기어를 회전하기 너무 어렵고 가공 효율성을 향상해야 하는 경우 기어 가공 공정, 절삭 매개변수 및 공구 요구 사항

기어는 자동차 산업의 주요 기본 변속기 요소입니다. 보통 자동차 한 대당 18~30개의 이빨이 있습니다. 기어의 품질은 자동차의 소음, 안정성 및 수명에 직접적인 영향을 미칩니다. 기어 가공 공작 기계는 복잡한 공작 기계 시스템이며 자동차 산업의 핵심 장비입니다. 미국, 독일, 일본 등 세계 자동차 제조강국 역시 기어가공 공작기계 제조강국이다. 통계에 따르면 중국 자동차 기어의 80% 이상이 국내 기어 제조 장비로 가공됩니다. 동시에 자동차 산업은 기어 가공 공작 기계의 60% 이상을 소비하며 앞으로도 자동차 산업은 공작 기계 소비의 주체가 될 것입니다.

기어가공기술

1. 캐스팅 및 블랭크 제작

열간 단조는 여전히 자동차 기어 부품에 널리 사용되는 블랭크 주조 공정입니다. 최근 몇 년 동안 크로스 웨지 롤링 기술이 샤프트 가공에 널리 보급되었습니다. 이 기술은 특히 복잡한 도어 샤프트용 빌렛을 만드는 데 적합합니다. 정밀도가 높고 후속 가공 공차가 작을 뿐만 아니라 생산 효율성도 높습니다.

2. 정규화

이 공정의 목적은 후속 기어 절삭에 적합한 경도를 얻고 궁극적인 열처리를 위한 미세 조직을 준비하여 열처리 변형을 효과적으로 줄이는 것입니다. 사용되는 기어강의 재질은 일반적으로 20CrMnTi입니다. 직원, 장비 및 환경의 큰 영향으로 인해 공작물의 냉각 속도 및 냉각 균일성을 제어하기가 어려워 경도 분산이 커지고 금속 조직 구조가 고르지 않아 금속 절단 및 최종 열처리에 직접적인 영향을 미쳐 큰 결과를 낳습니다. 불규칙한 열 변형과 제어할 수 없는 부품 품질 등이 있습니다. 따라서 등온 정규화 프로세스가 채택됩니다. 실습을 통해 등온 정규화는 일반 정규화의 단점을 효과적으로 변경할 수 있으며 제품 품질은 안정적이고 신뢰할 수 있음이 입증되었습니다.

3. 터닝

고정밀 기어 가공의 위치 지정 요구 사항을 충족하기 위해 기어 블랭크는 모두 CNC 선반으로 처리되며 선삭 공구를 재연마하지 않고 기계적으로 고정됩니다. 구멍 직경, 끝면 및 외부 직경의 처리는 일회성 클램핑으로 동시에 완료되어 내부 구멍과 끝면의 수직 요구 사항을 보장할 뿐만 아니라 매스 기어 블랭크의 작은 크기 분산도 보장합니다. 따라서 기어 블랭크의 정확도가 향상되고 후속 기어의 가공 품질이 보장됩니다. 또한, NC 선반 가공의 효율성이 높아 장비 수를 대폭 줄여 경제성도 좋습니다.

4. 호빙 및 기어 성형

일반 기어 호빙 기계와 기어 셰이퍼는 여전히 기어 가공에 널리 사용됩니다. 조정 및 유지 관리가 편리하지만 생산 효율성이 낮습니다. 대용량이 완성되면 여러 대의 기계를 동시에 생산해야 합니다. 코팅 기술의 발달로 호브, 플런저를 연삭 후 재코팅하는 것이 매우 편리해졌습니다. 코팅된 공구의 수명은 일반적으로 90% 이상 크게 향상되어 공구 교체 횟수와 연삭 시간을 효과적으로 줄여 상당한 이점을 제공합니다.

5. 면도

레이디얼 기어 셰이빙 기술은 설계된 치형 및 치방향의 수정 요구 사항을 효율적으로 쉽게 실현할 수 있기 때문에 대량 자동차 기어 생산에 널리 사용됩니다. 회사는 1995년 기술 혁신을 위해 이탈리아 회사의 특수 레이디얼 기어 면도기를 구입한 이후 이 기술을 적용하는 데 성숙해졌으며 가공 품질이 안정적이고 신뢰할 수 있습니다.

