天天看點

壓出來的齒輪,和滾齒、插齒有啥不一樣?

作者:世界先進制造技術論壇

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。先來段視訊看看有什麼不同:

壓出來的齒輪,和滾齒、插齒有啥不一樣?

Part.1

粉末冶金工藝詳解

粉末冶金齒輪是各種汽車發動機中普遍使用的,雖然在大批量的情況下非常經濟實用,不過在其他方面也有待改進的地方。

粉末冶金工藝優缺點分析

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,經過成形和燒結,制造金屬材料、複合材料以及各種類型制品的工藝技術。

優點:

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,材料使用率可達95%以上。

3.粉末冶金齒輪的重複性非常好。因為粉末冶金齒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.粉末冶金法可将幾個零件一體化制造。

5.粉末冶金齒輪的材料密度是可控的。

6.在粉末冶金生産中,為便于成形後從壓模中脫出壓坯,壓模工作面的粗糙度都非常好。

壓出來的齒輪,和滾齒、插齒有啥不一樣?

缺點:

1.必須要批量生産,一般來說,批量5000件以上比較适合用粉末冶金工藝生産;

2.尺寸大小受到壓機壓制能力的限制。壓機一般都幾噸到幾百噸壓力,直徑基本是在110MM以内都可以制作成粉末冶金;

3.粉末冶金齒輪受結構限制。由于壓制和模具上的原因,一般不适宜生産蝸輪、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計在15°以内;

4.粉末冶金齒輪的厚度受到限制。模腔深度和壓機行程必須是齒輪厚度的2~2.5倍,同時考慮到齒輪高度縱向密度的均勻性,是以粉末冶金齒輪的厚度也是很重要的。

壓出來的齒輪,和滾齒、插齒有啥不一樣?

粉末冶金工藝基本流程

1.制粉是将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械法。

2.混料是将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。分幹式、半幹式和濕式三種,分别用于不同要求。

3.成形是将混合均勻的混料,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。加壓成型中應用最多的是模壓成型。

壓出來的齒輪,和滾齒、插齒有啥不一樣?

4.燒結是粉末冶金工藝中的關鍵性工序。成型後的壓坯通過燒結使其得到所要求的最終實體機械性能。燒結又分為單元系燒結和多元系燒結。除普通燒結外,還有松裝燒結、熔浸法、熱壓法等特殊的燒結工藝。

5.燒結後的處理,可以根據産品要求的不同,采取多種方式。如精整、浸油、機加工、熱處理及電鍍。此外,近年來一些新工藝如軋制、鍛造也應用于粉末冶金材料燒結後的加工,取得較理想的效果。

壓出來的齒輪,和滾齒、插齒有啥不一樣?

Part.2

常見齒輪加工方式中的裝夾系統

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對多品種小批量的需求,此時它們的裝夾系統就很有講究了。

壓出來的齒輪,和滾齒、插齒有啥不一樣?

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→鑽孔→内孔磨削→焊接→測量,為這個過程配置合适的裝夾系統顯得尤為重要。

1.普通車加工

壓出來的齒輪,和滾齒、插齒有啥不一樣?

在普通車加工中,齒輪毛胚件通常被夾持在垂直或者水準的車削機床上。對于自動夾持的夾具,絕大多數不需在主軸另一邊加裝輔助穩定裝置。

壓出來的齒輪,和滾齒、插齒有啥不一樣?
壓出來的齒輪,和滾齒、插齒有啥不一樣?

2.滾齒加工

壓出來的齒輪,和滾齒、插齒有啥不一樣?

因為出衆的經濟性,滾齒加工是一種用于生産外齒輪,圓柱齒輪的切削工藝。滾齒加工不僅在汽車工業中,而且還在大型的工業變速器制造中被廣泛運用,但是前提是不會受到被加工工件的外輪廓的限制。

壓出來的齒輪,和滾齒、插齒有啥不一樣?
壓出來的齒輪,和滾齒、插齒有啥不一樣?

3.插齒加工

壓出來的齒輪,和滾齒、插齒有啥不一樣?

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适用于齒輪的内齒加工,以及一些受結構幹擾齒輪的外齒加工。

壓出來的齒輪,和滾齒、插齒有啥不一樣?

4.剃齒加工

壓出來的齒輪,和滾齒、插齒有啥不一樣?
壓出來的齒輪,和滾齒、插齒有啥不一樣?

