Dişli işleme süreci, kesme parametreleri ve takım gereksinimleri; eğer dişli tornalanması çok zor ise ve işleme verimliliğinin artırılması gerekiyorsa.

Dişli, otomotiv endüstrisindeki temel iletim elemanıdır. Genellikle her otomobilde 18 ila 30 diş bulunur. Dişlinin kalitesi, otomobilin gürültüsünü, stabilitesini ve kullanım ömrünü doğrudan etkiler. Dişli işleme tezgahı, karmaşık bir tezgah sistemidir ve otomotiv endüstrisinde önemli bir ekipmandır. Amerika Birleşik Devletleri, Almanya ve Japonya gibi dünyanın önde gelen otomobil üretim güçleri aynı zamanda dişli işleme tezgahı üretim güçleridir. İstatistiklere göre, Çin'deki otomobil dişlilerinin %80'inden fazlası yerli dişli işleme ekipmanlarıyla işlenmektedir. Aynı zamanda, otomotiv endüstrisi dişli işleme tezgahlarının %60'ından fazlasını tüketmektedir ve otomotiv endüstrisi her zaman tezgah tüketiminin ana kaynağı olacaktır.

Dişli işleme teknolojisi

1. Döküm ve kalıp yapımı

Sıcak kalıp dövme, otomotiv dişli parçaları için hala yaygın olarak kullanılan bir döküm işlemidir. Son yıllarda, şaft işleme alanında çapraz kama haddeleme teknolojisi yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu teknoloji, özellikle karmaşık kapı şaftları için kütük üretimi için uygundur. Yüksek hassasiyet, küçük işleme payı ve yüksek üretim verimliliği gibi avantajlara sahiptir.

2. normalleştirme

Bu işlemin amacı, sonraki dişli kesimi için uygun sertliği elde etmek ve nihai ısıl işlem için mikro yapıyı hazırlayarak ısıl işlem deformasyonunu etkili bir şekilde azaltmaktır. Kullanılan dişli çeliği malzemesi genellikle 20CrMnTi'dir. Personel, ekipman ve çevrenin büyük etkisi nedeniyle, iş parçasının soğutma hızı ve soğutma homojenliğinin kontrol edilmesi zordur; bu da büyük sertlik dağılımına ve düzensiz metalografik yapıya neden olur ve metal kesimini ve nihai ısıl işlemi doğrudan etkileyerek büyük ve düzensiz termal deformasyona ve kontrol edilemeyen parça kalitesine yol açar. Bu nedenle, izotermal normalleştirme işlemi benimsenmiştir. Uygulamada, izotermal normalleştirmenin genel normalleştirmenin dezavantajlarını etkili bir şekilde ortadan kaldırabileceği ve ürün kalitesinin istikrarlı ve güvenilir olduğu kanıtlanmıştır.

3. dönüş

Yüksek hassasiyetli dişli işleme gereksinimlerini karşılamak için, dişli ham maddelerinin tamamı, tornalama takımının yeniden bilenmesine gerek kalmadan mekanik olarak sıkıştırılan CNC torna tezgahlarında işlenir. Delik çapı, uç yüzey ve dış çapın işlenmesi, tek seferlik sıkıştırma altında eş zamanlı olarak tamamlanır; bu, yalnızca iç delik ve uç yüzeyin dikeylik gereksinimlerini sağlamakla kalmaz, aynı zamanda seri dişli ham maddelerinin boyut dağılımının küçük olmasını da sağlar. Böylece, dişli ham maddesinin doğruluğu artırılır ve sonraki dişlilerin işleme kalitesi güvence altına alınır. Ek olarak, NC torna tezgahı işlemesinin yüksek verimliliği, ekipman sayısını büyük ölçüde azaltır ve iyi bir ekonomiklik sağlar.

