Bei der Herstellung von Zahnrädern gibt es verschiedene Verfahren wie Wälzfräsen, Fräsen und Wälzstoßen, aber es gibt auch ein Zahnrad, das aus Metallpulver gepresst wird, das sogenannte Pulvermetallurgieverfahren.
Detaillierte Erläuterung des Pulvermetallurgieprozesses
Pulvermetallurgische Zahnräder werden häufig in verschiedenen Automobilmotoren verwendet. Obwohl sie in großen Mengen sehr wirtschaftlich und praktisch sind, gibt es in anderen Aspekten noch Verbesserungspotenzial.
Analyse der Vor- und Nachteile des Pulvermetallurgieverfahrens
Pulvermetallurgie ist eine Prozesstechnologie, bei der Metallpulver (oder eine Mischung aus Metallpulver und Nichtmetallpulver) nach dem Formen und Sintern als Rohmaterial zur Herstellung von Metallmaterialien, Verbundmaterialien und verschiedenen Arten von Produkten verwendet wird.
Vorteil
1. Der allgemeine Herstellungsprozess für pulvermetallurgische Zahnräder ist kürzer.
2. Wenn das Zahnrad pulvermetallurgisch hergestellt wird, kann die Materialausnutzungsrate mehr als 95 Prozent erreichen.
3. Die Wiederholgenauigkeit von Pulvermetallurgiegeräten ist sehr gut. Da pulvermetallurgische Zahnräder durch Pressen mit Formen geformt werden, kann ein Formenpaar unter normalen Einsatzbedingungen Zehntausende bis Hunderttausende Zahnradpresslinge pressen.
4. Das Pulvermetallurgieverfahren kann mehrere Teile zu einem integrieren.
5. Die Materialdichte von pulvermetallurgischen Zahnrädern ist kontrollierbar.
6. Bei der pulvermetallurgischen Produktion ist die Rauheit der Arbeitsfläche der Matrize sehr gut, um das Lösen des Presslings aus der Matrize nach dem Formen zu erleichtern.
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Mangel
1. Es muss in Chargen hergestellt werden. Im Allgemeinen ist eine Charge von mehr als 5,000 Stücken für die pulvermetallurgische Produktion besser geeignet;
2. Die Größe ist durch die Presskapazität der Presse begrenzt. Die Presse hat im Allgemeinen einen Druck von mehreren Tonnen bis mehreren hundert Tonnen, und der Durchmesser liegt im Wesentlichen innerhalb von 110 mm und kann pulvermetallurgisch hergestellt werden;
3. Pulvermetallurgische Zahnräder sind durch ihre Struktur begrenzt. Aus Press- und Formgründen ist es im Allgemeinen nicht für die Herstellung von Schneckenrädern, Fischgrätenrädern und Schrägverzahnungen mit einem Schrägungswinkel von mehr als 35 Grad geeignet. Bei Schrägverzahnungen wird im Allgemeinen empfohlen, die Schrägverzahnung innerhalb von 15 Grad zu konstruieren;
4. Die Dicke von pulvermetallurgischen Zahnrädern ist begrenzt. Die Tiefe des Formhohlraums und der Hub der Presse müssen das 2- bis 2,5-fache der Dicke des Zahnrads betragen. Gleichzeitig wird die Gleichmäßigkeit der Längsdichte der Zahnradhöhe berücksichtigt, daher ist auch die Dicke des pulvermetallurgischen Zahnrads sehr wichtig.
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Grundprozess der Pulvermetallurgie
1. Beim Mahlen werden Rohstoffe zu Pulver verarbeitet. Zu den häufig verwendeten Mahlmethoden gehören die Oxidreduktionsmethode und die mechanische Methode.
2. Beim Mischen werden verschiedene benötigte Pulver in einem bestimmten Verhältnis gemischt und homogenisiert, um grünes Pulver herzustellen. Es ist in drei Typen unterteilt: Trockentyp, Halbtrockentyp und Nasstyp, die für unterschiedliche Anforderungen eingesetzt werden.
