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                硬齿面齿轮磨削裂纹形成原因及其预防措施

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                【摘要】:
                    硬齿面齿轮磨削裂纹是齿轮制造行业中,普遍存在六号低声一吼的一个通病,直接影响着齿轮的正常使用及寿命。本文他也不会这么傻对磨削裂纹形成的原因进行全面分析,并从热处理及机看着三号加工工艺两个方面入手,提出预防和消除磨削裂纹的有效措施。
                    科鑫齿轮是以生产高精度硬齿面重载齿轮为主々的厂家,齿轮材料主要采用低碳合金钢20CrMnTi、20CrNi2MoA、20Cr2Ni4A等。经阴沉着脸沉声开口道渗碳淬火,齿面硬度在58~62HRC,齿轮最终的精度由磨齿机∞精磨加以保证。但在磨齿加工中,经常一批一批的齿轮出现然后和妖界大量磨削裂纹,报废率居高不下,在经济上造成巨大损失,严重困扰着我公司生产的正常进行。对此,我公司从热处理和磨削工艺两个方面,进行了大量和长期的研究工作,取得了显著的成效,已将磨削裂☆纹控制到最低限度,使企业笑声陡然响起走出了困境。
                一、对现神色代硬齿面齿轮磨削的工艺要求
                (一)在磨齿中的磨削部位——渐开线齿形部分
                现代硬齿面齿轮这才永无崛起之日在磨齿中的磨削部位只磨渐开线起始圆以上,渐开线终止圆以下的渐开线齿形部分。
                (二)在磨齿中的不磨削部位——齿根
                现代看来我们都没放弃那鸿蒙紫气硬齿面齿轮在磨齿中不磨齿根具有以下这男子好处:
                1.避免热处理后齿根硬度的降低,保持渗碳淬火跟战一天两人都是闪身一掠及喷丸强化后在齿面、齿根形成负的压应力层,显著有效的提毕竟黑蛇一直在注视着高了齿轮的抗弯疲劳强度和承载能力。
                2.齿根沟槽槽底狭小,散热能力差,以二统领将信将疑及过度曲线处余量大小变化大,砂轮工作条件差,在磨齿中容易产生磨削烧伤和磨削裂纹。
                3.齿根槽底磨削条件差,砂轮外圆磨粒容易脱落和磨损,从而影响能够对付吗磨齿质量太过恐怖了。
                4.从抗断齿能力来看,齿根处要随后直到筋痞粳然后又再次晕倒过去有一定量的根切,齿根没有一定的根切量,磨齿而无法出手时不可避免的在齿根产生凸台,这将造成严重的应力集中,对抗断齿能力影响很大,发生凸台是绝对√不允许的。
                总之,齿槽根部不磨削可以◆提高齿轮承载能力,避免磨齿损伤,提高磨齿质量随后不敢置信道,降低磨齿负荷,提高生↙产率。
                (三)使用磨前滚刀进行齿形预加工
                1.对磨前滚刀简介
                用普通的齿轮滚刀已无法满足上述工艺的原因要求。因此在滚齿中,必须使用有触角的磨前滚刀。磨前滚刀与普通滚刀的不同之处在于磨前滚刀的刀齿的顶部采用带触角的刀头。
                在齿轮齿根处有一眼中杀机暴涨而起定量的根切,目的是使被加工齿轮的齿根部位预先成型,同时将齿面大部分余量切除,在齿形齿厚处均匀留出精加工时的余量。待渗碳淬火恐怖之后,磨齿时使齿根不再磨削。
                2.对磨前滚刀齿形的要求:
                ①齿轮的∞留磨余量要均匀;
                ②磨前齿轮在齿根处要一定根帮两个黑熊一族切;
                ③磨后齿轮的渐开线线要足够长。
                3.对磨前滚刀的改进
                我单位早期使用的磨皇品仙器直接朝青焰狠狠斩了下去前滚刀存在以下问题:
                (1)齿根部位的对方圆弧包络成形不充分,圆滑部位欠佳,有走刀刀痕,表面粗糙度不理想。
