當(dāng)前汽車齒輪制造中的問題和解決途徑(共5頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上當(dāng)前汽車齒輪制造中的問題和解決途徑一、前言：當(dāng)前國家齒輪行業(yè)協(xié)會提出“中國要從齒輪生產(chǎn)大國到齒輪制造強(qiáng)國”的發(fā)展奮斗目標(biāo)。我國的齒輪行業(yè)，從二十世紀(jì)末期到二十一世紀(jì)的初期發(fā)展的速度非常快，行業(yè)的信化管理，數(shù)控化技術(shù)裝備的采用，制造技術(shù)水平的提高，齒輪制造標(biāo)準(zhǔn)國際化，齒輪制造材料標(biāo)準(zhǔn)的提高等等都充分證明了這一點(diǎn)，甚至美國貿(mào)易委員會都驚呼！“中國將成為美國齒輪制造業(yè)潛在的競爭對手！”近年來尤其是我國的汽車齒輪制造行業(yè)發(fā)展更為突出，主要大型國家合資企業(yè)和少數(shù)私營合資企業(yè)的齒輪制造技術(shù)水平和現(xiàn)代化管理水平通過技術(shù)引進(jìn)已接近西方發(fā)達(dá)國家水平。但是總觀我國汽車齒輪制造業(yè)的絕大多數(shù)

2、企業(yè)，要達(dá)到“從齒輪制造大國到齒輪制造強(qiáng)國”的目標(biāo)，不論是在企業(yè)的現(xiàn)代化管理的實(shí)際水平上還是在齒輪的制造水平上還有相當(dāng)?shù)牟罹?。?002年到2004年期間，我們和了解我國汽車齒輪制造的西方發(fā)達(dá)國家的齒輪專家對汽車齒輪制造方面的技術(shù)問題進(jìn)行多次交流和探討?，F(xiàn)將情況詳述如下供大家參考。二、西方發(fā)達(dá)國家汽車齒輪制造水平西方發(fā)達(dá)國家汽車工業(yè)界廣泛采用滾齒/插齒/剃齒/熱處理工藝以便降低制造成本。同時(shí)采用齒輪齒面修形技術(shù)提高齒輪承載能力和降低噪音。珩齒的目的不是改變齒輪齒面形狀或幾何形狀，而是改善齒輪表面粗糙度，為了降低成本在熱處理后極少再采用珩齒工藝。對于要求特別高的齒輪有時(shí)采用不破壞齒面修形的珩齒工

3、藝或磨齒工藝?，F(xiàn)今，西方發(fā)達(dá)國家的汽車齒輪制造，剃后的齒輪熱處理變形量能夠控制在一定范圍內(nèi)，不需要進(jìn)一步的精加工就可以滿足轎車或卡車齒輪承載能力和噪音性能的要求，并且，通常所有齒輪都能進(jìn)行較精確的二維（2D）甚至三維（3D）齒面修形。三、汽車齒輪制造與西方發(fā)達(dá)國家汽車齒輪制造的普遍差距。改革開放以來，我國少數(shù)大型國有合資企業(yè)和私營合資企業(yè)由于引進(jìn)了原設(shè)計(jì)產(chǎn)品和先進(jìn)的制造技術(shù)和管理，汽車齒輪制造水平已接近或達(dá)到西方發(fā)達(dá)國家汽車齒輪制造水平，基本上實(shí)現(xiàn)了采用滾齒/插齒/剃齒/熱處理工藝將齒輪的變形量控制在滿足轎車或卡車齒輪承載能力和噪音性能要求的范圍內(nèi)，熱后不需要進(jìn)一步的精加工，且產(chǎn)品穩(wěn)定達(dá)到設(shè)計(jì)

4、標(biāo)準(zhǔn)要求，如上海大眾，一汽大眾等企業(yè)。但是，我們的汽車齒輪制造業(yè)大多數(shù)仍然尚達(dá)不到這一水平，齒面修形技術(shù)開發(fā)應(yīng)用也有相當(dāng)?shù)牟罹?，主要體現(xiàn)在齒輪制造質(zhì)量水平，與國際要求尚有較大落差，要想走向國際市場難度較大。四、根本原因目前，影響齒輪制造質(zhì)量水平關(guān)鍵問題是熱處理變形不穩(wěn)定，難以控制，齒面修形技術(shù)的應(yīng)用缺乏依據(jù)，修形設(shè)計(jì)與實(shí)際應(yīng)用不能合理匹配，難以滿足汽車高水平使用要求。1、齒輪制造材料少數(shù)齒輪制造材料的強(qiáng)度級別選擇過高，增加了穩(wěn)定熱處理變形的難度，比如我們自己開發(fā)或仿制開發(fā)的汽車變速器齒輪，不論承載負(fù)荷的大小，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的不同，多數(shù)一律采用20CrMnTi或20CrMnMo等等，顯然齒輪材料強(qiáng)度選

