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新疆十一选五前二直选数线:高精齒輪制造需要先進技術工藝

發布時間:2018-11-07 | 來源: | 作者:沈嘯天
在齒輪行業高精度制造升級的趨勢下以及新能源汽車產業快速發展的大背景下,“高精齒輪制造技術發展研討會” 在寶雞召開。近二百余位與會嘉賓共同探討了齒輪加工中的齒輪修形設計加工、切削過程的穩定性、熱效應的控制等相關議,與會專家就高精齒輪制造帶來的新挑戰作了精彩的技術報告

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高精齒輪制造需要新設計新工藝
高精齒輪制造必須設計合理的修形,以控制噪音。西安交通大學教授、秦川機床工具集團股份公司技術總顧問毛世民在談及齒輪修形方面歸納了3個主要原因:
1、傳動系統以及齒輪本身在工作載荷作用下的彈性變形,如齒輪支承變形導致的錯位、齒變形、嚙合剛度無規律變化;
2、高速齒輪傳動系統熱變形及離心力引起的變形,如齒寬方向的溫度分布不均、離心力導致的壓力角變化;
3、制造裝配精度。此外毛世民教授通過例舉齒輪在實際應用中各種失效形式及電動車減速器齒輪修行的實例,形象的闡述了齒輪修行在齒輪設計中參數的優選、合理的傳動布局、齒頂倒角和齒端倒棱的規范設計等。



 “齒輪的關鍵技術是涉及設計、制造、熱處理、原材料等方方面面的一個系統工程。需要設計、工藝等多部門的緊密配合,根據實際需求制定合適的流程、標準。”法士特集團公司副總工程師孫峰講道。孫峰分享了法士特變速箱齒輪在設計中的一些特殊細節,如采用非標的小壓力角、小模數、大齒頂高的細高齒設計法可以實現三齒、兩齒交替嚙合代替傳統的單齒、雙齒交替嚙合;采用曲率半徑更大的單圓弧齒根設計,不僅有利于抑制滲碳淬火的裂紋擴展,更提高齒輪的抗彎強度;法士特特定的‘齒形K修行’設計,可有效增強抗點蝕能力,降低嚙合沖擊。在齒輪的加工工藝方面,孫峰總工程師與參會代表共同分享了法士特集團現采用的先進加工工藝方法如高速干式切削、精密磨削、強力滾插、強力珩齒以及法士特正在研究的平衡剃齒加工技術等。



航空領域的齒輪零件由于其高可靠性、長壽命的特點,精度要求之高,使其在生產制造中必須以質量第一,效率成本次之。中國航發西安動力控制科技有限公司研究員級高級工程師杜改梅以航空發動機中油泵齒輪為例,介紹了超硬齒面齒輪的加工制造的工藝。近年隨著國產航空發動機的發展,設計對油泵齒輪提出了更高、更嚴格的要求,以及新材料的應用,與之相適應的加工工藝需要及時開發與驗證。同時對刀具、夾具、設備等要求相應提高,所以不論是齒輪制造企業還是齒輪制造裝備提供商,可謂機遇與挑戰并存。


高效裝備助力高精齒輪加工
隨著國內齒輪制造的升級,對夾具的要求越來越高,新型齒輪夾具也在不斷的應用在生產制造中。本次會議西安東龍精密工具有限公司王春林總經理介紹到,東龍公司產品可滿足自動化生產中夾具的快速換產;0.003μm的夾持精度可保證被加工齒輪的高精度;在小批量、多品種生產企業中針對工件定制的具有有柔性化、??榛勺榧芯?,以此來降低企業生產成本;并且其公司專利產品硫化橡膠漲套實現進口夾具國產化。



低成本是一個企業在行業內的競爭優勢,所以,在保證質量的前提下,低成本是每個企業都在追求的目標。在全球切削刀具制造商一直都在努力尋求降低成本的有效方法,來自伊斯卡刀具公司的周浩磊經理介紹了伊斯卡通過大量的實驗研究和數據分析,采取通過改進切削刀具的構架來降低單件成本。伊斯卡設計的立裝夾持可轉位銑刀片實現更高效、更經濟、更高生產率的齒輪銑削加工。其可轉位銑刀片多個切削刃有效利用可大大降低單件加工成本。




