Proses pemesinan roda gigi, parameter pemotongan, dan persyaratan alat jika roda gigi terlalu sulit untuk diputar dan efisiensi pemesinan perlu ditingkatkan.

Roda gigi merupakan elemen transmisi dasar utama dalam industri otomotif. Biasanya, setiap mobil memiliki 18-30 gigi. Kualitas roda gigi secara langsung memengaruhi kebisingan, stabilitas, dan umur pakai mobil. Mesin perkakas pengolahan roda gigi adalah sistem mesin perkakas yang kompleks dan peralatan kunci dalam industri otomotif. Negara-negara penghasil mobil terkemuka di dunia seperti Amerika Serikat, Jerman, dan Jepang juga merupakan negara penghasil mesin perkakas pengolahan roda gigi. Menurut statistik, lebih dari 80% roda gigi mobil di Tiongkok diproses oleh peralatan pembuatan roda gigi dalam negeri. Pada saat yang sama, industri otomotif mengkonsumsi lebih dari 60% mesin perkakas pengolahan roda gigi, dan industri otomotif akan selalu menjadi konsumen utama mesin perkakas.

Teknologi pemrosesan roda gigi

1. Pengecoran dan pembuatan bahan baku

Penempaan cetakan panas masih merupakan proses pengecoran blanko yang banyak digunakan untuk komponen roda gigi otomotif. Dalam beberapa tahun terakhir, teknologi pengguliran baji silang telah banyak dipromosikan dalam pemesinan poros. Teknologi ini sangat cocok untuk membuat billet untuk poros pintu yang kompleks. Teknologi ini tidak hanya memiliki presisi tinggi, toleransi pemesinan selanjutnya yang kecil, tetapi juga memiliki efisiensi produksi yang tinggi.

2. normalisasi

Tujuan dari proses ini adalah untuk mendapatkan kekerasan yang sesuai untuk pemotongan roda gigi selanjutnya dan untuk mempersiapkan struktur mikro untuk perlakuan panas akhir, sehingga secara efektif mengurangi deformasi perlakuan panas. Material baja roda gigi yang digunakan biasanya adalah 20CrMnTi. Karena pengaruh besar dari staf, peralatan, dan lingkungan, kecepatan pendinginan dan keseragaman pendinginan benda kerja sulit dikendalikan, sehingga mengakibatkan dispersi kekerasan yang besar dan struktur metalografi yang tidak merata, yang secara langsung memengaruhi pemotongan logam dan perlakuan panas akhir, sehingga mengakibatkan deformasi termal yang besar dan tidak teratur serta kualitas bagian yang tidak terkendali. Oleh karena itu, proses normalisasi isotermal diadopsi. Praktik telah membuktikan bahwa normalisasi isotermal dapat secara efektif mengubah kekurangan normalisasi umum, dan kualitas produk stabil dan dapat diandalkan.

3. berbelok

Untuk memenuhi persyaratan pemosisian pemrosesan roda gigi presisi tinggi, semua blanko roda gigi diproses oleh mesin bubut CNC, yang dijepit secara mekanis tanpa perlu mengasah ulang alat bubut. Pemrosesan diameter lubang, permukaan ujung, dan diameter luar diselesaikan secara sinkron di bawah penjepitan satu kali, yang tidak hanya memastikan persyaratan vertikalitas lubang dalam dan permukaan ujung, tetapi juga memastikan dispersi ukuran kecil dari blanko roda gigi massal. Dengan demikian, akurasi blanko roda gigi ditingkatkan dan kualitas pemesinan roda gigi selanjutnya terjamin. Selain itu, efisiensi tinggi dari pemesinan mesin bubut NC juga sangat mengurangi jumlah peralatan dan memiliki nilai ekonomis yang baik.

