米佩,王甜甜
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行星輪是礦用行星減速器的重要部件,在使用中要求具有耐磨,抗表面接觸疲勞和抗彎曲疲勞等綜合性能,且對(duì)齒輪的表面粗糙度有一定的要求。一般采用的熱處理方法為滲碳處理,經(jīng)滲碳淬火處理的工件存在一定的變形,為了滿足工件的加工精度要求,需要在滲碳前預(yù)留一定的加工余量。
選用模數(shù)為8和12行星輪作為試驗(yàn)對(duì)象,結(jié)構(gòu)如圖1所示,關(guān)鍵尺寸見表1。熱處理要求:滲碳后滲層深度1.4~1.8mm,表面硬度58~62HRC。
圖1 行星輪結(jié)構(gòu)示意
(1)滲碳前加工留量 行星輪進(jìn)行滲碳處理會(huì)產(chǎn)生一定的變形,所以在滲碳前需要在內(nèi)孔和齒部預(yù)留加工量。針對(duì)模數(shù)8和12的行星輪一般內(nèi)孔留0.8mm磨量,齒面留0.6mm,端面按照?qǐng)D樣下偏差加工。
(2)滲碳淬火處理工藝過程 行星輪的滲碳工藝流程為:清洗工件→備料→裝爐→滲碳淬火→回火處理。行星輪裝爐方式為裝2層,層與層之間不用墊塊隔開。
表1 行星輪關(guān)鍵尺寸
采用上述滲碳工藝參數(shù)對(duì)1號(hào)行星輪試驗(yàn)4件,裝2層,第一層編號(hào)為1-1-1、1-1-2,第二層編號(hào)為1-2-1、1-2-2,對(duì)4件行星輪內(nèi)孔、端面及公法線變形情況進(jìn)行檢測(cè),變形數(shù)據(jù)如圖2所示,內(nèi)孔檢測(cè)上、中、下3點(diǎn),滲碳后尺寸減去滲碳前尺寸為變形量。
圖2 1號(hào)行星輪變形情況
對(duì)1號(hào)行星輪變形進(jìn)行分析,內(nèi)孔總體變形趨勢(shì)是縮小,其中最大的縮小0.61mm,最小的縮小0.2mm,同一件產(chǎn)品,內(nèi)孔變形最大的在下部,且第一層變形量明顯大于第二層。針對(duì)前期滲碳前內(nèi)孔留0.8mm的加工量,建議在后續(xù)工藝中縮小內(nèi)孔加工量至0.3mm。行星輪的公法線變形情況與內(nèi)孔一致,公法線尺寸也縮小,但變形較小,變形量最大為縮小0.08mm。前期齒面公法線留量為0.6mm,在后期工藝中,建議縮小齒面留量至0.4mm。對(duì)行星輪端面變形情況進(jìn)行分析,變形量控制在0~0.2mm,因此通過前期將高度尺寸控制在下偏差尺寸,可保證圖樣要求。
采用上述滲碳工藝參數(shù)對(duì)2號(hào)行星輪試驗(yàn)4件,裝2層,第一層編號(hào)為2-1-1、2-1-2,第二層編號(hào)為2-2-1、2-2-2,對(duì)4件行星輪內(nèi)孔、端面及公法線變形情況進(jìn)行檢測(cè),變形數(shù)據(jù)如圖3所示。
圖3 2號(hào)行星輪變形情況
對(duì)2號(hào)行星輪變形情況進(jìn)行分析,內(nèi)孔總體變形趨勢(shì)是漲大,其中最大的漲大0.13mm,最小的漲大0.03mm,同一件產(chǎn)品,內(nèi)孔變形最大的在底部。針對(duì)前期滲碳前內(nèi)孔留0.8mm的加工量,建議在后續(xù)工藝中縮小內(nèi)孔加工量至0.5mm。行星輪的公法線變形情況較小,前期齒面公法線留量為0.6mm,在后期工藝中,建議縮小齒面留量至0.4mm。對(duì)行星輪端面變形情況進(jìn)行分析,變形量控制在0~0.2mm,因此通過前期將高度尺寸控制在下偏差尺寸,可保證圖樣要求。
采用上述滲碳工藝參數(shù)對(duì)3號(hào)行星輪試驗(yàn)4件,裝2層,第一層編號(hào)為3-1-1、3-1-2,第二層編號(hào)為3-2-1、3-2-2,對(duì)4件行星輪內(nèi)孔、端面及公法線變形情況進(jìn)行檢測(cè),變形數(shù)據(jù)如圖4所示。
圖4 3號(hào)行星輪變形情況
對(duì)3號(hào)行星輪變形情況進(jìn)行分析,內(nèi)孔總體變形趨勢(shì)是漲大,其中最大漲大0.68mm,最小漲大0.21mm,同1件產(chǎn)品,內(nèi)孔變形最大的在底部。針對(duì)前期滲碳前內(nèi)孔留0.8mm的加工量,建議在后續(xù)工藝中增大至1.0mm。行星輪的公法線變形情況較小,前期齒面公法線留量為0.6mm,在后期工藝中,建議縮小齒面留量至0.4mm。對(duì)行星輪端面變形情況進(jìn)行分析,變形量控制在0~0.2mm,因此通過前期將高度尺寸控制在下偏差尺寸,可保證圖樣要求。
1)1號(hào)行星輪和2號(hào)行星輪內(nèi)孔、外圓相差不大,但1號(hào)行星輪高度是2號(hào)行星輪的2倍,采用相同的滲碳工藝參數(shù)進(jìn)行處理后,1號(hào)行星輪變形規(guī)律為內(nèi)孔縮小,2號(hào)行星輪的變形規(guī)律為內(nèi)孔漲大,高度不同,淬火變形規(guī)律不同。
2)2號(hào)行星輪和3號(hào)行星輪模數(shù)相同,內(nèi)孔直徑相同,但外圓直徑不同,變形相差較大,其中外圓直徑越大,變形越大,但變形規(guī)律均為內(nèi)孔漲大。
3)三種行星輪公法線變形與內(nèi)孔變形一致,但公法線變形較小。
4)在行星輪滲碳前工藝留量的選擇上,相近結(jié)構(gòu)可參照現(xiàn)有經(jīng)驗(yàn)選擇,但行星輪變形規(guī)律復(fù)雜,具體合理的預(yù)留加工量需要通過具體的試驗(yàn)得出。