Verarbeitungstechnologie fuer Praezisions getriebe aus Titan legierung
Schlüsselwörter: Getriebeteile aus Titanlegierung, Bearbeitete Verzahnungsteile, Zahnradbearbeitung, Präzisionsreferenzkorrektur und Zahnprofilbearbeitung.
Abbildung 9-17 zeigt die Doppelräder aus TC4 Ti-6Al-4V mit einer Genauigkeit von 7-6-6.Der Bearbeitungsprozess ist in Tabelle 9-6 dargestellt.
Wie aus der Tabelle hervorgeht, durchläuft der Zahnradbearbeitungsprozess normalerweise die folgenden Schritte: Billet-Wärmebehandlung, Zahnrohlingbearbeitung, Zahnprofilbearbeitung, Zahnendenbearbeitung, Zahnoberflächenwärmebehandlung, Feinreferenzkorrektur und Zahnoberflächenveredelung.
Abbildung 9-17 Doppelzahnrad aus Titanlegierung
Zweitens. Hauptbearbeitungsfläche des Zahnrades
Die Hauptbearbeitungsfläche des Zahnrads hat eine Zahnfläche und eine Zahnradbezugsfläche. Letzteres umfasst ein Referenzloch mit einem perforierten Zahnrad, eine Montageendfläche für den Schneidprozess und eine obere zylindrische Fläche zur Verwendung als Referenz zum Messen der Position des Rohlings oder zum Messen der Dicke des Zahns.
2. Zahnradmaterial und Rohling
Üblicherweise verwendete Getriebematerialien sind Kohlenstoffbaustähle wie TC4 Ti-6Al-4V, 15 Stahl und 45 Stahl; Hochgeschwindigkeitsgetriebe mit hoher Kraft und Präzision werden üblicherweise in legierten Baustählen wie 20Cr, 40Cr, 38CrMoAl, 20CrMnTiA, Ti usw. verwendet.
Der Zuschnitt des Zahnrads wird durch Faktoren wie Material, Strukturform, Größe, Einsatzbedingungen und Produktionscharge des Zahnrads bestimmt. Üblicherweise werden Titanlegierungen, Stangenmaterial, geschmiedete Knüppel, Gussstahl- oder Gusseisenknüppel verwendet.
Drei. Die wichtigsten technischen Anforderungen an das Stirnradgetriebe,
1. Ganggenauigkeit und -spiel
GBl0095 "Involute Cylindrical Gear Accuracy" gibt 12 Arten von Genauigkeitsklassen für Zahnräder und Zahnradpaare an.
Unter diesen sind die Noten 1 bis 2 hochpräzise Noten;
Die Stufen 3-5 sind hochpräzise Noten.
Die Stufen 6-8 sind mittelpräzise Noten.
Die Klassen 9 bis 12 sind Präzisionsklassen.
Stufe 7 wird am häufigsten beim Verzahnen und Bearbeiten verwendet. Getriebetoleranzen und Grenzabweichungen werden basierend auf den Merkmalen des Getriebefehlers und seinem primären Einfluss auf die Getriebeleistung in drei Toleranzgruppen (Tabelle 13-4) eingeteilt. Abhängig von den Anforderungen an die Zahnradnutzung können für jede Toleranzgruppe unterschiedliche Toleranzstufen verwendet werden.
Das Spiel des Zahnradpaares bezieht sich auf den Abstand zwischen den beiden nicht arbeitenden Zahnflächen in der normalen Richtung, wenn das Zahnradpaar eingerückt ist (dh das normale Spiel), und das Spiel wird verwendet, um den normalen Betrieb des Zahnradpaares sicherzustellen. Bei der Bearbeitung von Zahnrädern wird die Grenzabweichung der Zahndicke verwendet, um die Größe des Zahnradseitenspiels zu steuern und sicherzustellen.