3. Beim Formen wird das gleichmäßig gemischte Material in die Matrize gegeben und zu einem Vorformling mit einer bestimmten Form, Größe und Dichte gepresst. Das Formverfahren wird grundsätzlich in Druckformen und druckloses Formen unterteilt. Das Formpressen wird am häufigsten beim Formpressen eingesetzt.
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4. Sintern ist ein Schlüsselprozess in der Pulvermetallurgie. Der geformte Pressling wird gesintert, um die erforderlichen endgültigen physikalischen und mechanischen Eigenschaften zu erhalten. Das Sintern wird in Sintern mit Einheitssystemen und Sintern mit mehreren Systemen unterteilt. Neben dem gewöhnlichen Sintern gibt es auch spezielle Sinterverfahren wie das Sintern mit loser Packung, das Tauchverfahren und das Heißpressverfahren.
5. Die Behandlung nach dem Sintern kann je nach Produktanforderungen auf verschiedene Weise erfolgen. Wie Endbearbeitung, Ölimmersion, maschinelle Bearbeitung, Wärmebehandlung und Galvanisierung. Darüber hinaus wurden in den letzten Jahren einige neue Verfahren wie Walzen und Schmieden auch auf die Verarbeitung pulvermetallurgischer Materialien nach dem Sintern angewendet und bessere Ergebnisse erzielt.
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Spannsystem in gängigen Zahnradbearbeitungsverfahren
Pulvermetallurgie ist eine Methode zur Herstellung von Zahnrädern in großen Mengen, und die gängigen Verfahren wie Wälzfräsen und Zahnradstoßen scheinen den Anforderungen mehrerer Sorten und kleiner Chargen besser gerecht zu werden. Zu diesem Zeitpunkt sind ihre Spannsysteme sehr speziell.
Vom gewöhnlichen Drehen → Wälzfräsen → Formen → Schaben → Hartdrehen → Schleifen → Honen → Bohren → Innenlochschleifen → Schweißen → Messen ist die Konfiguration eines geeigneten Spannsystems für diesen Prozess sehr wichtig. Besonders wichtig.
1. Gewöhnliche Autobearbeitung
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Beim konventionellen Drehen wird der Zahnradrohling üblicherweise auf einer vertikalen oder horizontalen Drehmaschine eingespannt. Bei automatischen Spannvorrichtungen ist es in den meisten Fällen nicht erforderlich, zusätzliche Stabilisierungsvorrichtungen auf der anderen Seite der Hauptwelle zu installieren.
2. Wälzfräsen
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Das Wälzfräsen ist ein spanabhebendes Verfahren, das aufgrund seiner hervorragenden Wirtschaftlichkeit zur Herstellung von Außenverzahnungen und Stirnrädern eingesetzt wird. Das Wälzfräsen wird nicht nur in der Automobilindustrie, sondern auch bei der Herstellung großer Industriegetriebe häufig eingesetzt, sofern es nicht durch die Außenkontur des zu bearbeitenden Werkstücks eingeschränkt wird.
3. Formgebende Verarbeitung
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Das Wälzstoßen, ein Verfahren zur Bearbeitung von Zahnrädern, kommt vor allem dann zum Einsatz, wenn das Wälzfräsen nicht möglich ist. Diese Bearbeitungsmethode wird hauptsächlich für die Bearbeitung der Innenverzahnung von Zahnrädern und die Bearbeitung der Außenverzahnung einiger Zahnräder angewendet, die strukturellen Störungen ausgesetzt sind.
4. Rasierbearbeitung
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Beim Zahnradschaben handelt es sich um einen Endbearbeitungsprozess für Zahnräder, der mit einer Klinge geschnitten wird, die der Zahnform des Zahnrads entspricht. Dieses Verfahren weist eine hohe Produktionsökonomie auf und wird daher in großem Umfang in der Industrie eingesetzt.