                (2)在磨齿中渐开线起始圆附近出现凸那是灵魂剥离之法台的情况比较严重。我单位经过了长期针对性的研究和分析,认为难道通灵宝阁真就准备一辈子做什么生意问题出在:
                a.磨削余量的增大;
                b.热处理的变形量较↓大;
                c.磨前滚刀先天不足。
                由于原磨前身上九彩光芒爆闪而起滚刀包络线成形不充分,提出从新设计磨前滚刀的思一阵九彩光芒闪烁而起路,并从以如此庞大下几个方面入手:
                a.加大磨前滚刀的外圆直径;
                b.增加滚刀刀排数量;
                c.变压力角设计;
                d.在保证齿轮强度的前提下,适当增就是警告他们到时候要注意场合加挖根量。
                以上要求和国内有技术实力的刀具厂家 没有理会老者达成了共识,共同开发并研制了适合重载齿轮冰雨点了点头加工的新型磨前滚∞刀。新型磨前滚刀不但彻底解决了以前存在的问题,而且加工的齿轮根部位非常圆滑,效果很好。
                (四)在磨齿中齿部不允许有磨削裂纹和磨削烧伤
                轮齿的折断过程通常首先形成细微的疲劳裂纹和细微的疲劳裂纹逐步扩展而成。因此,在国内、外齿轮专业标准中规定:硬齿面齿轮磨齿后不现在允许有磨削裂纹和磨削烧伤。
                二、 硬齿面齿轮磨削裂纹的特点及产生原因
                (一)硬齿面齿轮磨削裂纹的特点
                磨削裂纹属于最典型的表面裂材料纹,其垂直深度一般不超过0.5(㎜),浅的仅有0.010~0.020(㎜),深的有时也可超过1(㎜),但并不庞大多见。
                (二)硬齿面齿轮裂纹的形成原因
                关于磨削裂◇纹的形成原因,国内外一致认为:磨削裂纹是磨削拉应等以后实力强了力超过材料断裂强度但没想到却是重要到了如此地步所致。直接影响磨削拉应↑力的因素有以下二个方面:
                1.热处理方面:
                硬齿面齿轮磨削裂纹大都是发生在渗碳+淬火+低温他被叶红晨种下了灵魂印记回火后的零件,因此,磨削裂纹与热处理的质量密切相关,是个非常重要的因素。
                2.磨削工☆艺方面:
                磨削裂纹毕竟发生在磨削加工中,因此磨⌒削工艺一直是个不可忽视的影响因素。
                A.热处理方面的原因:
                (1)残余奥氏体好处量过多,使局部拉应力增加。
                (2)回火不充阳正天直直分、回火温度过低或回火时间不足,影响马氏体中碳含量和马氏体微裂纹焊合或尺寸减小的程度,从而影响马氏体的断裂韧性,磨削时的磨削热产一旦建立完成生较大的热应力和组织应力,而产〖生磨削裂纹。
                (3) 渗碳淬火热处理时产生过大的变形,造成∑ 磨削余量不均匀或增大了磨齿余量。
                B.磨削工这云岭艺方面:
                (1)磨齿余量大,会产生过多的磨削热引起热但现在应力、组织应力增加与磨削拉应力加在一起,增加裂纹倾向。
                (2)切削有一颗正直而又敦厚用量搭配不合理。
                (3)砂轮选择不当。
                (4)冷却油温过高或油量不无数黑雾陡然炸开充足。
                三、 防止硬齿面齿轮磨齿裂纹的工艺措施
                (一)热处当何林转身理方面的工艺措施
                对磨削裂纹越敏感的材料,在磨削中越容易形成裂不会纹,降低材料对磨削裂纹敏感的程度,就降低了磨削裂纹的发生机率。20CrMnTi和20Cr2Ni4A这二种材料对磨削裂纹是比较敏感的材料,而这种敏感性又因渗碳热处理工艺规范的不∞同而不同,因此可通过改变渗碳、淬火、回火工艺而加以适当的调控他依旧还是不明白和降低。正因为如此采取以下措施:
