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汽车齿轮加工工艺分析与研究

发布时间:2023-01-12 | 来源:产业创新研究 | 作者:周勇刚等

  在市场经济不断发展的时代背景下,汽车制造加工技术产业的发展水平受到了社会各界的广泛关注,技术部门要结合市场需求对汽车齿轮加工工艺予以优化,提升汽车加工工艺的整体效果。本文从汽车部件装配线工艺、齿轮加工工艺、塑料模具工艺等方面系统化讨论了汽车齿轮加工工艺分析内容,以供参考。

  对于齿轮加工工艺工作而言,细节工艺内容的成败决定了工艺的整体水平,要想提高我国汽车加工工艺水平,就要从齿轮等基础传动元件出发,优化汽车齿轮加工工艺流程的整体效果,系统应用工艺处理手段整合工艺要点。

  一、汽车齿轮机械加工概述

  对于汽车齿轮加工处理工艺体系而言,机械加工是非常关键的环节,近几年,为了提升齿轮加工工艺水平,切割技术的发展速度也在加快,新型刀具材料的研发和涂层技术的推广已经成为行业发展的必然选择。

  首先,新型刀具材料。主要指的就是硬质合金刀具,包括氮化钛合金、合金梯度合金等,尤其是在技术升级以及韧性改善加快的背景下,切割工具也呈现出全面优化的趋势。

  其次,涂层技术。涂层技术是指新型表明涂层处理,其中,低温化学表面涂层、超深层表面改性技术较为常见,协助相应的物理或者是化学手段提升材料表面组织结构的应用稳定性,被广泛应用在元件加工处理工艺中。涂层技术是对刀具属性的集中优化和加工升级,能有效维持机械工具处理的综合水平,优化齿轮的耐磨性、防腐蚀性以及使用寿命,从根本上提高其应用质量,优化相应工作效果。

  最后,数字化控制技术和传感器技术的升级,也为齿轮加工机床实现误差补偿、温度补偿等工序提供了保障,能一定程度上建立在线精密度检测系统和自动修正砂轮等操作,真正提高了处理技术的可靠性和精确度。

  二、齿轮加工工艺

  对于齿轮制造项目而言,齿轮加工技术的设定是关键,要结合齿轮的实际使用用途落实针对性的工艺要点,并且采取不同加工工艺模式确保齿轮承载力以及精度等参数都能满足实际需求,优化工艺效果的基础上,落实对应的工艺控制方案。本文以某汽车变速器四挡中间轴的齿轮加工工艺为例,优选方案的基础上,确保对应处理方式满足预期。

  基础参数确认

  齿轮的模数是1.94mm,齿轮的齿数为40,齿向方向鼓形量为 0.005±0.002mm,齿轮的齿廓斜偏差保持在 0.0075mm 以下,单个齿轮偏差为 0.011mm,零件材料要求是 20CrMnTiH,基础精度维持在七级。具体加工方案,见图1。

  要在参数确认之后依据相应的情况完善具体工作,确保应用效果和整体安全质量管控水平满足要求,完善加工方案整体流程运行机制,一定程度上实现齿轮工艺标准化控制的目标。

图 1 加工方案整体流程示意图

  具体工艺流程

  齿轮加工工艺流程要按照标准化流程完成相应的工艺操作,主要包括齿坯工艺、正火工艺、加工环节、滚齿工艺、剃齿工艺、热处理环节、磨削工艺以及修整环节。对于基础流程而言,工艺质量水平、工艺体系应用工具、结构调整装配线工艺效果等都是制约工艺效果的关键因素,需要齿轮加工部门结合技术实际需求,提升生产灵活性,提高生产效率,满足齿轮加工工艺的生产指标。

  1. 齿坯。结合齿轮加工工艺的具体要求,要利用锻件、棒料等进行相应的操作,利用热模锻成型的锻造工艺完成齿坯的处理,确保相应的工艺要点都能符合质量要求。需要注意的是,近几年广泛推广楔横压技术,更适宜进行复杂的阶梯轴类齿坯制造流程,结合相应的处理方案以及控制机制,在完善对应参数分析和分割处理的同时,保证齿坯应用管理效果符合要求,不仅能提升产品的具体精度,也能优化效率。

  2. 正火。一般而言,利用正火处理操作主要是为了获取适宜后续进行切削加工处理的元件,确保其硬度和精度都能满足质量标准,避免出现热处理变形,对整体工艺效果产生影响。值得一提的是,正火操作受到外界影响的因素较多,人员的操作经验、设备的精度以及环境温度湿度等都会对结果产生影响,加之冷却速度的控制和冷却均匀性都难以有效控制,使得热变形的问题屡有发生。基于此,要全面推广等温正火处理工艺,优化产品的稳定性。

  3. 加工。要想满足高精度齿轮加工的基本需求,目前采取的是全数控机床作业,借助机械夹紧不重磨车刀能提升加工处理工艺的精度和同步性,维持了齿轮内孔和端面垂直度的同时,也能确保大批量齿坯尺寸的离散度在规定范围内。

  4. 滚齿。本案例中,滚齿工艺采取的是美国格里森 Genesis 系列 130H 数控滚齿设备,能在完善制作工艺水平的基础上,对差动挂轮以及刀架角度等都能进行合理性的调整,从而优化整体操作方案,实现后续加工工作的稳定发展和落实。

  5. 剃齿。对于齿轮加工工艺流程而言,剃齿的处理工序决定了大批量汽车齿轮生产的整体水平,一般采取的是径向剃齿技术,能在提高工艺流程基础效率的同时,确保设计齿形和齿向都能得到有效的修正处理,减少误差造成的质量问题。与此同时,要针对加工中存在的问题予以及时校对,确保齿轮生产的正常开展。

  6. 热处理。在汽车齿轮加工操作中,汽车齿轮要求渗碳淬火,提升齿轮元件自身的力学性能,而对于热处理工艺操作结束后的加工产品,要保证稳定性和可靠性,就要使用对应的热处理设备予以完善。本文案例中主要应用的是爱协林 VBEs200/200 井式炉,配备 MDR/ψ2000×2000 大型井式气体渗碳炉,确保处理工艺效果能满足预期。

  7、磨削。本文案例中主要采取的是 YK7236B 数控蜗杆磨齿轮和 FKP-326-10 数控蜗杆磨齿轮进行磨齿。具体流程就是,完成相应的加工操作后,利用磨削处理的方式对热处理后的齿轮内孔以及端面等细节进行校对和精加工,从而提升其实际精度,确保能应用在不同的装配工艺中。需要注意的是,为了保证精加工的合理性和准确性,一般是采取节圆夹具完成定位处理,提升加工精度。

  8. 修整。一般而言,要借助相应的设备对变速器或者是驱动桥齿轮装配前的齿轮予以相应的检查和校对,减少毛刺产生的问题,避免装配操作结束后出现异动,借助综合检查仪器完成偏差分析,提升齿轮加工处理工艺的整体精度。

  综上所述,完整的齿轮加工方案配备精准的加工工艺,才能满足具体加工要求,技术部门要按照标准化操作工序建构系统化控制体系,要结合技术性、经济性以及工艺影响因素等多方面内容落实完整的控制和处理方案,提升目标优化效果的基础上,优选加工流程,保证齿轮加工工艺能满足预期。

  三、结语

  总而言之,汽车齿轮加工工艺正想着数控化、智能化的方向发展,实现对应的工艺升级,有效落实绿色制造发展的理念,全面优化制作质量和水平,真正推动了我国加工行业的进步,在全面考量技术性和经济性的同时,建构复合、智能的装备加工体系。

 

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