5. Hartdrehen
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Durch das Hartdrehen können aufwändige Schleifprozesse ersetzt werden. Damit es ordnungsgemäß funktioniert, werden die verschiedenen Teile des Systems und die Verarbeitungsteile entsprechend miteinander verbunden. Die Auswahl der richtigen Werkzeugmaschinen, Vorrichtungen und Schneidwerkzeuge bestimmt die Qualität des Dreheffekts.
6. Schleifbearbeitung
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Eine Hartbearbeitung der Zahnflanken ist in vielen Fällen unerlässlich, um die in der heutigen Zahnradfertigung erforderliche Präzision erfolgreich zu erreichen. In der Massenproduktion handelt es sich um eine sehr kostengünstige Verarbeitungsmethode. Andererseits bietet das Verzahnungsschleifen ähnlich wie beim Prototyping eine größere Flexibilität beim Einsatz verstellbarer Schleifwerkzeuge.
7. Honbearbeitung
Honen ist der Endbearbeitungsprozess harter Zahnräder unter Verwendung eines amorphen Schnittwinkels. Das Honen hat nicht nur eine hohe Wirtschaftlichkeit, sondern kann auch dazu führen, dass das bearbeitete Zahnrad eine glatte Oberfläche mit geringem Geräuschpegel erhält. Im Vergleich zum Schleifen ist die Schnittgeschwindigkeit beim Honen sehr niedrig (0,5-10m/s), wodurch Schäden durch die Schneidwärme bei der Zahnradbearbeitung vermieden werden. Genauer gesagt hat die auf der bearbeiteten Zahnoberfläche erzeugte Eigenspannung einen gewissen positiven Einfluss auf die Tragfähigkeit der Ausrüstung.
8. Bohren
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Bohren ist ein rotierendes Schneidverfahren. Die Drehachse des Werkzeugs und die Mitte des zu bearbeitenden Lochs stimmen in axialer Richtung vollständig überein und stimmen mit der axialen Vorschubrichtung des Werkzeugs überein. Die Hauptachse der Schnittbewegung sollte unabhängig von der Richtung der Vorschubbewegung mit dem Werkzeug übereinstimmen.
9. Innenlochschleifen
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Beim Bohrungsschleifen handelt es sich um ein Bearbeitungsverfahren mit amorphem Spanwinkel. Gegenüber anderen Trennverfahren bietet das Schleifen die Vorteile einer hohen Maß- und Formgenauigkeit bei Hartmetallen, Maßhaltigkeit (IT5-6), geringer Vibrationsspuren und hoher Oberflächengenauigkeit (Rz=1-3μm). usw.
10. Kondensatorentladungsschweißen
Das Kondensatorentladungsschweißen gehört zum Widerstandsschweißverfahren. Das Kondensatorentladungsschweißen wird durch einen sehr schnellen Stromaufbau, relativ kurze Schweißzeiten und sehr hohe Schweißströme erreicht. Daher hat das Kondensatorentladungsschweißen viele Vorteile. Angesichts der steigenden Energiepreise sind Wirtschaftlichkeit und hohe Effizienz des Kondensatorentladungsschweißens umso wichtiger.
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11. Messung
Die Erkennung von Zahnrädern ist sehr umfangreich und muss an unterschiedliche Zahnradformen angepasst werden. Bei der Messung von Zahnrädern werden verschiedene wichtige Parameter von Zahnrädern durch Längen-, Winkelmessung und spezielle Zahnradprozessmessung bestimmt.
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Das Obige ist eine Demonstration der pulvermetallurgischen Bearbeitung von Zahnrädern und ein Beispiel eines Vorrichtungssystems für Bearbeitungsmethoden wie Zahnradstoßen und Wälzfräsen. Neben der Losgröße sollte die konkrete Auswahl auch mit einer tatsächlichen und sinnvollen Analyse kombiniert werden, um die Realisierung des Herstellungsprozesses zu erleichtern.