高精齒輪齒面質量提出更高要求
高精齒輪傳動的發展趨勢是輕量化、低噪聲、更高傳遞功率的效率。這種情況下就需要對齒輪熱處理要有嚴格的變形控制措施,磨削等冷加工更需要采取必要的手段控制其變形。
“齒輪滲碳淬火件的自然效變形現象(這對高精度保存較久再服役的齒輪很重要)”重慶義揚機電設備有限公司失效分析專家李志義談到,“自然效變形現象主要原因如下:1、自然效過程中氫的逸出,應力的松弛;2、齒輪磨削或者線切割引起的應力誘導殘余奧氏體相變,以及去應力回火不足,而引起延遲應力松弛;3、自然效過程中應力的松弛擇放,有可能引起非常少量的殘余奧氏體相變。解決方法:對校正、磨削、線切割等加工應即時去應力回火;采用制造量具的措施增加深冷處理。深冷處理后也需即時回火,一般講殘余奧氏體量控制在3%左右為宜。”81歲高齡的他與大家分享了多年失效分析工作總結的經驗。


齒輪熱處理中的變形“大”與“小”決定這齒輪精加工的質量。南京科潤工業介質研究院高級研發經理李曉栓講道:“齒輪的熱處理變形控制是個“系統工程”問題,從技術角度考慮,涉及多學科;從生產角度考慮,涉及多工序。 影響變形的因素太多、太復雜??迫蟪萋稚即慊鴆稫R498對于變形的控制可在0.03-0.04。齒輪淬火油品的合理選擇,能在一定程度上優化齒輪件的變形控制,實現產品質量的提升。”



為了獲取更高的輪齒齒面質量,通常情況下都進行磨削加工。“齒輪磨削過程中,由于齒輪齒面硬度大,砂輪在高速轉動下,切削液在高壓下沖擊到砂輪與齒輪齒面的磨削面上,極有可能產生氣泡,造成磨削面燒傷。好富頓針對不同的磨削工況研發出與不同配方的磨削油產品,滿足磨齒、滾齒等加工的冷卻與潤滑。”好富頓工業介質(上海)有限公司技術經理陳有頊介紹到。


另外,齒輪的殘余應力問題也在此次會議中進行了熱烈的討論。愛思特應力技術有限公司技術經理程時美說:“受各種制造工藝的作用和影響,齒輪零件發生了不均勻的塑性變形,外力作用和影響消失后,這些不均勻的彈性變形,讓齒輪等零件應力達到平衡。與這些彈性變形對應的就是內應力,宏觀上內應力在工程上被稱為殘余應力。”對于殘余應力在齒輪零件中不可避免的會存在,西安歐儀儀器有限公司經理畢海濱也對此表示了肯定。各種工藝的作用和影響在零件上產生了不均勻的塑性變形,這是產生殘余應力的根源。比如,焊接造成齒輪零件極端的不均勻溫度變化,必然產生殘余應力。值得慶幸的是,雖然殘余應力看不見摸不著,但是兩家企業都給出了檢測殘余應力的解決方案,根據X射線衍射法生產的殘余應力檢測儀器已經成功應用在生產制造中,西安歐儀儀器有限公司還介紹了磨削燒傷的檢測儀器。有個以上先進的檢測儀器,對高精齒輪的齒面質量起到保駕護航的作用。




先進技術提升齒輪表面處理
 齒輪設計按照ISO標準,其主要指標便是彎曲疲勞強度。西安交通大學何家文教授以滲碳齒輪為對象對ISO標準中彎曲疲勞因素分為明確的量化規定、定性或半定量的提示等4類,指出彎曲疲勞各因素的分析對改進工藝及失效分析更具有現實性,采用噴丸技術對齒輪齒面進行處理,其殘余壓應力及均勻化的正面作用,可使齒輪增強抗彎曲疲勞的實際抗力。對于齒輪齒面噴丸強化處理,昌宇應力技術(上海)有限公司白濤博士補充到噴丸和接觸疲勞有相同的硬化機理,握“度”是成為利弊的關鍵。強化伴隨損傷:噴丸強度高,殘余壓應力高,損傷大。低強度噴丸也難避免微裂紋,故要限制殘余壓應力上限。消除、抑制黑色組織的影響、減少前期加工表面的分散性可控制噴丸強化的負作用。