2. Genauigkeit der Zahnradbezugsfläche
Der Maßfehler und der Formpositionsfehler der Zahnradreferenzebene wirken sich direkt auf die Genauigkeit des Zahnrad- und Zahnradpaars aus. Daher ist die Toleranz des Rohlings im Anhang von GB10095 angegeben. Für Zahnräder mit einer Genauigkeitsklasse von 6 bis 8 betragen die Maß- und Formtoleranzen der perforierten Zahnradbezugslöcher IT6-IT7, der Durchmesser des als Referenz für die Messung verwendeten Ringkreises beträgt IT8, für Zahnräder mit einer Genauigkeitsklasse von 6 bis 8 perforiert Die Maß- und Formtoleranzen der Referenzbohrungen der Zahnräder betragen IT6-IT7, und die Durchmessertoleranz des als Messreferenz verwendeten oberen Kreises beträgt IT8. Die Rundlauf- und Planlauf-Toleranzen der Bezugsebene liegen zwischen 11 und 22 μm (kleine und mittlere Zahnräder, Exponentialkreisdurchmesser nicht größer als 400 mm).
3. Oberflächenrauheit
Die Oberflächenrauheit der Zahnfläche und der Bezugsfläche des Zahnrohlings hat einen gewissen Einfluss auf die Lebensdauer des Zahnrads und das Geräusch im Getriebe.
Für ein Zahnrad mit einer Genauigkeit von 6 bis 8 beträgt die Oberflächenrauheit Ra der Zahnoberfläche üblicherweise 0,8 bis 3,2 µm. Das Referenzloch beträgt 0,8-1,6 μm. Das Referenzzapfen ist 0,4-1,6 µm. Die Referenzendfläche beträgt 1,6 bis 3,2 μm. Die zylindrische Oberseite der Zähne beträgt 3,2 µm.
Drittens sind die Hauptprozessprobleme der Stirnradbearbeitung
1. Positionierungsbezugs
Die Auswahl der Positionierungsreferenz für die Zahnradbearbeitung sollte mit dem Prinzip der Referenzkoinzidenz und mit der Referenz und der Messbasis der Baugruppe so konsistent wie möglich sein. Gleichzeitig sollten die gleichen Positionsdaten während des gesamten Verzahnungsbearbeitungsprozesses (z. B. Abwälzen, Rasieren, Honen usw.) ausgewählt werden, um die Gleichmäßigkeit des Benchmarks zu gewährleisten.
For the ring gear of the perforated gear or the assembled gear, a special mandrel is often used to position the inner bore and the end face of the tooth blank. This method has high positioning accuracy and high productivity, and is suitable for mass production. In the case of single-piece small batch production, the outer circle and the end face are often used as the positioning reference to eliminate the mandrel, but the outer circle is required to have a small radial runout of the hole, and the method has low productivity.
2. Bearbeitung des Zahnradrohlings
Die Bearbeitung von Zahnradrohlingen umfasst hauptsächlich Zahnradbohrungen und Stirnseiten mit Bohrungen.
(1) Das Hauptschema der Zahnrohlingbearbeitung ist wie folgt:
1) Bohren, Reiben, Reiben und Passfedereinsetzen
2) Bohren, Reiben, Keilnuten ziehen und Löcher schleifen
3) Ein Keilnuten-Schleifloch zum Drehen oder Bohren ziehen oder einsetzen
(2) Das Drehen wird hauptsächlich für die Außen- und Stirnseiten von Knüppeln verwendet.
In der Massenproduktion werden hochproduktive Werkzeugmaschinen häufig zum Bearbeiten von Zahnrohlingen verwendet, wie beispielsweise mehrachsige, mehrstationige, mehrwerkzeugige Halbautomaten. In der Einzel- und Kleinserienfertigung werden in der Regel Allzweckdrehmaschinen verwendet. Es muss jedoch darauf geachtet werden, dass die Innen- und Referenzendflächen in einem Gerät bearbeitet und auf der Referenzendfläche gekennzeichnet werden.
3. Auswahl der Schneidmethode für die Zahnradoberfläche
Die Wahl der Schneidmethode für die Zahnradoberfläche hängt hauptsächlich von der Zahnradgenauigkeit, der Produktionscharge, den Produktionsbedingungen und den Wärmebehandlungsanforderungen ab.
Wälzfräsen oder Zahnradformen können verwendet werden, um die Anforderungen von nicht gehärteten 7-8-Präzisionszahnrädern zu erfüllen.
Das Wälzfräsen kann verwendet werden, um die Anforderungen von 6-7 nicht gehärteten Präzisionszahnrädern zu erfüllen.
