Как контролировать точность обработки зубчатых деталей

Большинство деталей внутри редуктора являются шестернями, поэтому точность обработки шестерен оказывает значительное влияние на качество редуктора. В последнее время во время испытаний редуктора серии YD13 часто возникали различные неисправности, что ограничивало общий объем производства всей машины. Путем проверки и анализа записей тестовых испытаний были выявлены основные неисправности при испытаниях редуктора серии YD13. В результате разборки и анализа этих неисправностей было установлено, что большинство из них были вызваны проблемами обработки шестерен. Как повысить точность обработки шестерен, стало основным средством снижения отказов редуктора. Цель данной статьи - контролировать и анализировать весь процесс обработки шестерен, обобщить эффективные методы контроля точности обработки шестерен и внедрить их в производство других типов трансмиссий, что может эффективно снизить затраты на техническое обслуживание трансмиссий и повысить коэффициент использования трансмиссий на заводе.
С развитием национальной экономики растет спрос на редукторы строительной техники на рынке, и производители редукторов заняты из-за увеличения заказов. Однако на этапе испытаний редуктора часто возникают различные неисправности, что серьезно ограничивает заводской выпуск редуктора. Произведенная продукция не может быть поставлена пользователям, что приводит к большому накоплению заказов и серьезно влияет на продажи продукции. При анализе и проверке этих отказов при испытаниях техники выяснилось, что большинство из них вызваны проблемами обработки шестерен. Поэтому для повышения производительности завода по производству трансмиссий необходимо обеспечить качество обработки шестерен. После контроля и анализа процесса обработки шестерен были обобщены эффективные методы повышения точности шестерен. После широкой проверки было доказано, что эти меры эффективны для контроля точности шестерен.
1.1 Обеспечение качества материалов шестерен
Материал, используемый для изготовления шестерен, является основой для обеспечения качества обрабатываемых деталей, поэтому контроль качества материалов шестерен особенно важен. Материалами, используемыми для изготовления шестерен на нашем заводе, обычно являются легированные стали, такие как 20CrMnTi, 19CrNi5, 20MnCr5 и т.д. При поступлении материалов на завод, помимо строгого соблюдения заводских стандартов приемки соответствующих параметров этих поковок, при необходимости можно добавить дополнительную нормализационную обработку после грубой обработки поковок для изменения свойств материала, контроля последующей деформации при обработке и термообработке и повышения качества обработки деталей. Например, при изготовлении гидравлического редуктора железнодорожного ремонтного оборудования YH350 наш завод проводил грубое точение и нормализационную обработку важных шестерен, и впоследствии добился хороших результатов обработки.
1.2 Контроль погрешности предварительной термообработки шестерен
Термообработка шестерен делится на две части: обработка заготовок шестерен и обработка шестерен.
1.2.1 Точность обработки заготовок шестерен
В процессе обработки заготовок шестерен наиболее критичным является контроль точности размеров установочного внутреннего отверстия шестерен. В соответствии с уровнем точности шестерен нашего завода допуск на размер внутреннего отверстия шестерни обычно устанавливается на уровне 0,03. Это значение не только отвечает требованиям точности для последующей обработки и позиционирования шестерен, но и не увеличивает ненужные затраты из-за высокой точности, что соответствует экономике производства. Прямолинейность внутреннего отверстия должна контролироваться в пределах 0,01.
Контроль биения торца и радиального биения заготовки шестерни: Биение торца заготовки шестерни напрямую влияет на допуск профиля зуба при накатывании шестерни. Обычно требуется одновременная обработка как внутреннего отверстия, так и торца детали, чтобы обеспечить биение торца ≤ 0,01. При токарной обработке другого торца необходимо обеспечить параллельность двух торцов ≤ 0,02, а радиальное биение между наружным кругом зуба и установочным внутренним отверстием должно контролироваться ниже 0,03.
1.2.2 Точность обработки шестерен
В процессе обработки зубьев основными факторами, влияющими на погрешности зубьев, являются: точность зубообрабатывающего станка; инструменты для обработки шестерен; несколько аспектов, таких как приспособление для позиционирования заготовки зубчатого колеса.
⑴ Точность зубообрабатывающих станков.
Точность зубообрабатывающих станков в значительной степени определяет точность обрабатываемых шестерен, поэтому техническое обслуживание и ремонт станков должны проводиться в соответствии с правилами.
Перед подготовкой к обработке зубчатых частей деталей необходимо убедиться, что значения отклонений каждой части станка соответствуют требованиям: например, радиальный зазор шпинделя станка менее 0,01, скачок диаметра вала инструмента менее 0,005, смещение вала инструмента менее 0,008, скачок диаметра и торцевое биение после установки инструмента менее 0,005, соосность верхнего и нижнего концов менее 0,008, а скачок диаметра и торцевое биение зажимного приспособления, установленного в позиции позиционирования приспособления за столом станка, менее 0,01.
⑵ Инструменты для обработки шестерен.
При поступлении на завод режущих инструментов для обработки шестерен их различные параметры должны проверяться в соответствии с проектными требованиями, а результаты должны соответствовать требованиям чертежей. Обычно используемый класс инструмента - класс А, а для некоторых деталей с высокими требованиями к точности можно выбирать инструменты класса АА; для повышения долговечности режущих инструментов можно выбирать режущие инструменты с титановым покрытием; после заточки инструмента следует контролировать радиальную погрешность передней режущей кромки.
⑶ Приспособление для позиционирования заготовки шестерни.