6. 열처리

자동차 기어는 우수한 기계적 특성을 보장하기 위해 침탄 및 담금질이 필요합니다. 열처리 후 더 이상 기어 연삭을 거치지 않는 제품에는 안정적이고 신뢰할 수 있는 열처리 장비가 필수적입니다. 독일 Lloyd사의 연속 침탄 및 담금질 생산 라인을 도입하여 만족스러운 열처리 결과를 얻었습니다.

7. 연삭

주로 열처리된 기어 내부 구멍, 단면, 샤프트 외경 및 기타 부품을 마무리하여 치수 정확도를 높이고 기하학적 공차를 줄이는 데 사용됩니다.

기어 가공은 위치 지정 및 클램핑을 위해 피치 원 고정 장치를 채택하여 치아의 가공 정확도와 설치 기준을 효과적으로 보장하고 만족스러운 제품 품질을 얻을 수 있습니다.

8. 마무리

조립 전 변속기 및 구동축 기어부분의 돌기와 버를 점검하고 청소하여 조립 후 발생하는 소음 및 이상소음을 제거하기 위한 것입니다. 단일 쌍 결합을 통해 소리를 듣거나 종합 테스터에서 결합 편차를 관찰하십시오. 제조회사에서 생산하는 변속기 하우징 부품에는 클러치 하우징, 변속기 하우징, 차동 하우징 등이 있습니다. 클러치 하우징과 변속기 하우징은 하중을 지탱하는 부품으로 일반적으로 특수 다이캐스팅을 통해 다이캐스팅 알루미늄 합금으로 제작됩니다. 모양이 불규칙하고 복잡하다. 일반적인 공정 흐름은 조인트 표면 밀링 → 공정 구멍 및 연결 구멍 가공 → 베어링 구멍 황삭 보링 → 베어링 구멍 정밀 보링 및 핀 구멍 찾기 → 청소 → 누출 테스트 및 감지입니다.

기어 절삭 공구의 매개변수 및 요구 사항

침탄, 담금질 후에 기어가 심하게 변형됩니다. 특히 대형 기어의 경우 침탄 및 담금질된 외부 원과 내부 구멍의 치수 변형은 일반적으로 매우 큽니다. 그러나 침탄 및 담금질 기어 외부 원의 선삭에는 적합한 공구가 없습니다. 담금질강의 강력한 단속 터닝을 위해 "Valin superhard"가 개발한 bn-h20 공구는 침탄 담금질 기어 외경 내경 및 단면의 변형을 수정하고 적합한 단속 절삭 공구를 찾아내며, 세계적으로 획기적인 돌파구를 마련했습니다. 초경공구를 이용한 단속절삭 분야.

기어 침탄 및 담금질 변형: 기어 침탄 및 담금질 변형은 주로 가공 중에 발생하는 잔류 응력, 열처리 중에 발생하는 열 응력 및 구조적 응력, 공작물의 자중 변형의 복합 작용에 의해 발생합니다. 특히 대형 기어링 및 기어의 경우 대형 기어링은 큰 모듈러스, 깊은 침탄층, 긴 침탄 시간 및 자중으로 인해 침탄 및 담금질 후 변형이 증가합니다. 큰 기어축의 변형 법칙: 추원 원의 외경은 뚜렷한 수축 추세를 보이지만 기어 샤프트의 톱니 폭 방향으로 가운데가 줄어들고 양 끝이 약간 확장됩니다. 기어링의 변형 법칙: 침탄 및 담금질 후 대형 기어링의 외경이 부풀어 오른다. 치아 폭이 다른 경우 치아 폭의 방향은 원추형 또는 허리 드럼이 됩니다.

침탄 및 담금질 후 기어 회전 : 기어 링의 침탄 및 담금질 변형을 어느 정도 제어하고 줄일 수 있지만 완전히 피할 수는 없습니다. 침탄 및 담금질 후 변형 수정에 대해 다음은 타당성에 대해 간략하게 설명합니다. 침탄 및 담금질 후 선삭 및 절삭 공구.

침탄 및 담금질 후 외부 원, 내부 구멍 및 단면 선삭: 선삭은 침탄 및 담금질 링 기어의 외부 원 및 내부 구멍의 변형을 수정하는 가장 간단한 방법입니다. 이전에는 외국의 초경질 공구를 포함한 어떤 공구로도 담금질 기어의 외부 원을 강하게 단속적으로 절단하는 문제를 해결할 수 없었습니다. Valin superhard는 공구 연구 개발을 수행하기 위해 초청되었습니다. “HRC60 정도의 경화강은 말할 것도 없고, 변형 허용량이 큰 경화강의 단속 절삭은 항상 어려운 문제였습니다. 경화강을 고속으로 회전할 때 가공물에 단속적인 절단이 있는 경우 공구는 경화강을 절단할 때 분당 100회 이상의 충격으로 가공을 완료하는데 이는 공구의 내충격성에 큰 도전입니다.” 중국칼협회 전문가들은 그렇게 말한다. 1년간의 반복 테스트 끝에 Valin superhard는 불연속성이 강한 Turning Hardened Steel용 초경질 절삭 공구 브랜드를 출시했습니다. 침탄 및 담금질 후 기어 외부 원에 대해 선삭 실험이 수행됩니다.

