齒輪傳動(dòng)是近代機(jī)器中最常見的一種機(jī)械傳動(dòng)，是機(jī)械產(chǎn)品中的重要組成部分。成型磨齒機(jī)磨齒是獲得高精度齒輪最可靠的方法之一，因?yàn)樯a(chǎn)效率高，所以在齒輪加工領(lǐng)域中的比重日益增大。文章分析了成型磨齒機(jī)磨削時(shí)燒傷和裂紋產(chǎn)生的原因，并提出改進(jìn)方法。
一、由于成型磨齒機(jī)工作時(shí)砂輪與工件接觸面較大，且砂輪多為剛玉或CBN，硬度較高，而齒輪齒面多經(jīng)滲碳淬火，硬度比較高，因此磨齒時(shí)如果磨削工藝采用不當(dāng)，齒面就很容易出現(xiàn)磨削燒傷和裂紋等，降低齒輪的使用壽命，甚至報(bào)廢。
二、分析故障產(chǎn)生的原因
成型磨時(shí)砂輪及修整參數(shù)和工藝參數(shù)的選擇不當(dāng)極易導(dǎo)致磨削時(shí)產(chǎn)生大量熱量，特別是當(dāng)這些熱量不能及時(shí)被磨粒和冷卻液帶走時(shí)，將在磨削區(qū)域產(chǎn)生超過回火溫度的過熱而形成回火或產(chǎn)生超過加熱奧氏體的過熱而形成淬火使金相組織及應(yīng)力發(fā)生變化，導(dǎo)致磨削燒傷和裂紋的產(chǎn)生。這僅僅是產(chǎn)生磨削燒傷和裂紋在磨齒工序的原因，還有很多其他原因需依靠在磨齒前注意熱處理的影響和工藝編排，避免與輪齒精度相關(guān)工序的不量操作。
三、對原加工方法和工藝的改進(jìn)
首先應(yīng)注意提高熱處理質(zhì)量，減少殘奧含量和殘余內(nèi)應(yīng)力及變形不當(dāng)造成結(jié)構(gòu)尺寸的變化，避免硬度超過HRC60，其將大大降低滲碳淬火鋼的可磨削性，尤忌超過HRC62。其次應(yīng)減少輪齒預(yù)加工的錯(cuò)誤，降低預(yù)制齒的齒面誤差，避免預(yù)制齒后由于節(jié)圓的趙正不當(dāng)將位置誤差傳遞到齒面誤差。此外，在工藝編排上發(fā)現(xiàn)下述措施對磨削燒傷及裂紋產(chǎn)生的敏感性具有一定的降低作用，磨前進(jìn)行噴丸處理的齒輪因高速噴丸能抵消殘余內(nèi)應(yīng)力的作用有正面影響;熱處理后自然時(shí)效時(shí)間相對較長的工件因其殘余內(nèi)應(yīng)力的充分釋放而有正面影響;磨前進(jìn)行恒溫處理特別是冬季氣溫較低的情況下更有正面影響。
磨齒前提高齒輪的找正精度和增加對中時(shí)在齒形，齒向及齒槽方面的數(shù)量并適當(dāng)多放加工余量可避免在粗磨是由于過切而造成的磨削燒傷及裂紋，在磨削過程中還應(yīng)通過監(jiān)視磨削軸的電流消耗和固體生側(cè)儀的特性曲線的變化及時(shí)發(fā)現(xiàn)磨削異常并重新調(diào)整各類參數(shù);保持足量磨削油，適當(dāng)降低油溫并恒溫控制，注意及時(shí)調(diào)整噴嘴的壓力與沖洗位置，以及可在砂輪的齒形根部HOFLER加修附加臺(tái)階，NILES加修后角以改善磨削油沖入的條件，這些對磨削熱的散發(fā)都能起到改善作用。 當(dāng)發(fā)現(xiàn)有磨削燒傷及裂紋的產(chǎn)生時(shí)，首先要把燒傷齒面用粗砂皮手工打毛和順著裂紋用金剛銼削以阻斷裂紋的再次擴(kuò)散等，其次要重選砂輪及修整參數(shù)，同時(shí)應(yīng)減少吃刀量，適當(dāng)降低切削速度和沖程速度，盡量減少?zèng)_程數(shù)和增加周期循環(huán)數(shù)，減少砂輪的中間修整間歇數(shù)等進(jìn)行修磨處理，注意修磨時(shí)控制純磨削電流不超過10A，裂紋及燒傷在修至目視看不出時(shí)一般單齒面公法線至少還需修掉0.03-0.1MM左右才能真正把燒傷及裂紋修磨掉。
對磨削燒傷和裂紋敏感性較大的工件在大批量生產(chǎn)時(shí)還是優(yōu)先選用CBN砂輪，其具有良好的導(dǎo)熱性和較大的熱容性，對磨削燒傷及裂紋產(chǎn)生的敏感性具有較明顯的降低作用，并且大批量生產(chǎn)可攤薄CBN砂輪的單間成本。 當(dāng)磨削裂紋通過上述磨齒工藝的調(diào)整及修磨仍無法有效解決時(shí)，則應(yīng)注意熱處理回火的不及時(shí)、不充分甚至金相組織超差的原因，可考慮對對齒輪進(jìn)行二次回火并清理后再修磨;對于垂直齒向的微裂紋可在180度左右重新回火，對于較嚴(yán)重的龜裂紋可將溫度提高至300度左右進(jìn)行回火，因展成磨相比成型磨對磨削燒傷和裂紋的敏感性要低，也可利用展成磨的這一特性用于磨削燒傷及裂紋的修磨處理，或者在成型磨前安排展成磨進(jìn)行拉毛刀粗磨工序。
對于成型磨齒機(jī)來說，通過觀察磨齒機(jī)電流變化及選擇合適的磨削參數(shù)可以及早發(fā)現(xiàn)并有效避免磨削裂紋的產(chǎn)生。影響可磨性的條件有：材料、材料批次的質(zhì)量、硬度、熱處理質(zhì)量、磨削油和磨削油供給、砂輪技術(shù)參數(shù)、修整刀具和修整條件等，在磨削工藝參數(shù)設(shè)定上要根據(jù)齒輪的實(shí)際狀況，如模數(shù)、齒數(shù)、齒寬、齒面硬度、齒面組織成分、齒根圓角狀況等，選在合適的砂輪粒度、砂輪線速度、沖程速度、沖程數(shù)、磨量及砂輪修磨次數(shù)等。一般對于大模數(shù)、大齒寬的齒輪應(yīng)選擇粒度較粗的砂輪，砂輪線速度、沖程速度、磨量要小，沖程數(shù)要少，砂輪修磨次數(shù)要多，并加大冷卻液流量，避免產(chǎn)生磨削裂紋;前幾圈一定要注意觀察電流變化情況及齒面有無燒傷現(xiàn)象，如電流變大或齒面有燒傷情況，就要及時(shí)停機(jī)修改磨削參數(shù)。
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