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精密齿轮冲压加工变形要如何控制

时间:2022-05-30 作者:百富都

在精密齿轮加工过程中,经常进行热处理,例如渗碳、渗氮、淬火处理等等。在加工、齿轮和热处理过程中,变形直接影响齿轮的精度、强度、噪声和使用寿命。那么如何防止齿轮加工在热处理后变型呢?可以从选材、热处理、机加工等影响齿轮热处理变形的几个主要因素入手,分析其产生的原因,并通过良好的设计、适当的选材以及热处理工序和机械加工工艺之间的相应配合等相应措施,减少齿轮热处理变形,从而提高齿轮加工精度为最终能处理作好组织上的准备。以下是简单介绍:

精密齿轮冲压加工

一、 影响齿轮热处理变形的主要因素

1、材料冶金因素对齿轮变形的影响:钢的淬透性越高,变形越大。当中心硬度大于40HRC时,变形量明显增大。变形较稳定,钢厂提供,变形低,稳定,钢材。当 a/n 的含量控制在1~2.5之间时,可以缩小淬透性带,减小变形量。

2、初步热处理对齿轮变形的影响:正火硬度过高,大量索氏体等会增加内孔变形,所以锻件要用控温正火或等温退火处理。

3、渗碳处理工艺对变形的影响:温度的均匀性.碳层的均匀性,冷却系统介质进行温度的均匀件都影响分析齿轮结构变形,同时要求渗碳温度越来越高,渗碳层越厚,油温低、齿轮变形大。

4、淬火对变形的影响: 淬火冷却行为是影响齿轮变形的重要因素,热油淬火变形小于冷油淬火变形。油的冷却能力也是变形的关键。混合方式和强度受变形影响,淬火压力淬火板齿轮,根据各种齿轮的变形。通过调整冲压机的参数,减少变形,调整内外压模和膨胀芯块的压力,调整各段注油量的大小和顶部工作台的大小,控制变形。

5、装夹方式和夹具:目的是使工件受热冷却均匀,工件各部位渗碳层均匀,以减少不均匀的热应力和结构应力,从而减少变形。夹紧模式可以改变。圆盘部分垂直于油面,轴部分垂直安装,使用补偿垫圈、支撑垫圈和叠加垫圈。花键孔零件可以是渗碳心轴。

影响渗碳热处理变形的因素很多,可能是多种原因的综合影响结果,只有通过控制各种因素,才能在较小程度上控制变形。控制齿轮变形也是齿轮制造全过程中需要解决的重要问题。

二、齿轮热处理变形的具体控制措施

通过以上分析得知,影响齿轮热处理变形的因素有很多,且存在于各个环节,为了控制齿轮在热处理过程中发生变形问题,相关技术人员可参考一下具体控制措施,前面提高齿轮的质量。

1、科学选择齿轮材质

齿轮原材料的淬透性直接影响齿轮热处理变形,要科学选择制作齿轮的原材料,不同的材料的淬透性各不相同,淬透性的选择要依据不同齿轮的的工件材质,通常要保持一致性,相较于其他材料,钢材的淬透性更好。同时齿轮的精准度也会影响原材料的淬透性,比如我国齿轮的原材料主要是20Cr Mn Ti 钢,这类钢晶体不均匀,很容易出现热处理变形的问题。另外,考虑到综合成本,要选择适合的机械加工设备。

2、合理进行齿轮设计

相关设计人员要充分考虑导致齿轮热处理环节发生变形的各种原因,在不改变原有性能的基础上,科学合理的设计齿轮形状,在设计齿轮形状时,要考虑齿轮均衡受力程度,形状构造简单直接最好,从而减少因受力不均匀导致的变形问题出现。

3、选择合适的热处理工艺

在齿轮热处理过程中,应选择淬火油作为淬火介质,热油淬火比冷油淬火变形小,油的冷却能力、搅拌方式也是影响变形的重要因素,同时要适当应用添加剂来提升齿轮零部件的硬度,保证齿轮的质量。

4、优化装料方式

为了使齿轮零部件在加热过程中均衡受热,可以优化装料方式,盘类零件与油面垂直放置,轴类零件立装,同时还可使用补偿垫圈,以减少因热力不均而造成的齿轮变形情况的发生。

5、预热处理

齿轮完成锻造处理加工后,也会因为应力不可控在热处理环节出现受热不均的问题,预热处理好能有效的预防此种情况发生,在锻造后进行预热加工处理,通过改善齿轮原材料的组织结构,能有效防止因应力重新分布而出现变形的问题。

6、提高机械加工的质量

在机械装备的选择上,要选择质量好的机械设备。考虑影响到齿轮热处理变形的一系列因素,技术人员可以总结出齿轮发生变形原因,在以后齿轮热处理过程中,提前准备预防方案,可以有效的防止变形情况的发生。另外,对材料特殊,形状奇怪的齿轮,保险起见,需要进行二次热处理加工。

综上分析得知,影响齿轮热处理变形的因素有很多,为了

能有效防止齿轮热处理变形问题的出现,不仅要科学的选择铸造齿轮的材料和合理的齿轮设计,还要充分利用热加工处理技术,全面提高机械加工的质量,从而有效降低齿轮热处理变形发生的概率,确保齿轮的使用寿命。

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