着明显的差距。 齿机生产厂家来说,该项技术还属 齿机会使剃齿刀磨损过快.剃后齿 2无斜齿导套的斜齿插齿机 于空白。 面粗糙度较差。 插齿机在加工直齿或斜齿轮时 3同步式剃齿机 4磨齿加工的应用 均通过导套来完成切削运动,在插 剃齿是齿轮精加工的一种方 磨齿是齿轮精加工的一种方 斜齿轮时要用螺旋导套。插斜齿轮 法.剃削时由剃齿刀带动工件旋 法,目前不但变速器圆柱齿轮采用 要求插齿刀的螺旋角和工件螺旋角 转,两者之间是没有传动链的。利 磨齿工艺愈来愈广.在汽车行业螺 相等,而螺旋导套的导程和插齿刀 用剃齿刀和工件无侧向间隙的螺旋 旋锥齿轮生产中也开始推广应用 的导程要求相等.通常在加工一种 齿轮副啮合.两者在接触点的速度 磨齿工艺。其最大优点是能加工淬 斜齿轮时就要求用一种螺旋导套. 方向不一致使被加工齿轮的齿侧面 硬齿轮.特别对国内由于材料、锻 加工不同斜齿轮时就要更换不同的 沿剃齿刀的齿侧面滑移.而剃齿刀 件正火以及热处理变形等因素的影 导套。但导套制造复杂、制造周期 的齿侧面上有许多小槽,槽与齿侧 响.虽然热前保证了轮齿的精度, 长,更换也比较麻烦.所以在新产 面的交线就是切削刃.齿轮齿侧面 但热后由于变形就不易保证了的情 品开发时.插斜齿就成为开发新产 沿它滑移时就切下极细的切屑。剃 况更适用,这是磨齿工艺越来越引 品的制约瓶颈El。为此,一种方法 齿在修正齿形、齿向误差以及降低 起人们重视的重要原因。 是将插斜齿的齿轮在结构允许下改 齿面粗糙度方面具有较好的效果. 4.1圆柱齿轮磨齿加工 成两体.如北京齿轮总厂在五十铃 特别是剃齿生产效率高.比磨齿成 变速器圆柱齿轮的精加工方法 MSB中间轴加工时就采用此办法: 本低,所以至今在齿轮精加工中应 主要是剃齿和磨齿,但磨削齿轮的 另一种方法是在已有导套的前提下 用较广泛。但这种剃齿方法也有一 齿面粗糙度和精度要高于剃齿,特 更改工件螺旋角等参数来凑导套的 定的缺点,由于是自由传动.在剃 别是磨齿可修正齿轮热后的变形。 导程,如北京齿轮总厂1252分动器 齿加工反向旋转时容易造成转速波 20世纪80年代中期,第一汽车集 内齿圈设计时就用此办法。但这两 动(丢转)而影响齿形修正能力. 团公司从日本日野汽车公司引进了 种方法都有其局限性.所以多年来 特别是修正轮齿齿圈径向跳动误差 变速器的生产技术.其齿轮精加工 人们一直期望能开发出不用斜齿导 时会转化为切向误差,即加大了齿 就采用了磨齿工艺,并在汽车齿轮 套就能插斜齿轮的插齿机床。 距误差,所以目前国外开发了一种 行业中曾大力介绍采用磨齿工艺, 2 1世纪初日本三菱重工在世 同步式剃齿机,如日本三菱重工开 当时在汽车齿轮行业中讨论非常热 界上首先开发出不用螺旋导套的用 发的FS系列同步式剃齿机。据三 烈。限于当时的条件,大多数厂家 CNC控制即用伺服电机(称为电 菱重工介绍,该剃齿机的剃齿刀和 认为磨齿效率低、成本高,不易在 子导轨)来实现插斜齿齿轮的ST 工件之间有强制传动链,通过同步 大批量汽车齿轮行业中推广应用。 系列插齿机。它可以说是划时代的 控制剃刀轴和工件轴的啮合传动不 但目前随着NC磨齿机的发展,磨齿 产品,最方便于新产品的开发和小 但可修正齿形、齿向,同时更可以 效率的不断提高,砂轮修整的简约 批量多品种插斜齿齿轮,其优点不 修正齿距误差和齿圈径向跳动,同 化以及CBN磨轮的应用,特别是对 言而喻。目前还有美国GIeason. 