Ten wałek przekładnijest najważniejszą częścią nośną i obrotową maszyn budowlanych, która może realizować ruch obrotowykoła zębatei innych komponentów, a także może przenosić moment obrotowy i moc na dużą odległość. Ma zalety wysokiej sprawności przekładni, długiej żywotności i zwartej konstrukcji. Jest szeroko stosowany i stał się jednym z podstawowych elementów przekładni maszyn budowlanych. Obecnie, wraz z szybkim rozwojem gospodarki krajowej i rozbudową infrastruktury, nastąpi nowa fala popytu na maszyny budowlane. Dobór materiału wału zębatego, sposób obróbki cieplnej, montaż i regulacja przyrządu obróbczego, parametry procesu frezowania obwiedniowego oraz posuw mają bardzo duże znaczenie dla jakości obróbki i trwałości wału zębatego. W niniejszym artykule przeprowadzono szczegółowe badania nad technologią obróbki wału zębatego w maszynach budowlanych zgodnie z własną praktyką i zaproponowano odpowiedni projekt ulepszeń, który zapewnia silne wsparcie techniczne dla ulepszenia technologii obróbki inżynieryjnego wału zębatego.

Analiza technologii przetwarzaniaWał przekładniw maszynach budowlanych

Dla ułatwienia badań, w niniejszym artykule wybrano klasyczny wał wejściowy przekładni w maszynach budowlanych, czyli typowe części wału stopniowanego, które składają się z wielowypustów, powierzchni obwodowych, powierzchni łukowych, odsadzeń, rowków, rowków pierścieniowych, kół zębatych i innych form. Geometryczna struktura powierzchni i elementów geometrycznych. Wymagania dotyczące precyzji wałów przekładni są na ogół stosunkowo wysokie, a stopień trudności obróbki stosunkowo wysoki, dlatego konieczne jest prawidłowe dobranie i przeanalizowanie niektórych ważnych elementów procesu obróbki, takich jak materiały, ewolwentowe wielowypusty zewnętrzne, wzorce, obróbka profilu zęba, obróbka cieplna itp. Aby zapewnić jakość i koszt obróbki wału przekładni, poniżej przeanalizowano różne kluczowe procesy obróbki wału przekładni.

Dobór materiałówwałek przekładni

Wały przekładni w maszynach przekładniowych są zwykle wykonane ze stali 45 w wysokiej jakości stali węglowej, 40Cr, 20CrMnTi w stali stopowej itp. Ogólnie rzecz biorąc, spełniają one wymagania wytrzymałościowe materiału, a odporność na zużycie jest dobra, a cena jest odpowiednia.

Technologia obróbki zgrubnej wałek przekładni

Ze względu na wysokie wymagania wytrzymałościowe wału przekładni, zastosowanie stali okrągłej do obróbki bezpośredniej pochłania dużo materiałów i pracy, dlatego odkuwki są zazwyczaj używane jako półfabrykaty, a kucie swobodne może być stosowane w przypadku wałów przekładni o większych rozmiarach. Odkuwki matrycowe; czasami niektóre mniejsze koła zębate mogą być wykonane jako integralny półfabrykat z wałem. Podczas produkcji półfabrykatu, jeśli półfabrykat jest odkuwką swobodną, ​​jego obróbka powinna być zgodna z normą GB/T15826; jeśli półfabrykat jest odkuwką matrycową, naddatki na obróbkę powinny być zgodne z normą GB/T12362. Półfabrykaty kuźnicze powinny zapobiegać wadom kucia, takim jak nierównomierne ziarno, pęknięcia i rysy, i powinny być testowane zgodnie z odpowiednimi krajowymi normami oceny kucia.

Wstępna obróbka cieplna i proces toczenia zgrubnego półfabrykatów

Półfabrykaty z wieloma wałkami przekładniowymi są w większości wykonane z wysokiej jakości stali konstrukcyjnej węglowej i stali stopowej. Aby zwiększyć twardość materiału i ułatwić obróbkę, stosuje się normalizującą obróbkę cieplną, a mianowicie: normalizowanie, temperatura 960°C, chłodzenie powietrzem, a twardość pozostaje na poziomie HB170-207. Normalizująca obróbka cieplna może również skutkować rozdrobnieniem ziaren kucia, ujednoliceniem struktury krystalicznej i eliminacją naprężeń kucia, co stanowi podstawę do późniejszej obróbki cieplnej.

