1)損傷的原因
(1)熱處理的影響
a)殘餘奧氏體 磨削時殘餘奧氏體由於砂輪磨削時產生的熱和壓力而轉變,同時可能伴隨出現表麵回火和磨削裂紋。殘餘奧氏體量應控製在30%以內。
b)滲層碳濃度 滲層碳濃度過高,在滲層組織中容易形成網狀碳化物或過多的遊離碳化物。由於這種物質極硬,在磨削過程中可能出現局部過熱傾向和發生表麵回火。
滲層碳濃度過高,會使輪齒表麵產生過多的殘餘奧氏體.從而導致燒傷和裂紋。因此,表麵碳濃度增加,則降低了磨削性能,一般表麵碳濃度應控製在0.75%-0.95%範圍以內。
c)碳化物分布及形態 碳化物分布應均勻,粒度平均直徑不大於lμm;碳化物形態應為球狀、粉狀或細點狀沿網分布,不允許有網狀或角狀碳化物。
d)脫碳 熱處理時.表麵或環境保護不當會產生表麵氧化,這樣在齒麵上就會產生一層薄的脫碳層,這層軟的脫碳層會引起砂輪過載或過熱,從而造成表麵回火。
e)回火 在保證硬度的前提下,回火溫度盡可能高一些,回火時間盡可能長一些。這樣可以提高滲碳淬硬表麵的塑性,而且使殘餘應力得以平衡或降低.改善表麵應力的分布狀況。這樣可以降低出現磨齒裂紋的機率,從而提高磨齒效率。
f)變形 應盡可能減少熱處理變形.這樣可以減小磨齒餘量。若熱處理變形過大,如果磨齒操作不是在齒圈徑向圓跳動 大處開始磨削,則每次磨削在這些點上去除的磨削餘量將是不正常的,從而導致燒傷及裂紋。
(2)磨削條件的影響 磨齒時砂輪的切削速度很高,砂輪與輪齒的接觸麵積又很小,產生的熱量可能在接觸區域形成很高的溫度,從而導致磨齒損傷。
a)磨齒餘量 磨齒餘量過大會產生過多的磨削熱,從而導致磨齒損傷。應盡可能減小磨齒餘量,為此必須:
①減少熱處理變形。
②淬火後按齒田精確找正,然後加工定位基準,以便齒麵餘量分布均勻。
③磨前采用硬質合金滾刀半精滾齒,去除熱處理變形,
b)切削規範 磨齒時產生的熱量大致與砂輪單位時間內切除的金屬量成正比,因此為了避免磨齒損傷,必要時適當減少切深,降低展成進給量或縱向進給量。
c)砂輪
①砂輪的選擇 滲碳鋼硬度高,砂粒易磨鈍,為了避免砂粒磨鈍而產生大量磨削熱,砂輪硬度宜選軟些,以便磨鈍的砂粒及時脫落,保持砂輪的自銳性。
宜選擇組織較軟的砂輪。組織較軟的砂輪氣孔多,其中可以容納切屑.避免砂輪堵塞,又可將冷卻液或空氣帶入磨削區域,從而使磨削區域溫度降低。
在保證齒麵粗糙度要求的前提下,宜選擇較粗粒度的砂輪,以達到較高的去除量比率。
②砂輪的平衡及修整 砂輪必須精細地平衡,以便砂輪工作時處於良好的平衡狀態。
砂輪必須及時修整以保持其鋒利。影響砂輪修整頻次的因素很多.包括被磨材料的純度和類型、冷卻液的淨度等。 修整砂輪的金剛石支座必須牢固。若金剛石表麵上有0.5-0.6mm的磨損量,標誌金剛石已磨鈍了,應及時更換。
③嚴格控製砂輪傳動係統及砂輪心軸的間隙。砂輪傳動帶鬆緊調整合適。
d)冷卻液 磨削上藝中,冷卻的控製是一個重要因素。
①冷卻必須有效充分,冷卻液必須噴到磨削區域;流量一般為40~45L/min,以實現充分冷卻;壓力一般為0.8~1.2N/mm2,以衝去粘在砂輪上的切屑;
②保持冷卻液的純淨,妥善地過濾,以清除冷卻液的切屑、磨粒等髒物;冷卻液的容器要足夠大,以免摻入過多的氣體或泡沫,
③防止冷卻液的溫度急劇升高或降低,一般控製冷卻係統的容積和工作間的室溫,就足以控製冷卻液的溫度,然而在特殊儲況下應當使用散熱器
2)磨齒損傷的檢查
(1)可采用硝酸腐蝕法檢查燒傷。
(2)磨齒後必須檢查是否產生裂紋。可用下列方法之一進行檢查:
a)磁粉探傷,
b)熒光滲透探傷,
c)著色滲透探傷。
3)磨齒損傷對承載能力的影響
齒麵的燒傷和裂紋,在輪齒承受脈衝負荷時將影響其疲勞強度和使用壽命,甚至造成齒輪早期失效。
燒傷將導致齒麵過早地磨損。 沿齒長方向的裂紋會導致齒根疲勞斷齒,這是絕對不允許的。
沿齒高方向的裂紋會導致單方向斷裂。這種裂紋是 常見的。當裂紋深度較淺時.可采用硬質合金滾刀將裂紋去除,再重新磨齒。 當沿齒高方向和沿團長方向的裂紋同時出現時,可能形成網狀裂紋,它會導致齒麵剝落.這當然是絕對不允許的