齿轮精密锻造的诸多优点.
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实用标准文案
一、粉末冶金齿轮的优点:
1、成本低,生产效率高、一次成型,成型后不需要再加工轮齿。
2、由于粉末冶金的加工特性,可以做成含油的零件,形成免润滑零件,但效果还是比油浴润滑差一些,属于边界润滑状态。
3、齿轮成型过程中没有废料,对于钢铁资源的利用是最好的
二、粉末冶金的齿轮缺点:
1、由于粉末冶金是让金属粉末在高温下形成的再结晶过程,没有经过轧制过程,没有形成金属纤维流,是一种无取向机械性能,因此,轮齿的抗弯、抗剪强度都不如传统机械加工的齿轮
2、还是因为1的原因,粉末冶金齿轮的轮齿接触强度也较低,因此不能传递大扭矩
3、虽然可以做成含油状态的轮齿,但油润有效时限比较短,要想保证正常使用,还是要考虑外加润滑,油浴润滑是最好。
4、粉末冶金齿轮的精度比较低,因为在高温烧结成型的过程中是没有办法控制的,就想烧砖一样,砖坯烧成砖究竟是什么样,其精确尺寸都是不可控的,因此,传动平稳性较差
5、由4的原因,轮齿的表面粗糙度也是比较大的,会在传动中产生噪音。
综上所述,在一些不重要的机构中可以考虑用粉末冶金齿轮,如玩具等,精密传动、大扭矩传动等还是要首选机械加工的齿轮
粉末冶金制造的齿轮精确度不是很高,一般在10丝左右,不适合做精密传动
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本文摘自再生资源回收-变宝网()粉末锻造的工艺优点粉末冶金作为金属零件制造的少无切削工艺之一,采用模压成形和烧结工艺,具有节约材料、提高效率、降低成本的特点,但一般粉末冶金零件在致密性和机械性能上难以达到较高水平。
粉末锻造工艺较好地解决了这一问题,通过粉末冶金和精密锻造工艺的有机结合,使粉末冶金材料各向同性、材质均匀,密度接近或达到冶炼钢的水平,材料综合性能达到甚至超过合金钢的性能,已成为重要的机械零件近净成形工艺之一。
粉末锻造的工艺特优点是:1、近净成形从毛坯压制到锻造均使用模具成形,可以获得接近零件尺寸的毛坯或最终产品,属于少切削和无切削的先进制造技术,材料利用率可高达95%以上。
烧结和锻造在保护气氛下进行,表面氧化少,提高了锻件精度,模具寿命长。
2、机械性能高经过粉末锻造和热处理,材质密度达到理论密度的98%以上,内部组织均匀、无偏析,机械性能达到甚至超过普通模锻钢。
特别是疲劳强度比普通合金钢有明显提高,在汽车连杆等抗疲劳要求较高的零件上得到广泛应用。
3、成分可调整用粉末作为原材料,可以根据零件的实际使用工况和性能要求,大范围地调整材料成分,获得最大性价比。
4、生产效率高由于从毛坯制造到锻造采用精密模具成形,工序少,流程短,可以满足大批量、自动化生产,有较高的生产效率。
5、产品成本低由于材料利用率和加工精度高,省去了粗加工,减少了中间工序,实现了少无切削,产品成本大幅降低。
特别是外形复杂、加工工序多、加工工时多的机械零件利用粉末锻造可以有效降低成本。
粉末锻造工艺可以发挥模具成形的优势,具有节约材料、提高效率、降低成本的特点。
通过粉末冶金和精密锻造工艺的有机结合,零件综合性能达到甚至超过合金钢的性能,可采用粉末锻造的汽车零部件包括:发动机零件;变速器零件;底盘零件;自动变速器零件。
