汽車齒輪工藝實施要點分析

【摘要】文章分析了汽車齒輪工藝的實施要點，并探析了汽車齒輪工藝的發(fā)展趨勢，旨在為汽車齒輪行業(yè)的相關(guān)人員提供一定的參考。

【關(guān)鍵詞】汽車；齒輪工藝；實施要點

一、汽車齒輪工藝的實施要點

汽車齒輪制造的關(guān)鍵在于齒輪加工工藝的設(shè)定，根據(jù)齒輪的不同用途，在生產(chǎn)條件允許的條件下，應(yīng)該采用相應(yīng)的加工工藝來控制汽車齒輪的質(zhì)量，這樣能夠保證汽車齒輪的壽命、承載能力以及其他功能，汽車齒輪工藝的實施要點主要包括以下幾個方面：

（1）汽車齒輪鍛造制坯工藝。目前，汽車齒輪鍛造制坯工藝應(yīng)用最廣泛的是熱模鍛造工藝，并且楔橫軋工藝在軸類加工上得到廣泛的應(yīng)用和推廣，該種工藝能夠使用于相對復(fù)雜的階梯軸類齒輪的制坯，并且還具有加工余量小、精度高、生產(chǎn)效率高等方面的優(yōu)點。

（2）汽車齒輪正火工藝。汽車齒輪正火工藝的目的是獲得適合后續(xù)齒輪切削加工的硬度以及為后續(xù)的熱處理工藝做好準備，這樣能夠顯著的降低熱處理工藝中的變形問題。通常汽車齒輪采用的鋼材料為20CrMnTi，由于正火工藝受環(huán)境、設(shè)備以及工作人員的影響非常大，這就導(dǎo)致齒輪工件的冷卻均勻性以及冷卻的速度難以控制，導(dǎo)致齒輪的硬度散差相對較大，對后續(xù)齒輪的切削工藝以及熱處理工藝的影響非常大，影響齒輪的最終質(zhì)量。因此，現(xiàn)代汽車齒輪的正火工藝通常采用等溫正火工藝，這種工藝顯著的改善了傳統(tǒng)正火工藝的弊端，能夠保證汽車齒輪的質(zhì)量。

（3）汽車齒輪干切工藝。汽車齒輪的干切工藝主要包括以下幾種：其一，螺旋錐齒輪干切工藝，螺旋錐齒輪干切工藝采用螺旋錐齒輪銑齒機，例如Phoenix CNC準雙曲面齒輪銑齒機，刀盤的主軸轉(zhuǎn)速高達2000r/min，采用強力干切刀具，并采用強力干切錐齒輪加工工藝，能夠保證螺旋錐齒輪的質(zhì)量，并且還具有非常好的經(jīng)濟性；其二，插齒干切工藝，插齒干切工藝采用專用的插齒機，例如SE25A插齒機，采用高速鋼干切齒刀具，粗插切削速度比濕插切削速度提高了1.5倍，加工的效率也提高1.5倍左右；其三，滾齒干切工藝，滾齒干切工藝采用滾齒機，例如GE系列的滾齒機，專用的干切滾刀，例如日本三菱重工開發(fā)的干切滾刀，刀具的使用壽命為傳統(tǒng)刀具的5倍，干切速度提升了2倍，干切中沒有使用切削油，顯著的降低了汽車齒輪干切工藝的成本。

（4）汽車齒輪滾齒、插齒工藝。汽車齒輪滾齒以及插齒工藝，需要采用大量的插齒機以及滾齒機，雖然這樣便于維護和調(diào)整，但是生產(chǎn)率相對較低，如果需要完成較大的生產(chǎn)量，就需要同時開多臺機械進行同時生產(chǎn)，隨著涂層工藝的發(fā)展和應(yīng)用，插刀、滾刀刃磨后的再次涂鍍變得更加方便，并且經(jīng)過涂鍍的刀具的使用壽命更長，有效的降低了刃磨的實踐以及換刀的次數(shù)，提高汽車齒輪加工的效率，經(jīng)濟效益也非常顯著。

（5）汽車齒輪剃齒工藝。剃齒是汽車齒輪精加工的工藝，剃齒工藝在降低齒輪表面粗糙度、降低齒向誤差、修正齒形等方面具有非常好的效果，并且剃齒工藝的生產(chǎn)效率非常高，對提高齒輪加工工藝的效率具有非常大的作用。下圖所示為剃齒的工作原理：汽車齒輪剃齒工藝的原理表現(xiàn)為：利用剃齒刀與工件無側(cè)向間隙的螺旋齒輪副嚙合，兩者在接觸點的方向和速度都不一致，這樣就會導(dǎo)致被加工齒輪的側(cè)面沿著剃齒刀的側(cè)面進行滑移，通過切屑刀具對汽車齒輪的齒側(cè)面進行極細的切屑。

