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1.专业认知学习阶段
在第一学年第一学期开设的“机械专业导论”为所有机械专业本科生的必修课(32学时)。该课程保证有8学时的关于纺织机械的授课内容,重点介绍纺织机械行业的情况、纺织机械的分类、纺织机械的主要设备,使学生对纺织机械有初步的感性认识。
2.专业基础课学习阶段
纺织机械门类繁多、性能各异,有纺纱机械、织造机械、化纤机械、针织机械、非织造机械、染整机械、服装机械、纺织器材与仪器8大类,分别对应8个纺织机械子行业,仅纺织机械的主流机型就超过200种。这些门类繁多的纺织机械几乎涵盖了所有的机械结构、光机电控制系统及工程材料。因此,在通用机械类课程教学中,以纺织机械为载体,将纺织机械的案例融入到如“机械原理”“机械设计”“机械工程材料”“机械制造技术基础”“微机原理及应用”“测试技术”“液压气动技术”等相关课程中,尽可能以纺织机械为案例进行授课。
3.专业课学习阶段
对于实行学分制的高校来说,学生有一定的选课自由,但由于专业课的学时有限,因此,纺织机械类选修课不宜开设太多,以免因选课人数太少而导致课程设置流产。我校(东华大学)机械工程学院机械工程及自动化专业设有4个专业方向:机械设计及理论、机械制造及其自动化、机械电子工程、幕墙工程与机械。在机械设计及理论专业方向开设3门纺织机械类课程:(1)“纺织机械概论”,64学时,基于大纺织范畴,涉及纺纱机械、织造机械、针织机械、化纤机械、染整机械、非织造机械等内容,使学生了解纺织机械的工作原理、基本构成。(2)“纺织机械设计(1)”,48学时,使学生掌握纺纱机械、织造机械、针织机械的共性关键机构及系统的设计原理和方法。(3)“纺织机械设计(2)”,48学时,使学生掌握化纤机械、染整机械、非织造机械的共性关键机构及系统的设计原理和方法。机械设计及理论专业方向的选修课设置如表1所示。要求学生至少选修12学分。选课组合方案如下:(1)偏“通用机械”的选课方案:纺织机械概论、现代设计方法、机械优化设计、机械动力学基础、机械噪声控制。(2)偏“纺织机械”的选课方案:纺织机械概论、现代设计方法、纺织机械设计(1)、纺织机械设计(2)。(3)“通用机械+经典纺织机械”的选课方案:纺织机械概论、现代设计方法、纺织机械设计(1)、机械优化设计、机械动力学基础(或机械噪声控制)。(4)“通用机械+新型纺织机械”的选课方案:纺织机械概论、现代设计方法、纺织机械设计(2)、机械优化设计、机械动力学基础(或机械噪声控制)。
4.实践教学
在机械类实验教学、工程实践教学、课程设计、毕业设计中,以纺织机械为载体,设计相关题目或课题;在专业实习(实验)阶段,确保有4个学时的参观实习,要求撰写参观实习报告。
二、编写适应新形势的纺织机械类教材
(1)首次出版“十二五”省部级规划教材《纺织机械概论》(陈革、杨建成主编,中国纺织出版社,2011年5月出版)。该教材基于“大纺织”的概念,介绍纺织机械的分类,分析纺纱机械、织造机械、针织机械、化纤机械、染整机械、非织造机械的基本工艺原理、核心技术、关键设备、产品分类等;还简要介绍了国内外纺织机械制造业的现状、光机电一体化技术在各类纺织机械上的应用情况及现代纺织机械设计的发展趋势。
(2)出版“十二五”省部级规划教材《织造机械》(陈革主编,中国纺织出版社),获2011年中国纺织服装教育学会优秀教材奖、2012年中国纺织工业联合会科技进步二等奖。
(3)出版“十二五”省部级规划教材《纺纱机械》(毛立民、裴泽光主编,中国纺织出版社)。教材介绍了纺纱机械的分类、机构组成、工艺过程和工作原理,以及近年来纺纱机械的新装备和新技术,特别是机电一体化技术在纺纱机械上的应用。
(4)正在编写“十二五”部委级规划教材《机械专业导论》。该书为面向纺织特色高校机械工程及自动化专业的概论性教材,其中包含纺织机械概论的相关内容。主要内容有:机械工程概述、机械工程中的力学、机械设计、机械制造基础、机电一体化技术、新材料及其工程应用、纺织机械导论。
(5)正在编写“十二五”部委级规划教材《纺织机械设计》。教材从各类纺织机械中提炼出关键共性机构(装置或系统),强调对机构(装置或系统)的综合设计。主要内容有:梳理机构的设计、牵伸机构的设计、卷绕机构的设计、往复运动机构的设计、同步传动机构的设计、烘干装置的设计、纺丝成型装置的设计、自调匀整系统的设计、针织成圈机构的设计、立体织物编织机构的设计。
三、编写《机械类课程的纺织机械案例集》
