Peças MIM da engrenagem de freio a tambor para automóveis

Introdução de peças de engrenagem de freio a tambor para automóveis MIM

Que material de metal é bom para as engrenagens do carro?

A Zhongwei Precision e a Central South University testaram e compararam 5 materiais metálicos diferentes, selecionaram indicadores de avaliação apropriados para indicadores de tratamento térmico, deformação dimensional e suavidade de produção, e realizados sob o mesmo processo de fabricação (o processo de usinagem e o processo de tratamento térmico são exatamente os mesmos) No experimento, foram analisadas as vantagens e desvantagens de 5 tipos de materiais de transmissão de automóveis no processo de fabricação, o que forneceu a base para a seleção de materiais de transmissão de automóveis.

1. Introdução de materiais comuns para peças MIM de engrenagens de freio a tambor para automóveis

Materiais de engrenagens para transmissões de automóveis não devem apenas ter boa resistência, tenacidade e resistência ao desgaste, mas também requerem pequena deformação e alta precisão de usinagem. No processo de tratamento térmico de engrenagens, além da têmpera geral e revenimento, vários processos de endurecimento de superfície, como cementação e têmpera, tratamento de nitretação e têmpera de alta frequência também são usados. Os requisitos técnicos para materiais de engrenagens são:

1) Endurecimento suficiente do núcleo, dureza superficial e profundidade profunda, e garantir que não haja produto de decomposição de austenita super-resfriada na camada e núcleo cementados durante a cementação e têmpera das engrenagens;

2) A deformação dimensional da engrenagem após a cementação e têmpera é pequena e uniforme, o que é conveniente para o acabamento posterior.

Os materiais domésticos comumente usados ​​para engrenagens automotivas são 20CrMnTi, 20CrMo, 20MnCr5, 25CrMnS4, etc. mesmo) O desempenho dos prós e contras do material.

2. Introdução de parâmetros de avaliação do processo de fabricação de engrenagens automotivas

Os parâmetros de projeto de engrenagens incluem número de dentes, módulo, ângulo de pressão, coeficiente de adendo e ângulo de hélice, etc. Os parâmetros de avaliação no processo de fabricação de engrenagens incluem distância de span MDK, desvio radial FR e relatório de medição de precisão de engrenagem.

O relatório de medição de precisão da engrenagem avalia principalmente o erro de modificação da superfície do dente da engrenagem (o desvio entre a forma real e o perfil de dente envolvente não teórico projetado) e o erro de indexação (erro de passo circular), e o erro de modificação da superfície do dente inclui o ângulo do perfil do dente. Desvio, erro na forma do dente, quantidade do tambor do dente, desvio do ângulo do dente, erro na forma do dente e quantidade do tambor do dente, etc. O erro de indexação inclui erro de passo único, erro de passo acumulado, etc. Esses parâmetros determinam a engrenagem O nível de precisão de usinagem da máquina afeta a vibração e o ruído da caixa de câmbio.

3. Desenho experimental

Seleção de indicadores de avaliação: Para comparar o desempenho dos cinco materiais acima no processo de fabricação de engrenagens de caixas de câmbio de automóveis, este documento seleciona indicadores-chave como indicadores de avaliação, e as dimensões na tabela são todas o núcleo do processo de fabricação de peças de engrenagem . Tamanho. A seleção das dimensões de avaliação não é quanto mais, melhor. É melhor usar menos dimensões e mais precisas para refletir com precisão o desempenho geral da peça.

Determinação do princípio de pontuação: Para avaliar sistematicamente o desempenho dos cinco materiais acima no processo de processamento e fabricação de engrenagens, indicadores de avaliação quantitativa são usados ​​para o tamanho (flutuação e deformação) da deformação dimensional. A influência de materiais e diferentes rodadas de experimentos, um índice de avaliação de "consistência de desempenho do material" é adicionado, que é calculado subtraindo o valor mínimo do valor máximo da deformação média de cada índice de dimensão em várias rodadas de experimentos e, em seguida, dividindo pela tolerância do tamanho. Avalie.

Projeto geral do esquema experimental: O experimento usa um forno de tratamento térmico a vácuo ECM, usando 8 tipos de peças de engrenagem (4 tipos de pinhões, 1 tipo de coroa grande, 2 tipos de eixos e 1 tipo de sincronizador). De acordo com a forma de acabamento, pode ser dividida em 3 tipos de peças de retificação e 4 tipos de peças de desbaste. Uma vez que o tamanho final do produto das peças aparadas é garantido pela deformação do tratamento térmico, são realizadas 5 rodadas de experimentos em peças aparadas e 3 rodadas de experimentos em peças retificadas para garantir a precisão dos resultados experimentais. Em cada rodada de experimentos, 9 peças de teste de 5 materiais foram processadas e colocadas lado a lado em 8 cantos e centros das bandejas de tratamento térmico (ou seja, o experimento de tratamento térmico de nove pontos).

