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泰興減速機(jī)2018年8月16日訊 隨著科技的迅速發(fā)展,汽車變速器的質(zhì)量及可靠性的要求也越來(lái)越高,其中變速器齒輪齒面粗糙度是影響質(zhì)量的主要因素之一。齒輪齒面在剃齒加工過(guò)程中,齒面會(huì)出現(xiàn)拉傷或撕傷現(xiàn)象,由于粗糙度檢查儀的測(cè)頭規(guī)格不一,加之檢測(cè)中的誤差,可能出現(xiàn)對(duì)一些不合格零件產(chǎn)生誤判,從而導(dǎo)致相嚙合齒輪齒面過(guò)早點(diǎn)蝕,使變速器噪聲增大。為將該問(wèn)題消滅在萌芽狀態(tài),很有必要研究齒輪剃齒齒面拉傷判定標(biāo)準(zhǔn)。
1齒面拉傷的定義
拉傷屬于齒輪齒面缺陷的一種常見(jiàn)現(xiàn)象,是在零件熱處理前,齒面加工的最后一道工序?qū)X面去除了過(guò)量的材料,導(dǎo)致齒面出現(xiàn)輕微的凹陷。
2齒面拉傷產(chǎn)生的機(jī)理
在加工齒面工序時(shí),由于工作臺(tái)振動(dòng)、刀具未清理干凈而使工件粘有微小鐵屑,或冷卻、潤(rùn)滑油中夾雜鐵屑,或刀具嚴(yán)重磨損,都會(huì)使齒面產(chǎn)生拉傷現(xiàn)象。
3齒面拉傷
齒面拉傷可分為齒面輕微拉傷和齒面嚴(yán)重拉傷,如圖1和圖2所示。
圖1 齒面輕微拉傷
圖2 齒面嚴(yán)重拉傷
4齒面拉傷的檢測(cè)方法
常用的表面粗糙度測(cè)量方法有比較法、觸針?lè)?、光切法、干涉法和印模法等?
比較法
比較法是用已知高度參數(shù)值的粗糙度樣板與被測(cè)表面相比較,通過(guò)人的感官,亦可借助放大鏡、顯微鏡來(lái)判斷被測(cè)表面粗糙度的一種檢測(cè)方法。
觸針?lè)?/strong>
觸針?lè)ㄓ址Q針描法,操作時(shí)利用觸針沿被測(cè)表面垂直接觸、緩慢滑行,由于被測(cè)表面粗糙不平,迫使觸針在垂直于被測(cè)表面的方向上產(chǎn)生上下位移,觸針的上下位移量通過(guò)傳感器轉(zhuǎn)換為電信號(hào),經(jīng)電子裝置加以放大,相敏檢波和功率放大后,推動(dòng)自動(dòng)記錄裝置,直接描繪出被測(cè)輪廓的放大圖形,按此圖形進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,即可得到Ra值或Rz值,此方法測(cè)量迅速、方便,測(cè)量精度高,并能直接讀出參數(shù)值,已獲得廣泛應(yīng)用。
光切法
光切法實(shí)施時(shí)讓光線通過(guò)管內(nèi)的聚光鏡、狹縫和物鏡后,立即變成扁平的帶狀光束,以45°的傾斜角投射到被測(cè)表面上,再經(jīng)被測(cè)表面反射,形成被測(cè)表面的截面輪廓圖形,然后通過(guò)另一物鏡將此圖形放大后投影到分劃板上,以它與被測(cè)表面的交線所形成的輪廓曲線來(lái)測(cè)量表面粗糙度。應(yīng)用此法的表面粗糙度測(cè)量工具是光切顯微鏡。此法適用于測(cè)量Rz和Ry為0.5~60?mm的表面粗糙度,但需要人工取點(diǎn),測(cè)量效率低。
顯微干涉法
顯微干涉法實(shí)施時(shí)利用光波干涉原理將被測(cè)表面的形狀誤差以干涉條紋圖形顯示出來(lái),并利用放大倍數(shù)高的顯微鏡將這些干涉條紋的微觀部分放大后進(jìn)行測(cè)量,以得出被測(cè)表面粗糙度,應(yīng)用此法的表面粗糙度測(cè)量工具稱為干涉顯微鏡。這種方法適用于測(cè)量Rz為0.025~0.8?mm的表面粗糙度。
印模法
印模法是一種非接觸式間接測(cè)量方法,其原理是利用某些塑性材料做成塊狀印模貼在零件被測(cè)表面上,將零件表面輪廓印制在印模上,然后對(duì)印模進(jìn)行測(cè)量,得出粗糙度參數(shù)值。這種方法適用于大型笨重零件和儀器難以直接測(cè)量的表面。
