0 前言
當今,汽車作為人們生(shēng)活中不可缺少的交通工(gōng)具,其性(xìng)能越(yuè)來越受到重視。齒輪作為汽車中(zhōng)的基礎傳動元件,隨著人們對(duì)汽車的要(yào)求不斷提高,其品質性(xìng)能也(yě)備(bèi)受關注。齒輪加工工(gōng)藝的不斷提高,能夠改(gǎi)善齒輪(lún)的強度,耐久性(xìng)及噪(zào)音等性能要求,從而提升汽車的平穩性,使用壽命及舒適度。
1 國(guó)內外齒輪加工工藝現狀目前,在國內外汽車齒(chǐ)輪加工製造的工藝上,一般還是以坯件形成(chéng)、毛坯熱處理、齒坯加工、齒形加工、齒麵熱處理及熱後齒形精細加工的工(gōng)藝路線為主。滾齒/插齒- 剃齒- 熱處理加工工藝在成(chéng)本和品質(zhì)優良性價比優勢(shì)而成為(wéi)汽車齒輪使用最為普遍的製造加工工藝。滾齒能夠在確保齒輪精度要求的前提下,最大化的提(tí)升加工效率,然後通過剃齒工藝對齒麵修形,從而(ér)提(tí)升齒輪的承載能力和減(jiǎn)少齒輪(lún)噪音。該工藝可以在最終熱處理後達到汽車的齒輪承(chéng)載能力和噪音性能要求。如今,隨(suí)著對汽車性能要求越來越高,在歐美(měi)等發達國(guó)家都要求汽車齒輪進行齒(chǐ)麵修形。在熱處理後進行珩齒工(gōng)藝或磨齒工(gōng)藝對齒輪進行不破壞齒麵修形,來進(jìn)一步提高齒輪的(de)表麵精度,提(tí)高齒輪(lún)性(xìng)能,增加(jiā)齒輪的承載能力,降低噪音(yīn),延長齒輪的使用壽命。相比較而言,磨齒或者珩齒工(gōng)藝的齒輪製造成本及生產效率都比不上剃齒工藝,目前(qián)也隻有要求(qiú)比較高的汽車(chē)齒輪采用。歐、美、日等汽車製造強國現已經在齒輪製造工藝中普及磨齒工藝。隨著中國加(jiā)入WTO,國(guó)內經濟市場與國外市(shì)場不斷接軌,外資(zī)企業及合資企(qǐ)業引進了國外設計產品和先(xiān)進的製造技術和管理理念,基本上能夠實現滾齒或者插齒後進行剃(tì)齒修形,經過熱處理後(hòu)能夠滿足一般(bān)汽(qì)車齒輪的性能要求(qiú)。磨齒或(huò)者珩齒(chǐ)工藝也逐漸納入汽車齒輪生產工藝中。但在齒麵修形技術與國際要(yào)求還有一定的距離,需要(yào)國內的齒輪加工(gōng)企業進一步提高齒輪加工精度,提升工藝技術水平。
2 齒(chǐ)輪加工工藝簡(jiǎn)述
齒輪加工製造的關鍵在於齒輪加工工藝的設定,根據齒輪的(de)不同(tóng)用途,在生產條件的許可下課采取不同的加工工藝來(lái)控製齒輪的承載能力,精度等級及(jí)使用壽命等(děng)。汽車齒輪的加工工藝一般為坯件形成、毛坯熱處理、齒坯加工、齒形加工、齒麵熱(rè)處理及熱後齒形精加工幾個階(jiē)段。具體加工工藝如下表所示:
3 齒輪加工新動向
隨著汽車(chē)工業中高速和重型汽車的發展,特別(bié)是對汽車齒輪降低噪聲要求的不斷提高,磨齒和珩齒作為(wéi)齒輪熱後精加工工藝的應用正日益增多。隨著(zhe)技術(shù)的不斷更新,高速幹式切削、硬齒麵加工、無(wú)削加工(冷軋齒輪(lún)等)等(děng)新技術得(dé)到蓬(péng)勃發展。
3.1 高(gāo)速幹切技術
在切齒工藝中(zhōng),高速(sù)幹(gàn)切技術已(yǐ)經走入人們的視線。齒輪幹切技術(shù)在國外發達國家廣泛應用蓬(péng)勃發展成為齒輪切削加工的最優方案。隨著對環保越來越重視,控製汙染法規和要求的日(rì)益完善,國內齒(chǐ)輪幹切加工(gōng)也初步得到發展。現國內(nèi)不(bú)少齒輪生產企業(yè)已經引進幹切技術,歐、美、日的(de)一些著名齒輪機床生產廠家如美國Gleason-Pfauter 公司,意大利SU 公司, 日本三菱重工和Kashifuji 公(gōng)司(sī)等幹切技術的機床和刀具不斷被國內的企(qǐ)業引進並投入生產, 幹切切齒技術將成(chéng)為今後汽車齒輪滾齒加工的發展趨勢。
