防止硬齒面齒輪磨齒裂紋的工藝措施
1.熱處理方面的(de)工藝措施
對磨(mo)(mo)削裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)越敏(min)感的材(cai)料，在磨(mo)(mo)削中越容易形成裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)，降低(di)材(cai)料對磨(mo)(mo)削裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)敏(min)感的程度(du)，就降低(di)了磨(mo)(mo)削裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)的發生機率。20CrMnTi和(he)20Cr2Ni4A這(zhe)二(er)種(zhong)材(cai)料對磨(mo)(mo)削裂(lie)(lie)紋(wen)(wen)是比(bi)較(jiao)敏(min)感的材(cai)料，而這(zhe)種(zhong)敏(min)感性又因(yin)滲碳熱(re)處理工藝(yi)規范(fan)的不同(tong)而不同(tong)，因(yin)此可通過改變滲碳、淬火(huo)、回火(huo)工藝(yi)而加以適當的調控和(he)降低(di)。正因(yin)為(wei)如此采(cai)取以下措施(shi)：
降(jiang)低(di)滲(shen)碳(tan)件(jian)的(de)(de)淬(cui)火(huo)溫度：用20CrMnTi加工的(de)(de)齒輪，在(zai)930℃中滲(shen)碳(tan)，滲(shen)碳(tan)后(hou)直(zhi)接淬(cui)火(huo)，由淬(cui)火(huo)溫度860℃降(jiang)至830℃時，在(zai)不改變磨(mo)削(xue)(xue)條件(jian)的(de)(de)情況下，也可以消(xiao)除(chu)較為嚴重(zhong)的(de)(de)磨(mo)削(xue)(xue)裂紋。
表面碳濃(nong)度(du)要適當，碳濃(nong)度(du)應控制在0.7%～0.9%范圍之內。碳濃(nong)度(du)分(fen)布(bu)梯度(du)要平緩，以(yi)保障良(liang)好的表面強度(du)和(he)應力分(fen)布(bu)。
重載齒(chi)(chi)輪的(de)碳含量應控制(zhi)在(zai)(zai)下限(xian)，這樣就有利(li)于控制(zhi)碳化物的(de)大小和(he)形狀。碳含量控制(zhi)在(zai)(zai)上(shang)*，會(hui)增(zeng)強形成殘余奧氏體的(de)趨向，并有增(zeng)加(jia)碳化物，表層(ceng)氧(yang)化與降低齒(chi)(chi)根強度的(de)趨向。據有關資(zi)料表明，美國對重載齒(chi)(chi)輪表面碳濃度已控制(zhi)在(zai)(zai)0.65%左右(you)。
回(hui)火(huo)越不充(chong)分，磨(mo)削裂紋敏感性(xing)(xing)就越高。因此，必須進行充(chong)分回(hui)火(huo)，以提高滲碳淬硬(ying)表面的塑性(xing)(xing),使殘(can)余應力得以平衡或降低(di),改善(shan)表面應力的分布(bu)狀況。從而降低(di)出現磨(mo)削裂紋的機率。
控制殘余奧(ao)氏的數量，防止齒(chi)輪(lun)在磨削(xue)時(shi)產(chan)生(sheng)組織轉變(bian)，而產(chan)生(sheng)較大的組織應(ying)力，嚴格控制殘余奧(ao)氏體在25%之內，對(dui)重要的齒(chi)輪(lun)應(ying)控制在20%以內。
主要控制碳(tan)化物的(de)大小(xiao)、數量(liang)、形(xing)態(tai)和(he)分(fen)布，以獲得彌散分(fen)布細顆粒(li)碳(tan)化物，從而(er)提高材料的(de)斷(duan)裂(lie)強度，減少脆(cui)性。
控(kong)制馬(ma)氏體(ti)的(de)級別(bie)(bie)，要獲得隱晶狀、細針狀的(de)馬(ma)氏體(ti)，避免產生粗大針狀馬(ma)氏體(ti)，從而減少裂紋源，以提高材料(liao)的(de)斷裂強度(du)。馬(ma)氏體(ti)的(de)級別(bie)(bie)3級。
采取必要的(de)工藝措(cuo)施控制熱處(chu)理的(de)變形，以減小磨齒余量。
2.機加工(gong)方面的工(gong)藝措施