4. Pembuatan roda gigi dan pembentukan gigi

Mesin pemotong roda gigi dan mesin pembentuk roda gigi biasa masih banyak digunakan untuk pemrosesan roda gigi. Meskipun mudah disesuaikan dan dirawat, efisiensi produksinya rendah. Jika kapasitas produksi besar, beberapa mesin perlu dioperasikan secara bersamaan. Dengan perkembangan teknologi pelapisan, sangat mudah untuk melapisi ulang pahat dan pendorong setelah penggerindaan. Masa pakai alat yang dilapisi dapat ditingkatkan secara signifikan, umumnya lebih dari 90%, secara efektif mengurangi jumlah penggantian alat dan waktu penggerindaan, dengan manfaat yang signifikan.

5. bercukur

Teknologi pemotongan gigi radial banyak digunakan dalam produksi gigi mobil massal karena efisiensinya yang tinggi dan kemudahan dalam mewujudkan persyaratan modifikasi profil gigi dan arah gigi yang dirancang. Sejak perusahaan membeli mesin pemotongan gigi radial khusus dari perusahaan Italia untuk transformasi teknologi pada tahun 1995, perusahaan telah matang dalam penerapan teknologi ini, dan kualitas pemrosesannya stabil dan dapat diandalkan.

6. perlakuan panas

Roda gigi otomotif memerlukan proses karburisasi dan pendinginan untuk memastikan sifat mekaniknya yang baik. Peralatan perlakuan panas yang stabil dan andal sangat penting untuk produk yang tidak lagi memerlukan penggerindaan roda gigi setelah perlakuan panas. Perusahaan telah memperkenalkan lini produksi karburisasi dan pendinginan kontinu dari German Lloyd's, yang telah mencapai hasil perlakuan panas yang memuaskan.

7. penggilingan

Alat ini terutama digunakan untuk menghaluskan lubang bagian dalam roda gigi yang telah diberi perlakuan panas, permukaan ujung, diameter luar poros, dan bagian-bagian lain untuk meningkatkan akurasi dimensi dan mengurangi toleransi geometris.

Proses pengerjaan roda gigi menggunakan perlengkapan lingkaran pitch untuk pemosisian dan penjepitan, yang secara efektif dapat memastikan akurasi pemesinan gigi dan referensi pemasangan, serta menghasilkan kualitas produk yang memuaskan.

8. penyelesaian

Tujuannya adalah untuk memeriksa dan membersihkan tonjolan dan gerigi pada bagian roda gigi transmisi dan poros penggerak sebelum perakitan, sehingga dapat menghilangkan kebisingan dan suara abnormal yang disebabkan olehnya setelah perakitan. Dengarkan suara melalui pengoperasian pasangan tunggal atau amati penyimpangan pengoperasian pada penguji komprehensif. Bagian-bagian rumah transmisi yang diproduksi oleh perusahaan manufaktur meliputi rumah kopling, rumah transmisi, dan rumah diferensial. Rumah kopling dan rumah transmisi adalah bagian penahan beban, yang umumnya terbuat dari paduan aluminium cor melalui pengecoran khusus. Bentuknya tidak beraturan dan kompleks. Alur proses umumnya adalah penggilingan permukaan sambungan → pemesinan lubang proses dan lubang penghubung → pengeboran kasar lubang bantalan → pengeboran halus lubang bantalan dan lubang pin penentu lokasi → pembersihan → uji dan deteksi kebocoran.

Parameter dan persyaratan alat pemotong roda gigi

Roda gigi mengalami deformasi parah setelah proses karburisasi dan pendinginan. Terutama untuk roda gigi berukuran besar, deformasi dimensi lingkaran luar dan lubang dalam yang telah dikarburisasi dan didinginkan umumnya sangat besar. Namun, untuk pembubutan lingkaran luar roda gigi yang telah dikarburisasi dan didinginkan, belum ada alat yang sesuai. Alat bn-h20 yang dikembangkan oleh “Valin Superhard” untuk pembubutan intermiten kuat pada baja yang telah didinginkan telah memperbaiki deformasi lingkaran luar, lubang dalam, dan permukaan ujung roda gigi yang telah dikarburisasi dan didinginkan, serta menemukan alat potong intermiten yang sesuai. Hal ini telah membuat terobosan global di bidang pemotongan intermiten dengan alat superkeras.

