发布时间：2024-04-20 来源：网络
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立方氮化硼砂轮磨削齿轮材料表面质量的研究机械传动立方氮化硼砂轮磨削齿轮材料表面质量的研究摘要本文着重研究了立4-氮化硼砂轮和刚玉砂轮磨削20Cr2Ni4,t20CrMnMo,20CrNi2Mo,17CrNiMo6及15CrNi3Mo五种齿轮材料的磨削性能.利用立方氮化硼砂轮磨削齿轮,能够得到更优越的表面质量.关键词:立方氮化硼齿轮砂轮残余应力引言表面渗碳摔火齿轮代表了当代齿轮的发展趋势它在强度,成本等方面具有比正火,调质齿轮更优越的性能.,然而,由于其磨齿工艺复杂,费用高.影响了它的推广使用.本文选择五种齿轮材料,即20Cr2Ni4,20CrNi2Mo,20CrMnMO,15CrNi3Mo及17CrNiMo6做为试验用材料,对立疗氮化硼及刚玉砂轮磨削后表面残余应力的分布做了生面的检查,提出了每种材料用不同砂轮磨削时的最优工菪组合,并利用最优工艺组合进行了磨削齿轮试验,试图为提高齿轮磨削质量找到一条好的途径齿轮模拟磨削试验l_l试验方案设计本试验采用工(3)正交试验表做三因素,三水平试验.,选取工件转速(A),砂轮的轴向进给速度(占)及磨削深度(C)做为试验因素,因素水平表如表1,表2.模拟试验是在改装后的MW6027万能工具磨床上进行的,试棒形状如图1剐玉砂轮因素木平衰劈削象艟(0025{006.005004-00l5-001{0(16;0a.^0,1;003;)【0035j006J006{00{5;1T021.2模拟试验数据测定与处理模拟磨削试验小轴的残余应力是在射线衍射仪上测定的,测量部位是中部,方向是轴向,数据处理是按照正交试验的方差分析技术进行的.1.3模拟磨削试验结果分析为了更全面地评价一个磨削工艺的优劣,引入了磨削性能评估的概念.磨削性能由下式评估一一某种材料的磨削性能综合评估参数h,^——残余应力和金属去除率的加权因子.本文由于重点研究磨削后的表面质量,故取h一07.h2=0.3第19期立方氰化硼砂轮瞎削齿轮材料表面质量的研究37W——残余应力及金属去除率的定标值,其大小由下式决定:蔫淼,五种材料残余应力最小值～…100(3)评估时,越大,表明磨削性能越好反之.磨削性能越差,上述方法处理结果见襄3.数据处理结果分析表2oCtMNMD20CrNi2MO2r2Ni415CrNi3M0l7CNM6项目GBCBNGBCBNGBICBNGB(NGBCBN最忧组台1IC!^.且C2:3Cl^l87C1,Bl(A2茸!Cl^.占ll^B3G^.?Cl畦余应力(MPa)一82.O——285.9一l495——302.2—896一l756—2l9.4—54l——309.5畦余应力的定标值46.792.485l51166.3100.070.930.8】0O.0垒科去除率(ram/s)3.97.837615.9l4.92.75.28.16.2f_一3938.(～4l06.(一2700(一6.6.(一355.9.(一455.7区问估计一Ir7g)一I93.8一蛐7)一93.9)4.7)—163.3)垒甚击除章的定标值48252.64S.840.772.O2l0033.335941.2軎削性能评估47180.573.380.657.476480.05l_682.4注孝中GB为剐玉砂轮?CBN为立方氯化硼砂轮1.3.1模拟磨削试验后表面变质层及残余应力分布fI.,..一,一一Jf～刚玉砂轮磨削看残案应力仆布曲线口EjtrN;MI?分别是20CrMnMo,17CrNiMo6段20Cr2Ni4经刚玉砂轮及立方氮化硼砂轮磨削后的残余应力分布图.由图可见,首先两种砂轮磨削后,都伴有一定程度的两次淬火,以20CrMnMo最为严重,17CrNiMo6最轻.其次.立方氮化硼砂轮磨削后,表面变质层_仅为0.1～0.】5ram.而刚玉砂轮磨削后,变质层达到0.3～0—4rama?1.3.2刚玉砂轮及立方氮化硼砂轮磨削后表面残余应力的对照.材料件号削表面应力的表面残余应力平均值砂轮残余应土(MPa)(MPa)!(MPa38.9CBN一90815CrNI3M031.825.4GB33.550.9CBN—l39.620CrMnMO55.7l60.4GB273.0l84.4CBN—l36.717CrNLM06109.735.0GB40.489.OCBN一68.520Cr~Ni4Al船.65178.1GB132.88.1CBN一13720CrN吨MOl74.917l_7GB261.5为各试验记录表中的测量值.机械传动可见,经刚玉砂轮磨削后,试件表面均为拉应力,而经立方氮化硼砂轮磨削后,试件表砥均为压应力.1.3.3模拟磨削试验结论由模拟磨削试验可以得到如下结论(1】经立方氮化硼砂轮磨削后,试件表面均得到压应力,经刚玉砂轮磨削后,试件表面均为拉应力.(2)经立方氮化硼砂轮磨削后,试件磨削表面变质层厚度要比经刚玉砂轮磨削后的表面变质层小得多(3)使用刚玉砂轮磨削时.