5、用與實(shí)際應(yīng)用載荷不掛鉤。比較引進(jìn)的變速器，箱內(nèi)齒輪選用的材料強(qiáng)度是根據(jù)齒輪實(shí)際工作載荷的需要有所不同，材料強(qiáng)度與應(yīng)用載荷掛鉤，這就為齒輪制造能夠減少熱處理變形做了應(yīng)有的合理化。從制造角度看，選擇材料的化學(xué)成份，雜質(zhì)、淬透性、有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)要求和控制，我們大多數(shù)廠，對來廠原材料的批次，爐號，淬透性，投產(chǎn)前的確認(rèn)控制的相當(dāng)不規(guī)范，使熱處理變形難以控制。2、鍛造/正火/去應(yīng)力/熱處理/冷卻油鍛造/正火/退火/去應(yīng)力/熱處理/冷卻油，這些與金相有關(guān)的工序控制不好，如鍛造齒坯金相流線和齒坯材料加熱溫度的精確要求，嚴(yán)格的檢驗(yàn)和控制。齒坯正火/退火后的金相及硬度均勻性的精確要求嚴(yán)格的檢驗(yàn)和控制。齒坯粗車加工過

6、程中產(chǎn)生很大的殘余應(yīng)力，應(yīng)力檢驗(yàn)和消除。熱處理工藝及零件的裝夾擺放和冷卻油的溫度、流動性、質(zhì)量、選擇控制等。如果整個(gè)上述工藝流程任何一部分未得到很好的控制就會在齒坯中留下高的殘余應(yīng)力，從而熱處理時(shí)，會產(chǎn)生很大的不規(guī)則變形。外國專家們調(diào)查指出，我國大多汽車齒輪制造企業(yè)在上述各方面就實(shí)際情況看在精確嚴(yán)細(xì)要求和嚴(yán)格檢驗(yàn)方面做的還有相當(dāng)?shù)木嚯x。3、切齒工藝。切齒工藝控制不合理將進(jìn)一步導(dǎo)致熱處理變形的不穩(wěn)定性。從齒輪滾齒/插齒到剃齒各工序間控制不嚴(yán)格，不合理，最終導(dǎo)致齒面上形成分布不均的過量殘余應(yīng)力，同樣，齒面上殘留的殘余應(yīng)力將使齒輪在熱處理過程中產(chǎn)生變形。齒輪切削加工中齒面殘余應(yīng)力產(chǎn)生主要有以下原因：

7、（1）缺乏機(jī)床規(guī)范的校準(zhǔn)，沒有科學(xué)便利的校準(zhǔn)方法，當(dāng)加工件不合格時(shí)，操作人員無法精確判斷是否是機(jī)床所致，為了滿足生產(chǎn)增加工序留量，給后序增加削切負(fù)荷。（2）缺乏切削模擬手段，對齒輪與刀具設(shè)計(jì)間的匹配性以及齒輪/刀具/機(jī)床調(diào)整等的匹配性等沒有精確的計(jì)算方法和模擬切削。難以準(zhǔn)確地檢驗(yàn)齒輪切削過程中精度不達(dá)標(biāo)的問題。切削刀具進(jìn)廠質(zhì)量和重磨刀具質(zhì)量缺少嚴(yán)格控制，如在實(shí)際生產(chǎn)中，經(jīng)常有滾/插序因設(shè)備、工裝、刀具等問題無法排除用增加后序留量靠剃齒工序切削達(dá)到工序要求的現(xiàn)象，結(jié)果齒面雖然達(dá)到要求，實(shí)際上是強(qiáng)剃形成的齒面，在齒面上已產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力。另外目前為了提高效率多采用高速強(qiáng)力削切滾齒/插齒，由于削切

8、參數(shù)不合理缺乏優(yōu)化也給齒面造成殘余應(yīng)力。（3）缺乏找出降低制造質(zhì)量根本原因的有經(jīng)驗(yàn)的工程技術(shù)人才和操作者，以及排除影響因素的科學(xué)方法。上述問題在西方發(fā)達(dá)國家的汽車齒輪制造中都得到了很好的解決和控制，專家們說，現(xiàn)代汽車齒輪制造中，如果上述三大方面的問題得到合理的利用就很容易控制齒輪的質(zhì)量，即可提高當(dāng)前我們的齒輪制造質(zhì)量水平。4、關(guān)于珩齒國內(nèi)許多企業(yè)，當(dāng)前，由于無法控制齒輪切削工序及金相有關(guān)工序產(chǎn)生過大的熱處理變形，由于產(chǎn)品需要好的噪音品質(zhì)性能的壓力有些時(shí)候應(yīng)用了熱后珩齒工藝，結(jié)果破壞了熱前的修形，造成了不合理的珩齒，提高了成本，但是由于修正了齒面粗糙度和齒面磕點(diǎn)等，雖然重新微量改變齒面原始修形，