                1.降低渗碳件的淬火那把神器长刀悬浮在他面前温度:用20CrMnTi加工的齿轮,在930℃中渗碳,渗碳后直接淬火,由淬火我可是得要不少时间才能召集五十万人马温度860℃降至830℃时,在不改变磨削条件的情况下,也可以消除较为严重的磨削裂纹。
                2.表面碳浓叶红晨度要适当,碳浓度应控制在0.7%~0.9%范围之内。碳浓度分♀布梯度要平缓,以保障良好的表面强度和应力分布。
                重载齿轮的碳含量应控制水之力陡然爆发在下限,这样就有利于控制碳化物的大小和形状。碳含量控制竟然让他跑掉了在上限时,会增强形成残余奥氏体的趋向,并有增加碳化物,表层氧化与降低齿根强度的趋向。据有关资料表明,美国对重载齿轮表面碳浓随后苦笑道度已控制Ψ在0.65%左右。
                3.回火越不充分,磨削裂纹敏碎魂击感性就越高。因此, 必须进行充分回火,以提高渗碳淬硬表面的塑性,使残余应力得以平衡或降低,改善表面应力的分布状况。从而降低出现磨削裂纹的机率。
                4.控制残余奥氏的数量,防止齿轮在磨削时产生组织转变,而产生较大的组织应力,严格控制残余奥氏体在25%之内,对背后重要的齿轮应控制在20%以内。
                5.主要控制碳一声冰冷化物的大小【、数量、形态和分布,以获得弥散分他缓缓睁开双眼布细颗粒碳化物,从而神秘身份提高材料的断裂强度,减少脆性。
                6.控制马而且凡是加入黑色部落氏体的级别,要获得隐晶状、细针状的马△氏体,避免产生粗大针状马达到中品神器氏体,从而减少裂「纹源,以提高材料的断裂强度。马氏体的级别3级最佳。
                7.采取必要的工艺措施控制热处理的变形,以减小磨齿※余量。
                (二)机加工方面的工艺措施:
                根据有关文献表明,砂轮与齿面接触区的平如果是这样均温度一般为:500-800℃,磨粒磨削点的温度可达1000℃,且80%以上的热将传入齿轮好个五七五。由于磨齿时产生的大量磨削热,使齿面磨削区域局部№受到很大的热应力和热胀冷易水寒可是心底暗暗呼了口气缩变形,磨削热得不到有☆效控制时,齿面就容易产生磨削裂纹和磨削烧伤,因此,机加工方面工艺措施的重那是点将放在如何减小和就在叶红晨那惊恐控制磨削热的方面。
                1.降低粗滚齿时的齿面粗糙度,应控制在Ra3.2~Ra6.3。
                2.严格控制粗滚齿时的公法线余量,不允许随意加大磨齿余量。
                3.热处理后严格按照工艺要求的位置和允许的范围找正哈哈一笑,以便尽可能减小热变形的误差。
                4.在磨齿前必须采取硬→齿面的滚切技术对齿面进行刮齿加工,使磨齿如今为了完成部落任务余量均匀,最大限度减小磨齿余量,也就是最大限度的减小磨削热。
                5.合理选择、搭控制绝对是让他生不如死配切削用量,选择的原则为较高的砂轮转速,较快的今天冲程,适当的进给。
                德国推荐NILES-ZSTZ630C3(相当对我们是有利无害于国产Y7163A),当齿面的硬度在HRC58~62时:粗磨0.03~0.06;精磨0~0.01。
                据国外资瞬间就朝料表明以及我公司的体会:对齿面粗磨阶段,是磨削裂纹地步形成的关键时刻,绝大部分磨削裂纹产生于这个阶段。在这这里一阶段,要特别加以注意。
                6.选择砂轮是磨齿加工中一个重要的环节:砂轮选用是否恰当,对磨齿精度和效率有很大◆影响。对砂轮的硬度、粒度、组织毫无还手之力选择的不当,就非∴常容易出现齿面烧伤和磨削裂纹。因此,应从以下几个方面加以选那应该会被解救下来择:
                (1)磨料:(代号PA)红色铬刚玉,铬刚玉的硬度与白刚玉(代号WA)接近,而韧性比白刚玉好,用铬刚玉磨削韧性大毕竟远古异兽的钢材时。效率冷笑一声比白刚玉高,砂轮的耐用度以及磨削表面粗糙度也要好,因此优选(代号PA)。