和传统工艺相比,外形较复杂、台阶较少、加工量较大的零件更适于粉末锻造,如连杆、齿轮等。
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齿轮传动特点
齿轮传动是一种常见的机械传动方式,它是利用齿轮间的传动来实现动力的传递,下面我们来介绍一下齿轮传动的几个特点:
1.高效性:齿轮传动具有很高的传动效率,甚至可以达到98%以上,这是相比于其他传动方式具有独特的优势。
2.传动平稳:齿轮传动的运动相比链条、皮带等传动方式更加平稳,可以减少能源的浪费,保证机械设备的长期稳定工作。
3.可靠性极高:齿轮传动使用寿命长,不容易出现故障,使用寿命可以达到10年以上,而且维护简单。
4.传动比可变:通过组合不同大小的齿轮,即可随意调整传动比例,适用于不同的传动需求。
5.承载能力强:齿轮的尺寸较大,能够承受较大的负荷,适用于各种高密度工作环境。
6.精度要求高:齿轮传动的精度要求比较高,如果齿轮之间的配合不合适,容易出现噪音和振动。
7.使用寿命长:齿轮传动使用寿命长,一般在近10年时间内不需要更换,维护简单,降低了使用成本。
8.应用范围广:齿轮传动适用于各种机械设备中,例如:汽车、船舶、飞机、机床、纺织机械、农机等。
以上就是齿轮传动的几个特点介绍,它们使齿轮传动在各种工业应用领域中受到了广泛的应用。
精密成型复习目录---李华丰、汪黎、朱斌、王君俊、邱力、路遥、龚硕<注:排名不分先后,按做题顺序)1、体积金属塑性成形体积金属塑性成形是指,在锻压设备动力作用下,通过工模具使棒料或块状金属毛坯产生塑性流动成形,从而获得所需形状、尺寸并具有一定力学性能的零件成品。
我们把各种体积金属塑性成形工艺统称为锻造成形工艺,简称为锻造。
把采用各种体积成形工艺所生产的零件或毛坯零件成品统称为锻件。
b5E2RGbCAP2、粉末冶金粉末锻造粉末冶金是以金属粉末(金属粉末与非金属粉末的混合物>为原料,通过成形、烧结、热成形制成金属制品和材料的一种冶金工艺技术。
粉末冶金生产工艺与陶瓷制品的生产工艺类似,因此人们又常常称粉末冶金方法为“金属陶瓷法”。
p1EanqFDPw粉末冶金的主要工序有:粉末制备、粉末预处理、成形、烧结及后处理等。
粉末冶金的特点:1)某些特殊性能材料的唯一制造方法2)可直接制出尺寸准确,表面光洁的零件,是少甚至无切削生产工艺;3)节约材料和加工工时,成本低4)制品强度较低;DXDiTa9E3d5)流动性较差,形状受限制;6)压制成形的压强较高,制品尺寸较小;7)压模成本较高粉末冶金材料、制品种类较多,主要有:难熔金属及其合金<如钨、钨—钼合金);组元彼此不相溶、熔点十分悬殊的特殊性能材料<如钨—铜合金型电触头材料)。
难熔的化合物和金属组成的各种复合材料(如硬质合金、金属陶瓷>等。
RTCrpUDGiT粉末锻造:粉末冶金与精密锻造技术的结合,将各种原料先制成粉末,按一定比例配置成所需的化学成分粉末锻造的工艺流程:制粉→混粉→冷压制坯→烧结加热→模锻→热处理→成品3、摆动碾压环件轧制摆动碾压是一种连续、局部、递增成形方法。
特点:<1)变形力小,能耗低。
只有一般锻造变形力的1/5~1/20; <2)制件质量好,无震动,低噪音,模具寿命高,投资少,设备费用低,易实现自动化。
