตัดแบบไม่สม่ำเสมอด้วยเครื่องมือแบบแข็งพิเศษ

การเปลี่ยนรูปของเกียร์คาร์บูไรซิ่งและการชุบแข็ง: การเปลี่ยนรูปของเกียร์คาร์บูไรซิ่งและการชุบแข็งส่วนใหญ่เกิดจากการกระทำร่วมกันของความเค้นตกค้างที่เกิดขึ้นระหว่างการตัดเฉือน ความเค้นความร้อนและความเค้นโครงสร้างที่เกิดขึ้นระหว่างการอบชุบด้วยความร้อน และการเปลี่ยนรูปของน้ำหนักของชิ้นงาน โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับวงแหวนเกียร์และเกียร์ขนาดใหญ่ วงแหวนเกียร์ขนาดใหญ่จะเพิ่มการเปลี่ยนรูปหลังจากการคาร์บูไรซิ่งและการชุบแข็งด้วยโมดูลัสขนาดใหญ่ ชั้นคาร์บูไรซิ่งที่ลึก เวลาคาร์บูไรซิ่งที่ยาวนาน และน้ำหนักของชิ้นงาน กฎการเปลี่ยนรูปของเพลาเกียร์ขนาดใหญ่: เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของวงกลมเสริมแสดงแนวโน้มการหดตัวที่ชัดเจน แต่ในทิศทางของความกว้างของฟันของเพลาเกียร์ ตรงกลางจะลดลง และปลายทั้งสองจะขยายออกเล็กน้อย กฎการเปลี่ยนรูปของวงแหวนเกียร์: หลังจากการคาร์บูไรซิ่งและการชุบแข็ง เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของวงแหวนเกียร์ขนาดใหญ่จะพองตัว เมื่อความกว้างของฟันแตกต่างกัน ทิศทางของความกว้างของฟันจะเป็นทรงกรวยหรือดรัมเอว

การกลึงเกียร์หลังจากการคาร์บูไรซิ่งและการชุบแข็ง: การเปลี่ยนรูปของวงแหวนเกียร์หลังจากการคาร์บูไรซิ่งและการชุบแข็งสามารถควบคุมและลดลงได้ในระดับหนึ่ง แต่ไม่สามารถหลีกเลี่ยงได้อย่างสมบูรณ์ สำหรับการแก้ไขการเปลี่ยนรูปหลังจากการคาร์บูไรซิ่งและการชุบแข็ง ต่อไปนี้คือการพูดคุยสั้นๆ เกี่ยวกับความเป็นไปได้ของการกลึงและเครื่องมือตัดหลังจากการคาร์บูไรซิ่งและการชุบแข็ง

การกลึงวงกลมด้านนอก รูด้านใน และหน้าปลายหลังจากการชุบแข็งและการชุบแข็ง: การกลึงเป็นวิธีที่ง่ายที่สุดในการแก้ไขการเสียรูปของวงกลมด้านนอกและรูด้านในของแหวนเกียร์ชุบแข็งและชุบแข็ง ก่อนหน้านี้ เครื่องมือใดๆ รวมถึงเครื่องมือซุปเปอร์ฮาร์ดจากต่างประเทศ ไม่สามารถแก้ปัญหาการตัดวงกลมด้านนอกของเกียร์ชุบแข็งแบบไม่สม่ำเสมอได้ Valin superhard ได้รับเชิญให้ดำเนินการวิจัยและพัฒนาเครื่องมือ “การตัดเหล็กชุบแข็งแบบไม่สม่ำเสมอเป็นปัญหาที่ยากเสมอมา ไม่ต้องพูดถึงเหล็กชุบแข็งประมาณ HRC60 และค่าเผื่อการเสียรูปก็สูง เมื่อกลึงเหล็กชุบแข็งด้วยความเร็วสูง หากชิ้นงานมีการตัดแบบไม่สม่ำเสมอ เครื่องมือจะเสร็จสิ้นการกลึงด้วยแรงกระแทกมากกว่า 100 ครั้งต่อนาทีเมื่อตัดเหล็กชุบแข็ง ซึ่งเป็นความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ต่อความต้านทานแรงกระแทกของเครื่องมือ” ผู้เชี่ยวชาญสมาคมมีดจีนกล่าวเช่นนั้น หลังจากทดสอบซ้ำแล้วซ้ำเล่าเป็นเวลาหนึ่งปี Valin superhard ได้เปิดตัวแบรนด์เครื่องมือตัดซุปเปอร์ฮาร์ดสำหรับการกลึงเหล็กชุบแข็งแบบไม่มีจุดต่อจุดที่แข็งแกร่ง การทดลองการกลึงจะดำเนินการบนวงแหวนด้านนอกของเฟืองหลังจากการคาร์บูไรซิ่งและการชุบแข็ง

การทดลองการกลึงเฟืองทรงกระบอกหลังจากการคาร์บูไรซิ่งและการชุบแข็ง

เฟืองขนาดใหญ่ (เฟืองวงแหวน) ถูกทำให้เสียรูปอย่างรุนแรงหลังจากการคาร์บูไรซิ่งและการชุบแข็ง การเสียรูปของวงแหวนด้านนอกของเฟืองวงแหวนนั้นสูงถึง 2 มม. และความแข็งหลังจากการชุบแข็งอยู่ที่ 60-65 HRC ในเวลานั้น ลูกค้าพบว่ายากที่จะหาเครื่องเจียรขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่ และค่าเผื่อในการกลึงก็สูง และประสิทธิภาพในการเจียรก็ต่ำเกินไป ในที่สุด เฟืองที่ผ่านการคาร์บูไรซิ่งและชุบแข็งก็ถูกกลึง

