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關(guān)于弧齒錐齒輪平面翹曲的校正方法

      對于弧齒錐齒輪,其生產(chǎn)中的熱處理一般采用以下兩種方式:

      (1)采用淬火壓床壓淬。工件滲碳后緩冷,然后再加熱采用壓床淬火:即采用連續(xù)爐(井式爐)滲碳,降到淬火溫度,直接采用壓床淬火。

      (2)工件滲碳后降溫淬火(自由淬)。 在實際生產(chǎn)中,弧齒錐齒輪無論是滲碳后直接淬火,還是采用壓床淬火,由于種種原因(如材料、滲碳時的裝央方式、淬火、壓模設(shè)計精度等其他原因),都會有不合格的產(chǎn)品。齒輪在淬火時受到組織應(yīng)力與熱應(yīng)力的雙重作用,齒輪端麗翹曲變形不可避免。因此在大批量牛產(chǎn)中不合格品的數(shù)量電很大,為挽救這種齒輪,通常采用校正的辦法。

      1.校正方法

      校正方法一般有壓淬校正法和火焰校正法。

      (1)壓淬校正法把不合格件放入通有甲醇保護的電爐巾進行加熱保溫透燒后,用壓床逐一進行壓淬,因而爐門需頻繁開啟,脫碳是必然的,淬火時出現(xiàn)非馬氏體組織,齒面硬度不夠。這種齒輪在裝車使用后可能造成早期磨損等缺陷,從而降低了齒輪使用壽命,并且壓淬整形占用壓床和電爐,影響其他產(chǎn)品生產(chǎn)。

      (2)火焰校正法火焰校正采用氧乙炔火焰,因為氧乙炔火焰的溫度高,加熱速度快,所需加熱的時間短,熱由端面向內(nèi)部傳播的深度較淺,不致于影響齒輪有效工作區(qū)的淬火組織?;鹧嫘U冃问抢镁植考訜岫纬傻木植孔冃危a(chǎn)生一個與淬火變形應(yīng)力反向的應(yīng)力來矯正工件的變形,對于不同類型的變形選擇不同的加熱區(qū)域和加熱溫度。

      經(jīng)過研究我們決定采用火焰校正法。

      2.火焰校正法的具體應(yīng)用

      火焰校正法使用的工具一般是氣焊工具。焊炬可使用噴射式2~4號噴嘴。乙炔火焰一般可以分為三種情形:還原焰(綠色火焰)、中性焰(紫色火焰)、氧化焰(深紫色)。盡量采用中性火焰,但是也可采用氧化焰加熱,使加熱均勻,校正效果較好。校正時利用溫度最高的內(nèi)焰進行加熱,距離工件約5~6mm,噴嘴在要求的區(qū)域內(nèi)移動,加熱溫度以700~800℃(木紅色)為宜,溫度越高校正效果越好,加熱寬度以4~lOmm左右為宜,移動速度使工件達到校正溫度后勻速移動,使之迅速空冷。對于變形較大或剛度較大之處校正溫度要高,并且邊加熱邊用濕棉冷卻,也可加熱完畢后一次冷卻。實踐證明,邊加熱邊用濕棉冷卻的校正效果較好。

      大輪端面較正的區(qū)域為端面與平臺接觸的地方,也就是塞尺塞不進去的區(qū)域,校正時,先把齒輪在平臺上多研磨幾下,然后根據(jù)接觸印痕校正。校正時應(yīng)向印痕兩邊各延伸20~80mn,(研磨印痕短,向兩邊延伸長;研磨印痕長,向兩邊延伸短)。對于變形較小的齒輪,校正與接觸印痕平行的弧線;對于變形較大的齒輪,在接觸印痕的地方校正曲線。校正時齒輪齒部應(yīng)浸入水中。齒輪加熱完后,放在清水中冷卻一下,然后再在平臺上進行檢驗,若塞尺塞不過去,該件校正合?。蝗舨缓细?,再在平臺上多研幾下,再看印痕情況,若位置變化了A4~B,可以再在B區(qū)域進行整形;若變形到了c點,用火焰輕微一校就可以了;若還在原區(qū)域,說明此件已不可校正了(因為再次整形效果也不大,在加熱的地方重新加熱冷卻有可能造成缺陷,如裂紋等)。對于前面兩種是可以再整形過來的,因此最好采用較高的溫度整形。

      在整形過程中應(yīng)注意兩點:

      (1)整形時見孔一定要繞開,離孔遠一點加熱,最好不使離孔邊l~2mm環(huán)形區(qū)域因加熱產(chǎn)生顏色變化,因而加熱到孔周圍時,移動速度要快(若影響到孔時,則在隨后的用水冷卻過程中,孔周圍可能出現(xiàn)裂紋)。

      (2)工件在整形后,最好在1h之內(nèi)進行低溫回火(≤回火溫度)150min,以消除內(nèi)應(yīng)力,提高校正質(zhì)量。校正也可在淬火后進行,這樣進行一次回火即可。利用此方法校正變形,整形后合格率約90%左右,最高可達95%。經(jīng)過整形的齒輪,在進行齒輪配對時,印痕良好。

      對于極少數(shù)在端面進行火焰校正不過來的齒輪,也可反向校正齒根,但極易影響齒輪有效工作區(qū)的淬火組織,因而不易采用,于是采用壓床校正。這種齒輪應(yīng)先在560℃左右爐中回火1h,然后放入可控氣氛的井式爐中進行補碳(補碳層以回火脫碳層為準)。補碳溫度在880℃左右,達到滲層后用壓床一一進行壓淬。若不進行560℃回火,由于火焰校正后,齒輪端面不可避免地要脫碳。若加熱后用壓床校正,在端面脫碳較多區(qū)域易出現(xiàn)不規(guī)則的深約1~2.5film的裂紋(脫碳后淬火組織比體積不同)。

      經(jīng)過對平面翹曲的齒輪進行檢查分類,主要分為三類:一是凸心變形(外圓超差,內(nèi)圓合格如圖2所示);二是橋形變形(部分區(qū)域外圓超差如圖3所示);三是凸心與橋形合在一起(如圖4所示)。針對上述三種變形類型,用火焰加熱齒輪端面,不同的類型選擇不同的加熱區(qū)域和加熱溫度。采用此種方法針對幾萬件這幾種類型的產(chǎn)品進行校正,近十年內(nèi)用戶沒有反映出現(xiàn)問題。

      3.結(jié)語

      火焰加熱校正操作方便,生產(chǎn)效率高,解決了大批弧齒錐齒輪滲碳后直接淬火所引起的變形情況,為企業(yè)創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟效益。對于變形的其他產(chǎn)品同樣適用火焰加熱校正法。
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