5齒面拉傷的危害
齒面拉傷的危害主要有五點(diǎn)。
影響齒面的耐磨性:齒面越粗糙,嚙合齒面的有效接觸面積越小,壓強(qiáng)越大,磨損就越快,如圖3所示;
影響齒輪零件的疲勞強(qiáng)度:粗糙零件的表面存在較大的波谷,它們像尖角缺口和裂紋一樣,對(duì)應(yīng)力集中很敏感,從而影響零件的疲勞強(qiáng)度,如圖4所示;
影響齒面的抗腐蝕性:粗糙的表面易使腐蝕性氣體或液體通過(guò)表面的微觀凹谷滲入到金屬內(nèi)層,造成齒面腐蝕;
影響齒輪零件的接觸剛度:接觸剛度是零件結(jié)合面在外力作用下,抵抗接觸變形的能力;
影響齒輪的測(cè)量精度:零件被測(cè)表面和測(cè)量工具測(cè)量面的表面粗糙度都會(huì)直接影響測(cè)量的精度,尤其是在精密測(cè)量時(shí)影響更大。
圖3 齒面的磨損
圖4 齒輪疲勞強(qiáng)度受影響
上述測(cè)量方法在大批量汽車齒輪剃齒加工的實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中分別存在著局限性:
行業(yè)內(nèi)對(duì)剃齒表面無(wú)相關(guān)表面粗糙度標(biāo)準(zhǔn)樣塊,更無(wú)關(guān)于拉傷的判定敘述,易造成實(shí)際工作中無(wú)據(jù)可依,拉傷判定僅依靠檢驗(yàn)、技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)判斷,人為因素較多,無(wú)法做到客觀公正;
觸針?lè)ㄊ褂米顬槠毡?,但?duì)位于齒輪邊緣部位的拉傷,在采點(diǎn)過(guò)程中不能完全覆蓋拉傷部位,仍然存在測(cè)量受限、數(shù)據(jù)誤差過(guò)大等問(wèn)題,得出的數(shù)據(jù)不夠可靠;
光切法和干涉法所使用的儀器,大多數(shù)生產(chǎn)廠并不配備,不能滿足大批量生產(chǎn)過(guò)程中快速出具檢測(cè)結(jié)果的要求,此外由于印模材料不能完全充滿被測(cè)表面微小不平度的谷底,所以測(cè)得數(shù)值需進(jìn)行修正;
現(xiàn)場(chǎng)操作者及檢驗(yàn)員不具備檢測(cè)手段,送檢時(shí)間過(guò)長(zhǎng),易造成加工過(guò)程等待,生產(chǎn)效率不高。
以往齒面拉傷的判定過(guò)程為:熱處理前當(dāng)檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)齒面拉傷后,通過(guò)測(cè)量齒面粗糙度和經(jīng)驗(yàn)來(lái)評(píng)定齒面是否符合設(shè)計(jì)及工藝要求。
這一方式屬于事后檢驗(yàn),為將齒面拉傷現(xiàn)象消滅在萌芽狀態(tài),故總結(jié)我公司齒輪設(shè)計(jì)研究結(jié)論,結(jié)合多年來(lái)齒輪售后故障中早期磨損現(xiàn)象的調(diào)研結(jié)果,同工藝研究部門共同確立了《剃齒工序齒面質(zhì)量目測(cè)標(biāo)準(zhǔn)》。以生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)快速判定零件表面是否拉傷和拉傷的程度分級(jí),便于現(xiàn)場(chǎng)及時(shí)調(diào)整加工過(guò)程參數(shù),將拉傷問(wèn)題消除在萌芽狀態(tài),也便于對(duì)不合格品進(jìn)行判定及處理。
《剃齒工序齒面質(zhì)量目測(cè)標(biāo)準(zhǔn)》分為合格、可讓步及報(bào)廢三級(jí),其中報(bào)廢等級(jí)如圖5所示。
圖5 報(bào)廢等級(jí)
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