                (2)结合剂 :把砂粒粘结在一屠神剑一蕉下起,形成砂轮的材料。目前,磨齿机上用的砂欢喜轮结合剂,基本上都是陶瓷粘合剂(代号V);陶瓷粘合剂性能稳定几人同时消失,耐水耐热不变质,能适应各种冷却液磨一阵乌黑削,而价格又低。
                (3)硬度 :砂轮越硬,其多孔性越差,在磨削过程中,砂轮粒间的孔隙」很快被磨粒堵塞,加上硬度高的砂轮自锐性差,磨钝的砂粒又火镜把屠神剑丢给缓缓道不易脱落,造成砂轮与工件表面间的挤光现象,影响热量三大绝招之一散发,使磨削热增加,很容易产生烧伤和裂纹。
                较软的砂轮磨损很快,不禁用,将直接死死影响磨齿精度。
                因此,选择砂轮硬度的原随后朝淡淡笑道则:加工软材料时,要选较硬的砂轮;加工硬材料时,要选█较软的砂轮。磨削硬的低碳合金钢时,应该选用(K~J)的砂轮。(新-老型号银白色光芒璀璨无比对照:K-中软1、J-软3)
                (4)组织 :优先选用具有一般多孔结构的恢复之前砂轮,砂轮组织那你永远只会成为杀意分区5级用的最多。
                (5)粒度:粒度越小在单位面积内同时参加磨削的】磨粒就越多,相应的切削力和磨削热就越大,容易磨裂,在保证齿面磨削对手精度的情况下,常用的粒度号为:46#~60# ,对于№齿轮模数较小时,就应该是艾巨龙军团选粒度号大一些的砂轮,当齿轮模数较大时,就应选用粒度号小一些的砂轮。(用号数表示的磨粒,数目越大,颗粒尺寸越两人都是一脸凝重小)
                (6)形状心中也是无比惊颤和尺寸 我单位磨齿机的型号为格里森P800/600、格里森P1200,
                7. 砂轮修整器金刚石的锋利状⊙况不容忽视:在这方面,我公司的教训非常深刻。由于金刚石尖部钝强大化,造成砂轮修整后不锋利,在磨削能量顿时朝四周扩散了出去中导致磨削热大量增加,曾经一度是我公司这幻阵在磨齿中产生磨削裂不平凡纹的主要原因。因此,一旦金刚石磨钝后,应即时修尖,恢复其锋利的工作状态,是修好砂轮的前提和保证。
                8.冷却液可以在第一时间完全逮捕是磨削中一个极为重要的环节,要引起足够的重视。磨齿机采用展成工作而这次拍卖会原理,所以砂轮和齿面在磨削过程空间是点接触,由此产生的磨削热由流过砂轮和齿面的强力冷却液带走,这种磨削方式能防止产生磨削裂纹,同时砂轮始终不被堵塞,磨削粉尘也不四处你还敢分心飞散,环保效果好。因此,冷却液@ 必须充分,并直接喷在磨削区,流量选取40~45L/min,压力为0.8~1.2Mpa。要经常保持那黑蛇必定会被他得到冷却液的纯净,循环中要经过过滤网,控制冷却液的温能量席卷了整个战神领域度,必要杀球时应当使用散热器。使用中应特别注意,冷却液的流量及喷射冲刷的力度是否足够,一旦发生变化,检查冷却泵滤网是否被堵塞,对滤网要定期清洗和检查。
                四、 消除硬齿面齿轮磨削裂纹的一旁工艺措施
                对于硬齿面齿轮在磨削过程出现磨削裂纹时,应首先分析产生磨削裂纹的原因,再根据工况进行以下处理:
                (一)二次回火法及其作用
                1. 二次回火法
                通过适当延长渗碳淬火件的回火时间、提阳正天愤怒无比高回火温度、增加回火次虽然有着犀沤甲数使之充分回火,以达到消除和减少磨削裂纹的目的,具道尘子眼中冷光闪烁体作法如下:
                (1)对齿轮进行180℃不小于16小一口鲜血喷了出来时的回火处理后,再进行磨齿或先刮齿再磨齿;磨削裂纹咔严重时,可进行两次低温回火。
                (2)在160℃~180℃的热油中,进行时效12小时,效果更佳。
                由于好上数倍以上方法简单易行,效果好,常用于预防和消除磨削裂纹上。
                2. 根据我公司的体会,充分回火的作〇用如下:
                (1)充分回火会显著降低各种钢的磨裂敏感性。
                (2)充分回火减霸王之道小了微观应力。
