CN109262196A - 一种粉末冶金摩擦片内齿齿根的滑压强化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种粉末冶金摩擦片内齿的滑压强化方法，通过刀具设计实现滑动碾压，通过机床选用实现运动模式，通过夹具设计实现粉末冶金摩擦片旋转，对粉末冶金摩擦片内齿齿根进行滑动碾压，预置压应力，最终提高工件的疲劳性能，延长工件的疲劳寿命。实现齿根强化。该加工方法操作简单高效，工艺装置结构新颖，为粉末冶金摩擦片的强化加工提供了一种全新的解决途径，加工质量稳定可靠。

Description

一种粉末冶金摩擦片内齿齿根的滑压强化方法
技术领域
本发明属于金属切削加工领域，具体涉及一种粉末冶金摩擦片内齿齿根的滑压强化方法。
背景技术
粉末冶金摩擦片(图1)是行星传动机构中离合器/制动器的重要组成部件，对于传动机构实现功率传输和运动传递有重要意义。粉末冶金摩擦片工作状态是分离/结合连续交替的过程，粉末冶金摩擦片内齿的齿面冲击损坏和齿根撕裂损坏是主要的破坏形式。粉末冶金摩擦片给行星传动机构的寿命及机构可靠性带来了极大的不确定性。粉末冶金摩擦片包括金属芯片和粉末冶金层两部分，粉末冶金层通过烧结工艺附着在金属芯片上形成成品。成品的使用机理部位是金属芯片的内齿和粉末冶金层。烧结工艺类似于热处理回火工艺，因此金属芯片的强度硬度相对较低。随着行星传动机构传输功率的提升，粉末冶金摩擦片内齿出现损坏和撕裂的情况越来越多，因此必须对内齿进行强化。由于粉末冶金摩擦片结构特点限制，强化工艺只能在完成粉末冶金烧结后进行，而且只能进行局部强化。
发明内容
本发明的目的是提供一种粉末冶金摩擦片内齿齿根的滑压强化方法，解决了目前的粉末冶金摩擦片内齿由于齿面冲击损坏和齿根撕裂损坏带来的行星传动机构寿命及机构可靠性不足问题。
本发明的技术方案为：一种粉末冶金摩擦片内齿齿根的滑压强化方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
S1、设计一种渐变式齿锥形刀具，该刀具的齿数小于粉末冶金摩擦片内齿齿数的三分之一；以该刀具作为粉末冶金摩擦片的内啮合假想齿轮，确定其中心距a；所述刀具切削角度为：前角选为－10°，侧刃后角0.1-0.5°,齿顶后角0.1-0.5°；
S2、选用包络线插齿机床对摩擦片2进行装夹；
S3、将渐变式齿锥形刀具装入插齿机床，刀具中心线位置与机床回转台距离为a－2mm，将刀具后端面与摩擦片上平面齐平，旋转摩擦片，将刀具一齿卡入摩擦片内齿，实现刀具后端面齿顶缘与内齿齿根缘接触，然后调整刀具与摩擦片中心距为a－0.1mm，进行加工。
有益效果：本发明通过刀具设计实现滑动碾压，通过机床选用实现运动模式(直线与旋转)，对齿轮齿根进行滑动碾压，使内齿齿根表面出现微量塑性变形，提高工件的表面显微硬度，预置压应力，最终提高工件的疲劳性能，延长工件的疲劳寿命；本发明操作简单高效，工艺装置结构新颖，为粉末冶金摩擦片的强化加工提供了一种全新的解决途径，加工质量稳定可靠。
附图说明
图1为粉末冶金摩擦片结构示意图
图2为本发明选用的插齿机的机床原理示意图；
图3为本发明的渐变式齿锥形刀具；
图4为本发明的加工示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
如图4所示，本发明提供一种粉末冶金摩擦片内齿齿根的滑压强化方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
