תהליך עיבוד שבבי של גלגלי שיניים, פרמטרי חיתוך ודרישות כלי אם גלגל השיניים קשה מדי לסיבוב ויש לשפר את יעילות העיבוד השבבי.

גלגל שיניים הוא רכיב הבסיסי העיקרי של תיבת ההילוכים בתעשיית הרכב. בדרך כלל, לכל רכב יש 18~30 שיניים. איכות גלגל השיניים משפיעה ישירות על הרעש, היציבות וחיי השירות של הרכב. מכונת עיבוד גלגלי שיניים היא מערכת כלי מכונה מורכבת וציוד מפתח בתעשיית הרכב. מעצמות ייצור הרכב בעולם כמו ארצות הברית, גרמניה ויפן הן גם מעצמות ייצור מכונות עיבוד גלגלי שיניים. על פי הסטטיסטיקה, יותר מ-80% מגלגלי השיניים לרכב בסין מעובדים על ידי ציוד ייצור גלגלי שיניים מקומי. במקביל, תעשיית הרכב צורכת יותר מ-60% ממכונות עיבוד גלגלי השיניים, ותעשיית הרכב תמיד תהיה הגוף העיקרי של צריכת כלי מכונה.

טכנולוגיית עיבוד הילוכים

1. יציקה וייצור ריק

חישול במים חמים עדיין הוא תהליך יציקה נפוץ עבור חלקי גלגלי שיניים לרכב. בשנים האחרונות, טכנולוגיית גלגול טריז צולב קודמה באופן נרחב בעיבוד שבבי של פירים. טכנולוגיה זו מתאימה במיוחד לייצור בילטים עבור פירי דלתות מורכבים. היא לא רק בעלת דיוק גבוה, מרווח עיבוד שבבי קטן לאחר מכן, אלא גם יעילות ייצור גבוהה.

2. נרמול

מטרת תהליך זה היא להשיג את הקשיות המתאימה לחיתוך גלגל השיניים הבא ולהכין את המיקרו-מבנה לטיפול בחום האולטימטיבי, על מנת להפחית ביעילות את עיוות הטיפול בחום. החומר של פלדת גלגל השיניים בו נעשה שימוש הוא בדרך כלל 20CrMnTi. בשל ההשפעה הרבה של הצוות, הציוד והסביבה, קשה לשלוט במהירות הקירור ובאחידות הקירור של חומר העבודה, וכתוצאה מכך פיזור קשיות גדול ומבנה מטלוגרפי לא אחיד, המשפיעים ישירות על חיתוך המתכת וטיפול החום הסופי, וכתוצאה מכך עיוות תרמי גדול ולא סדיר ואיכות החלק בלתי נשלטת. לכן, תהליך נרמול איזותרמי מאומץ. התרגול הוכיח כי נרמול איזותרמי יכול לשנות ביעילות את החסרונות של נרמול כללי, ואיכות המוצר יציבה ואמינה.

3. סיבוב

על מנת לעמוד בדרישות המיקום של עיבוד גלגלי שיניים בדיוק גבוה, כל חלקי גלגלי השיניים מעובדים על ידי מחרטות CNC, אשר מהודקות מכנית מבלי לשחזר את כלי החריטה. עיבוד קוטר החור, משטח הקצה והקוטר החיצוני נעשה באופן סינכרוני תחת הידוק חד פעמי, מה שלא רק מבטיח את דרישות האנכיות של החור הפנימי ומשטח הקצה, אלא גם מבטיח פיזור קטן של חלקי גלגלי השיניים בעלי מסה. לפיכך, דיוק חלקי גלגל השיניים משתפר ואיכות העיבוד של גלגלי השיניים הבאים מובטחת. בנוסף, היעילות הגבוהה של עיבוד שבבי במחרטות CNC גם מפחיתה מאוד את מספר הציוד ויש לה חסכון בחיסכון.