根據(ju)有(you)關文獻表明，砂(sha)輪與齒(chi)面(mian)接觸區(qu)的平(ping)均溫度一(yi)般為：500-800℃，磨(mo)(mo)(mo)粒磨(mo)(mo)(mo)削(xue)點的溫度可達1000℃，且80%以上的熱(re)將(jiang)傳入齒(chi)輪。由于(yu)磨(mo)(mo)(mo)齒(chi)時(shi)產生的大(da)量(liang)磨(mo)(mo)(mo)削(xue)熱(re)，使齒(chi)面(mian)磨(mo)(mo)(mo)削(xue)區(qu)域局部受到很大(da)的熱(re)應力(li)和熱(re)脹冷(leng)縮變形，磨(mo)(mo)(mo)削(xue)熱(re)得不到有(you)效(xiao)控(kong)制時(shi)，齒(chi)面(mian)就容(rong)易產生磨(mo)(mo)(mo)削(xue)裂紋和磨(mo)(mo)(mo)削(xue)燒傷，因此，機加工(gong)方(fang)面(mian)工(gong)藝措施(shi)的重點將(jiang)放(fang)在如何減小和控(kong)制磨(mo)(mo)(mo)削(xue)熱(re)的方(fang)面(mian)。
降(jiang)低粗滾齒(chi)時的齒(chi)面粗糙度，應控(kong)制在Ra3.2～Ra6.3。
嚴格控制粗(cu)滾齒時的公法線(xian)余量，不允(yun)許隨意(yi)加大磨(mo)齒余量。
熱處理后嚴格按(an)照工藝要求(qiu)的(de)位(wei)置和允許的(de)范圍找正，以便盡可能(neng)減(jian)小熱變形的(de)誤差。
在(zai)磨齒(chi)(chi)(chi)(chi)前必(bi)須采取硬齒(chi)(chi)(chi)(chi)面(mian)的(de)滾切(qie)技(ji)術對齒(chi)(chi)(chi)(chi)面(mian)進(jin)行刮齒(chi)(chi)(chi)(chi)加(jia)工(gong)，使(shi)磨齒(chi)(chi)(chi)(chi)余(yu)量(liang)均勻(yun)，大限(xian)度(du)減(jian)小磨齒(chi)(chi)(chi)(chi)余(yu)量(liang)，也就是大限(xian)度(du)的(de)減(jian)小磨削(xue)熱。
合理選擇、搭配切(qie)削用量(liang)，選擇的原則為(wei)較(jiao)高的砂輪轉速，較(jiao)快的沖程，適當(dang)的進給。
德國(guo)推薦NILES-ZSTZ630C3（相(xiang)當于國(guo)產(chan)Y7163A），當齒(chi)面的(de)硬度在HRC58～62時(shi)：粗磨0.03～0.06；精磨0～0.01。
據國外資料表明以及我公司的體會：對(dui)齒面粗(cu)磨階(jie)段，是磨削裂(lie)紋形成的關鍵時刻，絕大(da)部分磨削裂(lie)紋產生于這(zhe)個階(jie)段。在這(zhe)一階(jie)段，要特別加(jia)以注意(yi)。
選擇(ze)砂(sha)輪(lun)(lun)(lun)是磨齒加工中一個重(zhong)要的環節：砂(sha)輪(lun)(lun)(lun)選用是否恰(qia)當，對(dui)磨齒精度和(he)效率有很大影響。對(dui)砂(sha)輪(lun)(lun)(lun)的硬度、粒(li)度、組織選擇(ze)的不(bu)當，就(jiu)非常容易(yi)出現齒面(mian)燒傷和(he)磨削裂紋。因此，應從以下幾個方面(mian)加以選擇(ze)：
磨料：（代(dai)號PA）紅(hong)色鉻剛玉(yu)(yu)，鉻剛玉(yu)(yu)的硬度(du)與白剛玉(yu)(yu)（代(dai)號WA）接近，而(er)韌性比白剛玉(yu)(yu)好，用(yong)(yong)鉻剛玉(yu)(yu)磨削(xue)韌性大的鋼材時。效率比白剛玉(yu)(yu)高，砂輪的耐用(yong)(yong)度(du)以及磨削(xue)表(biao)面(mian)粗糙度(du)也要好，因此優選（代(dai)號PA）。
結合劑：把砂(sha)粒(li)粘結在一起，形成砂(sha)輪的材(cai)料。目前，磨齒機上用的砂(sha)輪結合(he)(he)劑，基(ji)本上都是陶瓷粘合(he)(he)劑（代號(hao)V）；陶瓷粘合(he)(he)劑性能(neng)(neng)穩定，耐水耐熱不變(bian)質(zhi)，能(neng)(neng)適(shi)應各種冷(leng)卻液(ye)磨削，而價格又低(di)。
硬度：砂(sha)(sha)(sha)輪越硬，其多孔(kong)性越差，在(zai)磨(mo)削(xue)過程中(zhong)，砂(sha)(sha)(sha)輪粒(li)間的(de)孔(kong)隙(xi)很快被磨(mo)粒(li)堵塞，加上硬度高的(de)砂(sha)(sha)(sha)輪自銳性差，磨(mo)鈍的(de)砂(sha)(sha)(sha)粒(li)又(you)不易脫落，造成砂(sha)(sha)(sha)輪與工件表面間的(de)擠光現象，影(ying)響(xiang)熱量(liang)散發，使磨(mo)削(xue)熱增加，很容易產生(sheng)燒(shao)傷和裂紋。
較軟的砂輪磨損很快，不禁用，將(jiang)直接影響磨齒精度。