4. Dişli frezeleme ve dişli şekillendirme

Dişli işleme için hala yaygın olarak geleneksel dişli frezeleme makineleri ve dişli şekillendirme makineleri kullanılmaktadır. Ayarlanması ve bakımı kolay olsa da, üretim verimliliği düşüktür. Büyük kapasiteli üretimlerde ise aynı anda birden fazla makinenin kullanılması gerekmektedir. Kaplama teknolojisinin gelişmesiyle birlikte, frezeleme işleminden sonra freze uçlarının ve pistonların yeniden kaplanması oldukça kolaylaşmıştır. Kaplamalı takımların kullanım ömrü önemli ölçüde, genellikle %90'dan fazla artırılabilir; bu da takım değiştirme sayısını ve taşlama süresini etkili bir şekilde azaltarak önemli faydalar sağlar.

5. tıraş

Radyal dişli tıraşlama teknolojisi, yüksek verimliliği ve tasarlanan diş profili ve diş yönü modifikasyon gereksinimlerinin kolay gerçekleştirilmesi nedeniyle seri otomobil dişli üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır. Şirket, 1995 yılında teknik dönüşüm için İtalyan bir şirketten özel bir radyal dişli tıraşlama makinesi satın aldığından beri, bu teknolojinin uygulanmasında olgunlaşmış ve işleme kalitesi istikrarlı ve güvenilir hale gelmiştir.

6. Isıl işlem

Otomobil dişlilerinin iyi mekanik özelliklere sahip olmaları için karbonlama ve sertleştirme işlemlerine ihtiyaç duyulmaktadır. Isıl işlemden sonra artık dişli taşlama işlemine tabi tutulmayan ürünler için istikrarlı ve güvenilir ısıl işlem ekipmanı şarttır. Şirket, Alman Lloyd's'un sürekli karbonlama ve sertleştirme üretim hattını kullanıma almış ve tatmin edici ısıl işlem sonuçları elde etmiştir.

7. öğütme

Esas olarak ısıl işlem görmüş dişli iç deliği, uç yüzeyi, şaft dış çapı ve diğer parçaların son işleminde, boyutsal doğruluğu artırmak ve geometrik toleransı azaltmak için kullanılır.

Dişli işleme sürecinde, konumlandırma ve sıkıştırma için adım dairesi fikstürü kullanılır; bu da dişin işleme doğruluğunu ve montaj referansını etkin bir şekilde sağlayarak tatmin edici ürün kalitesi elde edilmesini mümkün kılar.

8. bitirme

Bu işlem, montajdan önce şanzıman ve tahrik aksının dişli parçalarındaki çıkıntıları ve çapakları kontrol etmek ve temizlemek içindir; böylece montajdan sonra bunlardan kaynaklanan gürültü ve anormal sesler ortadan kaldırılır. Tek çift kavrama yoluyla sesi dinleyin veya kapsamlı test cihazında kavrama sapmasını gözlemleyin. Üretici firma tarafından üretilen şanzıman gövde parçaları arasında debriyaj gövdesi, şanzıman gövdesi ve diferansiyel gövdesi bulunur. Debriyaj gövdesi ve şanzıman gövdesi, genellikle özel kalıp döküm yöntemiyle alüminyum alaşımından üretilen yük taşıyıcı parçalardır. Şekilleri düzensiz ve karmaşıktır. Genel işlem akışı, birleştirme yüzeyinin frezelenmesi → işleme delikleri ve bağlantı deliklerinin işlenmesi → yatak deliklerinin kaba delinmesi → yatak deliklerinin ve konumlandırma pim deliklerinin ince delinmesi → temizleme → sızıntı testi ve tespiti şeklindedir.

Dişli kesme takımlarının parametreleri ve gereksinimleri

Karbürleme ve sertleştirme işleminden sonra dişliler ciddi şekilde deforme olur. Özellikle büyük dişlilerde, karbürlenmiş ve sertleştirilmiş dış daire ve iç deliğin boyutsal deformasyonu genellikle çok büyüktür. Bununla birlikte, karbürlenmiş ve sertleştirilmiş dişli dış dairesinin tornalanması için uygun bir takım bulunmamaktaydı. "Valin Superhard" tarafından sertleştirilmiş çeliğin güçlü aralıklı tornalanması için geliştirilen BN-H20 takımı, karbürlenmiş ve sertleştirilmiş dişli dış daire iç deliği ve uç yüzeyindeki deformasyonu düzeltmiş ve uygun bir aralıklı kesme takımı bulmuştur. Bu, süper sert takımlarla aralıklı kesme alanında dünya çapında bir atılım gerçekleştirmiştir.