Głównym celem toczenia zgrubnego jest wycięcie naddatku na obróbkę na powierzchni półfabrykatu, a kolejność obróbki powierzchni głównej zależy od wyboru punktu odniesienia pozycjonowania części. Punkt odniesienia pozycjonowania wpływa na charakterystykę samych części wału przekładni oraz wymagania dotyczące dokładności każdej powierzchni. Części wału przekładni zazwyczaj wykorzystują oś jako punkt odniesienia pozycjonowania, dzięki czemu punkt odniesienia może być ujednolicony i pokrywać się z punktem odniesienia projektowego. W rzeczywistej produkcji zewnętrzny okrąg służy jako punkt odniesienia pozycjonowania zgrubnego, górne otwory na obu końcach wału przekładni służą jako punkt odniesienia precyzji pozycjonowania, a błąd jest kontrolowany w zakresie od 1/3 do 1/5 błędu wymiarowego.

Po przygotowawczej obróbce cieplnej, półfabrykat jest toczony lub frezowany na obu powierzchniach końcowych (wyrównanych zgodnie z linią), a następnie zaznaczane są otwory środkowe na obu końcach i wiercone są otwory środkowe na obu końcach, po czym można wykonać zgrubną obróbkę zewnętrznego okręgu.

Technologia obróbki wykańczającej okręgu zewnętrznego

Proces precyzyjnego toczenia przebiega następująco: zewnętrzny okrąg jest precyzyjnie toczony w oparciu o górne otwory na obu końcach wału zębatego. W rzeczywistym procesie produkcyjnym wałki zębate są produkowane partiami. Aby poprawić wydajność i jakość obróbki wałków zębatych, zazwyczaj stosuje się toczenie CNC, co pozwala na programową kontrolę jakości obróbki wszystkich detali, a jednocześnie gwarantuje wydajność obróbki partiami.

Gotowe elementy można poddać hartowaniu i odpuszczaniu, w zależności od środowiska pracy i wymagań technicznych, co może stanowić podstawę do późniejszego hartowania i azotowania powierzchni, a także zmniejszyć odkształcenia powierzchni. Jeśli projekt nie wymaga hartowania i odpuszczania, można go bezpośrednio poddać procesowi frezowania.

Technologia obróbki zębów i wielowypustów wału przekładni

W przypadku układu przeniesienia napędu maszyn budowlanych koła zębate i wielowypusty są kluczowymi elementami przenoszącymi moc i moment obrotowy, i wymagają wysokiej precyzji. Koła zębate zazwyczaj mają precyzję klasy 7-9. W przypadku kół zębatych o precyzji klasy 9 zarówno frezy obwiedniowe, jak i frezy kształtujące koła zębate mogą spełnić wymagania dotyczące kół zębatych, ale dokładność obróbki frezów obwiedniowych jest znacznie wyższa niż w przypadku kształtowania kół zębatych, a to samo dotyczy wydajności; koła zębate wymagające precyzji klasy 8 mogą być najpierw frezowane lub skrawane, a następnie obrabiane za pomocą zębów kratownicowych; w przypadku kół zębatych o wysokiej precyzji klasy 7 należy stosować różne techniki obróbki w zależności od wielkości partii. Jeśli jest to mała partia lub pojedynczy element W przypadku produkcji można go przetwarzać za pomocą frezowania obwiedniowego (rowkowania), następnie przez nagrzewanie indukcyjne o wysokiej częstotliwości i hartowanie oraz inne metody obróbki powierzchni, a na końcu przez proces szlifowania w celu osiągnięcia wymagań precyzji; w przypadku obróbki na dużą skalę, najpierw frezowanie obwiedniowe, a następnie skrawanie. , a następnie nagrzewanie indukcyjne o wysokiej częstotliwości i hartowanie, a na końcu honowanie. W przypadku kół zębatych wymagających hartowania, należy je obrabiać z dokładnością wyższą niż wymagana na rysunkach.

Wielowypusty wału przekładni występują zazwyczaj w dwóch rodzajach: wielowypusty prostokątne i wielowypusty ewolwentowe. W przypadku wielowypustów o wysokich wymaganiach precyzji stosuje się zęby walcowe i szlifierskie. Obecnie wielowypusty ewolwentowe są najczęściej stosowane w maszynach budowlanych, z kątem przyłożenia 30°. Jednak technologia obróbki wielowypustów wału przekładni o dużej skali jest uciążliwa i wymaga użycia specjalnej frezarki; w przypadku obróbki małych partii można zastosować płytkę indeksującą, która jest obrabiana przez wyspecjalizowanego technika za pomocą frezarki.

