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直接珩磨新工艺

2019-12-08 00:001250

  位于瑞士Duebendorf的Fässler公司在硬齿面精加工领域处于世界领先地位,作为一家在行业中引领潮流的公司,Fässler与其最终用户建立了长期合作的竞争伙伴关系,向市场提供最新一代工艺装备和最现代化的CNC机床。作为系统供应商,Fässler公司可提供整个齿轮珩磨的全套交钥匙解决方案。

珩齿是一种众所周知,系列化生产中常用的硬齿面精加工工艺。经过珩磨的齿轮可以改善其噪声和磨损特性。Fässler公司最近在提高珩齿经济可行性和过程可靠性方面有了长足进展,提高了这种加工方法的效率。Fässler最近投放市场的HMX-400型齿轮珩磨机就是体现这一发展的新型机床。

  珩磨过的齿轮由于改变了轮齿的表面结构,因而能降低噪声和延长使用寿命。经珩磨的齿轮表面,形成类似于鱼骨刺的表面结构,有利于从齿根面端部到节圆直径表面上形成一层润滑油膜,有利于抑制噪声的产生。特殊过程运动会使珩磨工具在对应方向上与工件产生滚动接触,从而生成这种表面结构。合成速度分量作用于齿面,生成一个轴向的切削速度分量,所以可使磨具的磨粒与整个齿面保持接触。

  与齿轮磨削相比,珩齿时的切削速度极慢,仅为0.5-6.5m/s。因此,作用于起切削作用的磨粒、结合剂特别是工件材料上的热量极低,因而在珩磨过程中不会发生金相组织的变化,不必担心会出现“烧伤”。即便将切削速度提高到10m/min(新一代机床所能达到的速度)、在加工过程中仍不会有产生热负荷的危险。在低速加工的夹紧时,会出现较大的力。这个力可能很大,表面的结构会发生压紧和残余压应力增大,而这种现象通常出现在热处理过程中。这种残余压应力增大对零件寿命有利,所以珩磨齿轮必然会提高其抗磨损性,因而珩磨齿轮的使用寿命要比用其它方法精加工的淬硬齿轮的寿命长。

  上述珩磨加工方法的优点可归结为:这是一种经济可行的加工方法。在考察一种工件加工工艺的经济可行性时,必须考虑到整个加工过程链。这对硬齿轮精加工来说尤其重要的,因为预精加工是极为重要的。通常,加工成本的提高与工件硬度的大小不成比正。为此,在大多数情况下需要一种良好的绿色加工方法,既要能有效进行硬齿面加工,又要热处理变形效果最小。这就要创造一种最理想的硬齿面精加工条件。除了对预加工方法实施改进之外,这种硬齿面加工方法不但切除量要大,而且要能有大的尺寸变化,这样才能可靠而廉价地切除材料。这就使人产生了一种能使珩磨的工艺优势与磨削的产量优势相结合的设想。这就导致了一种使设想变成现实的方法:直接珩磨,既工件经热处理后直接珩磨。

  在用直接珩磨法进行预加工时,不但获得很高的切除率,而且能经济地并以很高的重复精度达到了预期的质量要求。为达到最终目标,Fässler公司继续与著名大学合作,对珩磨工艺进行进一步的开发。Fässler公司的直接珩磨概念涉及诸多过程控制技术。

  更快更经济地加工要求常常与提高加工重复性和质量并使机床操作尽可能简便的要求如影随形。这就是Fässler直接珩磨设想所包含的内容。

  以前,最终用户在进行珩磨时需选用人造树脂结合氧化铝或硬质合金磨具,电镀CBN或金刚石磨具或者是复合模具。

  对于过程控制,理论上存在双面接触、单面线接触和单面点接触几种可能性,以及有或没有工件与工件驱动同步。同时,还存在将这类策略组合在一起,促成一种优化的效果的可能。在选用磨具材料时,必须考虑采用能达到最长磨具寿命的材料。还要考虑到,易切削磨料导致修整磨具过早磨损的问题。

  有一种过程控制方法能缩短珩磨时间,易于保证在整个齿面上保持理论上的线接触。因此避免了磨具与工件的点接触。尽管这可能有悖于产生较大残余压应力的要求,足够大的力依然会使之保持理论线接触。连续改变接触条件会产生良好的动态特性,不会因摆动角度使机床部件产生严重颤振。珩磨过程中,单面线接触珩磨时这类动态特性会对机床产生严重影响。为最大限度地减小这种影响,要尽可能地采用双面线接触。系列化生产中,由此而引发的对珩磨过程中利用机床运动链实施齿面修形过程的各种限制,可予忽略。但在工装中必须建立轮廓修形。关于单面或双面接触,所涉及的或是磨具齿面,或是工件齿面。事实上,在加工过程中总有一个以上的齿在保持接触。这就表示珩齿过程是一种连续接触的滚动过程。这是使齿轮低噪声运行的一项极为重要的决定性因素。

制造商:Fassler AG

Tel: +86 25 8421 7095 or 8421 7096
Fax:+86 25 8421 7097
e-mail: techstar@jlonline.com
www.faessler-ag.ch

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