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精密齒輪沖壓加工變形要如何控制
在精密齒輪加工過程中,經常進行熱處理,例如滲碳、滲氮、淬火處理等等。在加工、齒輪和熱處理過程中,變形直接影響齒輪的精度、強度、噪聲和使用壽命。那么如何防止齒輪加工在熱處理后變型呢?可以從選材、熱處理、機加工等影響齒輪熱處理變形的幾個主要因素入手,分析其產生的原因,并通過良好的設計、適當的選材以及熱處理工序和機械加工工藝之間的相應配合等相應措施,減少齒輪熱處理變形,從而提高齒輪加工精度為最終能處理作好組織上的準備。以下是簡單介紹:
一、 影響齒輪熱處理變形的主要因素
1、材料冶金因素對齒輪變形的影響:鋼的淬透性越高,變形越大。當中心硬度大于40HRC時,變形量明顯增大。變形較穩定,鋼廠提供,變形低,穩定,鋼材。當 a/n 的含量控制在1~2.5之間時,可以縮小淬透性帶,減小變形量。
2、初步熱處理對齒輪變形的影響:正火硬度過高,大量索氏體等會增加內孔變形,所以鍛件要用控溫正火或等溫退火處理。
3、滲碳處理工藝對變形的影響:溫度的均勻性.碳層的均勻性,冷卻系統介質進行溫度的均勻件都影響分析齒輪結構變形,同時要求滲碳溫度越來越高,滲碳層越厚,油溫低、齒輪變形大。
4、淬火對變形的影響: 淬火冷卻行為是影響齒輪變形的重要因素,熱油淬火變形小于冷油淬火變形。油的冷卻能力也是變形的關鍵?;旌戏绞胶蛷姸仁茏冃斡绊?,淬火壓力淬火板齒輪,根據各種齒輪的變形。通過調整沖壓機的參數,減少變形,調整內外壓模和膨脹芯塊的壓力,調整各段注油量的大小和頂部工作臺的大小,控制變形。
5、裝夾方式和夾具:目的是使工件受熱冷卻均勻,工件各部位滲碳層均勻,以減少不均勻的熱應力和結構應力,從而減少變形。夾緊模式可以改變。圓盤部分垂直于油面,軸部分垂直安裝,使用補償墊圈、支撐墊圈和疊加墊圈?;ㄦI孔零件可以是滲碳心軸。
影響滲碳熱處理變形的因素很多,可能是多種原因的綜合影響結果,只有通過控制各種因素,才能在較小程度上控制變形??刂讫X輪變形也是齒輪制造全過程中需要解決的重要問題。
二、齒輪熱處理變形的具體控制措施
通過以上分析得知,影響齒輪熱處理變形的因素有很多,且存在于各個環節,為了控制齒輪在熱處理過程中發生變形問題,相關技術人員可參考一下具體控制措施,前面提高齒輪的質量。
1、科學選擇齒輪材質
齒輪原材料的淬透性直接影響齒輪熱處理變形,要科學選擇制作齒輪的原材料,不同的材料的淬透性各不相同,淬透性的選擇要依據不同齒輪的的工件材質,通常要保持一致性,相較于其他材料,鋼材的淬透性更好。同時齒輪的精準度也會影響原材料的淬透性,比如我國齒輪的原材料主要是20Cr Mn Ti 鋼,這類鋼晶體不均勻,很容易出現熱處理變形的問題。另外,考慮到綜合成本,要選擇適合的機械加工設備。
2、合理進行齒輪設計
相關設計人員要充分考慮導致齒輪熱處理環節發生變形的各種原因,在不改變原有性能的基礎上,科學合理的設計齒輪形狀,在設計齒輪形狀時,要考慮齒輪均衡受力程度,形狀構造簡單直接最好,從而減少因受力不均勻導致的變形問題出現。
3、選擇合適的熱處理工藝
在齒輪熱處理過程中,應選擇淬火油作為淬火介質,熱油淬火比冷油淬火變形小,油的冷卻能力、攪拌方式也是影響變形的重要因素,同時要適當應用添加劑來提升齒輪零部件的硬度,保證齒輪的質量。
4、優化裝料方式
為了使齒輪零部件在加熱過程中均衡受熱,可以優化裝料方式,盤類零件與油面垂直放置,軸類零件立裝,同時還可使用補償墊圈,以減少因熱力不均而造成的齒輪變形情況的發生。
5、預熱處理
齒輪完成鍛造處理加工后,也會因為應力不可控在熱處理環節出現受熱不均的問題,預熱處理好能有效的預防此種情況發生,在鍛造后進行預熱加工處理,通過改善齒輪原材料的組織結構,能有效防止因應力重新分布而出現變形的問題。
6、提高機械加工的質量
在機械裝備的選擇上,要選擇質量好的機械設備??紤]影響到齒輪熱處理變形的一系列因素,技術人員可以總結出齒輪發生變形原因,在以后齒輪熱處理過程中,提前準備預防方案,可以有效的防止變形情況的發生。另外,對材料特殊,形狀奇怪的齒輪,保險起見,需要進行二次熱處理加工。
綜上分析得知,影響齒輪熱處理變形的因素有很多,為了
能有效防止齒輪熱處理變形問題的出現,不僅要科學的選擇鑄造齒輪的材料和合理的齒輪設計,還要充分利用熱加工處理技術,全面提高機械加工的質量,從而有效降低齒輪熱處理變形發生的概率,確保齒輪的使用壽命。