择要：齿轮及齿轮安装是机器产物中的首要根底零部件。跟着机器制作业的倒退,尤为是汽车产业的迅猛倒退,齿轮的需要量呈多少级数增进,且对齿轮的精度要求愈来愈高。从国内上看,齿轮制作技巧正朝着制作高承载才能、高齿面硬度、高精度齿轮的标的目的迈进。硬齿面齿轮的采纳年夜年夜地促成了机械的分量加重、小型化以及品质功能的进步,使机械工作速率进步了一个等级。例如,正在其它前提相反的状况下,采纳渗碳淬火硬齿面替代调质软齿面,齿轮承载才能可进步2～3倍,一些硬齿面加速器与等同额外功率的软齿面加速器相比,寿命可进步3倍以上,分量与体积可降落40%～60%。可见,硬齿面齿轮的高功能。就今朝来看,齿轮制作技巧程度难以餍足少量量、硬齿面、高精度齿轮产物的消费要求,为进一步进步齿轮精加工的技巧程度,正在齿轮制作畛域提出新型的齿轮刀具及其设计实践办法尤其首要。

本文基于上述思维及今朝电镀CBN珩磨轮刀具存正在的精度低以及应用寿命短等成绩,提出电镀CBN径向珩轮硬珩齿技巧,从而钻研珩轮的设计实践办法及开发新型的珩齿刀具具备首要的意思。本文依靠山西省天然迷信基金名目“全刀齿面珩磨轮的设计与制作及其珩磨机理的钻研(20041056)”以及山西省科技攻关方案“全切削型齿轮剃珩刀具设计实践与制作工艺的钻研(2007g48)”的赞助,从径向珩轮的设计实践、修磨办法、电镀CBN工艺和珩轮的根底性试验等方面进行了钻研。

次要钻研的内容以下: 1)使用微分多少与齿轮啮合原理对电镀CBN径向珩轮的设计实践进行了钻研。建设了径向珩轮的齿面方程、珩轮齿面与齿轮齿面的接触线方程和珩轮齿向曲线方程,并对加工鼓形齿齿轮的径向珩轮齿面方程进行了推导,进而使用优化设计办法对径向珩轮齿形及齿向修形量进行了实际剖析较量争论。较量争论后果标明:①径向珩齿为线接触,正在珩齿进程中,接触线笼罩了整个工作齿面,使患上珩轮与被珩工件齿轮为线接触,充沛施展了珩轮全齿面上磨料的切削作用。径向珩轮的实践齿面已没有是规范渐开螺旋面,而是一中凹的超过曲面,此曲面可经过对渐开螺旋面修磨加工进去。②径向珩轮为公用珩轮,关于直齿径向珩轮的端截面齿廓曲线与规范渐开线根本分歧,其齿向呈中凹形,且根本对称于此中间端截面,故只要要进行齿向修形。而斜齿径向珩轮的各端截面内齿廓曲线各没有相反,要求的修形量也纷歧样,间隔点接触螺旋齿面接触线越远处,其修形量亦越年夜,故需求同时进行齿向以及齿形修形。③关于鼓形齿加工,可经过对径向珩轮修磨来实现,相似斜齿珩轮,需求同时进行齿向以及齿形修磨。 2)设计珩轮时,重要思考的成绩是珩轮的修形成绩,即修磨珩轮的砂轮工作面廓形采纳甚么样的曲面,既能使砂轮整修工艺简略,又能使修磨后的珩轮加工出的齿形精度合乎要求。为此,钻研了径向珩轮的修磨办法,建设并求出了砂轮工作面方程式,砂轮修磨的珩轮齿面方程。行使准确的径向珩轮齿面方程以及由砂轮工作面加工的珩轮齿面方程确定了径向珩轮齿面修磨的实践偏差,经过对砂轮工作面参数及修磨工艺参数的优化,失去了珩轮全齿面偏差。采纳工作面为直纹反转展转面的砂轮修磨径向珩轮,关于规范的齿轮,修磨后的斜齿径向珩轮齿廓的全齿面修磨偏差年夜仅为1.74μm。修磨后的直齿径向珩轮的齿廓曲面全齿面偏差年夜值0.07μm,故可以为由它加工的齿轮齿面的实践加工偏差极小。而关于有鼓形量的全齿面,采纳直纹反转展转面为工作面的砂轮修磨后的斜齿径向珩轮,其全齿面的修磨实践偏差年夜可达6μm阁下;关于直齿径向珩轮,其全齿面的偏差达4.5μm阁下,两者均小于齿轮齿面的鼓形量(0.01妹妹),因而没有会使加工出的齿轮发作角点接触。以是加工鼓形齿的直齿径向珩轮还需进行齿形修形能力加工出的轮齿端面截形为规范渐开线齿形。 3)正在径向珩轮设计实践剖析的根底上,进一步钻研了电镀CBN的工艺办法。经过制订小样电镀试验工艺计划,辨别进行了电镀工夫、阴极电流密度、镀液温度三个电镀工艺参数对试件中心、边缘地位的镀层厚度、镀层外表毛糙度、镀层外表单元面积气孔个数影响法则的试验设计与试验钻研。依据试验数据剖析解决:推导了试件镀层厚度的经历较量争论公式,论述了电镀工夫、阴极电流密度以及镀液温度对镀层外表毛糙度、镀层外表单元面积气孔个数影响的法则,为指点径向珩轮基体设计及电镀工艺参数的抉择打下了根底。 4)针对电镀珩轮中的尖端放电效应散布特点,采纳惯例电镀实验以及添加辅佐齿轮实验两种办法进行了试验钻研。后果标明:因为采纳了辅佐齿轮,使患上珩轮基体上各部位正在电镀时电流密度变动减小,缩小了正在珩轮基体边缘上的尖端放电效应,同时无效地管制了尖端放电效应地位,无利于电镀进程进行,明显进步了珩轮齿向镀层金属厚度散布的平均性并改善了沿珩轮齿高标的目的镀层金属厚度散布的平均性,也进步了镀层金属与珩齿刀基体的连系强度,保障了电镀CBN珩轮的精度以及齿廓外表品质,从而可延伸珩轮的应用寿命。 5)基于上述钻研,对电镀CBN径向珩轮进行了根底性试验钻研。针对制造电镀CBN径向珩轮工艺进行了剖析,并制订了较为正当的电镀工艺规程,同时确定了正在钢质刀具基体上电镀CBN的次要电镀工艺参数,即阴极电流密度、镀液温度、镀液pH值及镀液配方等。按照以上工艺规程以及参数对径向珩轮进行了电镀CBN试验、真空热分散解决试验和珩轮珩齿初步加工试验等,进一步验证了径向珩轮设计实践的正确性以及电镀工艺计划的可行性,为后续钻研奠基了实践根底。

本文翻新性地提出径向珩轮硬珩齿技巧,零碎深化地对电镀CBN径向珩轮的设计实践剖析钻研,和对径向珩轮的电镀CBN超硬资料工艺计划的讨论,这对硬齿面齿轮制作刀具的设计实践办法的倒退以及新型齿轮刀具的开发具备非常首要的指点意思。