對于大模數(shù)齒輪,由于磨齒砂輪和齒面在磨削時接觸面較大,而粉末冶金材料在滲氮后組織會發(fā)生顯著變化,材料本身的多孔性會導致砂輪表面出現(xiàn)微觀疲勞,所以當砂輪從孔到固體顆粒往復移動時,磨料持續(xù)受到?jīng)_擊,持續(xù)的小沖擊導致砂粒脫落;多孔性還會降低零件的導熱性,最后導致砂輪切削刃微崩,砂輪不鋒利,磨削過程中尺寸不穩(wěn)定,致使零件發(fā)生燒傷現(xiàn)象。材料的高硬度成了制約磨削精度的主要因素,在砂輪的選擇上應考慮特殊磨料及粒度、材料硬度以及砂輪氣孔的變化。
滲氮處理后的粉末冶金材料磨削時容易黏附,堵塞砂輪,造成磨削過熱,表面完整性降低。要選擇黏附性小、磨損小以及不易堵塞的砂輪。因為成形磨齒機不同于展成磨齒機,其進給垂直于加工工件,即徑向進給,成形砂輪的形狀等于最終齒形,所以成形磨齒機砂輪的形狀比較復雜,切削量在各點不盡相同,它需要更好的保形性能,因而所選砂輪應具有較高的硬度,加之磨削容易燒傷,故砂輪需有氣孔。
綜上分析,經(jīng)加工試驗,得出粉末冶金磨齒砂輪的選擇建議如下:
1)砂輪磨料選擇特殊陶瓷剛玉5SG磨料。
2)由于表面粗糙度值Ra=0.4μm,所以砂輪粒度通常以100#為宜。
3)陶瓷結合劑熱穩(wěn)定性與化學穩(wěn)定性好,防水、耐熱、耐腐蝕、磨損小且可長時間保持磨削性能,具有多孔性、不易堵塞以及生產(chǎn)率高的優(yōu)點,因此粉末冶金齒輪磨削首選陶瓷結合劑砂輪。
4)在保證齒面表面粗糙度的前提下,盡可能選擇較軟的砂輪。但是由于磨削原理不同,成形磨齒機的砂輪硬度要稍高于展成磨齒機的砂輪硬度,因此砂輪硬度為G較好。
5)選用的砂輪型號為5SG100-G15VS3P,規(guī)格為300mm×20mm×50.8mm(外徑×厚度×孔徑)。
6) 磨齒加工參數(shù)的調(diào)整
成形磨齒機為雙面磨削,即砂輪對一個齒槽的左右齒面同時進行切削,沖程進給緩慢,不利于散熱和切削液的進入,因此成形磨齒機對齒面容易造成表層回火及二次淬火燒傷。磨削過程一般分為粗磨、半精磨和精磨三個階段。粗磨過程進給速度為3000mm/min,進給量為0.02~0.03mm/r;半精磨過程進給速度為2000mm/min,進給量為0.01~0.015mm/r;精磨過程進給速度為1000mm/min,進給量為0.008mm/r。對加工后的齒輪進行檢測,得到齒形公差均值為0.0048mm,齒向公差均值為0.0053mm,公法線變動量為0.01mm,能夠滿足圖樣要求。因為零件齒數(shù)較少、模數(shù)較大,所以砂輪齒形修得較大,在磨削過程中砂輪的保持性較好。但是由于零件材料較硬,導致砂輪的鋒利性差,磨削時容易燒傷。經(jīng)試驗得出,在進行完一次磨削之后,需進行一次砂輪的修整,以保持砂輪的鋒利性,減少磨削燒傷。
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