烧结齿轮的制造方法

文档序号:1865673 发布日期:2021-11-19 浏览:15次 >En<

阅读说明:本技术 烧结齿轮的制造方法 (Method for manufacturing sintered gear ) 是由 岛内一诚 上野友之 伊志岭朝之 野田宗巨 于 2020-04-28 设计创作,主要内容包括:一种烧结齿轮的制造方法,具备:准备圆筒状的压粉体的工序;利用滚刀对所述压粉体进行切齿加工的工序;以及对切齿加工后的所述压粉体进行烧结的工序,所述滚刀的每1周的刃数与条数之比超过8。(A method for manufacturing a sintered gear, comprising: preparing a cylindrical green compact; a step of performing gear cutting processing on the pressed powder body by using a hob; and sintering the green compact after the gear cutting process, wherein the ratio of the number of blades per 1 cycle of the hob exceeds 8.)

烧结齿轮的制造方法

技术领域

本发明涉及烧结齿轮的制造方法。

本专利申请要求基于2019年5月8日提出的日本专利申请2019-088650号的优选权,并且援引了所述日本专利申请中所记载的全部记载内容。

背景技术

专利文献1中公开了将压粉体机械加工成齿轮形状后进行烧结。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2017-186625号公报

发明内容

本发明的烧结齿轮的制造方法具备:

准备圆筒状的压粉体的工序;

利用滚刀对所述压粉体进行切齿加工的工序;以及

对切齿加工后的所述压粉体进行烧结的工序,其中,

所述滚刀的每1周的刃数与条数之比超过8。

附图说明

[图1]图1是表示实施方式涉及的烧结齿轮的制造方法中的加工工序的说明图。

[图2]图2是表示滚刀的一个例子的示意性侧面图。

[图3]图3是表示滚刀的一个例子的示意性剖面图。

[图4A]图4A是表示加工工序中的滚刀的进给开始位置的说明图。

[图4B]图4B是表示加工工序中的加工过程中的状态的说明图。

[图4C]图4C是表示加工工序中的滚刀的进给结束位置的说明图。

具体实施方式

[本发明要解决的课题]

与烧结体相比,压粉体的硬度较低。因此,与烧结体相比,更容易对压粉体进行切削加工。但是,压粉体只是通过将粉末压缩成形并使其坚固而成的,因此脆且容易产生缺口。由此,压粉体在切削加工时容易产生缺口。

齿轮的切齿加工中使用滚刀。滚刀中,在圆筒状的主体的外周面上沿着螺纹设有多个刃。在利用滚刀进行切齿加工时,通常,将工件以其轴方向成为竖直方向的方式配置,同时将滚刀以其轴方向垂直于工件的轴方向的方式配置。然后,一边使滚刀和工件同步旋转,一边将滚刀向工件的轴方向进给。通过使各刃依次切入工件的外周面,从而形成齿轮。

在利用滚刀对压粉体进行切齿加工的情况下,有时会在压粉体上产生缺口。特别是,当滚刀的刃从压粉体的端面撤离时会在压粉体上产生缺口。

本发明的目的之一在于提供一种可以抑制在利用滚刀进行切齿加工时在压粉体上产生的缺口的烧结齿轮制造方法。

[本发明的效果]

本发明的烧结齿轮的制造方法可以抑制在利用滚刀进行切齿加工时在压粉体上产生的缺口。

[本发明实施方式的说明]

本发明人对抑制利用滚刀进行切齿加工时在压粉体上产生的缺口的方法进行了深入的研究,结果得到以下发现。

本发明人认为:为了抑制缺口的产生,可以降低利用滚刀进行切齿加工时作用于压粉体的应力。因此,为了减小滚刀的每1刃的切削负荷,本发明人着眼于滚刀中的每1周的刃数与滚刀的条数。滚刀中的每1周的刃数越多,滚刀每旋转一周的切削次数越多。即,滚刀每旋转一周的刃的切入次数增加。因此,每1周的刃数越多,每1刃的切入深度越小。换言之,切屑的厚度越小。切入深度是向压粉体的径向的切入量。由此,如果每1刃的切入深度变小,则切削负荷也变小。结果,压粉体受到的主分力和进给分力变小,从而可以降低压粉体中产生的应力。另一方面,滚刀的条数越多,加工效率越高。在滚刀的条数为n条的情况下,滚刀每旋转1周,压粉体旋转n个节距。即,滚刀每旋转一周,产生n个节距的齿。然而,如果滚刀的条数增加,相应地每1刃的切入深度增加。因此,滚刀的条数越多,每1刃的切削负荷越大。