剃齒加工是一種齒輪的精加工工藝,切削時帶有對應于齒輪齒形的刀身。這種工藝具有很高的生産經濟性,是以已經在工業中被廣泛運用。

壓出來的齒輪,和滾齒、插齒有啥不一樣?
壓出來的齒輪,和滾齒、插齒有啥不一樣?

5.硬車加工

壓出來的齒輪,和滾齒、插齒有啥不一樣?

硬車加工使取代昂貴的研磨工藝成為可能。為了使其正常運作,系統的各個部分和加工部分相對應的連接配接在一起。選用正确的機床和夾具、切削工具決定了車削效果的好壞。

壓出來的齒輪,和滾齒、插齒有啥不一樣?
壓出來的齒輪,和滾齒、插齒有啥不一樣?

6.磨齒加工

壓出來的齒輪,和滾齒、插齒有啥不一樣?

當今為了成功達到齒輪生産中所必須的精度,在很多情況下,齒面的硬質精加工是必不可少的。在量産中,一種很經濟有效的加工方式。另一方面,類似于樣品加工,當使用可調節的研磨工具時,磨齒加工就會展現更大的靈活性。

壓出來的齒輪,和滾齒、插齒有啥不一樣?

7.珩磨加工

珩磨加工是運用無定形切削角度,對硬質齒輪進行最終精加工的工藝。珩磨加工不僅具有很高的經濟性,而且能使被加工齒輪具有低噪音的光滑表面。相對于研磨,珩磨加工的切削速度很低(0,5至10m/s),是以避免了切削發熱對齒輪加工的損害。更确切的說,在被加工齒面上産生的内應力,對裝置的承載能力産生一定的積極作用。

壓出來的齒輪,和滾齒、插齒有啥不一樣?

使用法蘭式夾具進行珩磨加工的案例:

壓出來的齒輪,和滾齒、插齒有啥不一樣?
壓出來的齒輪,和滾齒、插齒有啥不一樣?

8.鑽孔

鑽孔是一種旋轉切削的加工工藝。刀具的轉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給方向是一緻的。切削運動的主軸應于刀具保持一緻,和進給運動方向無關。

壓出來的齒輪,和滾齒、插齒有啥不一樣?

使用SG夾具系統進行鑽孔加工的案例:

壓出來的齒輪,和滾齒、插齒有啥不一樣?
壓出來的齒輪,和滾齒、插齒有啥不一樣?

9.内孔研磨

内孔研磨是一種無定形切削角度的機械加工工藝。比較其他的切削加工工藝,研磨對硬質金屬具有很高的尺寸和成形精度,尺寸精度(IT 5—6),很小的震紋痕高品質的表面精度(Rz = 1-3μm)等優點。

壓出來的齒輪,和滾齒、插齒有啥不一樣?

使用薄膜夾持SM系統進行内孔研磨加工案例:

壓出來的齒輪,和滾齒、插齒有啥不一樣?
壓出來的齒輪,和滾齒、插齒有啥不一樣?

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,相當短的焊接時間,及很高的焊接電流來實作。是以,電容放電焊接具有很多優點。對于日益增長的能源價格,電容放電焊接的經濟性和高效性顯得尤為重要。

壓出來的齒輪,和滾齒、插齒有啥不一樣?

使用焊接夾具系統進行電容放電焊接案例:

壓出來的齒輪,和滾齒、插齒有啥不一樣?
壓出來的齒輪,和滾齒、插齒有啥不一樣?

11.測量

齒輪的檢測非常廣泛的,其必須根據齒輪的不同形式來進行調整。在齒輪的測量中,通過長度,角度的測量,以及特殊的齒輪工藝測量,來确定齒輪的各個不同重要參數。

壓出來的齒輪,和滾齒、插齒有啥不一樣?

使用法蘭式SP夾具系統測量案例:

壓出來的齒輪,和滾齒、插齒有啥不一樣?
壓出來的齒輪,和滾齒、插齒有啥不一樣?
壓出來的齒輪,和滾齒、插齒有啥不一樣?

以上是齒輪的粉末冶金加工示範,以及在插齒、滾齒等加工方式下的夾具系統示例,具體的選擇除了看批量大小之外,也要結合實際合理分析,友善制造技術的實作。

繼續閱讀