O eixo de engrenagemé a peça de suporte e rotação mais importante em máquinas de construção, responsável pelo movimento rotativo deengrenagense outros componentes, podendo transmitir torque e potência a longas distâncias. Apresenta vantagens como alta eficiência de transmissão, longa vida útil e estrutura compacta. Tem sido amplamente utilizado e se tornou uma das peças básicas da transmissão de máquinas de construção. Atualmente, com o rápido desenvolvimento da economia nacional e a expansão da infraestrutura, haverá uma nova onda de demanda por máquinas de construção. A seleção do material do eixo da engrenagem, o método de tratamento térmico, a instalação e o ajuste do dispositivo de fixação da usinagem, os parâmetros do processo de fresagem e o avanço são todos muito importantes para a qualidade do processamento e a vida útil do eixo da engrenagem. Este artigo realiza uma pesquisa específica sobre a tecnologia de processamento do eixo da engrenagem em máquinas de construção, com base na prática, e propõe o projeto de melhoria correspondente, o que fornece um forte suporte técnico para o aprimoramento da tecnologia de processamento do eixo da engrenagem de engenharia.

Análise da tecnologia de processamento deEixo de engrenagemem Máquinas de Construção

Para facilitar a pesquisa, este artigo seleciona o eixo de engrenagem de entrada clássico em máquinas de construção, ou seja, as peças típicas de eixo escalonado, que são compostas por estrias, superfícies circunferenciais, superfícies curvas, ressaltos, ranhuras, ranhuras anulares, engrenagens e outras formas geométricas diversas. A composição geométrica da superfície e da entidade geométrica é complexa. Os requisitos de precisão dos eixos de engrenagem são geralmente bastante elevados, e a dificuldade de usinagem é relativamente grande; portanto, alguns elos importantes no processo de usinagem devem ser selecionados e analisados ​​corretamente, como materiais, estrias externas em involuta, gabaritos, usinagem do perfil do dente, tratamento térmico, etc. Para garantir a qualidade e o custo de usinagem do eixo de engrenagem, vários processos-chave na usinagem do eixo de engrenagem são analisados ​​a seguir.

Seleção de materiais deeixo de engrenagem

Os eixos de engrenagem em máquinas de transmissão são geralmente feitos de aço carbono de alta qualidade, como o aço 45, ou aço liga, como o 40Cr ou o 20CrMnTi. Em geral, atendem aos requisitos de resistência do material, apresentam boa resistência ao desgaste e têm um preço adequado.

Tecnologia de usinagem bruta de eixo de engrenagem

Devido aos elevados requisitos de resistência do eixo da engrenagem, o uso de aço redondo para usinagem direta consome muitos materiais e mão de obra. Por isso, geralmente se utilizam peças forjadas como blanks, e o forjamento livre pode ser empregado para eixos de engrenagem de maiores dimensões; forjamento em matriz; e, às vezes, algumas engrenagens menores podem ser fabricadas em um blank integral com o eixo. Durante a fabricação do blank, se o forjamento livre for utilizado, seu processamento deve seguir a norma GB/T15826; se o blank for forjado em matriz, a sobremedida de usinagem deve seguir a norma do sistema GB/T12362. Os blanks forjados devem evitar defeitos de forjamento, como grãos irregulares, trincas e fissuras, e devem ser testados de acordo com as normas nacionais de avaliação de forjamento pertinentes.

Tratamento térmico preliminar e processo de torneamento bruto de peças brutas.

Os blanks com muitos eixos de engrenagem são, em sua maioria, de aço carbono estrutural de alta qualidade e aço liga. Para aumentar a dureza do material e facilitar o processamento, o tratamento térmico adotado é o de normalização, ou seja: processo de normalização a 960 °C, resfriamento ao ar, mantendo-se a dureza entre HB170 e HB207. O tratamento térmico de normalização também contribui para o refinamento dos grãos de forjamento, uniformização da estrutura cristalina e eliminação das tensões de forjamento, o que prepara o terreno para o tratamento térmico subsequente.

O principal objetivo do torneamento de desbaste é reduzir a sobremedida na superfície da peça bruta, e a sequência de usinagem da superfície principal depende da seleção da referência de posicionamento da peça. As características das peças do eixo de engrenagem e os requisitos de precisão de cada superfície são afetados pela referência de posicionamento. As peças do eixo de engrenagem geralmente utilizam o próprio eixo como referência de posicionamento, de modo que a referência seja unificada e coincida com a referência de projeto. Na produção real, o círculo externo é usado como referência de posicionamento de desbaste, os furos superiores em ambas as extremidades do eixo de engrenagem são usados ​​como referência de posicionamento de precisão, e o erro é controlado dentro de 1/3 a 1/5 do erro dimensional.

Após o tratamento térmico preparatório, a peça bruta é torneada ou fresada em ambas as faces das extremidades (alinhadas de acordo com a linha), e então os furos centrais em ambas as extremidades são marcados e perfurados, podendo-se então desbastar o círculo externo.

Tecnologia de usinagem para acabamento de círculo externo

O processo de torneamento fino é o seguinte: o círculo externo é torneado com precisão com base nos furos superiores em ambas as extremidades do eixo da engrenagem. No processo de produção real, os eixos de engrenagem são produzidos em lotes. Para melhorar a eficiência e a qualidade do processamento dos eixos de engrenagem, geralmente utiliza-se o torneamento CNC, de modo que a qualidade do processamento de todas as peças possa ser controlada por meio do programa, garantindo, ao mesmo tempo, a eficiência do processamento em lote.