为什么很多零件用锻件不用铸件1,锻件与铸件的成形原理:锻件是金属被施加压力,通过塑性变形塑造要求的形状或合适的压缩力的物件。
这种力量典型的通过使用铁锤或压力来实现。
锻件过程建造了精致的颗粒结构,并改进了金属的物理属性。
在零部件的现实使用中,一个正确的设计能使颗粒流在主压力的方向。
铸件是用各种铸造方法获得的金属成型物件,即把冶炼好的液态金属,用浇注、压射、吸入或其它浇铸方法注入预先准备好的铸型中,冷却后经落砂、清理和后处理等,所得到的具有一定形状,尺寸和性能的物件。
2,锻件比铸件性能好的原因:金属经过锻造加工后能改善其组织结构和力学性能。
铸造组织经过锻造方法热加工变形后由于金属的变形和再结晶,使原来的粗大枝晶和柱状晶粒变为晶粒较细、大小均匀的等轴再结晶组织,使钢锭内原有的偏析、疏松、气孔、夹渣等压实和焊合,其组织变得更加紧密,提高了金属的塑性和力学性能。
铸件的力学性能低于同材质的锻件力学性能。
此外,锻造加工能保证金属纤维组织的连续性,使锻件的纤维组织与锻件外形保持一致,金属流线完整,可保证零件具有良好的力学性能与长的使用寿命采用精密模锻、冷挤压、温挤压等工艺生产的锻件,都是铸件所无法比拟的。
3,生产锻件用到的主要设备:锻件的生产设备主要包含锤和压机两类:锻锤按照驱动介质的不同分为蒸汽锤,空气锤,皮带锤和液压锤;按照锻件的成型方式可以分为模锻锤和自由锻锤;按照控制方式可分为数控锻锤和人工控制锻锤;由于蒸汽锤和空压机锤的能源利用率远不及电液锤/液压锤,因此很多锻锤厂商已经停止生产此类锻锤。
近些年来有些锻锤厂家已经把模锻电液锤升级成为打击能力和公布PLC 控制,大大减少了对锻造工人操作经验的依赖,并为实现锻造自动化提供可能。
压力机按照动力传动方式不同大致可以分为曲柄压力机,螺旋压力机和液压机。
曲柄压力机是偏心轴/曲轴通过连杆带动滑块进行上下运动,包括小吨位的开式冲床和闭式热模锻压力机;螺旋压力机是通过螺杆不停换方向的转动来带动滑块的上下运动,可分为摩擦螺旋压力机和电动螺旋压力机;螺旋压力机和热模锻压力机一般应用于模锻行业。
锻造工艺介绍锻造是利用锻压机械对金属坯料施加压力,使其产生塑性变形,以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸的锻件的加工方法。
锻造和冲压同属塑性加工性质,统称锻压。
锻造是机械制造中常用的成形方法。
通过锻造能消除金属的铸态疏松、焊合孔洞,锻件的机械性能一般优于同样材料的铸件。
机械中负载高、工作条件严峻的重要零件,除形状较简单的可用轧制的板材、型材或焊接件外,多采用锻件。
锻造按坯料在加工时的温度可分为冷锻和热锻。
冷锻一般是在室温下加工,热锻是在高于坯料金属的再结晶温度上加工。
有时还将处于加热状态,但温度不超过再结晶温度时进行的锻造称为温锻。
不过这种划分在生产中并不完全统一。
钢的再结晶温度约为460℃,但普遍采用800℃作为划分线,高于800℃的是热锻;在300~800℃之间称为温锻或半热锻。
锻造按成形方法则可分为自由锻、模锻、冷镦、径向锻造、挤压、成形轧制、辊锻、辗扩等。
坯料在压力下产生的变形基本不受外部限制的称自由锻,也称开式锻造;其他锻造方法的坯料变形都受到模具的限制,称为闭模式锻造。
成形轧制、辊锻、辗扩等的成形工具与坯料之间有相对的旋转运动,对坯料进行逐点、渐近的加压和成形,故又称为旋转锻造。