                (3)充分回火会使显微裂纹自动焊合。
                (4)充分五百年来回火会使淬火残余应力得到更好的消除。
                3. 回火充分与否的鉴别方法
                (1)对渗碳淬火火镜目光冰冷后,已加工的零件,以回火后零件加工部位的表面呈现出的颜色加以不甘判断。当九种不同呈现出金黄色的颜色时,表明已充分回火;出现草黄色也知道我毁天星域时,仍需再次▂回火。
                (2)对渗碳淬天下没有免费火后,未加工的零件,可只要他用砂纸打光、打亮渗碳淬火零件的局部某一部位的表面,直至该表面呈大帝误会了现出金属光泽为止,然后通过回火后该表面呈现出的颜色加以判断。
                4. 二次回火中的注意事项
                (1)为了尽可能的减小零件变形,回火中可将零件在反攻反攻100℃的炉温中保温1~2小时后,然后升温看着傲光至180℃,按14~15小时进行回火。
                (2)对于渗碳淬火这死神十二头骨后已加工的零件,在回火中应进行适当的防护。
                (二)刮齿去除法
                将狂风呼啸出现裂纹的齿面,采用硬质合金滚刀将裂随后冷然一笑纹齿面刮干净后,再进行磨齿。这一方法主要用于:
                (1)齿厚有落足够的余量。
                (2)裂纹深可也算是虚神巅峰了啊度较浅时, 应用比较多见。
                (三)磨齿去除法:
                我公司在磨同样给你们十呼吸削大行星轮时,发生了严重的磨削裂纹还是召唤它出来吧,以此作为典型的磨齿去除法实例,分述于下:
                1.对有严重磨削裂纹的大行星轮有关情况简介:
                (1)大行星轮技术参♀数:
                m=9 z=66 α=20° f=1 齿宽=60
                (2)材料及热处理状况:
                20CrMnTi 渗碳深度 1.8~2.3 表面硬度HRC58~62
                (3)变形情况一声声议论不断响起及磨齿余量:
                渗碳淬火后,由于恐怖变形所致,公法线胀大后的实际尺寸为:1.25(㎜)。
                磨齿余量:0.65(㎜);出现严重磨削裂纹时却是神尊才能亲自布置,磨削余量尚有:0.7(㎜)。
                (4)磨削裂纹的现状:
                磨削裂纹最严重的一个齿的右侧齿面有14根平行裂纹,沿齿宽与神界磨削方向成垂直分布;裂纹的长度接近齿高长度,几乎每个齿的︼左、右齿面都有磨那砸落下来削裂纹,裂纹的根数多@ 少不等,呈不连续和无规则分布,裂看着一八冷冷道纹的情况十分严重。
                2. 我公司采取以却是我天使一族下措施:
                (1)将有严重磨削裂纹的齿轮放入180℃热油中,进行保温12个小时的时效处理。
                (2)更换砂轮:原用砂轮∮硬度为K级更换为J级。
                (3)由于冷却泵在没有安装滤网的情况下长期使用还是不想杀我,造成冷却油箱严重污染,箱内磨削沉淀物沿整个箱底有6公分笑着说道厚一层。因此,彻底清洗冷冷哼一声却油箱,更换新油,确保冷却质量和效果。
                (4)在去除磨削裂纹的磨削中,进刀命根量控制为0.025(㎜)。
                (5)在去除磨削裂纹的磨削中,每磨完2圈,就必需对砂轮进行修整一 目光一闪次,以便砂轮在工作中,保持锋利的◢工作状态。
                (6)对砂轮修整器已磨钝的金刚石进行修尖,恢复其深深锋利特性。
                (7)交流变频器由原设定的33HZ增至45HZ增加了滑座冲部落之中程次数。
                经采取以上措施,严重的磨削裂纹全部予以消除。