磨削性能由好到差的顺序为,15CrNi3Mn,20CrNi2Mo,20Cr2Ni4,l7CrNiMo6,20CrMnMo.而用立方氮化硼砂轮膳削时.几种材料基本相当.说明用刚玉砂轮磨削时性能较差的材料,改用立方氨化硼砂轮磨削,仍能得到满意的结果.2.1齿面残余应力分析化硼砂轮及刚玉砂轮磨削后残余应力分布图,表面起始点左移0.2ram,表示磨削余量.由图可见.立方氮化硼砂轮磨削后的表面变质层要比刚玉砂轮磨削后的变质层浅得多.是经立方氮化硼及刚玉砂轮磨削后.20Cr2Ni4轮齿表面残余应力的测定值,可见,用立方氮化硼砂轮磨削后,轮齿表面残余压应力要比用刚玉砂轮磨削后高几倍到几十倍.这些都与模拟试验的结果一致齿轮衰面残余应力馒I定值(20Cr2Ni4A立方氮化硼砂轮磨削对轮齿表面硬度梯按照模拟磨削试验得到的最优工艺参数组合,在MaagSD一62磨齿机上.用立方氮化硼砂轮及削玉砂轮分别磨削20CrNnMo,20Cr2Ni4两种材料齿轮.齿轮参数为模数为6,齿数为2O3O,螺旋角为0.砂轮参数为立方氮化硼砂轮为粒度100,浓度120,刚玉砂轮粒度6O.度的影响.分别是用刚玉砂轮和立方氯化硼砂轮瞎削20CrMnMo齿轮后的表面硬度梯度分市曲线.可见刚玉砂轮磨削后,表面出现明显低头现象.而立方氮化硼砂轮磨削后,表面层硬度几乎没有下降.这表明,立方氮化硼砂轮磨粒锋利,硬度高,砂轮导热性能好,轮齿表面温度低,变质层浅.,IljlI8轮—IIJL—,,7-一l1用剐玉砂张磨削畸变质层的显微硬度分布曲线)经立方氮化硼砂轮磨削后的齿面均存在残余压应力.而用刚玉砂轮磨削后.齿面大都存在拉应力.(2)用立方氮化硼砂轮磨削后.表面变质层浅,仅为0.1～0.15mm.而用刚玉砂轮磨削后,变质层高达0.3～0.4mm.(3)用立方氮化珊砂轮磨削后.表面显微 硬度不降低.而用剐玉砂轮磨削后,表面显微硬 度呈明显低头. 总之,利用立方氮化硼砂轮磨削,可以得到 表面质量比用刚玉砂轮磨削后好得多的齿轮, 这是一条提高齿轮表面质量,防止磨削裂纹产 生的有效途径. 韫特尔西巷在齿轮方面的发展情况和研究工作.丑特尔讶华讲学集,1888 一颜境容.机槭制造工艺设计手册北京:机械工业出版社arativeICapacityEvaluationofCBN—Fin 】】edGearsC=~-=arTech~oloKy 一1980. 1883.*勇33 岁研究室酬主任邮编:450052 (收稿日期l99.13.驰收修改稿日期=1994-12?2B) 经国家科委批准.第三届中国国际工业装备屉蜷会定干1995 年l0 月24 至28 日在上海展览中心举行.本届展览会 将重点最示物料搬运,工业自动化,汽车零部件加工设备,测试 计量,发电设备,表面处理与防护,激光与电子束,泵,阀与密封 件辞领域内国内外的先进技术与设备现已有日奉,俄罗斯,罗 马尼亚,美捌,德罾,波兰,新加墟,英国普国家的有关机掏定 统一组团参展.此外,我国台湾省厦香浩贸易发展局也将组织 规模较大的展圃到会交流 主办单位谨代表机械工业部.诚邀国内各相关企事业单位, 各省区市工业主管部仃组织统一展团参屉,欢迎备大工贸公司 和企业集团组织所属盘业统一参腌,欢娅各高校和科研单垃参 展.宴现辩技界和工业界的互利合作洧关参晨.参趣事宜t 接与孱览会组织办公室或与中国机械工程学会联系,具体通讯如下; 北京市三里河机械工业部内中国机槭工程学会国际展览都 邮政编码:100823 电线.传线 联系^:张伟光,张强,苏小鹰 上海市建国西路406 号中国国际工业装备展览会组织办公 室邮政螭码:800031 电线}悖线 机械工业都和主单位希望通过展示交流活动,进一步加强中外工业界之间以及国内企业之间的经贸技术台作与往来- 并将尽大努力.提供完善的服务一确保各参展单位和来自全国 各地的观众取得良好的社台姓益和经讲教益. 关于召开齿轮先进制造技术研讨会的通知 机械工业是我国支柱产业之一?基础件尤萁是齿轮的质量水 平直接影响到我国机械工业时发展.为此在机性部基础产品司的 指导下.正在由中国齿轮专业协会负责制订齿蝰行业九五垃 屉规翔,指导行业技木的靛晨,促进科研与生产韵结台. 随着现代技术的飞速发展.传统自l 制造技术不新挂^了计算 机技术,自动化技术,新材料技术厦信息管理工作技术,从而形成 丁先进的制造技术.使生产取得丁健质,高教,氍糕的技术经济效 果圆此当夸各国已把先进材建技术为目豪关键技术 为了明确九五斯间齿轮村遗技术的发履方向和攻关目标一 中国齿轮专业协会和中国机械工狴学会机械传动分会拟定干 1996 月联台召开齿轮先进制造技术研讨台.舍议将邀请有关专家学者作专题报告,同时进行学术厦经睑交流. 有关论文征集事项通圭如下: ,征文范日,现代设计技术(包括参数优化,曲悫设计,可簟性设计,计 算机仿真等);@,降,热加工技术(包括刀具,机床,CNC 加工技 术,高艘加工技术,热处理变形控制技术)f@,齿轮生产的枉蠛幢 利技术及齿轮箱运行监舞技术f,现代管理及质量壤证体系
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