汽车变速箱齿轮(20crmni)渗碳淬火件HRC58-62断续加工内孔有油槽耐用氮化硼陶瓷刀具
变速箱齿轮位于汽车传动部分,用于传递扭矩与动力、调整速度。由于传递扭矩,齿根要承受较大的弯曲应力和交变应力:由于变速箱齿轮转速变化范围广,齿轮表面承受较大的接触应力,并在高速下承受强烈的摩擦力;由于工作时不断换挡,轮齿之间经常要承受换挡造成的冲击与碰撞。就要求齿轮表面有高硬度和高耐磨性;齿面有高额接触疲劳强度心部有较高额强度和高韧性。
汽车变速箱齿轮用的材料一般是20CrMnTi,热处理是渗碳淬火,表面硬度HRC58-62,由于零件表面硬度很高,一般采用磨削工艺,以车带磨工艺,早期常采取磨削工艺故最终热处理均安排在半精加工之后,磨削加工之前。采用的最终热处理工艺为先渗碳,表面碳含量增加,心部仍维持低额含碳量,保持心部较高的强度和冲击韧性;渗碳之后进行淬火和低温回火,使轮齿表面硬度达到高硬度要求。磨削工艺也存在很多加工问题比如说表面烧伤,加工效率低下,生产成本高。随着刀具的不断的更新,氮化硼刀具的出现给机械制造业在切削加工带来质的飞跃。由于氮化硼刀具的硬度高,红硬性,耐高温,耐磨尺寸稳定性等性能。解决了机加工硬性难于加工问题。
变速箱齿轮的加工工艺路线为:
下料------锻造------正火-----粗加工-渗碳-----淬火、低温回火-喷丸处理------加工花键-----硬车(以车带磨够工艺)。
齿轮渗碳淬火后车削加工外圆,内孔,端面:对于渗碳淬火齿圈齿轮的外圆和内孔变形量的修正,车削是***简单的办法,以前任何刀具包括国外CBN刀具都不能解决强断续切削淬火后齿轮外圆,华菱超硬受邀对此进行刀具研发,“间断切削加工淬硬钢一直是个难题,何况是动辄HRC60左右的淬硬钢,而且变形余量大,在高速车削淬硬钢时,如果工件有间断切削,刀具在间断切削淬硬钢时会以每分钟100次以上的冲击来完成加工,对刀具的抗冲击性能是个很大的挑战。
齿轮材质(20crmnti)渗碳淬火后硬车精车加工端面,内孔时,使用的刀具(陶瓷刀具,cbn刀片)会出现崩刃微崩后导致尺寸稳定性差(尺寸超差),刀尖不耐磨问题经常更换以致于加工效率低。华菱品牌 针对硬车削齿轮材质(20crmnti)渗碳淬火后刀具问题推出两款牌号:BN-H11 BN-H21,这两款CBN刀片性能:硬度高,耐磨性好,红硬性好,耐高温。很好地保证了齿轮工件形位公差精度要求及表面粗糙度。
BN-H11牌号刀头是细晶粒刀头(0.5~5μm),可实现高速高精度车HRC50以上淬火料,适合连续车;如精车硬度HRC58以上的20CrMnTi渗碳20CrMnTi渗碳淬火变速箱齿轮、齿轮轴、钢圈类零件,是一种实现高速高精度车用刀头材质。此刀头可作订做非标镗刀,切槽刀等成型内孔车刀,外圆车刀等。
BN-H21牌号刀头:采用晶粒度3~15μm混合晶粒,在断续车以车代磨20CrMnTi渗碳淬火件时,刀头抗震、不易打刀,如车削细长轴;断续切削带孔法兰盘零件;以及热后镗削车带出油孔的内孔断续面;车削带内花键槽或外花键槽的断续面硬面车,以及超高温合金的HRC50硬度超硬车中提高车效率
汽车变速箱齿轮硬车机加工案例:硬车齿轮
工件材质:20Crmnti(渗碳淬火)
工件硬度:HRC58-62
工件尺寸:直径28mm,长度27mm
加工部位:内孔(断续加工)
公差要求:0.02mm以内
刀片材质:BN-H21(氮化硼刀具)
刀片型号:CCGW09T304-2S
切削参数:转速N=1180r/min,走刀量F=0.1mm/r,切刀深度ap=0.15mm
加工寿命:13S/件,960件/刃口。
适合车方式:车削车(含粗车、精车,车槽);铣削车(含粗铣、精铣)、镗削车(含粗镗、精镗)
用机床:数控车床(数控立车及普通数控车)铣床(龙门铣床、数控铣床、刨铣床),镗削车中心/车削车中心/铣削车中心,车铣复合车中心,镗铣复合车中心
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