Зазор между наружным диаметром сердечника приспособления и внутренним отверстием шестерни должен быть как можно меньше, обычно ниже 0,02. Резьба на сердечнике должна обеспечивать перпендикулярность менее 0,01, а внутренняя резьба с плечевыми гайками должна иметь перпендикулярность менее 0,01 к торцу.
1.3 Фаска вершины и торца зуба
После обработки профиля зуба вершина и торец зуба должны быть зафасованы, чтобы удовлетворить потребности шестерни во время передачи и избежать проблемы столкновения деталей. Фасовка вершины зуба также может быть сформирована с помощью фасочных фрез с фаской во время обработки профиля зуба.
1.4 Контроль качества термообработки
Термообработка оказывает значительное влияние на точность шестерен. Для обеспечения последующей обработки для обычных конструктивных деталей следует предусмотреть, что эллиптичность внутреннего отверстия детали после нагрева не должна превышать 0,03, а изменение размера нормали не должно превышать 0,03; для деталей, которые тонкие и имеют большую разницу между внутренним отверстием и наружным диаметром зуба, помимо вышеуказанных положений, кривизна торца детали не должна превышать 0,05; для деталей с внутренними шлицами следует избегать чрезмерной деформации внутренних шлицев.
1.5 Точная обработка деталей после нагрева
После термообработки детали проявляют незначительную деформацию и снижение качества поверхности, требуя точной обработки для некоторых важных размеров.
При шлифовании внутреннего отверстия шестерни после нагрева внутреннее отверстие и торец должны быть выровнены, а биение не должно превышать 0,015. Одновременно следует проверить биение делительной окружности шестерни и не превышать 0,04, чтобы обеспечить концентричность внутреннего отверстия с делительной окружностью. Шлифование внутреннего отверстия и торца должно проводиться одновременно, чтобы обеспечить перпендикулярность торца к внутреннему отверстию. При шлифовании другой торцевой поверхности в качестве поверхности затяжного позиционирования следует обеспечить параллельность двух торцевых поверхностей ниже 0,015. Детали, обработанные на круглошлифовальном станке, должны подвергаться размагничиванию после обработки.
1.6 Точная обработка зубчатых частей
Наш завод обычно использует шлифовальные станки с ЧПУ для прецизионной обработки зубчатых колес. В настоящее время у нас есть два типа шлифовальных станков для зубчатых колес, а именно: шлифовальные станки для формообразования зубчатых колес и шлифовальные станки для червячных колес.
Для шлифовального станка для зубчатых колес перед зажатием деталей необходимо проверить износ передней и задней частей станка и коаксиальность между ними; при выравнивании деталей старайтесь держать их в среднем положении. Во время процесса шлифования проверяйте состояние шлифовки обеих поверхностей зубьев. Если с одной стороны шлифовка больше, а с другой меньше, своевременно отрегулируйте положение шлифовки деталей, чтобы обеспечить равномерное количество шлифовки деталей и отсутствие эксцентриситета; Разумно устанавливайте параметры шлифовки и параметры правки шлифовального круга, чтобы поддерживать остроту частиц шлифовального круга; Своевременно заменяйте использованный шлифовальный круг, чтобы избежать явления недостаточной длины развертки зубчатого колеса; После испытания шлифовки зубчатого колеса его следует отправить в измерительную комнату для проверки Fa, Fβ, Fr, Fi", fi", Fw и других параметров.
Для шлифовальных станков для червячных колес, из-за их различных методов шлифовки по сравнению со шлифовальными станками для формообразования зубчатых колес, помимо вышеуказанных требований, следует также отметить следующее: шлифовка червячных колес относится к методу расширения шлифовки, и в шлифовании участвуют несколько зубьев, что приводит к большому количеству тепла шлифовки, что может легко привести к ожогам и трещинам на поверхности зубьев. При установке параметров шлифовки можно использовать метод меньшей подачи на один проход и большего количества проходов; При шлифовании червячного колеса обе стороны и наружный круг колеса обрабатываются в два этапа. Шлифовальный круг, отремонтированный таким образом, может легко привести к недостаточной длине корня зуба или развернутой длине во время шлифовки зубчатого колеса, что приводит к интерференции в последующей передаче зубчатого колеса. Поэтому в процессе шлифовки деталей после ремонта круга необходимо наблюдать за состоянием шлифовки зубьев и своевременно вносить корректировки; Из-за уникальной конструкции устройства для правки шлифовального круга в шлифовальном станке для червячных колес инструментом для правки шлифовального круга является не алмазный карандаш, а квадратный брусок. Этот тип алмазного блока склонен к износу и должен регулярно проверяться на износ и своевременно заменяться, чтобы избежать массовых качественных аварий.
Для шлифовального инструмента, вала зубчатого колеса, зазор между позиционирующим наружным кругом вала и внутренним отверстием детали обычно составляет менее 0,015, биение между наружным кругом вала и торцевой поверхностью составляет менее 0,01, а поверхность наружного круга вала гладкая и без следов; Два наконечника вала не имеют износа или посторонних предметов в заостренных отверстиях; Резьбовая часть вала должна быть отшлифована резьбошлифовальным станком, чтобы обеспечить перпендикулярность менее 0,01, а гайка должна быть затянута для ослабления резьбы.
 
 
Контролировать качество обработки зубчатых деталей в процессе производства несложно. Следуя требованиям, описанным в этой статье, и применяя серьезное и ответственное отношение, значительные результаты были достигнуты благодаря широкому практическому применению. Согласно отчету об анализе работы всей машины, улучшение качества обработки зубчатых деталей может снизить процент отказов редуктора, вызванный проблемами с зубчатыми колесами, что имеет большое значение для эффективного повышения заводской производительности всей машины.