防止硬齒面齒輪磨齒裂紋的工藝措施

一熱處理方面的工藝措施

對磨削裂紋越敏感的材料,，在磨削中越容易形成裂紋，降低材料對磨削裂紋敏感的程度,，就降低了磨削裂紋的發(fā)生機率,。20crmnti和20cr2ni4a這二種材料對磨削裂紋是比較敏感的材料，而這種敏感性又因滲碳熱處理工藝規(guī)范的不同而不同,，因此可通過改變滲碳,、淬火、回火工藝而加以適當?shù)恼{控和降低,。正因為如此采取以下措施：

1．降低滲碳件的淬火溫度：用20crmnti加工的齒輪,，在930℃中滲碳，滲碳后直接淬火,，由淬火溫度860℃降至830℃時,，在不改變磨削條件的情況下，也可以消除較為---的磨削裂紋,。

2．表面碳濃度要適當,，碳濃度應控制在0.7%～0.9%范圍之內。碳濃度分布梯度要平緩,，以保障---的表面強度和應力分布,。

重載齒輪的碳含量應控制在下限，這樣就有利于控制碳化物的大小和形狀,。碳含量控制在上---,，會增強形成殘余奧氏體的趨向，并有增加碳化物，表層氧化與降低齒根強度的趨向,。據(jù)有關資料表明,，美國對重載齒輪表面碳濃度已控制在0.65%左右。

3．回火越不充分,，磨削裂紋敏感性就越高,。因此， 必須進行充分回火,，以提高滲碳淬硬表面的塑性,，使殘余應力得以平衡或降低，---表面應力的分布狀況,。從而降低出現(xiàn)磨削裂紋的機率,。

4．控制殘余奧氏的數(shù)量，防止齒輪在磨削時產(chǎn)生組織轉變,，而產(chǎn)生較大的組織應力,，嚴格控制殘余奧氏體在25%之內，對重要的齒輪應控制在20%以內,。

5．主要控制碳化物的大小,、數(shù)量、形態(tài)和分布,，以獲得彌散分布細顆粒碳化物,，從而提高材料的斷裂強度，減少脆性,。

6．控制馬氏體的級別,，要獲得隱晶狀、細針狀的馬氏體,，避免產(chǎn)生粗大針狀馬氏體,，從而減少裂紋源，以提高材料的斷裂強度,。馬氏體的級別3級,。

7．采取---的工藝措施控制熱處理的變形，以減小磨齒余量,。

二機加工方面的工藝措施：

根據(jù)有關文獻表明,，砂輪與齒面接觸區(qū)的平均溫度一般為：500-800℃，磨粒磨削點的溫度可達1000℃,，且80%以上的熱將傳入齒輪,。由于磨齒時產(chǎn)生的大量磨削熱，使齒面磨削區(qū)域局部受到很大的熱應力和熱脹冷縮變形,，磨削熱得不到有效控制時,，齒面就容易產(chǎn)生磨削裂紋和磨削燒痕,，因此，機加工方面工藝措施的重點將放在如何減小和控制磨削熱的方面,。

1．降低粗滾齒時的齒面粗糙度,，應控制在ra3.2～ra6.3。

2．嚴格控制粗滾齒時的公法線余量,，不允許隨意加大磨齒余量,。

3．熱處理后嚴格按照工藝要求的位置和允許的范圍找正，以便盡可能減小熱變形的誤差,。

4．在磨齒前必須采取硬齒面的滾切技術對齒面進行刮齒加工,，使磨齒余量均勻，很大限度減小磨齒余量,，也就是很大限度的減小磨削熱,。

5．合理選擇、搭配切削用量,，斜齒輪減速機,，選擇的原則為較高的砂輪轉速，較快的沖程,，適當?shù)倪M給,。

德國niles-zstz630c3相當于國產(chǎn)y7163a，當齒面的硬度在hrc58～62時：粗磨0.03～0.06,；精磨0～0.01,。

據(jù)國外資料表明以及我公司的體會：對齒面粗磨階段，是磨削裂紋形成的-,，絕大部分磨削裂紋產(chǎn)生于這個階段。在這一階段,，要---加以注意,。

6．選擇砂輪是磨齒加工中一個重要的環(huán)節(jié)：砂輪選用是否恰當，對磨齒精度和效率有很大影響,。對砂輪的硬度,、粒度、組織選擇的不當,，就非常容易出現(xiàn)齒面燒痕和磨削裂紋,。因此，應從以下幾個方面加以選擇：

1磨料：代號pa紅色鉻剛玉,，鉻剛玉的硬度與白剛玉代號wa接近,，而韌性比白剛玉好，用鉻剛玉磨削韌性大的鋼材時,。效率比白剛玉高,，砂輪的---度以及磨削表面粗糙度也要好,，因此優(yōu)選代號pa。