As peças acabadas podem ser temperadas e revenidas de acordo com o ambiente de trabalho e os requisitos técnicos das peças, o que pode servir de base para o tratamento subsequente de têmpera e nitretação superficial, reduzindo a deformação resultante do tratamento superficial. Caso o projeto não exija tratamento de têmpera e revenido, a peça pode entrar diretamente no processo de fresagem por engrenagem.

Tecnologia de usinagem de dentes e estrias de eixos de engrenagem

Para o sistema de transmissão de máquinas de construção, engrenagens e estrias são componentes essenciais para transmitir potência e torque, exigindo alta precisão. As engrenagens geralmente utilizam precisão de grau 7 a 9. Para engrenagens com precisão de grau 9, tanto fresas de engrenagem quanto fresas de perfil atendem aos requisitos, porém a precisão de usinagem das fresas de engrenagem é significativamente maior do que a das fresas de perfil, e o mesmo se aplica à eficiência. Engrenagens que exigem precisão de grau 8 podem ser fresadas ou retificadas primeiro e, em seguida, usinadas por meio de dentes treliçados. Para engrenagens de alta precisão de grau 7, diferentes técnicas de usinagem devem ser utilizadas de acordo com o tamanho do lote. Se for um lote pequeno ou uma peça única para produção, pode-se realizar a usinagem por fresagem (ranhuras), seguida de tratamento superficial por indução de alta frequência e têmpera, e finalmente retificação para atingir os requisitos de precisão. Se for uma usinagem em larga escala, primeiro realiza-se a fresagem e, em seguida, a retificação. Em seguida, aquecimento por indução de alta frequência e têmpera, e finalmente brunimento. Para engrenagens que requerem têmpera, o processamento deve ser feito em um nível superior ao nível de precisão de usinagem exigido pelos desenhos.

As estrias do eixo da engrenagem geralmente são de dois tipos: estrias retangulares e estrias involutas. Para estrias com requisitos de alta precisão, utilizam-se dentes laminados ou retificados. Atualmente, as estrias involutas são as mais utilizadas no setor de máquinas de construção, com um ângulo de pressão de 30°. No entanto, a tecnologia de processamento de estrias de eixos de engrenagem de grande porte é complexa e requer uma fresadora especial; para processamento em pequenos lotes, pode-se utilizar uma placa indexadora usinada por um técnico especializado com uma fresadora.

Discussão sobre a cementação da superfície dentária ou importante tecnologia de tratamento térmico de têmpera da superfície

A superfície do eixo da engrenagem e a superfície do diâmetro crítico do eixo geralmente requerem tratamento superficial, e os métodos de tratamento superficial incluem cementação e têmpera superficial. O objetivo do endurecimento superficial e da cementação é conferir à superfície do eixo maior dureza e resistência ao desgaste. Em geral, dentes estriados, ranhuras, etc., não necessitam de tratamento superficial e requerem processamento adicional. Portanto, aplique tinta antes da cementação ou têmpera superficial. Após a conclusão do tratamento superficial, bata levemente e remova o excesso. No tratamento de têmpera, deve-se atentar para a influência de fatores como temperatura de controle, velocidade de resfriamento, fluido de resfriamento, etc. Após a têmpera, verifique se há empenamento ou deformação. Se a deformação for grande, é necessário aliviar a tensão e submeter a um novo processo de deformação.

Análise da retificação do furo central e outros processos importantes de acabamento de superfície.

Após o tratamento superficial do eixo da engrenagem, é necessário retificar os furos superiores em ambas as extremidades e usar a superfície retificada como referência de precisão para retificar outras superfícies externas importantes e faces de extremidade. Da mesma forma, usando os furos superiores em ambas as extremidades como referência de precisão, finalize o usinagem das superfícies importantes próximas à ranhura até que os requisitos do desenho sejam atendidos.

Análise do processo de acabamento da superfície dentária

O acabamento da superfície do dente também utiliza os furos superiores em ambas as extremidades como referência de acabamento, e a superfície do dente e outras peças são retificadas até que os requisitos de precisão sejam finalmente atendidos.

Em geral, o processo de fabricação de eixos de engrenagens para máquinas de construção é o seguinte: corte, forjamento, normalização, torneamento de desbaste, torneamento de acabamento, fresagem de desbaste, fresagem de acabamento, fresamento, rebarbação de estrias, têmpera ou cementação da superfície, retificação do furo central, retificação da superfície externa principal e da face de extremidade. Os produtos da retificação da superfície externa principal, próxima ao sulco de torneamento, são inspecionados e armazenados.

Após um resumo da prática, o atual processo e os requisitos de fabricação do eixo de engrenagem são apresentados acima. No entanto, com o desenvolvimento da indústria moderna, novos processos e tecnologias continuam a surgir e a ser aplicados, enquanto os processos antigos são continuamente aprimorados e implementados. A tecnologia de processamento também está em constante evolução.

para concluir

A tecnologia de processamento do eixo de engrenagem tem grande influência na sua qualidade. O preparo de cada tecnologia de processamento do eixo de engrenagem está intimamente relacionado com sua posição no produto, sua função e a posição de suas peças adjacentes. Portanto, para garantir a qualidade do processamento do eixo de engrenagem, é necessário desenvolver a tecnologia de processamento ideal. Com base na experiência prática de produção, este artigo realiza uma análise específica da tecnologia de processamento do eixo de engrenagem. Através de uma discussão detalhada sobre a seleção de materiais de processamento, tratamento de superfície, tratamento térmico e tecnologia de corte do eixo de engrenagem, resume-se a prática de produção para garantir a qualidade do processamento e usinagem do eixo de engrenagem. A tecnologia de processamento ideal, em condições de alta eficiência, fornece importante suporte técnico para o processamento de eixos de engrenagem e também serve como uma boa referência para o processamento de outros produtos similares.