Deformasi karburisasi dan pendinginan roda gigi: deformasi karburisasi dan pendinginan roda gigi terutama disebabkan oleh gabungan aksi tegangan sisa yang dihasilkan selama pemesinan, tegangan termal dan tegangan struktural yang dihasilkan selama perlakuan panas, dan deformasi berat sendiri dari benda kerja. Khususnya untuk cincin roda gigi dan roda gigi besar, cincin roda gigi besar juga akan meningkatkan deformasi setelah karburisasi dan pendinginan karena modulusnya yang besar, lapisan karburisasi yang dalam, waktu karburisasi yang lama, dan berat sendiri. Hukum deformasi poros roda gigi besar: diameter luar lingkaran tambahan menunjukkan tren kontraksi yang jelas, tetapi dalam arah lebar gigi poros roda gigi, bagian tengahnya berkurang, dan kedua ujungnya sedikit melebar. Hukum deformasi cincin roda gigi: Setelah karburisasi dan pendinginan, diameter luar cincin roda gigi besar akan membengkak. Ketika lebar gigi berbeda, arah lebar gigi akan berbentuk kerucut atau drum pinggang.

Pembubutan roda gigi setelah karburisasi dan pendinginan: deformasi karburisasi dan pendinginan pada cincin roda gigi dapat dikendalikan dan dikurangi sampai batas tertentu, tetapi tidak dapat dihindari sepenuhnya. Untuk koreksi deformasi setelah karburisasi dan pendinginan, berikut ini adalah pembahasan singkat tentang kelayakan alat bubut dan potong setelah karburisasi dan pendinginan.

Memutar lingkaran luar, lubang dalam, dan permukaan ujung setelah karburisasi dan pendinginan: pembubutan adalah cara paling sederhana untuk mengoreksi deformasi lingkaran luar dan lubang dalam roda gigi cincin yang telah dikarburisasi dan didinginkan. Sebelumnya, alat apa pun, termasuk alat superkeras asing, tidak dapat menyelesaikan masalah pemotongan terputus-putus yang kuat pada lingkaran luar roda gigi yang telah didinginkan. Valin Superhard diundang untuk melakukan penelitian dan pengembangan alat, “Pemotongan terputus-putus pada baja yang dikeraskan selalu menjadi masalah yang sulit, apalagi baja yang dikeraskan sekitar HRC60, dan toleransi deformasinya besar. Saat membubut baja yang dikeraskan dengan kecepatan tinggi, jika benda kerja mengalami pemotongan terputus-putus, alat akan menyelesaikan pemesinan dengan lebih dari 100 guncangan per menit saat memotong baja yang dikeraskan, yang merupakan tantangan besar bagi ketahanan benturan alat.” Demikian kata para ahli Asosiasi Pisau Tiongkok. Setelah satu tahun pengujian berulang, Valin Superhard telah memperkenalkan merek alat potong superkeras untuk Pembubutan Baja yang Dikeraskan dengan diskontinuitas yang kuat; Percobaan pembubutan dilakukan pada lingkaran luar roda gigi setelah proses karburisasi dan pendinginan.

Percobaan pembubutan roda gigi silindris setelah karburisasi dan pendinginan

Roda gigi besar (roda gigi cincin) mengalami deformasi serius setelah proses karburisasi dan pendinginan. Deformasi lingkaran luar roda gigi cincin mencapai 2 mm, dan kekerasan setelah pendinginan adalah HRC 60-65. Pada saat itu, pelanggan kesulitan menemukan mesin gerinda berdiameter besar, dan toleransi pemesinan besar, serta efisiensi penggerindaan terlalu rendah. Akhirnya, roda gigi yang telah dikarburisasi dan didinginkan tersebut dibubut.