因此,滚刀中的每1周的刃数相对于条数的比即刃数/条数越大,每1刃的切削负荷越小,从而可以降低压粉体中产生的应力。由此,可以抑制在压粉体上产生的缺口。本发明人进行了反复的深入研究,结果发现:通过使滚刀中的每1周的刃数与条数之比超过8,可以有效地抑制在压粉体上产生的缺口。

首先,列举本发明的实施方式并进行说明。

(1)本发明的实施方式涉及的烧结齿轮的制造方法具备:

准备圆筒状的压粉体的工序;

利用滚刀对所述压粉体进行切齿加工的工序;以及

对切齿加工后的所述压粉体进行烧结的工序,其中,

所述滚刀的每1周的刃数与条数之比超过8。

在本发明的烧结齿轮的制造方法中,通过使滚刀中的每1周的刃数与条数之比超过8,可以充分地减少滚刀每1刃的切削负荷。因此,可以充分地减少在利用滚刀进行切齿加工时压粉体中产生的应力。由此,本发明的烧结齿轮的制造方法可以抑制利用滚刀进行切齿加工时在压粉体上产生的缺口。

(2)作为本发明的烧结齿轮的制造方法的一个方式,可以列举出:

在所述切齿加工的工序中,所述压粉体中的所述滚刀的刃撤离侧的一个端面处的所述滚刀的进给速度慢于所述压粉体的另一个端面处的所述滚刀的进给速度。

由于压粉体中的滚刀的刃撤离侧的一个端面处的滚刀的进给速度慢于另一个端面处的滚刀的进给速度,因此上述方式可以产生以下效果。

第一个效果是可以抑制在压粉体的一个端面附近产生的缺口。在利用滚刀进行切齿加工时,当滚刀的刃从压粉体的端面撤离时会在压粉体上产生缺口。特别是,容易在压粉体中的滚刀的刃撤离侧的一个端面附近产生缺口。如果滚刀的进给速度变慢,则每1刃的进给量变小。因此,每1刃的切取长度变小。换言之,切屑的长度变小。切取长度是向压粉体的轴向的切入量。由此,如果每1刃的切取长度变小,则切削负荷也变小。结果,可以进一步降低利用滚刀进行切齿加工时压粉体中产生的应力,从而可以抑制在压粉体的一个端面附近产生的缺口。

第二个效果是与滚刀的进给速度恒定地变慢的情况相比,可以抑制加工时间的增加。这是因为,与压粉体的一个端面相比,在压粉体的另一个端面处的滚刀的进给速度相对较快。

(3)作为本发明的烧结齿轮的制造方法的一个方式,可以列举出:

在所述切齿加工的工序中,在从所述压粉体中的所述滚刀的刃撤离侧的一个端面朝向另一个端面侧最大5mm以内的区域中,将所述滚刀的进给速度设为1.0mm/转以下,并且在除此以外的区域中,将所述滚刀的进给速度设为2.0mm/转以上。

如果滚刀的进给速度变慢,则每1刃的进给量变小。因此,每1刃的切取长度变小。换言之,切屑的长度变小。切取长度是向压粉体的轴向的切入量。由此,如果每1刃的切取长度变小,则切削负荷也变小。结果,可以进一步降低利用滚刀进行切齿加工时压粉体中产生的应力。因此,在上述方式中,通过将滚刀的进给速度设为1.0mm/转以下,可以更有效地抑制利用滚刀进行切齿加工时在压粉体上产生的缺口。

