變速器臺階孔齒輪工藝改進
發(fā)布時間：
2015-01-09 10:11
臺階孔齒輪是變速器的核心零部件之一，其加工質(zhì)量的好壞直接影響到變速器的性能、效率、壽命、噪聲等。但由于臺階孔齒輪結(jié)構(gòu)的原因，給加工帶來一定的難題，因此要對工藝難點進行攻關(guān)。
臺階孔齒輪簡介
臺階孔齒輪（見圖1）是我公司加工零件中薄壁齒輪常見的一種，易變形區(qū)域厚度為12mm。該零件有效定位面小（有效定位面12.1mm），薄壁。端面尺寸要求（17.3±0.05）mm，表面粗糙度值Ra=1.6μm，端面圓跳動0.05mm。由于其壁薄并且有效定位面小，使得在加工中產(chǎn)生的熱處理變形和長度尺寸很難保證加工精度和使用要求，屬于齒輪行業(yè)現(xiàn)有加工工藝難以保證產(chǎn)品質(zhì)量的零件之一。
圖1 臺階孔齒輪
加工工藝分析
1.工藝流程
粗車成形→精車一端→精車另一端、鏜孔→滾齒、去毛刺→插倒錐齒→剃齒→滲碳淬火→磨棱→熱后車端面及內(nèi)孔。
2.加工中的問題
1）由于該臺階孔齒輪易變形區(qū)域厚度只有12mm，加工前鍛件硬度160~210HBW，滲碳處理，層深0.6~1mm，表面硬度58?63HRC。由于熱處理變形，當加工到圖樣尺寸（17.3±0.05）mm時，易變形區(qū)域A面無法完全加工，帶有黑皮，滿足不了表面粗糙度值1.6μm的要求，說明熱處理后易變形區(qū)域翹曲。
2）雖然在滾齒工序中能去除端面毛刺，但是我公司廣泛采用的是YM系列磨棱機。該磨棱機的工作原理是利用臺階孔齒輪的轉(zhuǎn)動，旋轉(zhuǎn)的片狀砂輪隨著氣動臂的控制，沿輪齒兩端齒廓倒角0.5mm×45°磨棱。這種加工方法強制擠壓齒廓，以達到齒廓倒角的目的。但是該種加工使齒廓擠壓產(chǎn)生的毛刺翻到臺階孔大端面（見圖2）。由于齒部外翻毛刺的影響，導(dǎo)致定位基準不準，在熱處理后車削時無法保證加工幾何和位置公差。
圖2 臺階孔大端面
改進加工工藝試驗
1.熱處理工藝
針對滲碳淬火后臺階孔齒輪薄壁變形區(qū)厚度只有12mm，原有快速光亮淬火油（冷油）更換為光亮淬火油（熱油）。該油采用進口基礎(chǔ)油加添加劑，40℃的運動黏度為100mm2/s左右，使用溫度為100°?120°，淬火變形小，適合于壁厚12mm以下8620淬火。對30件熱油滲碳淬火后的薄壁平行度進行測量，對工件翹曲進行跟蹤（見附表）。最大翹曲為0.32mm，而原有精車工序單邊留量為0.15mm，雙邊留量為0.3mm，即（17.6±0.05）mm。經(jīng)過幾輪的熱處理，為了完全杜絕熱后車出現(xiàn)黑皮現(xiàn)象，保證加工出合格的工件。調(diào)整工藝把熱前精車薄壁留量增加0.1mm，加工尺寸為（17.7±0.05）mm。
2.加工工藝
首先將工序調(diào)整為：粗車成形→精車一端→精車另一端、鏜孔→滾齒、去毛刺→插倒錐齒→剃齒→滲碳淬火→磨棱→去定位面毛刺→熱后車端面及內(nèi)孔。針對臺階孔齒輪磨棱后，端面翻毛刺無法定位，增加去端面毛刺工序，在平面磨床M7475B上使定位端面見光，定位面基準統(tǒng)一。其次在熱處理后車端面工序中采用端面支撐（見圖3），原有加工夾緊定位方式是以端面定位，三爪夾緊外圓。但由于端面翻毛刺，端面支撐把翻毛刺的區(qū)域給避讓過去，使熱后車端面及內(nèi)孔時定位可靠，完全能夠滿足加工的尺寸要求。通過切削加工中的兩項措施，既保證了臺階孔齒輪產(chǎn)品的質(zhì)量，又去除了后續(xù)工序產(chǎn)生的毛刺，提高了產(chǎn)品的光潔度，減少裝箱后毛刺對噪聲的影響。
圖3 端面支撐
結(jié)語
變速器的臺階孔齒輪工藝改進后，產(chǎn)品的穩(wěn)定性得到很好的改善，類似的工藝問題從根本上得到解決，為我公司批量化生產(chǎn)提供了經(jīng)驗。
微信公眾平臺