时由于剃刀只要一个方向旋转,不 汽车变速器齿轮要求精度的提高以 Pfauter公司生产的GP系列不用螺旋 需反转则可完成加工,所以可缩短 及重型汽车变速器在中心距不变条 导套的插齿机,所以至今还只有这 3O%的加工时间,进一步提高了 件下为提高齿轮强度而加大齿面宽 两家公司推出这种插齿机。国内现 剃齿效率。另外,现有自由传动剃 时.为了保证齿向精度采用磨齿工 有北京Mobis变速器公司、杭维克公 齿机在旋转启动以及正、反转切换 艺也是必然的趋势,所以热后磨齿 司引进了美国Gleason.Pfauter公司 时产生的加、减速会产生过大的负 代替热前剃齿的加工工艺应用会愈 生产的这种插齿机,据说南昌齿轮 荷,使剃刀容易磨耗且会造成工件 来愈广。在一些国家的某些重型车 厂、奇瑞变速器厂和上海汽车变速 齿面损伤,而同步式剃齿机可完全 变速器齿轮以及日本、欧洲一些高 器有限公司则购买了日本三菱重工 避免这种现象。但国外也有公司在 级的轿车变速器都采用磨齿工艺, 的无斜齿导套插齿机。而对国内插 产品开发后经试验认为,同步式剃 特别是在欧洲,磨齿加工被作为生 2oo8年第6期 汽车-r艺与材料 AT&M{45 维普资讯 http://www.cqvip.com 产高精度汽车齿轮要优先采用的工 车有限公司引进了Gleason公司生 力内齿珩,其最大特点是利用CNC 艺。而在国内近年来变速器齿轮采 产的弧齿锥齿轮磨齿机,第一汽车 数控轴控制实现内齿珩轮和被珩齿 用磨齿工艺的也日趋增多。如一些 集团公司、山东荣城齿轮厂引进了 轮间的强制传动,它不仅能提高齿 厂家生产引进的德国ZF公司的5S一 Oerlikon公司生产的弧齿锥齿轮磨 形、齿向精度而且能大大提高工件 111GP重型变速器全部采用磨齿工 齿机。而由国内湖南中大创远公司 的齿距精度,所以对降低齿轮的噪 艺:又如北京Mobis变速器公司在 自主开发的弧齿锥齿轮磨齿机也正 声非常有效。因为磨齿虽然也可提 2007年初投产的二期工厂生产的现 式推向市场,由于其价格低廉已被 高热后齿轮的精度,但国外有学者 代轿车变速器,除因结构无法 国内数家弧齿锥齿轮生产厂家所采 指出,齿轮轮齿表面的波纹,即波 磨齿的齿轮外均采用磨齿工艺,为 用。 纹的振幅、波长和方向这3个方面 此其引进了6台德国Kapp公司生产的 KX-300P蜗杆式砂轮磨齿机。 5强力珩齿技术的发展 都会影响齿轮的噪声特性,它都直 接与噪声等级、人耳朵的灵敏度有 4.2螺旋锥齿轮磨齿加工 在20世纪60、70年代,采用 关,而磨齿所形成的波纹正好在这 随着对汽车传动质量要求的提 圆盘状或蜗杆状珩轮作为热后齿面 方面较差,所以磨齿不利于噪声的 高,现在对汽车车桥中的螺旋锥齿 修整的精加工技术曾在国外汽车齿 降低,从而不少厂家在磨齿后再采 轮和准双曲面齿轮传动副也有提出 轮生产行业中风行一时,当时国内 用珩齿,这样就会加大制造成本。 磨齿要求的。过去,美国Gleason公 也有不少齿轮生产厂家采用这一工 为此,目前国外正在大力推广采用滚 司生产的机械式传动的圆弧齿螺旋 艺,如北京齿轮总厂在60年代就 齿一热处理一强力珩齿这一加工新工 锥齿轮磨齿机,由于结构复杂、价 引进了英国Churchill公司生产采用 艺。如德国一家变速器制造公司,建 格昂贵,特别是生产效率低,在螺 圆盘状珩轮的珩齿机,但经实践应 立了一全新的采用最新制造技术的齿 旋锥齿批量生产的汽车行业中 用表明这种珩齿技术仅能改善淬硬 轮生产厂,热前采用干式滚齿和干式 还一直没有采用磨齿工艺,而只能 齿轮的齿面粗糙度,并不能提高齿 倒棱去毛刺加工工艺,热处理采用真 在航空、石油机械和精密机床等一 形.