（6）汽車齒輪熱處理工藝。汽車齒輪的最終精度，在很大程度上取決與熱處理工藝的質(zhì)量。汽車齒輪的熱處理要求滲碳淬火，以此保證汽車齒輪具有非常好的力學(xué)性能，對于熱后并不能再進行磨齒加工的汽車齒輪，應(yīng)該嚴格的控制熱處理工藝的過程，以確保質(zhì)量。

（7）汽車齒輪磨齒工藝。磨齒工藝是對汽車齒輪熱處理后的精加工工藝，目前，汽車齒輪的磨齒工藝通常采用NC磨齒機，并且隨著CNC技術(shù)的發(fā)展，許多公司都采用了CNC磨齒機，例如YDL-CNC500磨齒機，不僅能夠提高磨齒的效率，還能夠提高汽車齒輪的精度，因此許多高級轎車的高精度齒輪都采用磨齒工藝。

（8）汽車齒輪修整工藝。修整工藝是通過采用驅(qū)動橋齒輪、變速器等對齒輪的毛刺進行檢查和清理，保證齒輪在使用的過程中不會出現(xiàn)異常的噪音，保證汽車齒輪的質(zhì)量。

二、現(xiàn)代汽車齒輪工藝的發(fā)展趨勢

（1）信息化與智能化。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，汽車齒輪行業(yè)開始應(yīng)盡網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)、信息技術(shù)、傳感器技術(shù)、數(shù)字化控制技術(shù)等，通過采用信息化、智能化的技術(shù)，保證汽車齒輪在遠程診斷、遠程控制、自動識別、在線精密度檢測、刀具磨損、裝夾工件是否合理、防撞功能、自動平衡、過載保護、溫度補償、誤差補償?shù)确矫?，都得到不斷的提高和完善，保證汽車齒輪工藝朝著綠色、高精度、高效、智能化制造的方向發(fā)展。

（2）高精度化。通過采用高精度具有預(yù)加負荷的剛性直線導(dǎo)軌、力矩電動機、電主軸、滾動軸承、滾珠絲杠等，能夠保證齒輪加工機床在高速加工的狀況下，提高齒輪的精度，其中，插齒和滾齒為粗加工，在高速切削條件下能夠達到DIN6-7級精度，能夠顯著的提高汽車齒輪的精度。

（3）高速化和高效化。傳統(tǒng)的機械滾齒機的滾刀主軸的最高轉(zhuǎn)速為500r/min，工作臺的轉(zhuǎn)速為32r/min，齒輪切削的速度為100m/min，隨著汽車齒輪加工工藝的快速發(fā)展，汽車齒輪加工機床的高速、高效切削得到了快速的發(fā)展，齒輪切削的速度提高至500m/min，滾齒機主軸的轉(zhuǎn)速高度5500r/min，工作臺的轉(zhuǎn)速高度800r/min，高速干式切削既可減少切削液的消耗和冷卻處理裝備，又可避免對環(huán)境造成污染，還能提高生產(chǎn)效率，降低單件齒輪的制造成本。顯著的提高了汽車齒輪加工的速度。

（4）數(shù)控化。汽車齒輪工藝實現(xiàn)數(shù)控化具有以下幾方面的優(yōu)勢：其一，汽車齒輪工藝實現(xiàn)數(shù)控化，能夠?qū)崿F(xiàn)齒輪工藝的自動化控制，能夠完成多道工序的加工，顯著的提高汽車齒輪加工的精度與效率；其二，數(shù)控化加工能夠?qū)崿F(xiàn)自動上料、切削、滾齒、倒棱、去毛刺以及自動下料等；其三，通過實現(xiàn)數(shù)控化控制，能夠提高刀具的使用壽命，改善加工表面質(zhì)量。

三、結(jié)束語

總而言之，隨著汽車保有量的不斷上升，汽車齒輪行業(yè)得到前所未有的發(fā)展，為了保證汽車齒輪的工藝質(zhì)量，應(yīng)該嚴格的控制汽車齒輪工藝實施要點，然后逐漸的將各種新技術(shù)和新設(shè)備應(yīng)用到汽車齒輪行業(yè)中，汽車齒輪加工逐漸的向信息化、自動化、智能化、高精度化、數(shù)控化的方向發(fā)展。

參考文獻

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