齒輪等金屬零件銹蝕容易直接導致齒輪零件報廢,造成不可挽回的損失。采取一定的除銹處理,可以挽回損失。如何對銹蝕的齒輪零件進行快速批量的除銹處理,又不破壞零件加工尺寸及其力學性能?這是許多廠家急于解決的問題。為此,上海斯瑞文特種油品科技有限公司銷售總監陳安特意介紹了XA130中性除銹劑及配套的除銹技術。“XA130中性除銹劑與斯瑞文自主設計的超聲波除銹設備結合,能夠對齒輪等金屬零件除銹、清洗和防銹實現批量一體化作業。一般工況下2-5分鐘即可完成。XA130中性除銹劑具有優異的滲透性,僅對一些金屬氧化物具有極強的吸附、溶解能力;具有很高的安全性,對人體、金屬零部件均無不良影響。”陳安的介紹引起不少與會者的興趣。


高精齒輪制造離不開優秀的裝備供應商
齒輪精度等級對傳動噪聲有很大影響;通過嚴格控制某些精度參數,可以減小齒輪噪聲,減少傳動誤差。這也需要高性能機床來保證。本次會議的協辦單位秦川機床工具集團股份公司將基于已有的數字化車間建設及系統集成實力,針對中高檔汽車自動變速器齒輪箱,為用戶構建基于互聯網技術的數字化裝配車間,使產品以“實物+數據包”新形態輸出,實現數字技術與產業生態的融合發展。


秦川機床工具集團股份公司黨委書記、董事長龍興元在會議開幕致辭中說道。“近年來,秦川機床工具集團始終堅持‘技術領先、模式取勝’的發展思路,以‘為用戶賺錢而奮斗’為初心,以‘為企業降本提效’為根本,立足‘精密、復雜’的工藝裝備制造優勢,拓展中高檔汽車自動變速器齒輪(箱)數字制造工藝裝備鏈,其中包含精密復雜刀具、高效高精齒輪加工機床、齒輪測量儀器等在內的多個業務單元。發展模式也從‘以機床生產、機床銷售為主’逐步向‘以提供基于工業互聯網技術的故障預警、遠程診斷等服務為主’進行轉變,打造了以用戶工藝為先導,以設計咨詢為支撐的智能綜合服務體系。”    

中國汽車產業經過多年來的高速增長,已成為名副其實的汽車產業大國,對于齒輪制造企業而言,要認識到國內高端轎車市場仍舊保持增長態勢,需要我們在發展模式上融合共享,在技術研發上突破升級,按照行業自有的發展規律來實現企業高質量發展。龍興元董事長說。




加快技術創新升級,提升自主創新能力

“齒輪行業目前面臨的問題包括:齒輪行業自主創新能力較弱,高端齒輪產品大量依賴進口,核心技術受制于人;高端產品研發、制造能力不足,中低端產品產能嚴重過剩,同質化競爭加劇;齒輪產品質量及其穩定性差,產品早期故障率高,使用壽命短,可靠性低,不能滿足主機配套需求;高層次研發和高技能人才普遍缺乏,整體人員素質亟待提升;齒輪行業不少中小型企業陷入融資困難、稅費負擔重等困境,抗風險能力很弱等諸多問題。”中國汽車工程學會齒輪技術分會副秘書長、安徽星瑞齒輪傳動有限公司副總經理尹夕兵說。尹夕兵呼吁只要齒輪行業正確面對挑戰,加快技術創新和技術升級,提升自主創新能力,大力開拓多樣化的國內市場和多元化的國際市場,我們就一定能夠迎來齒輪行業的新一輪快速發展。

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