Wenn die Produktionscharge klein ist, kann ein gehärtetes Zahnrad der Güteklasse 6-7 verwendet werden.
Produktionsvolumen ist klein, 6-7 Präzisionsgehärtete Zahnräder. Kann verwendet werden für: Wälzfräsen - (oder Ritzel) - Zahnoberflächen-Wärmebehandlung - Schleiflösung, wenn die Produktionscharge groß ist, kann Wälzfräsen - Kratzen - Zahnoberflächen-Wärmebehandlung - Zerkleinerungs-Verarbeitungsschema verwendet werden.
4. Technologie für die Bearbeitung von Zylinderrädern
(1) Zahnräder, die nur eine Wärmebehandlung erfordern
Knüppelherstellung - Blankwärmebehandlung (Normalisierung) - Schruppen von Zahnradrohlingen - Abschrecken und Anlassen - Schlichten von Zahnradrohlingen - Schruppen von Zahnoberflächen - Zahnoberflächenbearbeitung.
(2) Zahnräder aus Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt und aus Titanlegierung, deren Oberfläche abgeschreckt werden sollte
Rohteilfertigung - Normung - Schruppen des Rohlings - Abschrecken und Anlassen - Vorschlichten des Rohlings - Aufrauen der Zahnoberfläche (Vorschlichten) - Abschrecken der Zahnoberfläche - Zahnoberflächenschlichten - Zahnoberflächenschlichten.
(3) Zahnräder zum Aufkohlen oder Nitrieren von Zähnen
Knüppelherstellung - Normalisieren - Schruppen von Rohlingen - Normalisieren oder Abschrecken - Vorschlichten von Knüppeln - Aufrauen von Zahnflanken - Vorschlichten von Zahnflanken - Aufkohlen und Abschrecken oder Nitrieren - Nachbearbeitung des Zahnrohlings - Nachbearbeitung der Zahnoberfläche.
Abbildung 9-17 zeigt die Doppelräder aus TC4 Ti-6Al-4V mit einer Genauigkeit von 7-6-6.Der Bearbeitungsprozess ist in Tabelle 9-6 dargestellt.
Wie aus der Tabelle hervorgeht, durchläuft der Zahnradbearbeitungsprozess normalerweise die folgenden Schritte: Billet-Wärmebehandlung, Zahnrohlingbearbeitung, Zahnprofilbearbeitung, Zahnendenbearbeitung, Zahnoberflächenwärmebehandlung, Feinreferenzkorrektur und Zahnoberflächenveredelung.
Abbildung 9-17 Doppelzahnrad aus Titanlegierung
| Anzahl der Zähne | Ⅰ | Ⅱ |
Anzahl der Zähne
|
Ⅰ | Ⅱ |
| Modulus | 2 | 2 | Foundation Abweichung | ±0.016 | ±0.016 |
| Anzahl der Zähne | 28 | 42 | Zahntoleranz | 0.017 | 0.018 |
| Genauigkeitsgrad | 7GK | 7JL | Toleranz der Zahnrichtung | 0.017 | 0.017 |
| Änderung der Länge im öffentlichen Recht | 0.039 | 0.024 | Durchschnittliche Länge der Normalen | 21.36 0－0.05 | 27.6 0－0.05 |
| Planlauf des Zahnkranzes | 0.050 | 0.042 | Zähnezahl kreuzen | 4 | 5 |
Zweitens. Hauptbearbeitungsfläche des Zahnrades
Die Hauptbearbeitungsfläche des Zahnrads hat eine Zahnfläche und eine Zahnradbezugsfläche. Letzteres umfasst ein Referenzloch mit einem perforierten Zahnrad, eine Montageendfläche für den Schneidprozess und eine obere zylindrische Fläche zur Verwendung als Referenz zum Messen der Position des Rohlings oder zum Messen der Dicke des Zahns.
2. Zahnradmaterial und Rohling
Üblicherweise verwendete Getriebematerialien sind Kohlenstoffbaustähle wie TC4 Ti-6Al-4V, 15 Stahl und 45 Stahl; Hochgeschwindigkeitsgetriebe mit hoher Kraft und Präzision werden üblicherweise in legierten Baustählen wie 20Cr, 40Cr, 38CrMoAl, 20CrMnTiA, Ti usw. verwendet.
