汽车变速器零件磨削裂纹产生机理及防止措施

论文摘要

汽车变速器零件(材料20CrMnTi)热处理以后的加工主要是磨削。磨削时,由于磨削温度高,在磨削表面层形成较大的热应力,有时会出现磨削裂纹。这些磨削裂纹会降低零件的使用寿命,或者造成零件报废。本文就端面磨削裂纹的产生原因和消除裂纹的措施进行探讨。本文就端面磨削裂纹的产生原因和消除裂纹的措施进行探讨。本文研究的目的是通过对磨削原理以及磨削过程和磨削表面残留应力关系的数学模型进行研究,找出对磨削应力产生作用的因素。然后从零件内应力、毛坯正火方法、零件热处理方法、磨削热和磨削温度的控制、零件磨削加工条件几个方面对磨削裂纹产生的原因进行分析,进而通过从毛坯正火、零件热处理、磨削加工条件几个方面采取措施,控制磨削裂纹的产生。磨削裂纹与磨削过程中的磨削力和磨削温度有关,因此消除磨削裂纹的根本措施是降低磨削温度、降低磨削力和消除零件内应力。在热处理正火工艺方面,零件等温正火替代常规正火,得到均匀的平衡组织,为最终处理提供了良好的组织准备,使最终热处理变形更小,变形规律性更强。在热处理渗碳淬火工艺方面,控制齿轮表面碳浓度、控制工件渗碳后冷却速度、控制奥氏体晶粒度、降低残留奥氏体的数量、消除或降低内应力、可控气源的选择、冷却介质的选择。在磨削加工工艺方面,选用合适的砂轮、选用合适的切削液、选择合理的磨削参数、合理选用砂轮修整工具、磨削表面进行强力喷丸处理。通过采取以上措施,最终达到消除零件磨削裂纹的目的。零件正火、渗碳淬火质量是控制磨削裂纹的基础;树脂结合剂砂轮的使用对消除端面磨削裂纹起到了非常关键的作用;良好的冷却效果是防止零件磨削裂纹的根本保证;进行不断的工艺改进,保证合理的磨削加工参数;砂轮修整质量的好坏也是一个重要因素;要有好的磨削裂纹检查手段。吸收他人的研究成果,结合自己的工作实践,探索消除零件磨削裂纹的方法,为控制零件磨削裂纹提供一个比较全面的、可以供大家借鉴的解决方法。消除磨削裂纹对于提高产品质量、降低废品损失、提升产品的竞争力具有现实意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 研究现状
• 1.3 研究思路
• 1.4 实验设计
• 1.5 本文主要研究内容
• 第二章 磨削加工理论
• 2.1 磨削原理
• 2.1.1 磨料的形状特征
• 2.1.2 磨屑的形成
• 2.1.3 磨削产生的力和功率
• 2.1.4 磨削热和磨削温度
• 2.1.5 磨削精度和表面质量
• 2.1.6 磨削效率
• 2.1.7 磨削用量
• 2.1.8 磨削的基本特点
• 2.2 磨削与表面残留应力关系的数学模型
• 2.2.1 残留应力的形成机理
• 2.2.2 磨削加工表面残留应力数学模型的建立
• 2.2.3 数学模型的回归计算及分析
• 2.2.4 结论
• 2.3 本章小结
• 第三章 磨削裂纹产生机理
• 3.1 零件应力分析
• 3.1.1 热处理内应力
• 3.1.2 磨削残留应力与磨削裂纹
• 3.1.3 残留应力对力学性能的影响
• 3.1.4 残留应力与疲劳
• 3.1.5 回火与残留应力的调整和消除
• 3.2 零件热处理与磨削裂纹的关系
• 3.2.1 正火对零件磨削裂纹的影响
• 3.2.2 渗碳淬火对磨削裂纹的影响
• 3.3 磨削过程对磨削裂纹的影响
• 3.3.1 磨削裂纹产生的根本原因是磨削热
• 3.3.2 磨削加工产生的热应力是造成磨裂的外在因素
• 3.4 磨削裂纹的特征
• 3.5 关于磨削烧伤
• 3.6 本章小结
• 第四章 避免产生磨削裂纹的措施
• 4.1 热处理正火工艺方面措施
• 4.1.1 等温正火替代常规正火
• 4.1.2 等温正火主要工艺参数的选择
• 4.1.3 对等温正火的零件和性能的技术要求
• 4.1.4 结论
• 4.2 热处理渗碳淬火工艺方面
• 4.2.1 从材料的组织上进行控制
• 4.2.2 从应力消除方面进行控制
• 4.2.3 气源和冷却介质的合理选择
• 4.2.4 热处理时应注意的问题
• 4.3 喷丸强化处理
• 4.4 合理选择磨削加工工艺
• 4.4.1 冷却方面的控制
• 4.4.2 合理选择砂轮
• 4.4.3 磨削参数的选择
• 4.4.4 磨削加工时需要注意的问题
• 4.4.5 砂轮的修整问题
• 4.4.6 修砂轮工具的选择
• 4.4.7 金刚石砂轮修整器的15种使用技巧
• 4.5 磨削裂纹的检查
• 4.5.1 常用的几种探伤方法
• 4.5.2 三种磨削裂纹检查方法比较
• 4.5.3 关于磁粉检查法
• 4.6 磨削烧伤的检查
• 4.6.1 关于磨削烧伤
• 4.6.2 判别磨削烧伤的方法
• 4.7 本章小结
• 第5章 试验验证
• 5.1 等温正火与普通正火对零件组织的影响
• 5.2 不同热处理工艺对磨削裂纹的影响
• 5.3 磨削加工参数的变化对磨削裂纹的影响
• 5.4 砂轮质量对磨削裂纹的影响
• 5.5 解决磨削裂纹实例
• 5.6 本章小结
• 第六章 全文总结
• 6.1 本文选题的意义
• 6.2 本文有哪些研究内容
• 6.3 结论
• 参考文献
• 后记和致谢