齿向精度,珩削时间稍长反而 空炉进行渗碳淬火以获得最小的齿轮 些小批量生产高精度螺旋锥齿轮行 会破坏齿轮精度,所以该项技术没 变形,之后再通过强力珩齿工艺(单 业中应用。近年来,由于CNC技术 有得到推广应用。而在1 979年由 边珩量在25 ̄30 IJm)。该公司生 的发展,Gieason公司和Oerlikon公 瑞士F ̄ssle r公司开发推出了内齿 产的前轮驱动变速器中只有两种齿 司均相继开发出CNC磨齿机用于圆 珩轮珩齿机床,由于内齿珩轮和工 轮(倒挡齿轮和差速器齿圈)因热 弧齿螺旋锥齿轮的磨削。Gieason公 件有更大重叠系数,修正能力比外 处理变形复杂而没有采用强力珩齿 司开发的PHOENIX系 ̄UCNC圆弧齿 齿珩轮要强,同时该机床配套采用 外,其他齿轮均采用了热处理后直 螺旋锥齿轮磨齿机以及相应的磨削 瑞士Diawal公司生产的金刚石修正 接强力珩齿的新工艺,其珩后齿轮 技术使得磨齿效率大大提高,磨削 轮可对齿轮齿形进行修形,所以当 精度可达DIN6级,而加工成本却只 圆弧齿锥齿轮的单件时间已和切齿 时作为热后齿轮精加工方法被国外 有磨齿的一半。据称国内浙江双环 时间相当,特别是开发了瓦古利方 不少汽车变速器生产厂家所采用。 齿轮厂和重庆秋田变速器厂已引进 法可用来磨削成形法加工的螺旋锥 80年代国内大连机床厂也引进了 了美国Gieason-Hurth公司的强力珩 齿轮,使得在大批量生产的汽 F&ssle r公司的内齿珩轮珩齿机, 齿机,而浙江中马变速器厂购买了 车齿轮行业中圆弧齿锥齿轮的磨齿 当时南京第二机床厂也开发生产了 日本神崎铁工的强力珩齿机,当然 工艺也开始得到了应用。有资料介 这种机床。但这种机床的内齿珩轮 这种新工艺在国内尚属试用阶段, 绍,德国奔驰汽车公司在1995年已 和工件之间没有传动链,仍是随动 普及推广应用还需有一过程。 有65%的螺旋锥齿轮采用了“铣齿一 啮合,所以在修正工件齿形和齿距 热处理一磨齿”的工艺。近年来,国 误差上并不理想,这种珩齿技术并 6齿轮自动分选检验机 内也有一些汽车齿轮生产厂家引进 没有得到推广应用。近年来,美国 从当前汽车发展来看,变速器 了CNC螺旋锥齿轮磨齿机以生产高 Gieason.Hurth公司和日本神崎铁工 噪声大小已成为评定整车质量的主 精度等级的弧齿锥齿轮,如东风汽 在内齿珩轮珩齿机基础上开发出强 要指标之一。造成变速器噪声的主 46{汽车T艺与材料ATSdV ̄ 2008年第6期 I维普资讯 http://www.cqvip.com 要原因是齿轮噪声,而影响齿轮噪 用和相啮合的齿轮在配对机上 和磕碰的检验并进行自动分选,把 声的一个重要因素是齿轮的毛刺和 进行高速运转,利用人的感官即听 不合格品自动剔出。又如北京Mobis 齿轮磕碰,所以在齿轮生产行业中 觉来判别被检查齿轮是否有毛刺和 变速器公司就在每一条生产线中的 如何防止毛刺和磕碰已成为迫切 磕碰造成的噪声。 最后都配备了一台由日本山阳公司 期望解决的问题。近年来随着齿轮 {2)用齿轮双面啮合检查仪检 生产的齿轮自动检验机,除可进行 生产技术的发展,在齿轮生产过程 查 跨棒距、齿圈径向跳动和磕碰的检 中去除毛刺和防止磕碰的技术有了 利用被检查齿轮和标准齿轮在 验外还可进行齿轮的内孔和端面摆 飞速的进步,即使如此解决毛刺和 双面啮合时,被测齿轮1转内中心距 差的检验,同时对工件存在磕碰的 磕碰仍是齿轮生产中的一大难题, 变动的异常来判断是否有毛刺和磕 部位打上印记以利于识别修复。