침탄 및 담금질 후 원통형 기어 회전 실험

대형기어(링기어)는 침탄 및 담금질 후 심각한 변형을 보였습니다. 기어 링 기어의 외부 원 변형은 최대 2mm였으며 담금질 후 경도는 hrc60-65였습니다. 당시에는 고객이 대구경 연삭기를 찾기 어려웠고 가공 여유도 크고 연삭 효율이 너무 낮았습니다. 마지막으로 침탄 및 담금질 기어를 회전시켰습니다.

절단 선형 속도: 50-70m/min, 절단 깊이: 1.5-2mm, 절단 거리: 0.15-0.2mm/회전(거칠기 요구 사항에 따라 조정)

담금질된 기어를 Excircle로 돌리면 가공이 한번에 완료됩니다. 원래 가져온 세라믹 도구는 변형을 차단하기 위해 여러 번만 처리할 수 있습니다. 게다가 모서리 붕괴도 심각하고, 공구 사용 비용도 매우 높다.

공구 테스트 결과: 원래 수입된 질화규소 세라믹 공구보다 내충격성이 더 뛰어나고 절단 깊이가 3배 증가하면 수명은 질화규소 세라믹 공구의 6배입니다! 절단 효율이 3배 증가합니다(기존에는 3회 절단이었는데 지금은 1회 완료됩니다). 공작물의 표면 거칠기도 사용자의 요구 사항을 충족합니다. 가장 중요한 것은 공구의 최종 파손 형태가 걱정스러운 모서리 파손이 아니라 정상적인 후면 마모라는 것입니다. 이 간헐 회전 담금질 기어 외원 실험은 업계의 초경질 공구를 강력한 간헐 회전 경화강에 사용할 수 없다는 통념을 깨뜨렸습니다! 절삭공구 학계에 큰 반향을 일으켰습니다!

담금질 후 기어 내부 홀의 하드 터닝 표면 마무리

오일 홈이 있는 기어 내부 구멍의 단속 절삭을 예로 들면, 시험 절삭 공구의 수명은 8000m 이상에 도달하고 마무리는 Ra0.8 이내입니다. 연마 엣지가 있는 초경질 공구를 사용하면 경화강의 선삭 마무리가 약 Ra0.4에 도달할 수 있습니다. 그리고 좋은 공구 수명을 얻을 수 있습니다.

침탄 및 담금질 후 기어 단면 가공

"연삭 대신 선삭"의 대표적인 응용 분야로서 입방정 질화 붕소 블레이드는 가열 후 기어 단면의 하드 터닝 생산 실습에 널리 사용되었습니다. 연삭에 비해 하드 터닝은 작업 효율성을 크게 향상시킵니다.

침탄 및 담금질 기어의 경우 커터에 대한 요구 사항이 매우 높습니다. 첫째, 단속 절삭에는 높은 경도, 내충격성, 인성, 내마모성, 표면 거칠기 및 기타 공구 특성이 필요합니다.

개요:

침탄 및 담금질 후 선삭 및 단면 선삭에는 일반 용접 복합 입방정 질화 붕소 공구가 대중화되었습니다. 그러나 침탄 담금질된 대형 기어링의 외부 원과 내부 구멍의 치수 변형에 대해 대량으로 변형을 끄는 것은 항상 어려운 문제입니다. Valin 초경질 bn-h20 입방정 질화붕소 공구를 사용하여 담금질된 강철을 간헐적으로 선삭하는 것은 공구 산업에서 큰 진전입니다. 이는 기어 산업에서 "연삭 대신 선삭" 공정을 널리 홍보하는 데 도움이 되며 수년 동안 난처했던 경화 기어 원통형 선삭 공구 문제에 대한 답입니다. 기어링의 제조 주기를 단축하고 생산 비용을 절감하는 것도 큰 의미가 있습니다. Bn-h20 시리즈 커터는 업계에서 강력한 단속 터닝 담금질강의 세계 모델로 알려져 있습니다.