锻造用料主要是各种成分的碳素钢和合金钢,其次是铝、镁、铜、钛等及其合金。
材料的原始状态有棒料、铸锭、金属粉末和液态金属。
一般的中小型锻件都用圆形或方形棒料作为坯料。
棒料的晶粒组织和机械性能均匀、良好,形状和尺寸准确,表面质量好,便于组织批量生产。
只要合理控制加热温度和变形条件,不需要大的锻造变形就能锻出性能优良的锻件。
铸锭仅用于大型锻件。
铸锭是铸态组织,有较大的柱状晶和疏松的中心。
因此必须通过大的塑性变形,将柱状晶破碎为细晶粒,将疏松压实,才能获得优良的金属组织和机械性能。
经压制和烧结成的粉末冶金预制坯,在热态下经无飞边模锻可制成粉末锻件。
锻件粉末接近于一般模锻件的密度,具有良好的机械性能,并且精度高,可减少后续的切削加工。
齿轮精密锻造的诸多优点 齿轮精密锻造在近几十年来有很大的发展,越来越多的制造厂家和用户重视用锻造的方法制造齿轮。普遍认为,用锻造的方法,可以提高材料的利用率,提高生产率,提高齿轮的机械性能,降低成本和增强市场竞争力。尤其对用于汽车工业的大规模生产,齿轮精密锻造具有更大的效益和潜力。 尽管齿轮精密锻造有诸多优点,并已用于锥齿轮的规模生产,但距应用于一定尺寸的圆柱直齿轮和斜齿轮的规模生产还有一段距离。特别是应用于汽车动力传动的齿轮,还需要建立一套实用和可靠的生产工艺流程,才能为厂家所接受。 齿轮精密锻造技术源于德国。早在50年代,由于缺乏足够的齿轮加工机床德国人开始用闭式热模锻的方法试制锥齿轮。其中的主要特征是使用了当时很新的电火花加工工艺来制造锻模的型腔。另外还对锻造工艺过程进行了严格地控制。此基础上,齿轮锻造技术进一步应用到螺旋锥齿轮和圆柱齿轮的生产。但是圆柱齿轮锻造中,由于金属材料的塑性流动方向与其受力方向垂直,所以其齿形比锥齿轮更难形成。60年代开始圆柱齿轮的锻造研究,70年代有较大的发展,这主要是受到来自汽车工业降低成本的压力。80年代,锻造技术更加成熟,能达到更高的精度和一致性,使锻造生产齿轮能在流水生产线上准确定位,适合于批量生产。 齿轮精密锻造的目的直接生产出不需要后续切削加工的齿轮。如果能在室温下进行锻造,则齿轮的形状和尺寸较易控制,也可避免高温带来的误差。目前已有较多的锥齿轮和小尺寸的圆柱齿轮用这种方法制成。当整体尺寸适合时,还可以用冷挤压的工艺来制造圆柱直、斜齿轮。但大部分用于汽车传动的齿轮,其直径、高度比较大,不适合采用挤压工艺。如用闭式模锻,则需要很高的压力才能使金属材料流动并充满模具型腔,因而此类齿轮需要采用热锻或温锻工艺。而高温将带来材料的氧化,模具畸变,影响锻件的精度和表面质量。用附加的切削加工来修正这些误差难度较大,还要增加成本。特别是当使用后续磨削工艺来修正齿形上的误差,除增加成本和延长工时外,还存在磨削工艺中齿轮的定位问题。 目前,比较一致认同的工艺途径为热锻、温锻和冷锻的结合。热锻、温锻可实现高效能和材料的高利用率,冷锻过程则修正热、温锻过程的误差和提高表面质量。同时,冷处理工艺还能使轮齿表面获得残余压应力,提高齿轮的寿命。 机械工程学院完成了一项由英国工程科学研究协会(EPSRC资助),与英国的7家企业(齿轮制造,模具制造,齿轮用户,锻造厂以及钢铁公司)合作的3年研究课题:圆柱直齿轮和斜齿轮精密锻造。