Der Zuschnitt des Zahnrads wird durch Faktoren wie Material, Strukturform, Größe, Einsatzbedingungen und Produktionscharge des Zahnrads bestimmt. Üblicherweise werden Titanlegierungen, Stangenmaterial, geschmiedete Knüppel, Gussstahl- oder Gusseisenknüppel verwendet.
Drei. Die wichtigsten technischen Anforderungen an das Stirnradgetriebe,
1. Ganggenauigkeit und -spiel
GBl0095 "Involute Cylindrical Gear Accuracy" gibt 12 Arten von Genauigkeitsklassen für Zahnräder und Zahnradpaare an.
Unter diesen sind die Noten 1 bis 2 hochpräzise Noten;
Die Stufen 3-5 sind hochpräzise Noten.
Die Stufen 6-8 sind mittelpräzise Noten.
Die Klassen 9 bis 12 sind Präzisionsklassen.
Stufe 7 wird am häufigsten beim Verzahnen und Bearbeiten verwendet. Getriebetoleranzen und Grenzabweichungen werden basierend auf den Merkmalen des Getriebefehlers und seinem primären Einfluss auf die Getriebeleistung in drei Toleranzgruppen (Tabelle 13-4) eingeteilt. Abhängig von den Anforderungen an die Zahnradnutzung können für jede Toleranzgruppe unterschiedliche Toleranzstufen verwendet werden.
Das Spiel des Zahnradpaares bezieht sich auf den Abstand zwischen den beiden nicht arbeitenden Zahnflächen in der normalen Richtung, wenn das Zahnradpaar eingerückt ist (dh das normale Spiel), und das Spiel wird verwendet, um den normalen Betrieb des Zahnradpaares sicherzustellen. Bei der Bearbeitung von Zahnrädern wird die Grenzabweichung der Zahndicke verwendet, um die Größe des Zahnradseitenspiels zu steuern und sicherzustellen.
2. Genauigkeit der Zahnradbezugsfläche
Der Maßfehler und der Formpositionsfehler der Zahnradreferenzebene wirken sich direkt auf die Genauigkeit des Zahnrad- und Zahnradpaars aus. Daher ist die Toleranz des Rohlings im Anhang von GB10095 angegeben. Für Zahnräder mit einer Genauigkeitsklasse von 6 bis 8 betragen die Maß- und Formtoleranzen der perforierten Zahnradbezugslöcher IT6-IT7, der Durchmesser des als Referenz für die Messung verwendeten Ringkreises beträgt IT8, für Zahnräder mit einer Genauigkeitsklasse von 6 bis 8 perforiert Die Maß- und Formtoleranzen der Referenzbohrungen der Zahnräder betragen IT6-IT7, und die Durchmessertoleranz des als Messreferenz verwendeten oberen Kreises beträgt IT8. Die Rundlauf- und Planlauf-Toleranzen der Bezugsebene liegen zwischen 11 und 22 μm (kleine und mittlere Zahnräder, Exponentialkreisdurchmesser nicht größer als 400 mm).
3. Oberflächenrauheit
Die Oberflächenrauheit der Zahnfläche und der Bezugsfläche des Zahnrohlings hat einen gewissen Einfluss auf die Lebensdauer des Zahnrads und das Geräusch im Getriebe.
Für ein Zahnrad mit einer Genauigkeit von 6 bis 8 beträgt die Oberflächenrauheit Ra der Zahnoberfläche üblicherweise 0,8 bis 3,2 µm. Das Referenzloch beträgt 0,8-1,6 μm. Das Referenzzapfen ist 0,4-1,6 µm. Die Referenzendfläche beträgt 1,6 bis 3,2 μm. Die zylindrische Oberseite der Zähne beträgt 3,2 µm.
Drittens sind die Hauptprozessprobleme der Stirnradbearbeitung
1. Positionierungsbezugs
Die Auswahl der Positionierungsreferenz für die Zahnradbearbeitung sollte mit dem Prinzip der Referenzkoinzidenz und mit der Referenz und der Messbasis der Baugruppe so konsistent wie möglich sein. Gleichzeitig sollten die gleichen Positionsdaten während des gesamten Verzahnungsbearbeitungsprozesses (z. B. Abwälzen, Rasieren, Honen usw.) ausgewählt werden, um die Gleichmäßigkeit des Benchmarks zu gewährleisten.