ความเร็วการตัดเชิงเส้น: 50–70ม./นาที ความลึกของการตัด: 1.5–2มม. ระยะการตัด: 0.15–0.2มม./รอบ (ปรับตามข้อกำหนดความหยาบ)

เมื่อหมุนเฟืองนอกที่ชุบแข็งแล้ว การตัดจะเสร็จสิ้นในครั้งเดียว เครื่องมือเซรามิกนำเข้าดั้งเดิมสามารถประมวลผลได้หลายครั้งเพื่อตัดการเสียรูป นอกจากนี้ การยุบตัวของขอบยังร้ายแรง และต้นทุนการใช้งานเครื่องมือก็สูงมาก

ผลการทดสอบเครื่องมือ: ทนต่อแรงกระแทกได้ดีกว่าเครื่องมือเซรามิกซิลิกอนไนไตรด์นำเข้าดั้งเดิม และอายุการใช้งานยาวนานกว่าเครื่องมือเซรามิกซิลิกอนไนไตรด์ 6 เท่าเมื่อเพิ่มความลึกในการตัด 3 เท่า! ประสิทธิภาพในการตัดเพิ่มขึ้น 3 เท่า (แต่เดิมตัดได้ 3 เท่า แต่ตอนนี้ตัดได้ 1 ครั้ง) ความหยาบของพื้นผิวชิ้นงานยังตรงตามความต้องการของผู้ใช้ สิ่งที่มีค่าที่สุดคือรูปแบบความล้มเหลวขั้นสุดท้ายของเครื่องมือไม่ใช่ขอบหักที่น่ากังวล แต่เป็นการสึกหรอของด้านหลังตามปกติ การทดลองวงนอกของเฟืองชุบแข็งแบบกลึงเป็นระยะนี้ทำลายตำนานที่ว่าเครื่องมือที่มีความแข็งเป็นพิเศษในอุตสาหกรรมไม่สามารถใช้กับเหล็กชุบแข็งแบบกลึงเป็นระยะได้! ทำให้เกิดความรู้สึกฮือฮาในวงการวิชาการของเครื่องมือตัด!

ผิวสำเร็จของรูด้านในของเกียร์ที่กลึงแข็งหลังจากการชุบแข็ง

ยกตัวอย่างการตัดแบบไม่ต่อเนื่องของรูด้านในของเฟืองที่มีร่องน้ำมัน: อายุการใช้งานของเครื่องมือตัดทดลองจะอยู่ที่มากกว่า 8,000 เมตร และผิวสำเร็จจะอยู่ที่ Ra0.8 หากใช้เครื่องมือที่มีความแข็งเป็นพิเศษพร้อมขอบขัด ผิวสำเร็จในการกลึงของเหล็กชุบแข็งจะอยู่ที่ Ra0.4 ได้ และเครื่องมือจะมีอายุการใช้งานที่ยาวนาน

การกลึงปลายหน้าของเฟืองหลังจากการชุบแข็งและการชุบแข็ง

ใบมีดคิวบิกโบรอนไนไตรด์เป็นการใช้งานทั่วไปในการ "กลึงแทนการเจียร" ซึ่งใบมีดดังกล่าวได้รับการใช้กันอย่างแพร่หลายในกระบวนการผลิตของการกลึงหน้าปลายเกียร์แบบแข็งหลังจากให้ความร้อน เมื่อเปรียบเทียบกับการเจียรแล้ว การกลึงแบบแข็งจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานได้อย่างมาก

สำหรับเฟืองที่ผ่านการชุบคาร์บูไรซ์และชุบแข็ง ความต้องการเครื่องตัดจะสูงมาก ประการแรก การตัดเป็นระยะๆ ต้องมีความแข็ง ทนต่อแรงกระแทก ความเหนียว ทนทานต่อการสึกหรอ ความหยาบของพื้นผิว และคุณสมบัติอื่นๆ ของเครื่องมือสูง

ภาพรวม:

สำหรับการกลึงหลังการคาร์บูไรซิ่งและการชุบแข็งและสำหรับการกลึงหน้าด้านปลาย เครื่องมือคิวบิกโบรอนไนไตรด์คอมโพสิตแบบเชื่อมธรรมดาได้รับความนิยม อย่างไรก็ตาม สำหรับการเปลี่ยนรูปของวงกลมด้านนอกและรูด้านในของวงแหวนเฟืองขนาดใหญ่ที่คาร์บูไรซิ่งและชุบแข็งแล้ว การปิดการเปลี่ยนรูปด้วยปริมาณมากนั้นเป็นปัญหาที่ยากเสมอ การกลึงเหล็กชุบแข็งเป็นระยะด้วยเครื่องมือคิวบิกโบรอนไนไตรด์ Valin superhard BN-H20 ถือเป็นความก้าวหน้าครั้งยิ่งใหญ่ในอุตสาหกรรมเครื่องมือ ซึ่งเอื้อต่อการส่งเสริมกระบวนการ "กลึงแทนการเจียร" อย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรมเฟือง และยังพบคำตอบสำหรับปัญหาของเครื่องมือกลึงทรงกระบอกเฟืองชุบแข็งที่สับสนมานานหลายปีอีกด้วย นอกจากนี้ยังมีความสำคัญอย่างยิ่งในการย่นรอบการผลิตของวงแหวนเฟืองและลดต้นทุนการผลิต คัตเตอร์ซีรีส์ BN-H20 เป็นที่รู้จักในฐานะแบบจำลองระดับโลกของเหล็กชุบแข็งแบบกลึงเป็นระยะที่แข็งแกร่งในอุตสาหกรรม