这 至今仍是变速器总成装配后需返修 碰存在。 种齿轮自动检验机的应用为齿轮自 的主要原因。从目前齿轮生产行业 {3)人工目测检查 动检测和质量管理开辟了新的途 看,为解决这一难题,一是在生产 由人工对齿轮进行目测,检查 径,特别是对齿轮磕痕的自动检测 过程中要尽量减少毛刺和磕碰的产 是否有毛刺和磕碰。 对当今我们检查毛刺、磕碰是个很 生;二是在齿轮进入变速器装配 上述检查方法虽然各有利弊, 好的启发,这种设备目前在国内还 前,检查出其毛刺和磕碰以免造成 但都存在一个共同问题,即需配备 是空白。圃 变速器总成的返修及大量人力和物 专人由人工来操作,不但人工费用 力的浪费。然而齿轮的毛刺和磕碰 高而且主要依靠人的感官来判定, 在生产中要完全消除是很困难的, 难免会出现漏检而造成变速器总成 对齿轮的毛刺、磕碰的检查就显得 装配后因齿轮有毛刺,磕碰而需重 尤为重要。目前,国内对齿轮毛 新拆装的现象。而日本、美国等变 刺、磕碰所造成的缺陷主要采用以 速器齿轮生产厂家采用了一种齿轮 下检查方法。 自动分选检验机,它可以对成品齿 {1)用齿轮配对机检查 轮自动进行跨棒距、齿圈径向跳动 ●●●-●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●●● (上接第38页) 不同要求,可在前排座椅间安装一 车试运行。 体,此项技术已应用在丰田花冠汽 套小空调系统,它同样由一个单独 德尔福公司开发的虚拟环境舒 车上。 的鼓风机、蒸发器芯子、暖风芯子 适工程(VTCE),在汽车空调设 HVAC与汽车仪表板做成一体 和风门控制器组成,可选择对后排 计上居世界领先地位。它的研发工 的复合式结构也逐渐成为主流。如 座椅的左侧或右侧送风温度, 作开始于1996年,主要流程是通过 德国BEHR公司的专利产品TSM—— 这就是所谓的四区空调系统或个性 CFD软件计算分析模拟整车运行工 热力组件模块,能减少分部件成 化乘员空调系统。 况,并加入人体模型,仿真计算人 本,整车总装配成本和总成件的质 汽车空调制冷剂经历了从 体表面舒适度。运用虚拟环境舒适 量,并能节约所占的车内空间。全 CFC-12到HFC-134a再到CO,的过 工程可以显著缩短汽车空调的开发 自动空调系统的发展更加个性化和 程,目的是提高制冷效能,减轻质 进度,减少设计开发成本。为了建 舒适化,采用汽车辅助加热系统、 量和降低成本。CO 汽车空调系统的 立虚拟环境舒适模型,已经收集了 负离子发生器和车用冷藏箱,提高 好处是全球温室系数仅为HFC.1 34a 600个以上的主观评价试样,并对 乘车的舒适性。利用功能集成化技 空调系统的1门300,无毒、非燃烧 人体在空调行驶时和制暖行驶时不 术,将全自动空调与汽车音响合二 性天然物质,不需要其他制冷剂的 同部位及整体舒适的数据进行了分 为一,共用一个显示屏,以解决仪 生产工序,能直接从化工厂排放物 析。虚拟环境舒适工程已被应用在 表板位置紧张的矛盾。 中提取。美、日、欧都已相继研制 北美2004年款的越野车、欧洲2004 为满足乘员对空调温度控制的 成功了二氧化碳汽车空调系统并装 年款的轿车开发上。圃 2008年第6期 汽车工艺与材料AT&h4 I 47
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