一、齒輪倒棱行業(yè)現(xiàn)狀
不論是通用汽車企業(yè)還是博格華納、GE、BUCYRUS、AIIison Transmissions、TEREX、CAT 等企業(yè)生產(chǎn)的齒輪,無論是閉式還是開式的齒輪傳動,均對齒輪進(jìn)行倒棱,雖然發(fā)達(dá)國家尚無統(tǒng)一的齒輪倒棱國家標(biāo)準(zhǔn),但各個企業(yè)對齒輪倒棱有著相同的共識“齒輪必須倒棱”,并且按各自企業(yè)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行實施,國外對這一技術(shù)的應(yīng)用十分重視,足以表明齒輪倒棱的重要性和必要性。
二、倒棱的實質(zhì)和種類
倒棱實質(zhì)上是小倒角,也就是在齒輪的齒形加工后所有裸露的尖角,再倒一個小倒角,為了與齒輪兩端的大倒角(也即圖1 所示的齒端倒角)相區(qū)別,故稱為倒棱,倒棱又分為以下兩種:齒頂?shù)估夂妄X廓倒棱,如圖 1所示:
齒輪倒棱的作用與重要意義:
1.降低齒輪嚙合時的噪聲。
倒棱是沿輪齒端面的倒角,防止由于小的磕碰造成齒面凸起而產(chǎn)生噪聲和損傷嚙合齒面的一項重要措施。
2.提高嚙合精度,減少嚙合沖擊。
一對齒輪在嚙合的過程中,一開始進(jìn)入嚙合時,由于加工和輪齒的變形,極易引起嚙合沖擊,所以使振動增大。
3.減小扒齒,延長齒輪使用壽命。
大、小齒輪在運轉(zhuǎn)時,如果不采用齒頂?shù)估猓瑒t往往會出現(xiàn)小齒輪的齒頂扒大齒輪的齒根。這是因為大小齒輪齒頂?shù)耐鈭A一般比齒根要硬,而且此處的滑動速度較大,再加上安裝時調(diào)整不當(dāng),所以在運轉(zhuǎn)后往往出現(xiàn)大小齒輪的齒頂互相扒對方輪齒的齒根,極易劃出溝痕類似于膠合,有時將小齒輪的齒頂齒面也劃出同樣的溝痕,對齒輪的壽命產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。
4.減少熱處理時的應(yīng)力集中。
倒棱后消除齒頂及齒廓的尖角有以下好處:
1)在齒輪的感應(yīng)淬火中,中頻尤其是高頻加熱在尖角處有產(chǎn)生過熱的傾向。因此齒輪輪齒必須在淬火前進(jìn)行倒棱,以便在熱處理過程中得到最佳的淬火效果。
2)對硬齒面齒輪,滲碳前做適度的熱前倒角,最好是圓角,在熱處理滲碳過程中可有效避免輪齒尖角處氧化脫碳。
3)減少淬火時的應(yīng)力集中,以減少和消除熱處理過程引起的淬火裂紋或開裂,這對于預(yù)防淬火開裂具有重要作用。
5.減小打齒的危險性。
因為倒棱是沿整個齒形裸露部分的尖角進(jìn)行,所以可避免疲勞的微裂紋源并減小應(yīng)力集中,從而減小打齒的危險性。
6.有利于刮刀切入,有效避免打刀和刀刃崩缺。
現(xiàn)代對重載硬齒面齒輪的加工不單純依靠磨齒機(jī)磨齒來保證精度,國內(nèi)外不少企業(yè)已成功開展以刮代磨的工藝,不論外齒還是內(nèi)齒均以硬質(zhì)合金刀具對硬齒面進(jìn)行刮削。由于硬齒面倒棱之后,有利于刀具的切入,可有效地避免刀具打刀和崩刃。對于硬齒面開展以刮代磨的工藝,刮前對硬齒面進(jìn)行倒棱,是十分重要和必須進(jìn)行的一項工作。
7.外形美觀、安全。
輪齒倒棱后不僅外形美觀,而且比較安全,在齒輪的裝配與調(diào)試中不易劃傷手。
齒輪不倒棱的隱患:
1.未作齒廓倒棱。
齒輪在長期使用中,由于應(yīng)力集中,易導(dǎo)致疲勞微裂紋發(fā)生,造成在齒端出現(xiàn)較為嚴(yán)重的崩齒現(xiàn)象,如果繼續(xù)發(fā)展,可能會產(chǎn)生打齒的惡性事故。
2.未作齒頂?shù)估狻?/span>
齒的頂部與漸開線交界的尖角處易出現(xiàn)飛邊毛刺,在齒面上劃出類似膠合的溝痕。在齒輪運轉(zhuǎn)中,導(dǎo)致大、小齒輪的齒頂互相扒對方輪齒的齒根,在齒根部位劃出膠合狀的溝痕,對齒輪的使用壽命將帶來直接影響。
倒棱的加工方式:
1.如下如的倒棱方式,其實可以說成是去毛刺的過程,滾齒后進(jìn)行。
2.滾刀式倒棱(“Fette Chamfer Cut”)
這項技術(shù)最早由Fette公司應(yīng)用,特點是加工效率高,倒棱質(zhì)量好,可以在滾齒機(jī)上實現(xiàn)倒棱加工,但也有缺點,就是專刀專用,幾乎是一一對應(yīng)的。近年來,國內(nèi)也已經(jīng)有了這項技術(shù),前面咱們介紹過,有興趣的朋友可以翻翻前面的文章,可以設(shè)計此種刀具及加工。
使用這種刀具倒棱一般是兩把為一組,一個加工上端面,另一把加工下端面,如上圖所示。
3.擠棱式刀具(Roll chamfering)
將倒棱刀具制成刀盤式,刀齒的兩面分別是不同螺旋角的斜齒輪齒面,該刀具與齒輪實現(xiàn)連續(xù)的無側(cè)隙外嚙合傳動,嚙合過程中實現(xiàn)倒棱,其原理是采用無側(cè)隙嚙合時刀體在齒端倒棱深度內(nèi)對齒輪齒廓進(jìn)行連續(xù)擠壓,將齒廓這部分金屬擠壓至端面。特點是高效、連續(xù)、精度好、適用范圍廣、易于實現(xiàn)自動化生產(chǎn),但需要在專門的機(jī)床上使用。
4.銑刀式(“Gratomat”)
刀具沿著齒邊緣的輪廓(見上圖)運動。倒角的均勻性很大程度上取決于工人及其對裝置的調(diào)整或銑刀的磨損。
5.成型式
應(yīng)用砂輪或銑刀經(jīng)行倒棱。
在這感謝網(wǎng)友(wxid_iluf1vi64p6222)的幫助,謝謝!
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