在利用滚刀进行切齿加工时,当滚刀的刃从压粉体的端面撤离时会在压粉体上产生缺口。特别是,容易在压粉体中的滚刀的刃撤离侧的一个端面附近产生缺口。在上述方式中,在从压粉体中的滚刀的刃撤离侧的一个端面朝向另一个端面侧最大5mm以内的区域中,将滚刀的进给速度设为1.0mm/转以下。以下,上述区域有时被称为“撤离区域”。最大5mm以内是指:在从压粉体中的上述一个端面起5mm以内的区域的至少一部分中,将滚刀的进给速度设为1.0mm/转以下即可。当然,也可以在整个5mm以内的区域中使进给速度变慢。因此,上述方式可以有效地抑制特别容易产生缺口的压粉体的一个端面附近的缺口。另外,在上述方式中,在除撤离区域以外的区域中,将滚刀的进给速度设为2.0mm/转以上。即,撤离区域中的进给速度相对较慢。若与切齿加工中的从加工开始位置到加工结束位置为止的滚刀的移动距离相比,则撤离区域非常短。因此,对1个压粉体进行切齿加工所需要的时间不会大幅地增加。由此,上述方式可以抑制在压粉体上产生的缺口,并且可以抑制加工时间的增加。从而,上述方式可以有效地对压粉体进行加工,生产性优异。上述撤离区域的下限例如为从压粉体中的滚刀的刃撤离侧的一个端面起0.1mm以上,进一步为0.5mm以上,优选为1mm以上。通过在压粉体中的滚刀的刃撤离侧的端面起至少0.1mm、进一步为0.5mm的区域中,将滚刀的进给速度设为1.0mm/转以下,可以充分地抑制在压粉体上产生的缺口。

(4)作为本发明的烧结齿轮的制造方法的一个方式,可以列举出:

在所述切齿加工的工序中,将所述压粉体以其轴向沿着竖直方向的方式配置,并将所述滚刀从所述压粉体的下端面侧朝向上端面侧进给。

在上述方式中,滚刀的进给方向是沿着压粉体的轴向向上。

[本发明实施方式的详细说明]

以下,参照附图对本发明的实施方式涉及的烧结齿轮的制造方法的具体例子进行说明。附图中的同一符号表示同一名称物。需要说明的是,本发明不限于这些示例,而是由权利要求书所表示,并且意图包括与权利要求书同等的意义和范围内的所有变化。

<烧结齿轮的制造方法>

实施方式涉及的烧结齿轮的制造方法具备以下工序。

第一工序:准备圆筒状的压粉体的工序。

第二工序:利用滚刀对压粉体进行切齿加工的工序。

第三工序:对切齿加工后的压粉体进行烧结的工序。

实施方式涉及的烧结齿轮的制造方法的一个特征在于使用每1周的刃数与条数之比超过8的滚刀。图1示出了利用滚刀2对压粉体1进行切齿加工的状态。图1中的白色箭头表示切齿加工时的压粉体1和滚刀2的旋转方向或滚刀2的进给方向。以下,对各工序进行详细地说明。

《第一工序:准备工序》

在该工序中,准备圆筒状的压粉体1。

(压粉体)

压粉体1是对包含金属粉末的原料粉末进行压缩成形而得到的。金属粉末是构成压粉体1、进而构成烧结齿轮的主要材料。金属粉末可以列举出由铁(纯铁)或铁基合金构成的铁系粉末。纯铁的纯度可以列举为99质量%以上,进一步可以列举为99.5质量%以上。铁基合金可以列举出含有添加元素,且余量由铁(Fe)和不可避免的杂质构成的铁基合金。铁基合金中的Fe的含量可以列举为超过50质量%,优选列举为80质量%以上,进一步可以列举为90质量%以上。作为添加元素,例如可以列举出选自由铜(Cu)、镍(Ni)、锡(Sn)、铬(Cr)、钼(Mo)、锰(Mn)以及碳(C)构成的组中的1种以上的元素。上述添加元素有助于提高铁系烧结齿轮的机械特性。在上述添加元素当中,Cu、Ni、Sn、Cr、Mo以及Mn的含量的合计例如可以列举为0.5质量%以上5.0质量%以下,进一步可以列举为1.0质量%以上3.0质量%以下。C的含量例如可以列举为0.2质量%以上2.0质量%以下,进一步可以列举为0.4质量%以上1.0质量以下。原料粉末中的金属粉末的含量可以列举为90质量%以上,进一步可以列举为95质量%以上。金属粉末例如可以列举出利用水雾化法、气体雾化法、羰基法、还原法等制作而成的金属粉末。