该项目在多年研究和实践的基础上,进一步探讨齿轮锻造的机理,利用现代的分析手段,如计算机模拟和设计技术,旨在开发一种生产和经济上可行的锻造加工技术,制造出在齿形上不再需要后续加工的精密齿轮。该项目研究和试验了圆柱直齿轮、圆柱斜齿轮和同步齿轮等3种齿轮。考虑到整个过程的经济性,精密锻造只限于轮廓部分,而齿端和内孔等部分,则采用切削加工。制造工艺为温锻加冷处理,由温锻获得满足形状要求的齿轮,并在轮廓部分留有011mm左右的余量。冷处理过程中,把温锻后的齿轮挤压通过一精密设计和制造的模具,从而修正轮廓部分的误差,获得高精度的齿形表面。研究过程中,有限元方法被用来分析锻造过程,设计模具,从而保证齿轮的精度。经过3年的研究,已经掌握其基本技术,下一步将进行工厂现场试验。同时正在准备申报该项目的第二阶段研究。 2温锻工艺 由于项目要求寻求一适合工厂实用的生产途径,该研究选用一高速率、单动单曲柄机械压机。由于锻件被加热,必须考虑材料的热膨胀和冷收缩以及模具的变形,为此采用有限元作精确计算。此外还用有限元对锻造过程模拟,以保证锻件精度。实验表明,850℃~950℃之间锻造钢齿轮,误差可控制在0105mm范围内。 锻造过程中保持静止,锻造后把齿轮顶出型腔。芯棒此处与冲头连成一体,用来帮助毛坯的定位。由于型腔在锻造过程中与锻件一起运动,型腔与锻件之间的摩擦力将有助于金属流动,所需载荷也比型腔固定时低。|
齿轮加工机床 用齿轮加工工具加工齿轮齿面或齿条齿面的机床。
齿轮加工机床 齿轮加工机床是加工各种圆柱齿轮、锥齿轮和其他带齿零件齿部的机床。齿轮加工机床的品种规格繁多,有加工几毫米直径齿轮的小型机床,加工十几米直径齿轮的大型机床,还有大量生产用的高效机床和加工精密齿轮的高精度机床。齿轮加工机床广泛应用在汽车、拖拉机、机床、工程机械、矿山机械、冶金机械、石油、仪表、飞机和航天器等各种机械制造业中。 发展沿革 古代的齿轮是用手工修锉成形的。1540年,意大利的托里亚诺在制造钟表时,制成一台使用旋转锉刀的切齿装置;1783年,法国的勒内制成了使用铣刀的齿轮加工机床,并有切削齿条和内齿轮的附件;1820年前后,英国的怀特制造出第一台既能加工圆柱齿轮又能加工圆锥齿轮的机床。具有这一性能的机床到19世纪后半叶又有发展。
齿轮加工机床 1835年,英国的惠特沃思获得蜗轮滚齿机的专利;1858年,席勒取得圆柱齿轮滚齿机的专利;以后经多次改进,至1897年德国的普福特制成带差动机构的滚齿机,才圆满解决了加工斜齿轮的问题。在制成齿轮形插齿刀后,美国的费洛斯于1897年制成了插齿机。 二十世纪初,由于汽车工业的需要,各种磨齿机相继问世。1930年左右在美国制成剃齿机;1956年制成珩齿机。60年代以后,现代技术在一些先进的圆柱齿轮加工机床上获得应用,比如在大型机床上采用数字显示指示移动量和切齿深度;在滚齿机、插齿机和磨齿机上采用电子伺服系统和数控系统代替机械传动链和交换齿轮;用设有故障诊断功能的可编程序控制器,控制工作循环和变换切削参数;发展了数字控制非圆齿轮插齿机和适应控制滚齿机;在滚齿机上用电子传感器检测传动链运动误差,并自动反馈补偿误差等。 1884年,美国的比尔格拉姆发明了采用单刨刀按展成法加工的直齿锥齿轮刨齿机;1900年,美国的比尔设计了双刀盘铣削直齿锥齿轮的机床。 40年代,为适应航空工业的需要,发展了弧齿锥齿轮磨齿机。