CNC On-machine Measurement Quality Service Provider
齒輪制造有滾齒,銑齒,插齒等等各種工藝,但還有一種齒輪是用金屬粉末壓出來的,也就是粉末冶金工藝。先來段視頻看看有什么不同:
Part.1
粉末冶金工藝詳解
粉末冶金齒輪是各種汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中普遍使用的,雖然在大批量的情況下非常經(jīng)濟(jì)實(shí)用,不過在其他方面也有待改進(jìn)的地方。
◆
粉末冶金工藝優(yōu)缺點(diǎn)分析
粉末冶金是用金屬粉末(或金屬粉末與非金屬粉末的混合物)作為原料,經(jīng)過成形和燒結(jié),制造金屬材料、復(fù)合材料以及各種類型制品的工藝技術(shù)。
優(yōu)點(diǎn):
1.一般粉末冶金齒輪制造工序少。
2.用粉末冶金法制造齒輪時(shí),材料利用率可達(dá)95%以上。
3.粉末冶金齒輪的重復(fù)性非常好。因?yàn)榉勰┮苯瘕X輪是用模具壓制成形的,在正常使用條件下,一副模具約可壓制幾萬至幾十萬件齒輪壓坯。
4.粉末冶金法可將幾個(gè)零件一體化制造。
5.粉末冶金齒輪的材料密度是可控的。
6.在粉末冶金生產(chǎn)中,為便于成形后從壓模中脫出壓坯,壓模工作面的粗糙度都非常好。
缺點(diǎn):
1.必須要批量生產(chǎn),一般來說,批量5000件以上比較適合用粉末冶金工藝生產(chǎn);
2.尺寸大小受到壓機(jī)壓制能力的限制。壓機(jī)一般都幾噸到幾百噸壓力,直徑基本是在110MM以內(nèi)都可以制作成粉末冶金;
3.粉末冶金齒輪受結(jié)構(gòu)限制。由于壓制和模具上的原因,一般不適宜生產(chǎn)蝸輪、人字形齒輪和螺旋角大于35°的斜齒輪。斜齒輪一般建議把斜齒設(shè)計(jì)在15°以內(nèi);
4.粉末冶金齒輪的厚度受到限制。模腔深度和壓機(jī)行程必須是齒輪厚度的2~2.5倍,同時(shí)考慮到齒輪高度縱向密度的均勻性,因此粉末冶金齒輪的厚度也是很重要的。
◆
粉末冶金工藝基本流程
1.制粉是將原料制成粉末的過程,常用的制粉方法有氧化物還原法和機(jī)械法。
2.混料是將各種所需的粉末按一定的比例混合,并使其均勻化制成坯粉的過程。分干式、半干式和濕式三種,分別用于不同要求。
3.成形是將混合均勻的混料,裝入壓模重壓制成具有一定形狀、尺寸和密度的型坯的過程。成型的方法基本上分為加壓成型和無壓成型。加壓成型中應(yīng)用最多的是模壓成型。
4.燒結(jié)是粉末冶金工藝中的關(guān)鍵性工序。成型后的壓坯通過燒結(jié)使其得到所要求的最終物理機(jī)械性能。燒結(jié)又分為單元系燒結(jié)和多元系燒結(jié)。除普通燒結(jié)外,還有松裝燒結(jié)、熔浸法、熱壓法等特殊的燒結(jié)工藝。
5.燒結(jié)后的處理,可以根據(jù)產(chǎn)品要求的不同,采取多種方式。如精整、浸油、機(jī)加工、熱處理及電鍍。此外,近年來一些新工藝如軋制、鍛造也應(yīng)用于粉末冶金材料燒結(jié)后的加工,取得較理想的效果。
Part.2
常見齒輪加工方式中的裝夾系統(tǒng)
粉末冶金是大批量制齒輪的一種方法,而常見的滾齒、插齒等工藝看起來能更好的應(yīng)對(duì)多品種小批量的需求,此時(shí)它們的裝夾系統(tǒng)就很有講究了。
從普通車加工→滾齒加工→插齒加工→剃齒加工→硬車加工→磨齒加工→珩磨加工→鉆孔→內(nèi)孔磨削→焊接→測(cè)量,為這個(gè)過程配置合適的裝夾系統(tǒng)顯得尤為重要。
1.普通車加工
在普通車加工中,齒輪毛胚件通常被夾持在垂直或者水平的車削機(jī)床上。對(duì)于自動(dòng)夾持的夾具,絕大多數(shù)不需在主軸另一邊加裝輔助穩(wěn)定裝置。
2.滾齒加工
因?yàn)槌霰姷慕?jīng)濟(jì)性,滾齒加工是一種用于生產(chǎn)外齒輪,圓柱齒輪的切削工藝。滾齒加工不僅在汽車工業(yè)中,而且還在大型的工業(yè)變速器制造中被廣泛運(yùn)用,但是前提是不會(huì)受到被加工工件的外輪廓的限制。