金属粉末的平均粒径例如可以列举为20μm以上200μm以下,进一步可以列举为50μm以上150μm以下。通过使金属粉末的平均粒径在上述范围内,容易处理,并且容易将原料粉末压缩成形。因此,容易制作出高密度且致密的压粉体1。结果,得到高密度的烧结齿轮。金属粉末的平均粒径是构成金属粉末的粒子的平均粒径。平均粒径是指在利用激光衍射粒度分布测定装置所测定的体积粒度分布中的累积体积成为50%时的粒径(D50)。

另外,除上述金属粉末以外,原料粉末也可以含有润滑剂和粘合剂中的至少一者。将原料粉末整体设为100质量%,润滑剂和粘合剂的总含量例如可以列举为0.1质量%以下。作为润滑剂,例如可以列举出高级脂肪酸、金属皂、脂肪酸酰胺、高级脂肪酸酰胺等。作为粘合剂,例如可以列举出聚乙烯、聚丙烯、聚烯烃、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、聚酰胺、聚酯、聚醚、聚乙烯醇、乙酸乙烯酯等树脂;石蜡等蜡类。根据需要,润滑剂和粘合剂可以添加,也可以不添加。

压粉体1可以通过将原料粉末填充到模具中并进行单轴加压成形来制作。形成圆筒状的压粉体1的模具的代表性的构成可以具备:模具、嵌在模具中的下冲头和上冲头、以及插入到模具内的芯棒。成形压力例如可以列举为980MPa以上,进一步可以列举为1470MPa以上,特别可以列举为1960MPa以上。通过提高成形压力,可以提高压粉体1的密度。因此,可以实现烧结齿轮的高密度化。对成形压力的上限没有特别地限定,例如可以列举为2160MPa以下,进一步可以列举为2060MPa以下。可以通过公知的方法来制作压粉体1。

压粉体1的相对密度例如优选为93%以上,更优选为95%以上,特别优选为96%以上。压粉体1的相对密度理想地为100%,但是从制造性等考虑时,也可以为99%以下。压粉体1的相对密度可以根据[实测密度/理论密度]×100来求出。实测密度例如可以利用阿基米德法来测定。理论密度例如可以根据原料粉末的组成来计算求出。

压粉体1的尺寸只要根据所制造的烧结齿轮的尺寸进行适当地选择即可,没有特别地限定。压粉体1的外径例如可以列举为20mm以上160mm以下,进一步可以列举为25mm以上150mm以下。压粉体1的内径例如可以列举为10mm以上80mm以下,进一步可以列举为15mm以上70mm以下。压粉体1的宽度,即内外径之差,例如可以列举为10mm以上80mm以下,进一步可以列举为15mm以上70mm以下。压粉体1的高度,即轴向的长度,例如可以列举为5mm以上120mm以下,进一步可以列举为10mm以上110mm以下。

《第二工序:加工工序》

在该工序中,利用滚刀2对压粉体1进行切齿加工。

(滚刀)

参照图2和图3,对滚刀2的示意性构成进行说明。图2是从垂直于轴向的方向观察滚刀2的侧面图。图3是从轴向观察滚刀2的剖面图。如图2所示,滚刀2在圆筒状的主体20的外周面上沿着螺纹22具有多个刃21。如图3所示,滚刀2中,每1周的刃数为9刃。

(切齿加工)

如图1所示,在利用滚刀2对压粉体1进行切齿加工时,以使压粉体1的轴向与滚刀2的轴向垂直的方式进行配置。然后,一边使压粉体1和滚刀2同步旋转,一边将滚刀2沿压粉体1的轴向进给。通过使各刃21依次切入到压粉体1的外周面11中,从而形成齿轮的齿13。在本例中,将压粉体1以其轴向沿着竖直方向即上下方向的方式进行配置,并且将滚刀2以其轴向沿着水平方向的方式进行配置。从上方观察,压粉体1以逆时针方向旋转。滚刀2以刃21从上侧进入压粉体1的外周面11的方式旋转。另外,在本例中,从压粉体1的下端面侧朝向上端面侧进给滚刀2。即,滚刀2的进给方向是向上,是从压粉体1的下端面开始进行切齿加工的顺铣(climb cut)。滚刀2的进给方向可以是向下,是从压粉体1的上端面侧开始进行切齿加工的逆铣(conventional cut)。

