齿轮铸造工艺六个控制因素优化齿轮

引言:铸造工艺涉及使用熔融材料,齿轮铸件通常采用高碳铸钢,有的采用含铬、镍、钼的合金钢,可达到较高的抗拉强度。一般来说,大齿轮的物理要求低于小齿轮。文章将详细介绍齿轮铸造工艺的相关知识。

制造齿轮的方法很多,包括:金属去除工艺(滚齿、成型、铣削、剃须、磨削、珩磨和研磨)、用于生产齿轮毛坯和近终形齿轮的各种铸造工艺、冲压和精冲、冷拔和挤压、粉末冶金(P/M)加工、注塑成型、齿轮滚动、用于生产齿轮毛坯和精密的近齿形。

以上列出的大多数工艺都适用于具有低磨损要求、低功率传输和相对低的传递运动精度的齿轮。当应用涉及这些特性中的一个或多个的更高值时,使用铸造工艺或切割机加工齿轮。

具体齿轮铸造工艺

齿轮铸造工艺可以生产任何复杂程度和几乎任何尺寸的齿轮形状。现代冶金还提供了种类繁多的铸造金属,呈现出许多物理和机械性能的选择,使组件的设计能够满足使用条件、经济条件和设计因素条件。

齿轮铸造

有些齿轮是通过铸造工艺制成的。齿轮铸造具有较好的内部组织致密、强度高。齿轮铸造可用于更苛刻的工作条件。铸造材料通常是将两种或多种成分混合在一起后固化的金属或各种冷固化材料;例如环氧树脂、混凝土、石膏和黏土。铸造较常用于制作复杂的形状,否则通过其他方法制作起来会很困难或不经济。

铸造工艺在齿轮制造中的应用同样有限。其较为明显的价值在于用坚硬的材料制造精确的齿轮齿间,以至于无法通过机械加工轻松制造出齿。该工艺可用于各种钢、青铜和铝合金。对于可加工材料,如果齿轮与一些很难通过机械加工生产的复杂形状集成在一起,则该工艺仍然有用。大量小型低成本齿轮是通过冷室压铸工艺制造的。

优化齿轮毛坯铸造工艺

大多数铸造工艺已用于生产齿轮毛坯或铸造齿轮,包括砂型铸造、壳型铸造、永久性铸造、离心铸造、熔模铸造和压铸。切割齿轮也由连铸棒材制成。砂型铸造主要用于生产齿轮毛坯。通过砂型铸造制成的带齿齿轮的使用非常有限。在某些情况下,农业机械、加煤机和一些手动设备的齿轮使用铸齿。

金属铸造工艺涉及影响产品各种铸造质量特征的大量参数。一些参数是可控的,一些是不可控的,例如噪声因素。为了优化工艺,选择了六个控制因素——即黏土含量、水分含量、捣打、砂粒尺寸、金属流动性和浇口设计。每个过程因素都在三个层次上进行考虑。选择的质量特征是铸造缺陷。与目标重量相比,铸件重量的减少被认为与铸造缺陷成正比。

算每个因素在三个水平上的信噪比平均值并绘制在图表上。考虑最大信噪比,获得了所考虑任务类型中过程因素的上等水平。使用获得的水平进行验证实验。发现所生产的铸件的重量具有接近目标值的值。

齿轮铸造

齿轮铸造工艺常用于制造具有切齿的齿轮毛坯,但用于制造齿轮的铸造工艺有多种变体,只需很少或无需机加工。例如,铸齿内齿轮有多种尺寸,最高可达千克(磅)。它们经过热处理达到MPa(ksi)的强度水平,并且这些齿轮不需要机械加工。

文章主要介绍了齿轮铸造的相关知识,浏览文章能了解到大多数铸造工艺已用于生产齿轮毛坯或铸造齿轮,包括砂型铸造、壳型铸造、永久性铸造、离心铸造、熔模铸造和压铸。切割齿轮也由连铸棒材制成。

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