《机械类课程的纺织机械案例集》拟收集各类纺织机械的典型机构(装置或系统)案例,可用于“机械原理”“机械设计”“机械制造技术基础”“液压与气动技术”“测试技术”“机电控制系统”“机械工程材料”等机械类课程的教材编写、课件制作、授课举例等,从而将纺织机械的案例融入到相关课程中。表2为机械类课程的知识点与纺织机械典型机构(装置或系统)的对照表。
四、编写《纺织机械课程设计(毕业设计)选题集》
从以往的毕业设计或课程设计题目中,精选出包括各类纺织机械典型机构、典型系统的题目,在此基础上修改、扩展,设计新的课程设计或毕业设计题目;从所承担的纺织机械类科研项目中,提炼出一些典型机构或共性技术,设计出适合本科生毕业设计或课程设计的选题,同时编写《纺织机械课程设计(毕业设计)选题集》。
五、结语
目前,我国机械工业的产销增长回落还较为明显,在经济运行上面临着很多的困难,但总体上的回升还算稳定,利润也逐渐开始增长,企业的订单有所增加。虽然企业会受到很多因素的影响,面临的劳动力资源和环境等成本具有上升的趋势,且目前企业的融资成本较高,但如今这些因素对企业生产的影响在逐渐减小。
此外,在利润大幅下滑的情况下,一些企业新的增长点正处于转型升级的成长期。近期产销及效益的走势也有逐步得到改善的苗头,产销增长下滑逐步趋稳,利润保持正增长,出口增长有所恢复,顺差逐月增加。
一、当前我国机械工业的经济运行
(一)运行的特点
目前,我国的机械工业保持着稳步的增长,且增长速度略高于全国的工业整体增长速度。近年来,我国的机械工业主营业务收入增幅在某个时间段有连续的小幅下降,但年底有一定的回升,基本达到了13%,比全国的工业要高出3个百分点,保持着较为稳定且较快的发展速度。且在近两年,我国的外贸出口增长较快,国际竞争力在持续的上升。此外,固定资产投资和研发的相关投入资金在保持稳定的增长,投资需要对企业的增长速度起到很大的推动作用,且同时大大的提高了企业的创新能力。
(二)各个行业的经济运行特点
在机械工业中,很多行业都在以较快的速度发展着。其中,农业机械行业大约完成933.5亿元,同比增长13%;汽车行业大约完成6548亿元,同比增长12.1%;机床工具行业大约完成2112.7亿元,同比增长19.05%;电工电器行业大约完成6441亿元,同比增长11%;工程机械行业大约完成1139亿元,同比增长0.17%;食品及包装行业大约完成78.6亿元,同比增长28.1%;石化通用机械行业大约完成2768亿元,同比增长12.2%;机械基础件行业大约完成5116.3亿元,同比增长15%;内燃机行业大约完成581亿元,同比增长12%;铁路运输制造业大约完成699 亿元,同比增长45.8%;其他机械大约1564.4亿元,同比增长10.6%。
二、当前机械工业的行业状况
近年来,随着社会经济的快速发展,我国的经济发展环境在不断的发展变化,经济全球化的趋势逐渐加强,经济的发展进入一个新的局面,面临着更为严重的局势和问题。虽然我国经济的下行压力有逐渐增加的趋势,但总体而言,我国的经济发展方向并没有多大的改变。
(一)我国国内的宏观环境总体较好
自改革开放以来,我国开始全面的实施依法治国方略,在实体经济的发展上投入了大量的资金,并出台了很多相应的政策,使创业创新等支持体系得到进一步的强化,形成了更加公平、公正、轻松的竞争环境,使企业在市场上能够更好的发展。
(二)机械工业具有较大的优势
经过近年来不断的改进和发展,我国的机械工业具有了很多其他行业不具备的优势,产品的类型已经很齐全,具有很大的制造能力和空间,性价比优势也逐渐的增强。我国政府也在启动一些新的项目,以加强经济带的建设,这就为机械行业的发展创造了新的机遇,能够在很大程度上促进机械工业的发展。
(三)国际形势的改变
从国际上来看,从金融危机结束后,世界经济处于调整期,近年来的发展环境也在发生着巨大的变化。发达国家的再工业化发展速度在加快,为了重振制造业,英美等国的产业结构开始转型并升级,其竞争优势在不断的增强。新兴国家也在不断的调整产业结构,积极的吸引外资并进行改革,世界面临着新的发展局势。国际上的机械工业生产也朝着智能化、信息化的方向发展,这些都对我国的机械工业发展造成了一定的影响,为我国机械工业的发展带来了挑战,同时也提供了新的机遇。
三、结束语