因此(ci)，選(xuan)(xuan)擇(ze)砂(sha)輪硬度的(de)(de)原則：加(jia)工軟(ruan)(ruan)材料時，要選(xuan)(xuan)較(jiao)硬的(de)(de)砂(sha)輪；加(jia)工硬材料時，要選(xuan)(xuan)較(jiao)軟(ruan)(ruan)的(de)(de)砂(sha)輪。磨削硬的(de)(de)低碳合金鋼時，應該(gai)選(xuan)(xuan)用（K～J）的(de)(de)砂(sha)輪。（新-老型號對照(zhao)：K-中軟(ruan)(ruan)1、J-軟(ruan)(ruan)3）
組織：優先選用具(ju)有一(yi)般多孔結構的砂輪(lun)(lun)，砂輪(lun)(lun)組織分區(qu)5級(ji)用的多。
粒度：粒(li)(li)(li)度(du)(du)越(yue)小(xiao)在單位面積(ji)內同時參(can)加磨(mo)削(xue)的(de)(de)(de)磨(mo)粒(li)(li)(li)就越(yue)多(duo)，相(xiang)應(ying)的(de)(de)(de)切削(xue)力和磨(mo)削(xue)熱(re)就越(yue)大(da)，容易磨(mo)裂(lie)，在保證齒(chi)面磨(mo)削(xue)精(jing)度(du)(du)的(de)(de)(de)情況(kuang)下，常用的(de)(de)(de)粒(li)(li)(li)度(du)(du)號(hao)為：46#～60#，對(dui)于齒(chi)輪(lun)模數(shu)較小(xiao)時，就應(ying)該選粒(li)(li)(li)度(du)(du)號(hao)大(da)一些的(de)(de)(de)砂輪(lun)，當齒(chi)輪(lun)模數(shu)較大(da)時，就應(ying)選用粒(li)(li)(li)度(du)(du)號(hao)小(xiao)一些的(de)(de)(de)砂輪(lun)。（用號(hao)數(shu)表示的(de)(de)(de)磨(mo)粒(li)(li)(li)，數(shu)目越(yue)大(da)，顆粒(li)(li)(li)尺寸越(yue)小(xiao)）
形狀和尺寸我單位磨齒機的(de)型號為Y7163A，用的(de)是雙錐面砂輪（代號PSX1）。尺寸為Ф350×Ф127×32。
砂輪修整器金剛石的鋒利狀況不容忽視(shi)：在這方面，我(wo)公司(si)(si)的(de)教(jiao)訓非常(chang)深刻。由于金(jin)(jin)剛(gang)石尖部鈍化(hua)，造成砂輪(lun)修(xiu)整后不鋒利(li)，在磨削(xue)中(zhong)導(dao)致磨削(xue)熱(re)大量增加，曾經一(yi)(yi)度(du)是我(wo)公司(si)(si)在磨齒中(zhong)產生磨削(xue)裂紋的(de)主要(yao)原因。因此，一(yi)(yi)旦金(jin)(jin)剛(gang)石磨鈍后，應即(ji)時修(xiu)尖，恢復(fu)其鋒利(li)的(de)工作狀態(tai)，是修(xiu)好砂輪(lun)的(de)前提和保證。
冷卻液是磨(mo)(mo)(mo)削(xue)中(zhong)一個極為重(zhong)要(yao)的(de)(de)(de)環(huan)節(jie)，要(yao)引起足(zu)(zu)夠的(de)(de)(de)重(zhong)視。磨(mo)(mo)(mo)齒(chi)機采用展成工作原(yuan)理，所以砂輪和(he)齒(chi)面在磨(mo)(mo)(mo)削(xue)過(guo)程是點接(jie)觸，由(you)此產生的(de)(de)(de)磨(mo)(mo)(mo)削(xue)熱由(you)流過(guo)砂輪和(he)齒(chi)面的(de)(de)(de)強力冷(leng)卻(que)液帶走(zou)，這種磨(mo)(mo)(mo)削(xue)方式(shi)能防止(zhi)產生磨(mo)(mo)(mo)削(xue)裂紋，同時(shi)砂輪始(shi)終不被堵塞，磨(mo)(mo)(mo)削(xue)粉(fen)塵也不四處飛散，環(huan)保效果好。因(yin)此，冷(leng)卻(que)液必(bi)須充分(fen)，并直接(jie)噴在磨(mo)(mo)(mo)削(xue)區，流量選取40～45L/min，壓力為0.8～1.2Mpa。要(yao)經(jing)(jing)常保持冷(leng)卻(que)液的(de)(de)(de)純凈(jing)，循環(huan)中(zhong)要(yao)經(jing)(jing)過(guo)過(guo)濾(lv)網(wang)，控制冷(leng)卻(que)液的(de)(de)(de)溫度(du)，必(bi)要(yao)時(shi)應(ying)當使(shi)用散熱器(qi)。使(shi)用中(zhong)應(ying)特(te)別注意，冷(leng)卻(que)液的(de)(de)(de)流量及噴射沖刷的(de)(de)(de)力度(du)是否足(zu)(zu)夠，一旦發生變化，檢查(cha)冷(leng)卻(que)泵濾(lv)網(wang)是否被堵塞，對濾(lv)網(wang)要(yao)定期清(qing)洗和(he)檢查(cha)。
