我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。