Kecepatan pemotongan linier: 50–70 m/menit, kedalaman pemotongan: 1,5–2 mm, jarak pemotongan: 0,15-0,2 mm/putaran (disesuaikan dengan kebutuhan kekasaran permukaan)

Saat memutar roda gigi yang telah dipadamkan, proses pemesinan diselesaikan dalam satu kali pengerjaan. Alat keramik impor asli hanya dapat diproses berkali-kali untuk memotong deformasi. Selain itu, kerusakan pada bagian tepi sangat serius, dan biaya penggunaan alat tersebut sangat tinggi.

Hasil uji alat: alat ini lebih tahan benturan daripada alat keramik silikon nitrida impor asli, dan masa pakainya 6 kali lebih lama daripada alat keramik silikon nitrida ketika kedalaman pemotongan ditingkatkan tiga kali lipat! Efisiensi pemotongan meningkat 3 kali lipat (sebelumnya tiga kali pemotongan, tetapi sekarang selesai dalam satu kali pemotongan). Kekasaran permukaan benda kerja juga memenuhi persyaratan pengguna. Hal yang paling berharga adalah bentuk kegagalan akhir alat ini bukanlah patahan tepi yang mengkhawatirkan, tetapi keausan permukaan belakang yang normal. Percobaan putaran intermiten pada roda gigi yang dikeraskan ini mematahkan mitos bahwa alat superkeras di industri tidak dapat digunakan untuk putaran intermiten yang kuat pada baja yang dikeraskan! Hal ini telah menimbulkan sensasi besar di kalangan akademisi alat potong!

Hasil akhir permukaan lubang bagian dalam roda gigi hasil pembubutan keras setelah pendinginan.

Sebagai contoh, pada pemotongan intermiten lubang bagian dalam roda gigi dengan alur oli: masa pakai alat potong percobaan mencapai lebih dari 8000 meter, dan hasil akhirnya berada dalam kisaran Ra0.8; Jika digunakan alat superkeras dengan tepi yang dipoles, hasil akhir pembubutan baja yang dikeraskan dapat mencapai sekitar Ra0.4. Dan masa pakai alat yang baik dapat diperoleh.

Pengerjaan permukaan ujung roda gigi setelah karburisasi dan pendinginan

Sebagai aplikasi khas dari "pembubutan alih-alih penggerindaan", mata pisau boron nitrida kubik telah banyak digunakan dalam praktik produksi pembubutan keras permukaan ujung roda gigi setelah pemanasan. Dibandingkan dengan penggerindaan, pembubutan keras sangat meningkatkan efisiensi kerja.

Untuk roda gigi yang dikarburisasi dan dipadamkan, persyaratan untuk alat potong sangat tinggi. Pertama, pemotongan intermiten membutuhkan kekerasan tinggi, ketahanan terhadap benturan, ketangguhan, ketahanan aus, kekasaran permukaan, dan sifat-sifat alat lainnya.

ringkasan:

Untuk pembubutan setelah karburisasi dan pendinginan serta untuk pembubutan permukaan ujung, perkakas boron nitrida kubik komposit las biasa telah dipopulerkan. Namun, untuk deformasi dimensi lingkaran luar dan lubang dalam cincin roda gigi besar yang dikarburisasi dan didinginkan, selalu menjadi masalah sulit untuk menghilangkan deformasi dalam jumlah besar. Pembubutan intermiten baja yang didinginkan dengan perkakas boron nitrida kubik superkeras Valin bn-h20 merupakan kemajuan besar dalam industri perkakas, yang bermanfaat untuk mempromosikan secara luas proses "pembubutan alih-alih penggerindaan" dalam industri roda gigi, dan juga menemukan jawaban atas masalah perkakas pembubutan silinder roda gigi yang dikeraskan yang telah membingungkan selama bertahun-tahun. Hal ini juga sangat penting untuk mempersingkat siklus pembuatan cincin roda gigi dan mengurangi biaya produksi; pemotong seri Bn-h20 dikenal sebagai model dunia untuk pembubutan intermiten baja yang didinginkan yang kuat di industri.