4. Análise de dados

Análise do índice de tratamento térmico: pode ser visto nos resultados experimentais de 5 tipos de peças de engrenagens:

1) Materiais TL4521, 20MnCr5, 20CrMnTi (J9=37~40), 20CrMnTi (J9=35~38) são todos qualificados em termos de dureza do núcleo, dureza da superfície e profundidade da camada;

2) Os materiais 20CrMo e 20CrMnTi (J9=32~35) têm temperabilidade insuficiente, resultando em dureza de núcleo insuficiente nas mesmas condições de processo. Os índices de tratamento térmico das peças da primeira engrenagem de mudança de marcha correspondentes ao material 20CrMo são os seguintes: Conforme mostrado na Figura 1;

3) O material 25CrMnS4 foi testado apenas nas partes do eixo, e a conclusão é que os indicadores de tratamento térmico estão todos qualificados.

Análise de deformação dimensional de peças MIM de engrenagens de freio a tambor de automóveis:

1) A pontuação total cumulativa de 5 tipos de peças, TL4521 é a mais alta, seguida por 20CrMo e 20CrMnTi (J9=35~38);

2) Em termos de pontuação mais baixa, 20MnCr5, 20CrMnTi (J9=37~40) e 20CrMnTi (J9=32~35) têm 0 pontos, ou seja, o deformação excede a faixa de tolerância;

3) O material 25CrMnS4 é testado apenas nas partes do eixo, e a pontuação total é TL4521, 25CrMnS4, 20CrMo, 20MnCr5, 20CrMnTi em ordem decrescente.

No processo de avaliação da deformação dimensional, pontos de dados anormais foram analisados ​​e eliminados para evitar diferenças nos resultados da análise devido a dados anormais.

Suavidade de produção: Durante o experimento, 4 tipos de materiais domésticos (20CrMnTi, 20CrMo, 20MnCr5, 25CrMnS4) tiveram diferentes graus de emaranhamento de cavacos no processo de torneamento, conforme mostrado na Figura 2(a). A engrenagem da primeira marcha correspondente ao material 20CrMnTi apresentou fenômeno de aderência do material no processo de conformação da engrenagem, resultando em lesão por pressão na face final da peça acabada, que é um defeito de aparência, conforme mostra a Figura 2(b). Melhorar a dureza dos materiais brutos domésticos pode reduzir o fenômeno de quebra de cavacos no processo de torneamento e a aderência do material no processo de conformação de engrenagens. Por exemplo, a dureza do material 20CrMnTi é aumentada do original 167~192 HB para 180~200 HB. Combinados com a otimização dos parâmetros do equipamento do torno e do modelador de engrenagens, esses defeitos de processamento podem ser completamente eliminados e os requisitos de suavidade de produção podem ser atendidos.

5. Em conclusão:

Neste trabalho, cinco diferentes materiais metálicos (TL4521, 20CrMnTi, 20CrMo, 20MnCr5, 25CrMnS4) são comparados, a partir de três aspectos: índice de tratamento térmico, deformação dimensional e lisura de produção, selecionando o índice de avaliação apropriado, sob a mesma premissa do processo de fabricação ( O processo de usinagem e o processo de tratamento térmico são exatamente os mesmos) para realizar experimentos e analisar as vantagens e desvantagens de 5 tipos de materiais de engrenagens de transmissão automotiva no processo de fabricação.

Em termos de indicadores de tratamento térmico, TL4521, 20MnCr5, 20CrMnTi (J9=37~40), 20CrMnTi (J9=35~38) podem garantir que os dados experimentais estejam todos dentro do intervalo qualificado; em termos de deformação dimensional, são utilizados métodos de avaliação quantitativa, engrenagem e sincronização A ordem da deformação de tamanho das peças do dispositivo é TL4521, 20CrMo, 20CrMnTi, 20MnCr5 e a ordem da deformação de tamanho das peças do eixo é TL4521, 25CrMnS4, 20CrMo, 20MnCr5, 20CrMnTi; em termos de suavidade de produção, 4 tipos de materiais domésticos Diferentes graus de emaranhamento de cavacos ocorreram no processo de torneamento, e o material 20CrMnTi apareceu como material aderente no processo de modelagem de engrenagens. Ajustando a dureza do blank e otimizando os parâmetros de processamento do equipamento, os defeitos podem ser completamente eliminados.

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1. Vida útil do molde: geralmente semipermanente. (exceto espuma perdida)

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1. Controle de qualidade: a taxa defeituosa é inferior a 0,1 por cento.

2. Amostras e testes serão 100% inspecionados durante a produção e antes do envio, inspeção de amostra para produção em massa de acordo com os padrões ISDO ou requisitos do cliente.

3. Equipamento de teste: detecção de falhas, analisador de espectro, analisador de imagem dourada, máquina de medição de três coordenadas, equipamento de teste de dureza, máquina de teste de tração.