Dyskusja na temat nawęglania powierzchni zębów lub ważnej technologii hartowania powierzchni

Powierzchnia wału przekładni i powierzchnia wału o dużej średnicy zazwyczaj wymagają obróbki powierzchniowej, a metody obróbki powierzchni obejmują nawęglanie i hartowanie powierzchniowe. Celem hartowania powierzchniowego i nawęglania jest zwiększenie twardości i odporności na zużycie powierzchni wału. Wytrzymałość, udarność i plastyczność, zazwyczaj zęby wielowypustowe, rowki itp., nie wymagają obróbki powierzchniowej i wymagają dalszej obróbki. Dlatego przed nawęglaniem lub hartowaniem powierzchniowym należy nałożyć farbę. Po zakończeniu obróbki powierzchniowej, delikatnie opukać, a następnie odkleić. Podczas hartowania należy zwrócić uwagę na wpływ takich czynników, jak temperatura, prędkość chłodzenia, medium chłodzące itp. Po hartowaniu należy sprawdzić, czy powierzchnia nie jest wygięta lub odkształcona. Jeśli odkształcenie jest duże, należy ją odprężyć i ponownie poddać procesowi odkształcenia.

Analiza szlifowania otworu centralnego i innych ważnych procesów wykańczania powierzchni

Po obróbce powierzchni wału przekładni, konieczne jest oszlifowanie górnych otworów na obu końcach i wykorzystanie oszlifowanej powierzchni jako punktu odniesienia do szlifowania pozostałych ważnych powierzchni zewnętrznych i powierzchni czołowych. Analogicznie, wykorzystując górne otwory na obu końcach jako punkt odniesienia, należy wykończyć obróbkę skrawaniem ważnych powierzchni w pobliżu rowka, aż do spełnienia wymagań rysunku.

Analiza procesu wykańczania powierzchni zęba

Wykańczanie powierzchni zęba odbywa się również poprzez wykorzystanie otworów górnych na obu końcach jako punktu odniesienia, a powierzchnia zęba i inne części są szlifowane aż do momentu spełnienia wymagań dotyczących dokładności.

Ogólnie rzecz biorąc, proces obróbki wałów przekładniowych maszyn budowlanych obejmuje: wykrawanie, kucie, normalizowanie, toczenie zgrubne, toczenie precyzyjne, frezowanie zgrubne, frezowanie precyzyjne, frezowanie, gratowanie wielowypustów, hartowanie powierzchniowe lub nawęglanie, szlifowanie otworu centralnego, szlifowanie ważnych powierzchni zewnętrznych i czoła. Produkty szlifowania ważnych powierzchni zewnętrznych w pobliżu rowka tocznego są sprawdzane i składowane.

Po podsumowaniu praktyki, obecna ścieżka procesowa i wymagania procesowe wału przekładni są takie, jak pokazano powyżej, ale wraz z rozwojem nowoczesnego przemysłu, nowe procesy i technologie stale się pojawiają i znajdują zastosowanie, a stare procesy są stale udoskonalane i wdrażane. Technologia przetwarzania również stale się zmienia.

Podsumowując

Technologia obróbki wału zębatego ma duży wpływ na jego jakość. Przygotowanie każdej technologii wału zębatego ma bardzo ważny związek z jego pozycją w produkcie, jego funkcją i położeniem powiązanych części. Dlatego, aby zapewnić jakość obróbki wału zębatego, konieczne jest opracowanie optymalnej technologii obróbki. W oparciu o rzeczywiste doświadczenie produkcyjne, niniejszy artykuł zawiera szczegółową analizę technologii obróbki wału zębatego. Poprzez szczegółową dyskusję na temat wyboru materiałów do obróbki, obróbki powierzchni, obróbki cieplnej i technologii obróbki skrawaniem wału zębatego, podsumowuje praktykę produkcyjną w celu zapewnienia jakości obróbki i obróbki wału zębatego. Optymalna technologia obróbki pod warunkiem wydajności stanowi ważne wsparcie techniczne dla obróbki wałów zębatych, a także stanowi dobry punkt odniesienia dla obróbki innych podobnych produktów.