制作高速齒軸需要多種高精度的設(shè)備,以下是主要的設(shè)備及其用途:
1.鍛造設(shè)備
鍛造壓力機(jī)或鍛錘:
高速齒軸通常采用合金鋼鍛造毛坯,鍛造壓力機(jī)或鍛錘用于將原材料(如鋼錠)鍛造成接近齒軸形狀的毛坯。鍛造過(guò)程可以材料的內(nèi)部組織,使金屬纖維流線分布合理,提高齒軸的力學(xué)性能。例如,采用萬(wàn)噸級(jí)的液壓鍛造壓力機(jī),可以鍛造出大型高速齒軸的毛坯,保證其內(nèi)部組織致密、無(wú)缺陷。
2.機(jī)械加工設(shè)備
車床:
普通車床:用于齒軸毛坯的粗加工,如車削外圓、端面和臺(tái)階等。在高速齒軸制作初期,普通車床可以快速大量余量,初步形成齒軸的基本輪廓。例如,將鍛造后的毛坯在車床上車削到接近設(shè)計(jì)尺寸的軸徑,為后續(xù)的精加工做準(zhǔn)備。
數(shù)控車床:在精加工階段發(fā)揮關(guān)鍵作用。它能夠控制切削參數(shù),加工出高精度的軸頸、軸肩等部位。對(duì)于高速齒軸,數(shù)控車床可以保證軸的尺寸精度達(dá)到微米級(jí),表面粗糙度低。例如,通過(guò)數(shù)控車床的高精度車削,可以將軸頸的尺寸公差控制在±0.01mm以內(nèi)。
銑床:
主要用于加工齒軸上的鍵槽、花鍵等結(jié)構(gòu)。在高速齒軸制作中,如果齒軸帶有花鍵,銑床可以采用合適的銑削刀具和工藝,加工出花鍵的大致形狀。例如,對(duì)于漸開線花鍵,使用漸開線花鍵銑床,通過(guò)分度頭和銑刀進(jìn)行銑削,初步形成花鍵輪廓。
磨床:
外圓磨床:是保證齒軸外圓精度的重要設(shè)備。在高速齒軸的精加工中,外圓磨床可以將軸的外圓表面磨到很高的精度,使其圓度、圓柱度達(dá)到微米級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。例如,通過(guò)高精度外圓磨床的磨削,軸的外圓表面粗糙度可以降低到Ra0.4-0.8μm。
內(nèi)圓磨床:如果高速齒軸有內(nèi)孔結(jié)構(gòu),內(nèi)圓磨床用于對(duì)內(nèi)孔進(jìn)行磨削,保證內(nèi)孔的尺寸精度、形狀精度和表面質(zhì)量。例如,對(duì)于帶有空心結(jié)構(gòu)的高速齒軸,內(nèi)圓磨床可以將內(nèi)孔的圓柱度控制在±0.005mm以內(nèi)。
磨床或成型磨床:用于齒軸上形狀部位的磨削,如異形軸頸或帶有曲線輪廓的部分。對(duì)于一些非標(biāo)準(zhǔn)的高速齒軸,這些磨床可以根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行定制化磨削,確保形狀精度。
齒輪磨床:這是制作高速齒軸齒輪部分的關(guān)鍵設(shè)備。齒輪磨床有多種類型,如蝸桿砂輪磨齒機(jī)、成型砂輪磨齒機(jī)等。它們可以磨削齒輪的齒形,使齒形精度達(dá)到高精度等級(jí)。例如,采用數(shù)控蝸桿砂輪磨齒機(jī),可以將齒形誤差控制在±3μm以內(nèi),滿足高速齒軸齒輪的高精度要求。
3.熱處理設(shè)備
淬火爐和回火爐:
淬火爐用于對(duì)齒軸進(jìn)行淬火處理,提高齒軸的硬度和性。根據(jù)齒軸的材料和性能要求,選擇合適的淬火溫度和淬火介質(zhì)。例如,對(duì)于合金鋼高速齒軸,采用鹽浴爐或真空淬火爐進(jìn)行淬火,可以使齒軸表面硬度達(dá)到HRC58-62?;鼗馉t則用于淬火后的回火處理,淬火應(yīng)力,調(diào)整齒軸的韌性和硬度之間的平衡。通過(guò)回火,可以將齒軸的硬度保持在合適的范圍,同時(shí)提高其韌性,防止齒軸在使用過(guò)程中發(fā)生脆斷。
滲碳爐或氮化爐(可選):
如果需要進(jìn)一步提高齒軸的表面硬度和性,可采用滲碳或氮化處理。滲碳爐用于齒軸的滲碳處理,將碳原子滲入齒軸表面,形成高碳層,然后通過(guò)淬火和回火,使表面硬度大幅提高。氮化爐則是進(jìn)行氮化處理,使齒軸表面形成氮化層,提高表面硬度、性和抗腐性。例如,在一些高速重載的齒軸制作中,采用氣體滲碳爐進(jìn)行滲碳處理,可以使齒軸表面的碳含量達(dá)到0.8%-1.2%,提高其性。
4.檢測(cè)設(shè)備
三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x:
用于對(duì)高速齒軸的尺寸精度、形狀精度和位置精度進(jìn)行全面檢測(cè)。它可以測(cè)量齒軸的各個(gè)尺寸,如軸徑、長(zhǎng)度、齒輪的分度圓直徑、齒厚等。同時(shí),還能檢測(cè)齒軸的形狀誤差,如圓度、圓柱度、直線度等,以及位置誤差,如齒輪的分度精度、花鍵的對(duì)稱度等。例如,通過(guò)三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x,可以將齒軸的尺寸測(cè)量精度控制在±0.001mm以內(nèi),為齒軸的質(zhì)量控制提供的數(shù)據(jù)支持。
齒輪測(cè)量?jī)x:
專門用于檢測(cè)齒輪部分的各項(xiàng)參數(shù)。包括齒形誤差、齒距偏差、齒向誤差等。通過(guò)齒輪測(cè)量?jī)x,可以對(duì)高速齒軸的齒輪質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān),確保齒輪在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的嚙合精度和傳動(dòng)平穩(wěn)性。例如,采用高精度的齒輪測(cè)量中心,可以測(cè)量出齒形誤差在±2μm以內(nèi)的高精度齒輪。
動(dòng)平衡試驗(yàn)機(jī):
由于高速齒軸在高速旋轉(zhuǎn)時(shí),微小的質(zhì)量不平衡會(huì)產(chǎn)生巨大的離心力,導(dǎo)致振動(dòng)和噪聲。動(dòng)平衡試驗(yàn)機(jī)用于檢測(cè)和校正齒軸的不平衡量。通過(guò)在齒軸的特定位置添加或材料,使齒軸達(dá)到動(dòng)平衡要求。例如,對(duì)于高速旋轉(zhuǎn)的齒軸,動(dòng)平衡精度可以達(dá)到G1-G0.4級(jí)(ISO標(biāo)準(zhǔn)),確保齒軸在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的穩(wěn)定性。