4. חיתוך ועיצוב גלגלי שיניים

מכונות חיתוך גלגלי שיניים רגילות ומעצבות גלגלי שיניים עדיין נמצאות בשימוש נרחב לעיבוד גלגלי שיניים. למרות שהן נוחות להתאמה ותחזוקה, יעילות הייצור נמוכה. אם מתבצעת קיבולת גדולה, יש צורך לייצר מספר מכונות בו זמנית. עם התפתחות טכנולוגיית הציפוי, נוח מאוד לצפות מחדש גלגלי שיניים ובוכנות לאחר השחזה. ניתן לשפר משמעותית את חיי השירות של כלים מצופים, בדרך כלל ביותר מ-90%, ובכך להפחית ביעילות את מספר החלפות הכלים ואת זמן השחזה, עם יתרונות משמעותיים.

5. גילוח

טכנולוגיית גילוח גלגלי שיניים רדיאליים נמצאת בשימוש נרחב בייצור המוני של גלגלי שיניים לרכב בשל יעילותה הגבוהה והקלות שלה ליישום דרישות השינוי של פרופיל השיניים וכיוון השיניים המתוכננים. מאז רכשה החברה את מכונת גילוח גלגלי השיניים הרדיאליים המיוחדת של חברה איטלקית לצורך שינוי טכני בשנת 1995, היא התבגרה ביישום טכנולוגיה זו, ואיכות העיבוד יציבה ואמינה.

6. טיפול בחום

גלגלי שיניים לרכב דורשים קרבורציה וקיבוע כדי להבטיח את תכונותיהם המכניות הטובות. ציוד טיפול בחום יציב ואמין חיוני למוצרים שכבר אינם נתונים לטחינת גלגלי שיניים לאחר טיפול בחום. החברה הציגה את קו הייצור הרציף של קרבורציה וקיבוע של חברת German Lloyd's, שהשיג תוצאות טיפול בחום משביעות רצון.

7. טחינה

הוא משמש בעיקר לגימור החור הפנימי של גלגל השיניים שטופל בחום, פני הקצה, הקוטר החיצוני של הציר וחלקים אחרים כדי לשפר את דיוק הממדים ולהפחית את הסבילות הגיאומטרית.

עיבוד ההילוכים מאמץ מתקן מעגל גובה הצליל למיקום והידוק, מה שיכול להבטיח ביעילות את דיוק העיבוד של השן ואת ייחוס ההתקנה, ולהשיג את איכות המוצר המרוצה.

8. גימור

זאת על מנת לבדוק ולנקות את הבליטות והקוצים בחלקי גלגל השיניים של תיבת ההילוכים וסרן ההינע לפני ההרכבה, על מנת למנוע רעשים ורעשים חריגים הנגרמים מהם לאחר ההרכבה. יש להאזין לצלילים באמצעות שילוב זוג בודד או לצפות בסטיית שילוב באמצעות בודק מקיף. חלקי בית תיבת ההילוכים המיוצרים על ידי חברת הייצור כוללים בית מצמד, בית תיבת הילוכים ובית דיפרנציאל. בית המצמד ובית תיבת ההילוכים הם חלקים נושאי עומס, העשויים בדרך כלל מסגסוגת אלומיניום יצוקה באמצעות יציקה מיוחדת. הצורה אינה סדירה ומורכבת. זרימת התהליך הכללית היא כרסום משטח החיבור → עיבוד שבבי של חורי תהליך וחורי חיבור → קידוח גס של חורי מיסב → קידוח דק של חורי מיסב ואיתור חורי פינים → ניקוי → בדיקת וגילוי דליפות.

פרמטרים ודרישות של כלי חיתוך גלגלי שיניים

גלגלי שיניים מתעוותים קשות לאחר קרבוריזציה וקיבוע. במיוחד עבור גלגלי שיניים גדולים, העיוות הממדי של המעגל החיצוני והחור הפנימי המקרבו והמקופלים הוא בדרך כלל גדול מאוד. עם זאת, עבור חריטה של ​​המעגל החיצוני של גלגלי שיניים המקרבו והמקופלים, לא נמצא כלי מתאים. הכלי bn-h20 שפותח על ידי "Valin superhard" לחריטה לסירוגין חזקה של פלדה מקופלת תיקן את העיוות של החור הפנימי והקצה של המעגל החיצוני של גלגלי שיניים המקרבו והמקופלים, ומצא כלי חיתוך לסירוגין מתאים. הוא עשה פריצת דרך עולמית בתחום החיתוך לסירוגין עם כלים סופר-קשים.