3.插齒加工
插齒這種加工齒輪的工藝,主要用在不能滾齒加工的情況下。這種加工方式主要被適用于齒輪的內(nèi)齒加工,以及一些受結(jié)構(gòu)干擾齒輪的外齒加工。
4.剃齒加工
剃齒加工是一種齒輪的精加工工藝,切削時(shí)帶有對(duì)應(yīng)于齒輪齒形的刀身。這種工藝具有很高的生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性,因此已經(jīng)在工業(yè)中被廣泛運(yùn)用。
5.硬車加工
硬車加工使取代昂貴的研磨工藝成為可能。為了使其正常運(yùn)行,系統(tǒng)的各個(gè)部分和加工部分相對(duì)應(yīng)的連接在一起。選用正確的機(jī)床和夾具、切削工具決定了車削效果的好壞。
6.磨齒加工
當(dāng)今為了成功達(dá)到齒輪生產(chǎn)中所必須的精度,在很多情況下,齒面的硬質(zhì)精加工是必不可少的。在量產(chǎn)中,一種很經(jīng)濟(jì)有效的加工方式。另一方面,類似于樣品加工,當(dāng)使用可調(diào)節(jié)的研磨工具時(shí),磨齒加工就會(huì)體現(xiàn)更大的靈活性。
7.珩磨加工
珩磨加工是運(yùn)用無定形切削角度,對(duì)硬質(zhì)齒輪進(jìn)行最終精加工的工藝。珩磨加工不僅具有很高的經(jīng)濟(jì)性,而且能使被加工齒輪具有低噪音的光滑表面。相對(duì)于研磨,珩磨加工的切削速度很低(0,5至10m/s),因此避免了切削發(fā)熱對(duì)齒輪加工的損害。更確切的說,在被加工齒面上產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力,對(duì)設(shè)備的承載能力產(chǎn)生一定的積極作用。
使用法蘭式夾具進(jìn)行珩磨加工的案例:
8.鉆孔
鉆孔是一種旋轉(zhuǎn)切削的加工工藝。刀具的轉(zhuǎn)軸和被加工孔的中心是在軸向是完全吻合的,且與刀具在軸向的進(jìn)給方向是一致的。切削運(yùn)動(dòng)的主軸應(yīng)于刀具保持一致,和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向無關(guān)。
使用SG夾具系統(tǒng)進(jìn)行鉆孔加工的案例:
9.內(nèi)孔研磨
內(nèi)孔研磨是一種無定形切削角度的機(jī)械加工工藝。比較其他的切削加工工藝,研磨對(duì)硬質(zhì)金屬具有很高的尺寸和成形精度,尺寸精度(IT 5—6),很小的震紋痕高質(zhì)量的表面精度(Rz = 1-3μm)等優(yōu)點(diǎn)。
使用薄膜夾持SM系統(tǒng)進(jìn)行內(nèi)孔研磨加工案例:
10.電容放電焊接
電容放電焊接屬于電阻焊接加工工藝。電容放電焊接通過很快的電流增加,相當(dāng)短的焊接時(shí)間,及很高的焊接電流來實(shí)現(xiàn)。因此,電容放電焊接具有很多優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于日益增長(zhǎng)的能源價(jià)格,電容放電焊接的經(jīng)濟(jì)性和高效性顯得尤為重要。
使用焊接夾具系統(tǒng)進(jìn)行電容放電焊接案例:
11.測(cè)量
齒輪的檢測(cè)非常廣泛的,其必須根據(jù)齒輪的不同形式來進(jìn)行調(diào)整。在齒輪的測(cè)量中,通過長(zhǎng)度,角度的測(cè)量,以及特殊的齒輪工藝測(cè)量,來確定齒輪的各個(gè)不同重要參數(shù)。
使用法蘭式SP夾具系統(tǒng)測(cè)量案例:
以上是齒輪的粉末冶金加工演示,以及在插齒、滾齒等加工方式下的夾具系統(tǒng)示例,具體的選擇除了看批量大小之外,也要結(jié)合實(shí)際合理分析,方便制造工藝的實(shí)現(xiàn)。