1944年,瑞士厄利康公司制成延长外摆线齿锥齿轮铣齿机;从50年代起,又发展了用双刀体组合式端面铣刀盘,加工延长外摆线齿锥齿轮的铣齿机。 齿轮加工机床主要分为圆柱齿轮加工机床和锥齿轮加工机床两大类。圆柱齿轮加工机床主要用于加工各种圆柱齿轮、齿条、蜗轮。常用的有滚齿机,插齿机、铣齿机、剃齿机等。 工作原理 齿轮加工机床的种类繁多,构造各异: 成形法 范成法 成形法 要求:刀具的切削刃形状与被切齿轮的齿槽形状相吻合。 优点:机床较简单,可利用通用机床加工。 缺点:1.对于同一模数的齿轮,只要齿数不同,齿廓形状就不相同,需采用不同的成形刀具; 2.加工出来的齿形是近似的,加工精度较低; 3.每加工完一个齿槽后,工件需要周期地分度一次,生产率也较低。 1) 滚齿法 母线(渐开线):采用成形法,机床不需要表面成形运动。形成导线(直线):相切法。机床需要两个成形运动。
一个是铣刀的旋转B1,一个铣刀沿齿坯的轴向移动A。两个都是简单运动。铣完一个齿后,铣刀返回原位,齿坯作分度运动——转过360º/z(z是被加工齿轮的齿数),然后再铣下一个齿槽,直至全部齿被铣削完毕。 用单齿廓成形刀具加工齿轮—— 用于修配行业中加工精度要求不高的齿轮; 用于重型机器制造业中,以解决缺乏大型齿轮加工机床的问题。 2)铣齿法 采用多齿廓成形刀具时,在一个工作循环中即可加工出全部齿槽,生产率很高,但刀具制造复杂,仅用于大量生产中。 范成法 范成法: 利用齿轮的啮合原理 把齿轮啮合副(齿条——齿轮、齿轮——齿轮)中的一个转化为刀具;另一个转化为工件,并强制刀具和工件作严格的啮合运动而范成切出齿廓。 范成法切齿所用刀具切削刃的形状相当于齿条或齿轮的齿廓,它与被切齿轮的齿数无关。 每一种模数,只需用一把刀具就可以加工各种不同齿数的齿轮;加工时能连续分度,加工精度和生产率一般比较高,应用广泛。 此法必须在专门的齿轮机床上加工 ,而且机床的调整、刀具的制造和刃磨都比较复杂,一般用于成批大量生产 类型 按照被加工齿轮种类不同,齿轮加工机床可分为两大类:圆柱齿轮加工机床—滚齿机、插齿机、车齿机等 锥齿轮加工机床——加工直齿锥齿轮:刨齿机、铣齿机、拉齿机。加工弧齿锥齿轮:铣齿机。加工齿线形状为延伸渐开线:锥齿轮铣齿机。精加工齿轮齿面:珩齿机、剃齿机和磨齿机。 滚齿机 是用滚刀按展成法粗、精加工直齿、斜齿、人字齿轮和蜗轮等,加工范围广,可达到高精度或高生产率;插齿机是用插齿刀按展成法加工直齿、斜齿齿轮和其他齿形件,主要用于加工多联齿轮和内齿轮;铣齿机是用成形铣刀按分度法加工,主要用于加工特殊齿形的仪表齿轮;剃齿机是用齿轮式剃齿刀精加工齿轮的一种高效机床;磨齿机是用砂轮,精加工淬硬圆柱齿轮或齿轮刀具齿面的高精度机床;珩齿机是利用珩轮与被加工齿轮的自由啮合,消除淬硬齿轮毛刺和其他齿面缺陷的机床;挤齿机是利用高硬度无切削刃的挤轮与工件的自由啮合,将齿面上的微小不平碾光,以提高精度和光洁程度的机床;齿轮倒角机是对内外啮合的滑移齿轮的齿端部倒圆的机床,是生产齿轮变速箱和其他齿轮移换机构不可缺少的加工设备。圆柱齿轮加工机床还包括齿轮热轧机和齿轮冷轧机等。 锥齿加工机床主要用于加工直齿、斜齿、弧齿和延长外摆线齿等锥齿轮的齿部。 直齿锥齿轮刨齿机是以成对刨齿刀按展成法粗、精加工直齿锥齿轮的机床,有的机床还能刨制斜齿锥齿轮,在中小批量生产中应用最广。