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齿轮厂切削应力导致畸变案例分析

2024-07-08    来源:    作者:齿轮厂  阅读:次  【打印此页】

齿轮厂切削应力导致畸变案例分析:
为了观察切削应力在加热过程中释放而导致的畸变,有人采用了一种倒档滑动齿轮(图6-23) 进行试验,测量花键孔壁厚较薄的A端畸变。经切削加工的齿轮采用650C x2h再结晶退火,用退火前后齿轮花键孔大径尺寸的变化增量来观察机械加工残余应力对畸变的影响。从30个再结晶退火齿轮薄壁A端的花键孔大径测量出90个数据,并将尺寸变化数据整理以频数直方图形式表达(图6-24)。从图6-24中可以看出,经再结晶退火,伴随加工应力的消除其花键孔大径尺寸星胀大趋势,其中增量在0. 005 ~0.020mm范围的相对频数超过70。试验表明,在去应力退火过程中,伴随扭曲晶格的恢复和应力的释放,结果是消除了应力,留下了畸变。
齿轮铣削加工形成的残余应力对其热处理畸变影响很大。例如,齿轮经过复杂的重负荷机械切削加工以后,加上结构复杂,其应力状态对齿轮热处理畸变的影响很大。铣削加工所产生的残余应力和硬度分布如图6-25所示。
机械加工和冷成形对热处理畸变影响很大。有资料介绍,车削深度在0.05一0.1mm时,此时的平均应力达到300~600MPa,同时应力分布不均匀。
20Cr和18CrNiMo钢在低速切削或采用切削液高速切削的条件下,切削后的残余应力分布如图6-26所示。切削应力的大小、特性分布除了受钢材的力学性能影响之外,由于齿轮加工的切削量不均匀,各处的残余应力大小与分布也不同,在随后的热处理加热时应力松弛引起的畸变也不均匀。如果同一齿轮各处的显微组织不同,硬度不同,切削残余应力会不同,热处理后的畸变更大。
消除残余应力对防止齿轮热处理畸变有利,例如对于离子渗氮齿轮,制坯前,先进行调质处理,为渗氮作好组织准备,以减小机械加工应力,获得索氏体组织。精加工前或渗氮前,进行一一次去应力退火处理(550 ~650)9Cx (3 ~5) h,消除加工应力,可以进一步减小渗氮畸变量。

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