עיוות קרבוריזציה ומרווה של גלגלי שיניים: עיוות קרבוריזציה ומרווה של גלגלי שיניים נגרם בעיקר משילוב של המאמץ השיורי הנוצר במהלך העיבוד השבבי, המאמץ התרמי והמאמץ המבני הנוצר במהלך טיפול בחום, ועיוות המשקל העצמי של חומר העבודה. במיוחד עבור טבעות גלגלי שיניים וגלגלי שיניים גדולים, טבעות גלגלי שיניים גדולות יגבירו גם הן את העיוות לאחר הקרבוריזציה והמרווה בשל מודול הקרבוריזציה הגדול שלהן, שכבת הקרבוריזציה העמוקה, זמן הקרבוריזציה הארוך ומשקל העצמי. חוק העיוות של ציר גלגל שיניים גדול: הקוטר החיצוני של מעגל התוספת מראה מגמת התכווצות ברורה, אך בכיוון רוחב השן של ציר גלגל השיניים, האמצע מצטמצם, ושני הקצוות מתרחבים מעט. חוק העיוות של טבעת גלגל שיניים: לאחר הקרבוריזציה והמרווה, הקוטר החיצוני של טבעת גלגל השיניים הגדולה יתנפח. כאשר רוחב השן שונה, כיוון רוחב השן יהיה חרוטי או תוף מותניים.

סיבוב גלגל שיניים לאחר קרבוריזציה וקיבוע: ניתן לשלוט ולהפחית במידה מסוימת את עיוות הקרבוריזציה והקיבוע של טבעת גלגל השיניים, אך לא ניתן להימנע מכך לחלוטין. לצורך תיקון העיוות לאחר קרבוריזציה וקיבוע, להלן דיון קצר על היתכנות כלי סיבוב וחיתוך לאחר קרבוריזציה וקיבוע.

עיבוד המעגל החיצוני, החור הפנימי וקצה הקצה לאחר קרבוריזציה וקיבוע: עיבוד חריטה הוא הדרך הפשוטה ביותר לתקן את העיוות של המעגל החיצוני והחור הפנימי של גלגל השיניים המקרב והקיבוע. בעבר, כל כלי, כולל כלים זרים בעלי קשיחות עליונה, לא יכלו לפתור את בעיית החיתוך לסירוגין חזק של המעגל החיצוני של גלגל השיניים המקיבוע. חברת Valin superhard הוזמן לבצע מחקר ופיתוח כלים, "חיתוך לסירוגין של פלדה מוקשה תמיד היה בעיה קשה, שלא לדבר על פלדה מוקשה של כ-HRC60, ומרווח העיוות גדול. בעת עיבוד פלדה מוקשה במהירות גבוהה, אם לחומר העבודה יש ​​חיתוך לסירוגין, הכלי ישלים את העיבוד עם יותר מ-100 זעזועים לדקה בעת חיתוך הפלדה המוקשה, וזהו אתגר גדול לעמידות הכלי בפני פגיעות." כך אומרים מומחי איגוד הסכינים הסיני. לאחר שנה של בדיקות חוזרות ונשנות, Valin superhard הציגה את המותג של כלי חיתוך סופר-קשה לעיבוד פלדה מוקשה עם אי-רציפות חזקה; ניסוי העיבוד מתבצע על המעגל החיצוני של גלגל השיניים לאחר קרבוריזציה וקיבוע.

ניסוי בסיבוב גלגל שיניים גלילי לאחר קרבורציה ומרווה

גלגל השיניים הגדול (גלגל השיניים הטבעתי) עבר עיוות חמור לאחר הקרבורציה והכיבוי. העיוות של המעגל החיצוני של גלגל השיניים הטבעתי היה עד 2 מ"מ, והקשיות לאחר הכיבוי הייתה hrc60-65. באותה תקופה, היה קשה ללקוח למצוא מטחנה בקוטר גדול, קצבת העיבוד הייתה גדולה ויעילות הטחינה הייתה נמוכה מדי. לבסוף, גלגל השיניים המקרבורציה והכיבוי נסובב.