S1、设计渐变式齿锥形刀具：
1)参考系数为：粉末冶金摩擦片内齿参数m(模数)、z(齿数)、α(压力角)、ha*(齿顶高系数)、c(顶隙系数)、W(公法线或跨棒距)、da1(齿顶缘直径)、df1(齿根缘直径)；
2)确定渐变式齿锥形刀具1的齿数：由于需要对粉末冶金摩擦片内齿齿根(渐开线起始缘)以下进行减薄处理，因此刀具齿数选择尽量小于粉末冶金摩擦片内齿齿数的三分之一。
3)确定中心距a：以渐变式齿锥形刀具作为粉末冶金摩擦片的内啮合假想齿轮，进行中心距的确定；本步骤的中心距将作为机床加工参数使用。
4)渐变式齿锥形刀具切削角度选择：
前角γ0选为－10°，侧刃后角0.1-0.5°,齿顶后角0.1-0.5°。
5)渐变式齿锥形刀具刀体厚度：依据材料可塑性变形量进行确定。
6)根据上述条件计算渐开线起始缘和齿根槽宽，如槽宽太小，则在渐开线起始缘下方按圆弧加工；
S2、选用包络线插齿机床对摩擦片2进行装夹；
将夹具装在插齿机床回转工作台，找正夹具内孔及端面，使用压板将夹具固定在工作台上，将粉末冶金摩擦片装入夹具，仅一片，夹具带有两个可拆卸的定位销轴，使用定位销轴将粉末冶金摩擦片定位后，压紧摩擦片，取出定位销轴；
S3、装入刀具1、对刀找正进行加工
将刀具装入插齿机床，刀具中心线位置与机床回转台距离为(a－2)mm(a是S1中所述中心距a)。将刀具后端面与摩擦片上平面齐平，使用微调将工作台或刀具主轴逐渐拉近，旋转摩擦片，将刀具一齿卡入摩擦片内齿，实现刀具后端面齿顶缘与内齿齿根缘接触，提起刀具(刀具前端面与摩擦片上平面距离大于20mm)，调整刀具与摩擦片中心距为(a－0.1)mm。工艺参数：冲程速度20m/分，径向进给速度0.05mm/DH，圆周进给速度0.02mm/DH。
如图中所示，II为已加工面，I为未加工面，I II为刀具运动方向。
本发明通过刀具设计实现滑动碾压，通过机床选用实现运动模式(直线与旋转)，对齿轮齿根进行滑动碾压，使内齿齿根表面出现微量塑性变形，提高工件的表面显微硬度，预置压应力，最终提高工件的疲劳性能，延长工件的疲劳寿命。本发明生产制造简单，操作简便。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种粉末冶金摩擦片内齿齿根的滑压强化方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
S1、设计一种渐变式齿锥形刀具，该刀具的齿数小于粉末冶金摩擦片内齿齿数的三分之一；以该刀具作为粉末冶金摩擦片的内啮合假想齿轮，确定其中心距a；所述刀具切削角度为：前角选为－10°，侧刃后角0.1-0.5°,齿顶后角0.1-0.5°；
S2、选用包络线插齿机床对摩擦片进行装夹；
S3、将渐变式齿锥形刀具装入插齿机床，刀具中心线位置与机床回转台距离为(a－2)mm，将刀具后端面与摩擦片上平面齐平，旋转摩擦片，将刀具一齿卡入摩擦片内齿，实现刀具后端面齿顶缘与内齿齿根缘接触，然后调整刀具与摩擦片中心距为(a－0.1)mm，进行加工。
2.根据权利要求1所述的一种粉末冶金摩擦片内齿齿根的滑压强化方法，其特征在于，渐变式齿锥形刀具刀体厚度依据材料可塑性变形量进行确定。
3.根据权利要求1所述的一种粉末冶金摩擦片内齿齿根的滑压强化方法，其特征在于，S3中，进行加工时的工艺参数为：冲程速度20m/分，径向进给速度0.05mm/DH，圆周进给速度0.02mm/DH。
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