文档介绍：汽车齿轮加工的新技术和发展动向
庄中
北京齿轮总厂
当前国内外汽车齿轮的制造工艺还是以切削加工为主,以变速器圆柱齿轮为例,主要仍是采用传统的滚、插、剃齿工艺;在过去国内曾介绍的,如美国Gleason公司开发的G-TRAC轨道式切齿机、美国Sipco公司开发的双刀盘高效切齿法(Tangear)、圆柱齿轮外齿拉削法(Pot Broaching)、美国Michigan Tool公司开发的多刀头插齿法(Shear-Speed Shaping)以及德国Carl-Hurth公司和日本三菱重工先后开发的热后硬齿面精加工(Hard Gear Finishing)等加工工艺至今并没有得到推广应用。而近来随着汽车工业中高速和重型汽车的发展,特别是对汽车齿轮降低噪声要求的不断提高,磨齿和珩齿作为齿轮热后精加工工艺的应用正日益增多,为此当今变速器圆柱齿轮采用的加工工艺可归纳如下:
下面想就国外汽车齿轮加工技术的新发展做一介绍,从中也可看出和国内的差距。
一、齿轮加工的干切技术
在齿轮切削加工中长期以来一直使用着切削油,它不仅造成工厂作业环境的污染,同时也会危及操作者的健康;另外切削油的使用而发生的相关费用,如:废油处理费、切削油费、油雾分离器和切削油循环系统的耗电费等等也会增加制造成本,在一些国家有关切削油处理的费用甚至达到了加工总费用的15%~30%。为此,对环保要求越来越严的欧、美、日等国的一些齿轮机床生产厂大力主张推进无切削油的干切技术。为了实现真正的干切削,首先要研制开发出用于干切技术的刀具和机床。用于干切技术的刀具要能够保持稳定的寿命,相应的机床要能够将高温的切屑迅速排出。在齿轮加工领域随着机床设计技术的提高以及刀具材料和镀层技术的飞速发展,当今国外齿轮干切技术已经得到了快速的发展并收到了较好的社会效益。
滚齿干切技术
日本于20世纪70年代初开发出了用硬质合金滚刀生产圆柱齿轮的干切技术并投放市场,如三菱重工和 Kashifuji公司分别生产的硬质合金滚齿机。我国在20世纪80年代初由成都工具研究所、北京齿轮总厂、重庆机床厂和上海材料研究所等单位共同承担了开发硬质合金滚刀高速滚齿这一课题,成功应用硬质合金滚刀的干切技术来加工北齿生产的212变速器中m=,为此获得了当时一机部的科技成果奖,但因多种原因未能坚持,目前该项技术还只是应用在变速箱同步器齿毂这种小模数、短齿的产品生产加工中,在国内尚没有普遍推广应用。即使在最先推出该项技术的日本也没有能得到普及,硬质合金滚刀易产生崩刃从而影响刀具的使用寿命是其在实际生产中没有能够普及应用的主要原因。
为了解决硬质合金滚刀崩刃的问题,近年来欧、美、日的一些著名齿轮机床生产厂家如日本三菱重工和Kashifuji 公司,美国Gleason-Pfauter公司,德国Liebherr公司,意大利SU公司等均相继开发出了用高速钢滚刀进行干切滚齿的技术,生产出适用于干切技术的机床和刀具投放市场并取得了较好的效果。
⑴干切削滚齿用的滚刀和切削比较
日本三菱重工开发的干切滚刀是在提高耐磨性的特殊高速钢材料(牌号为MACH7)上进行耐热、耐磨的特殊镀层(TiAlN)处理,被称为“超级干切滚刀”(Super-dry Hob),在进行切削工件为:m=,z=49 ,β=°,b=40, 材料