在本例的情况中,滚刀2的刃21以从上侧进入压粉体1的外周面11的方式旋转。因此,在压粉体1的下端面侧,滚刀2的刃21从压粉体1的外周面11撤离到下端面。需要说明的是,在本例中,示例了在压粉体1的下端面安装有挡板3的状态下进行切齿加工的情况。挡板3的构成将后述。

<刃数与条数之比>

滚刀2中的每1周的刃数与条数之比,即刃数/条数超过8。如上所述,每1周的刃数越多,每1刃的切入深度越小。因此,每1刃的切削负荷减小,从而可以减小加工时所作用的压粉体1中所产生的应力。另一方面,滚刀2的条数越多,每1刃的切削负荷越大。因此,滚刀2的刃数/条数越大,每1刃的切削负荷越小,从而可以减小压粉体1中所产生的应力。由此,能够抑制压粉体1中所产生的缺口。滚刀2的刃数/条数更优选为9以上,特别优选为10以上。对刃数/条数的上限没有特别地限定,例如可以列举为27以下。

滚刀2的刃数和条数只要以刃数/条数超过8的方式适当地设定即可。滚刀2中的每1周的刃数例如可以列举为9刃以上27刃以下,进一步可以列举为10刃以上25刃以下。在增加刃数的情况下,需要使刃21变小、或者使滚刀2的外径增大。当刃21变小时,刃21的强度降低。当滚刀2的外径增大时,滚刀2变得大型,成本提高。滚刀2的外径例如可以列举为超过70mm且140mm以下,进一步可以列举为80mm以上130mm以下。滚刀2的条数例如可以列举为1条以上4条以下,进一步可以列举为2条以上3条以下。

<进给速度>

可以适当地设定滚刀2的进给速度。进给速度是指压粉体1每旋转一周时,滚刀2移动的距离,即进给量。如果进给速度加快,则可以缩短加工时间。但是,由于进给量增大,每1刃的切取长度增大。由此,每1刃的切削负荷增大。另一方面,如果进给速度变慢,则每1刃的切取长度变小,切削负荷减小。但是,当进给速度过慢时,加工时间变长,导致生产性降低。滚刀2的进给速度例如可以列举为0.1mm/转以上10mm/转以下,进一步可以列举为0.2mm/转以上9mm/转以下。另外,滚刀2的切削速度例如可以列举为40m/分钟以上280m/分钟以下,进一步可以列举为50m/分钟以上250m/分钟以下。

在切齿加工时,滚刀2的进给速度可以在加工中保持恒定,也可以在加工中途进行变化。参照图4对改变进给速度而进行加工的情况的加工例进行说明。图4A和图4C分别示出了滚刀2的进给开始位置和进给结束位置。图4B示出了加工中途的状态,并且示出了滚刀2的刃21到达压粉体1中的撤离区域A的状态。在改变进给速度的情况下,在压粉体1中的滚刀2的刃21撤离侧的端面,即下端面的附近,进给速度变慢,在除此以外的包括另一个端面即上端面的区域进给速度加快。在本例中,与压粉体1中的加工结束侧的端面相比,加工开始侧的端面处的滚刀2的进给速度较慢。具体而言,在从压粉体1的下端面朝向上端面侧最大5mm以内的区域,即图4B所示的撤离区域A中,将进给速度设为1.0mm/转以下。进一步,在除此以外的区域中,将进给速度设为2.0mm/转以上。除此以外的区域是指滚刀2的刃21经过撤离区域A之后到达加工结束位置为止的区间。

当利用滚刀2对压粉体1进行切齿加工时,滚刀2的刃21从压粉体1的下端面撤离时,有时会在压粉体1上产生缺口。特别是,容易在压粉体1的下端面附近产生缺口。如上述的加工例所示,在撤离区域A中,将进给速度设为1.0mm/转以下,从而可以有效地抑制在压粉体1的下端面产生缺口。此外,在除撤离区域A以外的区域中,将进给速度设为2.0mm/转以上,从而可以抑制加工时间的增加。因此,可以有效地对压粉体1进行加工,生产性优异。