2結合劑 ：把砂粒粘結在一起,，形成砂輪的材料,。目前，磨齒機上用的砂輪結合劑,，基本上都是陶瓷粘合劑代號v,；陶瓷粘合劑性能穩(wěn)定，耐水耐熱不變質,，能適應各種冷卻液磨削,，而價格又低。

3硬度 ：砂輪越硬,，其多孔性越差,，在磨削過程中，砂輪粒間的孔隙很快被磨粒堵塞,，加上硬度高的砂輪自銳性差,，磨鈍的砂粒又不易脫落，造成砂輪與工件表面間的擠光現(xiàn)象,，影響熱量散發(fā),，s系列斜齒輪減速機，使磨削熱增加,，很容易產(chǎn)生燒痕和裂紋,。

較軟的砂輪磨損很快，不禁用,，將直接影響磨齒精度,。

因此，選擇砂輪硬度的原則：加工軟材料時,，要選較硬的砂輪,；加工硬材料時，要選較軟的砂輪,。磨削硬的低碳合金鋼時,，應該選用k～j的砂輪。新-老型號對照：k-中軟1,、j-軟3

4組織 ：優(yōu)先選用具有一般多孔結構的砂輪,，砂輪組織分區(qū)5級用的居多。

5粒度：粒度越小在單位面積內同時參加磨削的磨粒就越多,，相應的切削力和磨削熱就越大,，容易磨裂，在---齒面磨削精度的情況下,，常用的粒度號為：46#～60# ,，對于齒輪模數(shù)較小時,，就應該選粒度號大一些的砂輪，當齒輪模數(shù)較大時,，就應選用粒度號小一些的砂輪,。用號數(shù)表示的磨粒，數(shù)目越大,，顆粒尺寸越小

6形狀和尺寸 我單位磨齒機的型號為y7163a,，用的是雙錐面砂輪代號psx1。尺寸為ф350×ф127×32,。

7． 砂輪修整器金剛石的鋒利狀況不容忽視：在這方面,，我公司的教訓非常深刻。由于金剛石尖部鈍化,，造成砂輪修整后不鋒利,，在磨削中導致磨削熱大量增加，曾經(jīng)一度是我公司在磨齒中產(chǎn)生磨削裂紋的主要原因,。因此,，一旦金剛石磨鈍后，應即時修尖,，恢復其鋒利的工作狀態(tài),，是修好砂輪的前提和---。

8．冷卻液是磨削中一個---重要的環(huán)節(jié),，要引起足夠的重視,。磨齒機采用展成工作原理，所以砂輪和齒面在磨削過程是點接觸,，由此產(chǎn)生的磨削熱由流過砂輪和齒面的強力冷卻液帶走,，這種磨削方式能防止產(chǎn)生磨削裂紋，立式斜齒輪減速機,，同時砂輪始終不被堵塞,，磨削粉塵也不四處飛散，同軸斜齒輪減速機,，效果好,。因此,，冷卻液必須充分,，并直接噴在磨削區(qū)，流量選取40～45l/min,，壓力為0.8～1.2mpa,。要經(jīng)常保持冷卻液的純凈，循環(huán)中要經(jīng)過過濾網(wǎng),，控制冷卻液的溫度,，---時應當使用散熱器,。使用中應---注意，冷卻液的流量及噴射沖刷的力度是否足夠,，一旦發(fā)生變化,，檢查冷卻泵濾網(wǎng)是否被堵塞，對濾網(wǎng)要定期清洗和檢查,。

硬齒面滾齒工藝

由于磨齒效率低,、成本高，近年來,，國外開始研究硬齒面滾齒工藝,，采用硬質合金滾刀可以提高加工效率，目前在日本,、德國等生產(chǎn)中已有應用,。國內近年來也在積極研究硬齒面滾齒工藝，并取得了一些進展,，一些工廠生產(chǎn)中已有應用,。

北京第二機床廠和濟南一機床廠等一些廠家已采用硬齒面滾齒工藝代替粗磨齒，加工效率比錐面砂輪磨齒機約高５～６倍,。硬齒面滾齒工藝要求滾齒機床剛度好,、精度高，只有在切齒技術,、刀具及機床等幾個方面的正確配合下,，使切齒過程達到優(yōu)良狀態(tài)，硬齒面滾齒的精度才能達到７級,。硬齒面滾齒存在的問題是齒形精度較低,，加工精度不穩(wěn)定。其主要原因是：

１用硬質合金滾刀來加工６０ｈｒｃ 左右的硬齒面,，刀具與工件的硬度相差很小,，滾刀易磨損，直接影響齒形精度,；

２由于滾齒是一種斷續(xù)切削過程,，滾齒過程伴隨著---及自激振動、力和熱的沖擊,，常常容易造成硬質合金滾刀崩刃,；

３由于硬質合金滾刀采用負前角，而切削厚度小,，工件硬度又高,，使得徑向切削力很大。從工藝系統(tǒng)分析,，滾齒機的剛度雖較強,，但刀桿和心軸卻是２個剛性薄弱環(huán)節(jié),，徑向的變形對精度影響很大。