3.2 硬齒麵加工
(1)磨齒加工作為是齒輪(lún)精加工的一種方法。這種曾經(jīng)的被(bèi)認(rèn)為效(xiào)率低、成(chéng)本高齒輪加工手段,隨著(zhe)新型砂輪(lún)材料(liào)的優越性能及磨(mó)齒機自動(dòng)化程度越來越高、磨(mó)齒機的效率得到(dào)極大提升的情況下,現在已經在(zài)齒輪加工(gōng)(特別是汽車齒輪加工)中得到了普遍應用。在國內外的汽車齒輪(lún)加工企業普遍都擁有自動化的磨齒機,在國內常見的有德國KAPP 磨(mó)齒機、意大利SU 磨齒機,美國Gleason 磨齒機等(děng)。通過磨齒加工的齒輪能夠取得更好的表麵精度,消除熱應力,減少熱處(chù)理變形,從而更好地(dì)控製(zhì)齒輪的噪音(yīn),提高齒輪的使用壽命。現磨齒加工工藝在整個(gè)齒輪行業中已基(jī)本成熟並在快速增長,而汽車工業將會是近(jìn)幾(jǐ)年硬齒麵(miàn)加工的增長最大的市場。
(2)強力(lì)珩齒技術
隨著汽(qì)車工業的不斷發展,傳統的滾(gǔn)齒/ 插齒- 剃齒- 熱(rè)處理加工工藝已無法滿足齒輪在變速器中傳動噪聲和降(jiàng)低製造成本方麵的要求,尤其是插齒的效率很低。而在熱處理後直接采用珩齒方法(fǎ),對較大(dà)的加(jiā)工餘(yú)量進行珩(héng)磨的獨立(lì)精加工工(gōng)藝(yì),可以很好地解(jiě)決上述矛盾。相比較而言,強力珩齒加工效率高,但成本比較高,每種珩(héng)磨輪都(dōu)需配(pèi)相應的修整輪,價格(gé)較高,隻適(shì)合大批量生(shēng)產。目前國外正在大力推(tuī)廣采用滾齒(chǐ)-熱處理-強力珩齒這種加工新(xīn)工藝(yì)。但這(zhè)種新工藝在(zài)國內尚屬試用(yòng)階段(duàn),普及推廣應用有(yǒu)待時(shí)日。
3.3 少/ 無削(xuē)加工
為了取得更好的性價比,提(tí)高齒輪的市場競爭力,少(shǎo)/ 無(wú)切削加工工藝逐漸步入齒(chǐ)輪加(jiā)工的舞(wǔ)台。在節(jiē)約資源,節省成本,保護環境,提高材料利(lì)用率等的優勢下,冷軋、冷(lěng)擠壓、熱精鍛、冷精鍛成型,冶金粉(fěn)末加工等少/ 無切削加工工藝將成為汽車齒輪加工技術的(de)首選。目前,由於原材料的材質、設備精度及熱處理工藝裝備(bèi)水平及質(zhì)量過程控製等諸多因素導致(zhì)齒輪少(shǎo)/ 無切削加工(gōng)發展還緩(huǎn)慢。
3.4 全智能加工係(xì)統(tǒng)
隨著電子計算(suàn)機高速(sù)發展,數(shù)控技術(shù)越來越(yuè)普及應用於齒輪加工。全數控、多元化、小型化、低噪聲、高速高效、高智能、綠色環保等(děng)新型加工設備發展隨著而來(lái),齒輪加工也向著有(yǒu)全(quán)自動,全智能,高可靠性方向逐步發展,未來將會實現由一人值守,全機器(qì)運(yùn)轉替代傳統的人工操作流(liú)水(shuǐ)線作業方式。齒輪加工正朝(cháo)著高效、高精度及綠色製造(zào)方向發展。
4 結(jié)束語
從(cóng)中國加(jiā)入WTO 後,越來越多的(de)外資及合資齒輪加工企(qǐ)業不斷進入中國市場,國際一線的齒輪製(zhì)造技術和現代化(huà)管理方式不斷被引(yǐn)進並應用於國內的齒輪製造企業,汽車齒輪製造(zào)行業發展尤為突出。新興製造工藝在不斷被開發並得以推廣,也(yě)給中國的齒輪發展提供了更為廣闊的舞台。但是國(guó)內汽車齒(chǐ)輪加(jiā)工技術水平與國外的一些發達國家相比,齒輪的製造水平上還有(yǒu)相當的差距,需要國內的(de)齒輪企業不斷引(yǐn)進新技術和新工藝,在汽車齒輪(lún)的(de)國際大舞台上實現由齒輪製造大國向齒輪製造(zào)強國的轉變。
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