<挡板>

如图1所示,可以在压粉体1的下端面配置挡板3。在这种情况下,可以列举出对挡板3连同压粉体1一起进行切齿加工。在配置了挡板3的状态下进行切齿加工的情况下,当滚刀2的刃21从压粉体1的下端面撤离时,难以在压粉体1的下端面产生缺口。这是因为,压粉体1的下端面被挡板3支持,从而可以在将刃21撤离的方向即向下方向的力抵消的方向上赋予力。

只要挡板3的材质具有可以在将滚刀2的刃21撤离的方向即向下方向的力抵消的方向上赋予力的刚性即可,可以适当地选择。挡板3例如可以由钢、不锈钢等金属构成。

挡板3的形状可以列举为圆形。挡板3的外径可以与压粉体1的外径相同,也可以大于压粉体1的外径。挡板3的外径与压粉体1的外径之差例如可以列举为0mm以上0.7mm以下,进一步可以列举为0.05mm以上0.6mm以下,可以列举为0.1mm以上0.5mm以下。如果挡板3的外径与压粉体1的外径之差为0.05mm以上,则压粉体1的下端面整面都容易被挡板3支持。如果挡板3的外径与压粉体1的外径之差为0.7mm以下,则容易抑制挡板3的直径变大。挡板3的厚度例如可以列举为2mm以上10mm以下,进一步可以列举为3mm以上8mm以下。

《第三工序:烧结工序》

在该工序中,对切齿加工后的压粉体1进行烧结。

通过对切齿加工后的压粉体1进行烧结,从而得到烧结齿轮。根据金属粉末的组成,烧结可以使用公知的条件。在金属粉末为铁粉或铁基合金粉末的情况下,烧结温度例如可以列举为1100℃以上1400℃以下,进一步可以列举为1200℃以上1300℃以下。烧结时间也可以根据压粉体1的尺寸来设定,例如可以列举为10分钟以上150分钟以下,进一步可以列举为20分钟以上60分钟以下。

(其他工序)

另外,实施方式的烧结齿轮的制造方法也可以具备以下工序中的至少1个工序。

《精加工工序》

该工序是对切齿加工后的压粉体1进行精加工的工序。该工序是在作为上述第二工序的加工工序之后、且在作为第三工序的烧结工序之前实施。精加工例如可以列举出倒角加工、剃齿加工等。倒角加工和剃齿加工可以采用公知的方法。

《热处理工序》

该工序是对烧结所得的烧结齿轮进行热处理的工序。该工序在作为上述第三工序的烧结工序之后实施。热处理例如可以列举出淬火处理、回火处理等。淬火处理也可以为渗碳淬火处理。淬火处理或渗碳淬火处理、回火处理可以使用公知的条件。

《研磨工序》

该工序是对烧结所得的烧结齿轮进行研磨加工的工序。在作为上述第三工序的烧结工序之后对烧结齿轮进行热处理的情况下,该工序在热处理工序之后实施。研磨加工包括齿研磨加工。研磨加工可以采用公知的方法。

〔效果〕

实施方式涉及的烧结齿轮的制造方法可以抑制利用滚刀2进行切齿加工时在压粉体1上产生的缺口。这是因为,在加工工序中,通过使用每1周的刃数与条数之比超过8的滚刀2,可以减小每1刃的切削负荷。结果,可以减小利用滚刀2进行切齿加工时压粉体1中所产生的应力,从而抑制缺口的产生。特别地,在压粉体1的撤离区域A处将滚刀2的进给速度设为1.0mm/转以下,并且在除此以外的区域处将进给速度设为2.0mm/转以上。由此,可以更有效地抑制在压粉体1上产生的缺口,并且可以缩短加工时间。

根据实施方式涉及的烧结齿轮的制造方法,切齿加工时在压粉体1上产生的缺口足够小。具体而言,可以使压粉体1中的滚刀2的刃21撤离侧的端面,即下端面上产生的缺口的长度成为0.3mm以下,进一步成为0.2mm以下。如果压粉体1的端面上产生的缺口的长度为0.3mm以下,则在后续工序中通过进行倒角加工等精加工,可以除去缺口。缺口的长度是从压粉体的下端面沿着轴向的长度。

[试验例1]