Dişli karbürleme ve sertleştirme deformasyonu: Dişli karbürleme ve sertleştirme deformasyonu esas olarak işleme sırasında oluşan artık gerilme, ısıl işlem sırasında oluşan termal gerilme ve yapısal gerilme ile iş parçasının kendi ağırlık deformasyonunun birleşik etkisinden kaynaklanır. Özellikle büyük dişli halkaları ve dişliler için, büyük dişli halkaları, büyük modülleri, derin karbürleme tabakası, uzun karbürleme süresi ve kendi ağırlıkları nedeniyle karbürleme ve sertleştirmeden sonra deformasyonu artıracaktır. Büyük dişli milinin deformasyon yasası: Ek dairenin dış çapı belirgin bir daralma eğilimi gösterir, ancak dişli milinin diş genişliği yönünde, orta kısım daralır ve iki uç kısım hafifçe genişler. Dişli halkasının deformasyon yasası: Karbürleme ve sertleştirmeden sonra, büyük dişli halkasının dış çapı şişer. Diş genişliği farklı olduğunda, diş genişliği yönü konik veya bel tamburu şeklinde olacaktır.

Karbürleme ve su verme işleminden sonra dişli tornalama: Dişli halkasının karbürleme ve su verme deformasyonu bir ölçüde kontrol edilebilir ve azaltılabilir, ancak tamamen önlenemez. Karbürleme ve su verme işleminden sonra deformasyon düzeltmesi için, karbürleme ve su verme işleminden sonra tornalama ve kesme takımlarının uygulanabilirliği hakkında kısa bir bilgi aşağıda verilmiştir.

Karbürleme ve sertleştirme sonrası dış çemberin, iç deliğin ve uç yüzeyin tornalanması: Tornalama, karbürlenmiş ve sertleştirilmiş halka dişlinin dış çemberi ve iç deliğindeki deformasyonu düzeltmenin en basit yoludur. Daha önce, yabancı süper sert takımlar da dahil olmak üzere hiçbir takım, sertleştirilmiş dişlinin dış çemberinde meydana gelen güçlü aralıklı kesim sorununu çözemiyordu. Valin süper sert, takım araştırma ve geliştirme çalışmalarını yürütmek üzere davet edildi. Çin Bıçak Birliği uzmanları, “Sertleştirilmiş çeliğin aralıklı kesimi her zaman zor bir sorun olmuştur, hele ki yaklaşık HRC60 sertliğindeki sertleştirilmiş çelik ve büyük deformasyon toleransı söz konusuysa. Sertleştirilmiş çeliği yüksek hızda tornalarken, iş parçasında aralıklı kesim varsa, takım sertleştirilmiş çeliği keserken dakikada 100'den fazla darbe ile işlemeyi tamamlar ki bu da takımın darbe dayanıklılığı için büyük bir zorluktur.” diyorlar. Bir yıllık tekrarlanan testlerden sonra, Valin süper sert, güçlü süreksizliğe sahip sertleştirilmiş çeliği tornalamak için süper sert kesici takım markasını piyasaya sürdü; Tornalama deneyi, karbonlama ve sertleştirme işleminden sonra dişlinin dış çemberi üzerinde gerçekleştirilir.

Karbonlama ve su verme işleminden sonra silindirik dişlinin tornalanması üzerine deney.

Büyük dişli (halka dişli), karbürleme ve sertleştirme işleminden sonra ciddi şekilde deforme oldu. Dişli halkasının dış dairesindeki deformasyon 2 mm'ye kadar ulaştı ve sertleştirme sonrası sertliği HRC 60-65 oldu. O zamanlar müşteri için büyük çaplı bir taşlama makinesi bulmak zordu, işleme payı büyüktü ve taşlama verimliliği çok düşüktü. Sonunda, karbürlenmiş ve sertleştirilmiş dişli tornalandı.

