<small id="ncqvc"></small>

    1. <acronym id="ncqvc"></acronym>
        <track id="ncqvc"></track>
      1. <track id="ncqvc"></track>

          大功率變速箱內斜齒齒圈精度分析與控制

          分享到:
          點擊次數:1130 更新時間:2018年09月18日11:52:57 打印此頁 關閉

              內斜齒具有較大的軸向承受力和較高的重合系數等特點,適合大功率傳輸,因此在大功率變速箱行星傳動系統中普遍采用內斜齒進行傳動。目前,國內大功率自動變速箱基本依賴進口,關鍵的設計、制造技術仍不成熟。隨著我國科學技術的發展與進步,設計、制造的條件日趨完善,大功率自動變速箱行星傳動復雜內斜齒齒圈制造技術的研究


              內斜齒齒圈屬于薄壁、易變形類零件,齒圈精度要求高,制造難度大,是行星傳動系統中的關鍵零件。本文以某大功率變速箱中的內斜齒齒圈為分析對象,進行內斜齒齒圈精度分析與控制的研究。


              1 工藝特性 某大功率變速箱中的內斜齒齒圈屬于薄壁、易變形類零件。材料采用38CrMoAlA鋼。內斜齒按照GB/T 10095—1988標準,齒部精度要求較高(為7-8-8-HK),齒形Ff=0.013 mm,齒向Fβ=0.016 mm,周節累積Fp=0.045 mm,齒厚S=4.119 mm。


              造成零件加工變形的主要因素是零件內的殘余應力、切削力和切削熱產生的應力以及零件裝夾時的夾緊力等,因而如何合理選擇工藝方法及裝夾方式,消除應力和變形,保證加工精度成為關鍵[1]。


              2 精度分析 該零件毛坯為鍛造件。在鍛造過程中,由于零件的各部分冷卻時收縮不均,以及零件的金相組織轉變時的體積變化,使其內部產生較大的殘余應力,這種殘余應力的存在,直接導致零件產生變形。即使零件在加工過程中的裝夾、切削等各個環節安排都很合理,由于受殘余應力的影響,仍然會使零件產生變形。這種受殘余應力影響的變形,往往在零件經過切削加工后才明顯顯現出來;因此,受切削力、切削熱、夾緊力和殘余應力等因素的影響,時常會發生精加工后零件尺寸及幾何公差超差的情況,嚴重時會產生廢品[2]。


              2.1 切削力及切削熱的影響


              在切削過程中,由于刀具與工件的相互作用而產生切削力,零件受切削力的擠壓與拉伸而產生變形;同時,由于內斜齒齒圈屬于薄壁圈類零件,切削零件時產生的切削力、零件阻礙刀具切削時產生的彈性變形和塑性變形均使切削區溫度升高,產生切削熱,從而導致零件產生熱變形。


              2.2 夾緊力的影響


              因零件體積較大,若夾緊力偏小,由于切削力的作用,會使零件加工時產生松動,甚至報廢;若夾緊力偏大,加工完成后松開零件,則零件產生的彈性變形會影響到加工精度。


              2.3 殘余應力的影響


              由于加工后破壞了零件內部金相組織的平衡,其殘余應力會重新分布,從而引起變形。


              2.4 熱處理變形分析


              氮化處理變形主要是翹曲變形。引起翹曲變形的原因是由于氮化前零件內殘存的內應力未完全消除,導致氮化后的變形;另外,滲氮面不對稱及滲氮爐內溫度不均勻、裝爐方式不恰當等均會導致變形。