利用滚刀对圆筒状的压粉体进行了切齿加工的试验。

准备了外径45mm×内径20mm×高20mm的圆筒状的压粉体。

通过以下方式制作压粉体。准备了铁基粉末和碳粉末的混合粉末作为原料粉末。铁基粉末的组成为Fe-1.9Ni-0.2Mn-0.55Mo。添加元素的含量为质量%。铁基粉末的平均粒径(D50)为155μm。碳粉末的平均粒径(D50)为5.8μm。铁基粉末与碳粉末的混合比例以质量比为99.6:0.4。将上述混合粉末填充到模具中,并利用单轴加压装置制作圆筒状的压粉体。成形压力为1940MPa。压粉体的密度为7.71g/cm3。另外,压粉体的相对密度为98.8%。

利用滚刀对压粉体进行切齿加工,以加工成齿轮形状。

加工成的齿轮的规格为:模数:1.4;齿数:29;压力角:17.5°;螺旋角:15.8°。

在NC滚刀盘上安装滚刀使其轴向沿着水平方向,并且将压粉体以其轴向沿着竖直方向即上下方向的方式配置。一边使压粉体和滚刀同步旋转,一边将滚刀向压粉体的轴向进给,从而进行切齿加工。滚刀的进给方向是顺铣。在试验例1中,在压粉体的下端面安装有挡板的状态下进行切齿加工。所使用的挡板为钢的熔制材料。挡板的形状为外径45mm×内径20mm×高5mm的圆盘状。压粉体的外径与挡板的外径相同。

在试验例1中,在如下所示的试验A、B以及C各条件下实施切齿加工。

〔试验A〕

所使用的滚刀的规格为:每1周的刃数:24刃;条数:2条;刃数/条数:12;外径为120mm。

加工条件是将进给速度恒定为4.0mm/转。即,使滚刀从进给开始到进给结束的进给速度保持恒定。

〔试验B〕

所使用的滚刀的规格为:每1周的刃数:24刃;条数:2条;刃数/条数:12;外径为120mm。

加工条件是将压粉体中的撤离区域中的进给速度设为0.5mm/转。具体而言,将从压粉体的下端面沿上下方向±1mm的区间中的进给速度设为0.5mm/转,将剩余的区间设为4.0mm/转。即,将滚刀的刃从压粉体的下端面沿向下方向达到1mm位置为止的进给速度设为4.0mm/转。从该位置起将进给速度变化为0.5mm/转,并从压粉体的下端面沿向上方向至1mm位置为止进行切齿加工,然后将进给速度变化为4.0mm/转。

〔试验C〕

所使用的滚刀的规格为:每1周的刃数:16刃;条数:2条;刃数/条数:8;外径为80mm。

加工条件是将进给速度恒定为4.0mm/转。即,使滚刀从进给开始直到进给结束的进给速度保持恒定。

(缺口的评价)

在试验A、B以及C的各条件下,分别对1000个压粉体进行了切齿加工。对各条件下切齿加工后的压粉体评价了缺口。通过以下方式进行缺口的评价。对于在各条件下加工后的各1000个压粉体,通过目视检查了加工时的下端面,并抽取出产生了缺口的压粉体。对于各条件下有缺口的压粉体,利用光学显微镜观察产生缺口的位置,并测定缺口的长度。缺口的长度是指从压粉体的下端面沿着轴向的长度的最大值。结果,在试验A中,缺口的长度的平均值为0.3mm。在试验B中,缺口的长度的平均值为0.1mm。另一方面,在试验C中,缺口的长度的平均值为0.5mm。

(加工时间的评价)

研究了在试验A、B以及C的各个条件下对压粉体进行切齿加工时的加工时间。加工时间是指对1个压粉体进行切齿加工所需要的实际加工时间,换言之,是指从加工开始到加工结束的时间。其结果,在试验A、C中,加工时间为10秒钟。与此相对,在试验B中,加工时间为11.5秒钟。

由以上结果可知,在使用了刃数/条数超过8的滚刀的试验A、B中,缺口的长度为0.3mm以下,可以有效地抑制缺口。另外,试验A、C与试验B的加工时间之差为1.5秒钟,试验B的加工时间几乎没有增加。

符号的说明

1 压粉体

11 外周面

13 齿

2 滚刀

20 主体

21 刃

22 螺纹

3 挡板

A 撤离区域。

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