Doğrusal kesme hızı: 50–70 m/dak, kesme derinliği: 1,5–2 mm, kesme mesafesi: 0,15-0,2 mm/devir (pürüzlülük gereksinimlerine göre ayarlanır)

Sertleştirilmiş dişli çarkın ekskavatörünün işlenmesi sırasında, işlem tek seferde tamamlanır. Orijinal ithal seramik takım, deformasyonu gidermek için ancak birçok kez işlenebilir. Dahası, kenar çökmesi ciddi boyutlardadır ve takımın kullanım maliyeti çok yüksektir.

Takım test sonuçları: Orijinal ithal silikon nitrür seramik takıma göre daha darbe dayanıklıdır ve kesme derinliği üç kat artırıldığında kullanım ömrü silikon nitrür seramik takımın 6 katıdır! Kesme verimliliği 3 kat artırılmıştır (eskiden üç kat kesme işlemi yapılırken, şimdi tek seferde tamamlanmaktadır). İş parçasının yüzey pürüzlülüğü de kullanıcının gereksinimlerini karşılamaktadır. En değerli yanı ise, takımın nihai arıza şeklinin endişe verici kırık kenar değil, normal arka yüzey aşınması olmasıdır. Bu aralıklı tornalama sertleştirilmiş dişli ekscircle deneyi, endüstrideki süper sert takımların sertleştirilmiş çeliğin güçlü aralıklı tornalamasında kullanılamayacağı efsanesini yıkmıştır! Kesici takımlar akademik çevrelerinde büyük bir yankı uyandırmıştır!

Sert tornalama işleminden sonra dişli çarkın iç deliğinin yüzey kalitesi, su verme işleminden sonra

Yağ oluğu bulunan dişli iç deliğinin aralıklı kesimini örnek olarak alırsak: deneme kesici takımının kullanım ömrü 8000 metreyi aşmaktadır ve yüzey kalitesi Ra0.8'in altındadır; eğer parlatılmış kenarlı süper sert takım kullanılırsa, sertleştirilmiş çeliğin tornalama yüzey kalitesi yaklaşık Ra0.4'e ulaşabilir ve iyi bir takım ömrü elde edilebilir.

Karbonlama ve sertleştirme işleminden sonra dişlinin uç yüzeyinin işlenmesi.

Tipik bir "taşlama yerine tornalama" uygulaması olarak, kübik bor nitrür bıçak, ısıl işlem sonrası dişli uç yüzeyinin sert tornalama üretim pratiğinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Taşlamaya kıyasla, sert tornalama iş verimliliğini büyük ölçüde artırmaktadır.

Karbonlanmış ve sertleştirilmiş dişliler için kesici takımlara yönelik gereksinimler çok yüksektir. Öncelikle, aralıklı kesme işlemi, takımın yüksek sertlik, darbe dayanımı, tokluk, aşınma direnci, yüzey pürüzlülüğü ve diğer özelliklere sahip olmasını gerektirir.

Genel bakış:

Karbürleme ve su verme işleminden sonra tornalama ve uç yüzey tornalama için, sıradan kaynaklı kompozit kübik bor nitrür takımlar yaygınlaşmıştır. Bununla birlikte, karbürlenmiş ve su verilmiş büyük dişli halkasının dış dairesinin ve iç deliğinin boyutsal deformasyonu için, büyük miktarda deformasyonun giderilmesi her zaman zor bir problem olmuştur. Valin süper sert BN-H20 kübik bor nitrür takımı ile su verilmiş çeliğin aralıklı tornalanması, takım endüstrisinde büyük bir ilerlemedir; bu, dişli endüstrisinde "taşlama yerine tornalama" işleminin yaygınlaşmasına katkıda bulunur ve ayrıca uzun yıllardır kafa karıştıran sertleştirilmiş dişli silindirik tornalama takımları sorununa da cevap bulur. Dişli halkasının üretim döngüsünü kısaltmak ve üretim maliyetini düşürmek açısından da büyük önem taşır; BN-H20 serisi kesiciler, endüstride güçlü aralıklı tornalama ile su verilmiş çelik konusunda dünya modeli olarak bilinmektedir.