              綜上所述,內斜齒齒圈屬于薄壁圈類零件,極易在加工中出現裝夾變形及加工應力釋放變形,主要的變形形式為內斜齒齒圈端面產生翹曲,內孔及外圓產生橢圓現象。


              3 控制措施 為了防止或減小零件在加工過程中產生變形,可采取對切削力、切削熱、夾緊力、殘余應力和氮化等因素進行控制的措施,來提高零件精度。


              3.1 切削力及切削熱的控制


              減小切削時的切削力可大大減小零件變形,所以,鍛造毛坯要精細化,減小毛坯余量。


              齒坯粗加工時,吃刀量和進給量可以取大些,并增加半精車工序,以減小工序間的車削量。


              在插齒過程中,由于插斜齒要比插直齒時插齒刀同時參加切削的齒數較多,所以插齒刀的旋向選擇要與被切齒輪相同,且切削用量選擇要比插削外齒輪減少約20%~40%。插削直齒內齒輪和斜齒內齒輪示意圖如圖2所示,圖2中,1為插齒刀往復運動;2、3為滾切分度運動;4為徑向讓刀運動;5為徑向進給運動;6為插齒刀轉動。為了保證零件齒部精度要求,刀具采用AA級插齒刀,材質為S390,硬度為66~67 HRC。合理的切削參數見表1。


              在零件切削中使用潤滑液,不僅可以使切削力減小,而且可以降低零件表面粗糙度,同時由于零件未受切削熱的影響,其加工尺寸精度和幾何公差均可得到保證。


              3.2 裝夾力的控制


              為減少零件裝夾變形,采用端面定位和端面壓緊的方式對零件進行加工。以零件的端面及外圓定位(見圖3),通過壓緊裝置將齒圈從端面壓緊。零件的壓緊力在端面上較均勻,不易變形。定位壓緊實物圖如圖4所示。


              3.3 殘余應力的控制


              進行毛坯正火處理,不僅能消除鍛造應力,改善鍛造組織,而且能消除金屬內的帶狀組織及網狀碳化物,得到均勻的內部組織,為終熱處理打下基礎。在氮化前進行預處理工序,即在粗加工后進行調質處理,得到單一的索氏體組織;在半精加工后進行去應力回火處理,可減小零件的變形,避免缺陷的產生。


              3.4 熱處理變形控制


              熱處理變形控制措施如下:1)齒圈在氮化過程中,合理采用緩慢、分階段升溫法,縮小零件內外溫差,即在300 ℃以上每升溫100 ℃保溫1 h,可以減小零件變形;2)零件表面平面度的大小也是引起零件表面翹曲的因素之一,相應在裝爐過程中配以支承夾具,可減小零件表面翹曲變形;3)零件裝爐需均勻。


              4 工藝流程及研究結果 根據上述分析與控制措施制定出內斜齒齒圈制造工藝流程如下:鍛造→粗車→熱處理(調質)→半精車→粗插齒→去毛刺→熱處理(去應力)→磨兩端面→退磁→精車→精插齒→去毛刺→中檢→插內齒→去毛刺→熱處理(氮化)→入庫。


              加工過程中出現的變形,通過熱處理應力得以釋放,增加半精車加工工序及改善裝夾等方式,零件變形均得以有效控制。


              零件經過氮化處理后變形較小,變形后的尺寸及齒部精度均在合格范圍內。


              1)按照GB/T 10095—1988標準,氮化前齒圈齒部精度要求達到6-7-7-HK,齒圈齒形Ff=0.013 mm,齒向Fβ=0.016 mm,周節累積Fp=0.045 mm,齒厚S=4.119 mm。


              2)按照GB/T 10095—1988標準,氮化后齒圈齒部精度要求達到7-8-8-HK,齒圈齒形Ff=0.018 mm,齒向Fβ=0.025 mm,周節累積Fp=0.063 mm,齒厚S=4.122 mm。


              氮化后齒圈精度完全符合設計指標要求。


              5 結語 通過某大功率變速器內斜齒齒圈精度分析與控制,有效解決了零件的變形問題,提高了零件的加工精度和表面質量,并制定出了合理可行的內斜齒齒圈的制造工藝,同時該工藝流程的順利實施和后期的總結、提煉,可為今后類似零件的加工提供經驗借鑒。

          上一條:傳動效率高達99.7%的鼓形齒式聯軸器 下一條:齒輪的模數要怎么計算出來呢?
          我和公GONG在厨房A片