For the ring gear of the perforated gear or the assembled gear, a special mandrel is often used to position the inner bore and the end face of the tooth blank. This method has high positioning accuracy and high productivity, and is suitable for mass production. In the case of single-piece small batch production, the outer circle and the end face are often used as the positioning reference to eliminate the mandrel, but the outer circle is required to have a small radial runout of the hole, and the method has low productivity.
2. Bearbeitung des Zahnradrohlings
Die Bearbeitung von Zahnradrohlingen umfasst hauptsächlich Zahnradbohrungen und Stirnseiten mit Bohrungen.
(1) Das Hauptschema der Zahnrohlingbearbeitung ist wie folgt:
1) Bohren, Reiben, Reiben und Passfedereinsetzen
2) Bohren, Reiben, Keilnuten ziehen und Löcher schleifen
3) Ein Keilnuten-Schleifloch zum Drehen oder Bohren ziehen oder einsetzen
(2) Das Drehen wird hauptsächlich für die Außen- und Stirnseiten von Knüppeln verwendet.
In der Massenproduktion werden hochproduktive Werkzeugmaschinen häufig zum Bearbeiten von Zahnrohlingen verwendet, wie beispielsweise mehrachsige, mehrstationige, mehrwerkzeugige Halbautomaten. In der Einzel- und Kleinserienfertigung werden in der Regel Allzweckdrehmaschinen verwendet. Es muss jedoch darauf geachtet werden, dass die Innen- und Referenzendflächen in einem Gerät bearbeitet und auf der Referenzendfläche gekennzeichnet werden.
3. Auswahl der Schneidmethode für die Zahnradoberfläche
Die Wahl der Schneidmethode für die Zahnradoberfläche hängt hauptsächlich von der Zahnradgenauigkeit, der Produktionscharge, den Produktionsbedingungen und den Wärmebehandlungsanforderungen ab.
Wälzfräsen oder Zahnradformen können verwendet werden, um die Anforderungen von nicht gehärteten 7-8-Präzisionszahnrädern zu erfüllen.
Das Wälzfräsen kann verwendet werden, um die Anforderungen von 6-7 nicht gehärteten Präzisionszahnrädern zu erfüllen.
Wenn die Produktionscharge klein ist, kann ein gehärtetes Zahnrad der Güteklasse 6-7 verwendet werden.
Produktionsvolumen ist klein, 6-7 Präzisionsgehärtete Zahnräder. Kann verwendet werden für: Wälzfräsen - (oder Ritzel) - Zahnoberflächen-Wärmebehandlung - Schleiflösung, wenn die Produktionscharge groß ist, kann Wälzfräsen - Kratzen - Zahnoberflächen-Wärmebehandlung - Zerkleinerungs-Verarbeitungsschema verwendet werden.
4. Technologie für die Bearbeitung von Zylinderrädern
(1) Zahnräder, die nur eine Wärmebehandlung erfordern
Knüppelherstellung - Blankwärmebehandlung (Normalisierung) - Schruppen von Zahnradrohlingen - Abschrecken und Anlassen - Schlichten von Zahnradrohlingen - Schruppen von Zahnoberflächen - Zahnoberflächenbearbeitung.
(2) Zahnräder aus Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt und aus Titanlegierung, deren Oberfläche abgeschreckt werden sollte
Rohteilfertigung - Normung - Schruppen des Rohlings - Abschrecken und Anlassen - Vorschlichten des Rohlings - Aufrauen der Zahnoberfläche (Vorschlichten) - Abschrecken der Zahnoberfläche - Zahnoberflächenschlichten - Zahnoberflächenschlichten.
(3) Zahnräder zum Aufkohlen oder Nitrieren von Zähnen
Knüppelherstellung - Normalisieren - Schruppen von Rohlingen - Normalisieren oder Abschrecken - Vorschlichten von Knüppeln - Aufrauen von Zahnflanken - Vorschlichten von Zahnflanken - Aufkohlen und Abschrecken oder Nitrieren - Nachbearbeitung des Zahnrohlings - Nachbearbeitung der Zahnoberfläche.