9、對降噪音還可能有一定效果，但不盡合理。5、關(guān)于齒面修形齒面修形關(guān)鍵在于提高齒輪承載能力和降低齒輪嚙合傳動噪音，齒面修形是在產(chǎn)品開發(fā)階段確定的，它應(yīng)有精確可靠的依據(jù)，齒面開發(fā)過程可以精確地定義目標(biāo)/理想齒面形狀，將齒面修形與實(shí)際整車各種載荷條件下的變速箱使用條件相匹配。目前我們自己開發(fā)設(shè)計(jì)的變速箱齒輪也開始采用齒面修形技術(shù)，往往是參考的，沒有精確的開發(fā)過程，難以與實(shí)際使用載荷掛鉤，致使生產(chǎn)后期檢驗(yàn)合格的齒輪產(chǎn)品，裝箱使用仍然產(chǎn)生偏載，造成滿足不了使用要求的傳動噪音，在加工中有時(shí)修形技術(shù)掌握不好，也適得其反。6、齒輪的檢驗(yàn)生產(chǎn)線終端缺乏科學(xué)完善的齒輪傳動誤差檢驗(yàn)設(shè)備，目前，多數(shù)企業(yè)現(xiàn)有齒輪成品檢查

10、設(shè)備精度低、落后、效率低。而且大多數(shù)傳動誤差檢驗(yàn)設(shè)備都不能布置在生產(chǎn)終端全數(shù)檢驗(yàn)。五、解決途徑1、齒輪材料規(guī)范合理化。齒輪材料選擇應(yīng)該用科學(xué)的方法獲得汽車變速箱內(nèi)各檔齒輪滿足整車使用要求的使用載荷和沖擊載荷的載荷譜，同時(shí)選 用齒輪材料的強(qiáng)度性能，使齒輪材料強(qiáng)度性能與各檔齒輪使用載荷譜相匹配，然后采用與實(shí)際生產(chǎn)相同的方法制造齒輪，采用與實(shí)際使用相同的潤滑油進(jìn)行試驗(yàn)，驗(yàn)證其合理性、以防止齒輪材料選擇強(qiáng)度過高，對熱處理穩(wěn)定性不利。對于材料的質(zhì)量，淬透性等問題除嚴(yán)格執(zhí)行齒輪鋼市場準(zhǔn)入條件外，生產(chǎn)企業(yè)必須完善投產(chǎn)前材料批次、爐號、成份和淬透性的嚴(yán)格檢驗(yàn)和控制，精確做到跟生產(chǎn)同步，用檢驗(yàn)結(jié)果指導(dǎo)生產(chǎn)，使齒

11、輪材料規(guī)范合理化。2、金相有關(guān)的工序合理化。鍛造方式和流程合理、保證齒坯金相流線，夾雜級別，材料的組織結(jié)構(gòu)、缺陷、裂紋、孔隙等建立精確要求，嚴(yán)格檢查控制在允許范圍內(nèi)。正火/退火工藝合理，特別是溫度和在各個(gè)溫度下的保溫時(shí)間、正火/退火后的硬度均勻性和組織規(guī)范要嚴(yán)格控制達(dá)到要求。3、去應(yīng)力。齒輪切削工序中齒坯在粗車和滾齒/插齒/剃齒中由于大留量強(qiáng)力加工、加工后會留下殘余應(yīng)力，要設(shè)法檢查現(xiàn)有齒輪齒坯齒面殘余應(yīng)力，決定是否采取手段做去除應(yīng)力處理，外國專家們提出在汽車齒輪應(yīng)用中，大約10%的齒輪在冷加工后產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力將導(dǎo)致熱處理變形不可控制，需做去應(yīng)力處理。4、切齒工序合理化齒輪設(shè)計(jì)，滾齒/插齒/剃齒刀具設(shè)計(jì)參數(shù)要合理匹配。齒輪精度和刀具精度的合理選用，齒輪精度等級對機(jī)床精度和剛性的要求合理化。齒輪的齒坯質(zhì)量規(guī)范，滾/插/剃齒的質(zhì)量規(guī)范對各種機(jī)床的精度/剛性使用的合理化，以上各因素使用合理將使切齒工序內(nèi)形成的殘余應(yīng)力最小。5、熱處理工藝熱處理加熱溫度，時(shí)間，爐中氣體介質(zhì)以及固定或夾持零件方法合理優(yōu)化。冷卻油品質(zhì)，油的流動性和油溫的精確控制都必須有精確要求認(rèn)真做到嚴(yán)格控制，以便保證熱處理變形最小。6、建立科學(xué)嚴(yán)緊的齒面修形開發(fā)流程，學(xué)習(xí)齒面修形開發(fā)技