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汽车驱动桥螺旋锥齿轮加工介绍

浏览    发布时间:2018-10-22
                                                             汽车驱动桥螺旋锥齿轮加工介绍

  1、螺旋锥齿轮数控加工设备及自动生产线

  大家都知道,自动线在变速箱齿轮和齿轮轴早已得到应用,极大地提高了生产效率和产品质量,并降低了劳动强度。目前螺旋锥齿轮数控齿轮加工设备正在逐步取代机械式设备。近年来,美国格里森公司和德国克林贝格—奥立康公司应用现代数控技术,研制出高精度、高效率的数控齿轮加工设备,螺旋锥齿轮加工设备发生了革命性的变化,国内少数骨干企业从上世纪九十年代开始引进的数控齿轮加工设备,但大部分还是单机生产。德国克林贝格—奥立康公司正在研制螺旋锥齿轮自动生产线,在国外汽车厂已经得到应用,国内也有厂家引进,相信不久的将来,自动生产线将是螺旋锥齿轮生产的主流。

  2、螺旋锥齿轮制造工艺

  两刀法加工正在逐步取代五刀法。目前国内绝大多数齿轮生产企业主要采用五刀法加工渐缩齿齿轮,在大批量生产中常采用五台以上机床为一组,加工一对齿轮需要五次装卸,转换品种时间长、调整工作量较大。此方法在欧美等国家已基本淘汰,两刀法加工成为主要的生产方式。两刀法加工既可用于等高齿,也可用于渐缩齿(completing),目前在国外已基本上形成了两种主要的加工方式:一种是采用等高齿,热后研齿;另一种是采用渐缩齿,用全工序法切齿,热后磨齿。在美国广泛采用等高齿研齿的加工方式,用于各种卡车和SUV等领域。在欧洲,轻、重型卡车通常采用等高齿研齿的加工方式,而各种高端客车和豪华后驱轿车等主要采用渐缩齿(completing)磨齿方式。由于两刀法加工采用两台机床为一组,加工一对齿轮仅需要两次装卸,加工时间短,生产效率高,劳动强度低,目前已有一些企业采用此方法,将来应用会越来越广泛。

  3、螺旋锥齿轮干式切削技术

  干式切削是在无冷却剂、润滑油的条件下,采用很高的切削速度进行切削加工。干式切削与湿式切削相比,不但极大地提高了生产效率,降低了加工成本,而且有利于保护环境,节约自然资源。在国外,干式切削的研究和应用都比较广泛,据统计,目前在欧美已有近一半企业采用干式切削加工。国内有部分齿轮企业正在进行这方面的研究工作,已经初见成效。

  干式切削必须选用适当的切削条件,不仅要求刀具材料具有极高的红硬性和热韧性,而且还必须有良好的耐磨性、耐热冲击和抗粘结性,目前应用于干式切削加工的刀具材料主要是超细硬质合金,刀具必须进行涂层处理,一般采用TiAlN或AlCrN涂层。另外还需要对切削用量参数、工件硬度进行合理的控制,以达到最佳的效果。随着机床技术和各种超硬耐高温刀具材料及其涂层技术的迅猛发展以及相关工艺研究的深入,干式切削技术必将在锥齿轮加工领域得到广泛的应用。

  4、螺旋锥齿轮精加工技术

  目前螺旋锥齿轮精加工方法主要有研齿、磨齿和硬齿面刮削。研齿是应用最广泛的一种方法,生产效率高,但修正能力有限,无法消除热处理变形误差。磨齿具有很高的加工精度,但是成本高。硬齿面刮削由于受设备和刀具等技术条件的限制,还只是应用于大型齿轮领域。目前有齿轮专家、学者在螺旋锥齿轮精加工方法方面做了一些创新研究,取得了一定的进展。

  4.1、据大连理工大学的“螺旋锥齿轮电化学光整加工技术基础研究”实践证实,利用光整加工方法不但能提高零件加工精度,而且能改善零件的表面质量。因此,对螺旋锥齿轮的齿面进行光整加工无疑会提高螺旋锥齿轮的使用性能。实验结果表明:利用脉冲电化学光整加工工艺不仅可使成形法加工的螺旋锥齿轮齿面的表面粗糙度达Ra0.1μm的水平,而且还使其加工精度可由DIN10级提高到DIN7级。

  4.2、螺旋锥齿轮的精锻成形工艺的研究。齿轮精锻技术是指齿轮轮齿由坯料经过精密锻压直接获得完整的齿形,而齿面不需切削加工或仅需少量精加工即可进行使用的齿轮制造技术。汽车差速器直齿锥齿轮精锻技术已经很成熟,由于螺旋锥齿轮产品的复杂性,具有齿形型腔复杂、充填困难、成形力大、模具设计复杂与制造精度要求高等特点,致使螺旋锥齿轮精锻工艺还处于研究阶段。采用精锻成形技术,不但能大大降低制造成本、节省原材料,而且能改善齿轮的组织、提高强度,因此具有很好的发展前景。
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