מהירות חיתוך ליניארית: 50-70 מטר/דקה, עומק חיתוך: 1.5-2 מ"מ, מרחק חיתוך: 0.15-0.2 מ"מ/סיבוב (מותאם בהתאם לדרישות החספוס)

בעת סיבוב גלגל השיניים המרוהם למעגל, העיבוד השבבי מסתיים בבת אחת. ניתן לעבד את הכלי הקרמי המיובא המקורי רק מספר פעמים כדי למנוע עיוות. יתר על כן, קריסת הקצה חמורה, ועלות השימוש בכלי גבוהה מאוד.

תוצאות בדיקת הכלי: הוא עמיד יותר בפני פגיעות מכלי הקרמיקה הסיליקון ניטריד המיובא המקורי, וחיי השירות שלו פי 6 מזה של כלי הקרמיקה הסיליקון ניטריד כאשר עומק החיתוך גדל פי שלושה! יעילות החיתוך גדלה פי 3 (בעבר היה צורך בחיתוך פי שלושה, אך כעת ניתן לבצע זאת פעם אחת). חספוס פני השטח של חומר העבודה עונה גם הוא על דרישות המשתמש. הדבר החשוב ביותר הוא שצורת הכשל הסופית של הכלי אינה שבר בקצה המדאיג, אלא שחיקה רגילה של הפנים האחוריות. ניסוי זה של גלגל שיניים מרוהה עם חריטה לסירוגין שבר את המיתוס לפיו כלי עבודה קשיחים במיוחד בתעשייה אינם ניתנים לשימוש לחריטה לסירוגין חזקה ופלדה מוקשה! הוא עורר סערה רבה בחוגים האקדמיים של כלי חיתוך!

גימור פני השטח של חור פנימי חריטה קשה של גלגל שיניים לאחר מרווה

אם ניקח לדוגמה את החיתוך לסירוגין של חור פנימי של גלגל השיניים עם חריץ שמן: אורך חיי השירות של כלי חיתוך הניסיון מגיע ליותר מ-8000 מטרים, ורמת הגימור היא בטווח של Ra0.8; אם משתמשים בכלי קשיח במיוחד עם להב ליטוש, גימור החריטה של ​​פלדה מוקשה יכול להגיע לכ-Ra0.4. וניתן להשיג אורך חיי כלי טוב.

עיבוד שבבי של פני הקצה של גלגל שיניים לאחר קרבוריזציה ומרווה

כיישום טיפוסי של "חריטה במקום השחזה", להב ניטריד בורון קובי נמצא בשימוש נרחב בייצור חריטה קשה של פני קצה גלגל השיניים לאחר חימום. בהשוואה לשחיקה, חריטה קשה משפרת מאוד את יעילות העבודה.

עבור גלגלי שיניים שעברו קרבורציה ומורדים, הדרישות לחיתוכים הן גבוהות מאוד. ראשית, חיתוך לסירוגין דורש קשיות גבוהה, עמידות בפני פגיעות, קשיחות, עמידות בפני שחיקה, חספוס פני השטח ותכונות אחרות של הכלי.

סקירה כללית:

עבור חריטה לאחר קרבוריזציה וקיבוע ועבור חריטה משטחי קצה, כלי בורון ניטריד קובי מרוכבים רגילים מרותכים הפכו פופולריים. עם זאת, עבור עיוות ממדדי של המעגל החיצוני והחור הפנימי של טבעת ההילוכים הגדולה המקרבת והמקילה, תמיד קשה לבטל את העיוות בכמות גדולה. חריטה לסירוגין של פלדה מחוררת בעזרת כלי בורון ניטריד קובי Valin superhard bn-h20 הוא התקדמות גדולה בתעשיית הכלים, התורמת לקידום נרחב של תהליך "חריטה במקום שחיקה" בתעשיית ההילוכים, וגם מוצאת את התשובה לבעיית כלי החריטה הגלילית של גלגלי שיניים מוקשים שהייתה מבולבלת במשך שנים רבות. כמו כן, יש חשיבות רבה לקיצור מחזור הייצור של טבעות ההילוכים ולהפחתת עלות הייצור; חותכי סדרת Bn-h20 ידועים כמודל העולמי של פלדה מחוררת חזקה לסירוגין בתעשייה.