振动碗齿轮抛光效率低下

单个零件和总质量对于确保有效和高效的齿轮表面精加工结果非常重要。

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越来越多的齿轮项目指定了各向同性超精加工工艺,这是因为它们产生的粗糙度降低和表面纹理得到改善,从而提高了性能和耐用性。

各向同性超精加工工艺在振动加工碗中进行,振动加工碗通过应用适当的精炼化学物质、抛光皂和填充适当形状HDNA(高密度非研磨性)介质的振动碗培养。热处理齿轮(通常由碳钢制成)将与精炼化学反应,形成软转化涂层。在此过程中,HDNA介质与齿面啮合,不是作为机械研磨工具,而是作为擦拭工具。当介质沿侧面表面滑动时,它会从表面微凸体上擦拭涂层,从而开始平面化操作,在短时间内生成无微凸体的表面,并具有增强的表面纹理,以保持润滑油不受lambda层微凸体突破的影响。连续磨光去除转换涂层,使齿侧保留最终Ra值≤ 0.1µm或≤ 4µ英寸。

媒体卷效率低下

各向同性整理中最常见的低效是低介质水平。介质是过程中的磨损件,具有损耗率。每过一小时,每片介质的体积都会减小。

该过程在一天的生产过程中视觉上不明显,但在几周的加工过程中变得明显。从视觉上看,振动机器中的介质体积开始下降。低媒体容量是一个潜在的问题,它的出现会在许多方面对性能产生负面影响。

零件对零件接触

介质质量不仅是用于擦拭转化膜的工具,从而平整表面粗糙度,而且还可用于保持振动碗中的齿轮彼此分离。如果为齿轮各向同性超精加工规定了ISO工作说明或类似说明,操作员可以在一次又一次的运行中,用正确的齿轮计数准确地加载振动碗,如果允许介质液位逐渐降低,则零件间损坏的倾向会增加,因为用于保持适当分离的介质体积质量也会减少。

增加处理时间

如上所述,介质是用来擦拭转化膜的工具,从而平整表面微凸体。随着介质体积的减小,振动碗中用于执行平面化过程的工具体积也随之减小。由于介质太少,振动碗中的工具太少,产生的反作用转化为需要更长的处理时间,以实现所需的各向同性最终表面光洁度。完成工作所需的工具非常少。

减少应用的擦拭力

随着滤杯中介质体积的减少,机器齿轮上方的介质柱也随之减少。当齿轮滚动时,重力将介质向下压到齿轮上。最值得注意的是,这一动作发生在振动碗的中心轮毂上,齿轮和介质质量下降。振动碗中的介质质量较低,零件上方的介质柱较浅,对齿侧转化涂层擦拭作用施加的压力较小。

介质倒伏:齿侧接触效率低

在一个假设的例子中,让我们假设加载到齿轮加工振动碗中的介质是一英寸立方体。介质损耗随着处理运行时间的增加而减少每片介质的体积。如果没有定期加满介质液位-因为操作员发现手动卸载介质体积较小的振动碗要容易得多-则每片介质可以承受的转化膜擦拭力也会减少。如果一英寸立方体的体积减小到半英寸立方体,从算术上讲,它的尺寸已经减半,但从体积上讲,它的尺寸是原来体积的八分之一。介质损耗在数学上是体积立方根的函数。需要八个半英寸的立方体才能与原来的一英寸立方体体积相等。齿轮齿侧表面上每半英寸介质立方体的应用重量密度是其原始1英寸立方体体积重量密度的八分之一。较轻的重量加上齿轮上方较浅的介质柱导致处理时间效率低下。

每件介质体积减少的潜在和辅助因素是,介质在零点时的尺寸和形状正确,不会停留在轮齿中,现在可能处于发生这种情况的尺寸和形状。如果您必须向客户提供FOD免费档位,则您现在正进入危险区域。

液体滞留:溶液间歇泉

由于磨损会导致振动碗中的介质体积变小,因此也会导致较小的介质块彼此之间的紧密包装。在媒体群中,每一块媒体之间都有空隙和气穴。大介质包装不严;每个工件之间的空隙都很大,加工液从空隙和机器中排出的效率也很高。介质包越紧,每个介质片之间的空隙越小。这些小袋越小,水表面张力越有效,加工液就会留在碗中。如果您曾见过振动碗工作时,泡沫处理肥皂的间歇泉喷射到空气中,落在机器周围,留下危险的湿滑地面,这是因为介质质量太低,剩余的介质被紧密包装,导致液体滞留。间歇泉是向振动碗中引入的液体超过机器排出的液体的结果。

保持正确的媒体音量

在O.D.边缘测得的振动滤杯中的介质液位,在适当加载时不应低于两英寸的间隙,以防止上述效率低下。

总结/结论

虽然各向同性超精加工过程的一小部分,但介质(单个零件和整体质量)对于确保有效和高效的齿轮表面精加工结果非常重要。HDNA介质与传统研磨介质相比,在减少上述问题的发生频率方面具有许多优势(由于其磨损率大大降低),但如果要获得各向同性超精加工的诸多好处,则必须保持介质体积。 

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获得康涅狄格大学学士学位和长岛大学环境科学硕士学位。自1989年以来,他一直在REM表面工程公司工作,目前担任销售工程师和REM产品经理。自1978年以来,Nebiolo一直是美国国家表面处理协会(NASF)的积极成员,他作为NASF国家代表代表康涅狄格州分会,并于2010年、2014年和2015年获得NASF国家优秀奖。从1996年到2000年,他担任SME的大规模精加工技术培训计划讲师之一。他出版并发表了数十篇技术论文,是《中小企业大规模整理培训手册》的作者。Nebiolo联系电话:bnebiolo@remchem.com.