总的来说,我国的机械工业在近年来发展状况良好,发展的速度也呈现稳步上升的趋势。随着经济全球化趋势的加强,以及市场经济的不断发展,我国的机械工业化在逐渐朝着信息化、网络化、智能化的方向发展,采用的技术也越来越先进,这就为自身的发展创造了更好的机遇。在发展过程中,我们既要看到自身发展中存在的不适应和困难问题, 又要看到宏观政策环境带来的有利因素和发展机遇,努力做到对形势动态把得准, 对问题不足理得透,对前景方向看得清。
关键词:微利时代 营销渠道 商
一、微利时代下的钢铁行业举步维艰
1.钢铁行业整体盈利能力下降
钢铁行业由于技术壁垒、资金壁垒及政策壁垒不高,导致行业进入者不断增加,小企业重复建设,生产低端的过剩产品,高附加替代进口的产品供给不足。同时,进口矿石价格上涨挤压了钢铁行业的利润空间向成本转移,钢铁产品供给过剩的情况出现,全行业进入微利或亏损时代。中国钢铁行业协会有关报告显示,钢铁制造企业的净利润率从2001年的4.3%下降到2010年的2.9%。
My steel“2011年度钢贸企业百强评选项目总结报告”显示,1421家钢贸企业中有79.59%的企业2011年毛利润率低于5%。而净利润率在0%-1%区间的钢贸企业,占了所有企业样本的66.51%,净利润率为负值的钢贸企业占了21.6%,即钢贸样本企业中有88%的企业去年净利率不足1%。截至2012年2月末,钢铁行业的微利趋势仍在延续中,尚未得到改观,下游需求仍然无恢复趋势,尤其是受房地产调控的影响,使得钢铁市场对于未来的预期变化不明确,导致高库存的态势出现,使需求回暖带来的钢价上涨的预期尚未出现,从统计局产量数据看,钢铁下游行业需求偏悲观的情况仍然延续,3月上旬社会库存钢材1841.1万吨,比2月末下降25.3万吨,其中长材库存1057.7万吨,比2月末下降20.2万吨;板材库存783.5万吨,比2月末下降5.0万吨。目前去库存的速度仍然缓慢,说明下游需求恢复的速度比较慢,去库存的加速期尚未来到,这也制约了短期内钢价上升速度。
2.钢铁产量超预期上升,供应过剩状况将加剧
虽然整体市场供过于求,但粗钢产量继续增加,钢厂并未减产,新的钢铁投资建设还在继续。2008年金融危机以来,国内粗钢产量由2008年10月份造成的低谷不断攀升,截至2012年2月,据统计局数据,国内粗钢产量5580万吨,同比增长3.30%,环比下降1.50%。持续的产量过剩加上过高的库存水平表明任何钢价反弹都将触发更大的供应面反应。因此,钢价不太可能大幅反弹,粗钢产量仍然在高位变化。
3.下游行业需求疲软
随着国家宏观经济的调控,钢铁下游各行业对钢铁产品原料需求持续下降,家电、石油、包装、电机、造船、交通、机械、专用设备等九大行业景气度持续下降。以机械与通用设备为例,2012年1-2月我国通用和专用设备制造业用电量同比下滑4.97%,显示机械行业生产量已出现下滑,与固定资产投入关系明显的水泥制造、黑色金属冶金业用电量分别下滑6.68%和6.18%,说明中国经济出现明显疲态。受房地产调控力度加大的影响,全国商品房销售面积0.7亿平方米,较去年同期下降14%;1-2月商品房累计销售额达到0.41万亿元,较去年同期减少20.9%,房地产销售情况不佳,抑制了家电、通用机械等行业对钢材的需求。同时由于经济增长放缓,政策陆续退出的尴尬,以及出口环境的恶化等多重不利影响,预计2012全年空调行业销售旺季将表现不旺,全年销量将难免出现较大幅度的下滑。
综上所述,钢铁行业整体盈利能力下降,使整个行业进入微利或亏损状态,而供过于求及粗钢产量的继续增加,导致这种亏损维持在较长的时期内,下游行业需求疲软限制了钢铁企业利用规模优势走出微利及亏损境地的可能性。在这样艰难的市场行情下,钢铁企业与其“坐以待毙,还不如背水一战”,集中企业内部及外部优势资源,整合成一股突围的主要精锐力量,探索出最佳渠道销售规模,布局产品战略及锁定目标销售市场,突破钢铁企业陷入的微利(亏损)的重围。
二、国内外营销渠道模式分析
管理大师菲利普·科特勒在《营销管理》中这样定义营销渠道:大多数生产者不会直接将产品销售给最终用户,在两者之间还存在一组完成多种职能的中介机构,这些中介机构组成了营销渠道。渠道中各个中介机构凭借着自身的销售网络、经验、专业知识和规模,有效地把商品销售给目标市场。作为国家基础工业之一的钢铁工业,其营销渠道一般分为三大类型:钢厂自营渠道、中间商渠道和直销用户。 由于钢铁业不同于一般消费品,具有生产连续性强、生产周期长,产品需求受下游市场波动影响大,销售过程中销售量大、需要大量周转资金,产品专业性强等鲜明的特点,所以钢铁产品的营销渠道对渠道中的成员要求较高。只有建立稳定、高效的营销渠道,才能实现钢厂产销平衡。
1.国外主要钢厂渠道流通模式
在美国钢材流通体系中,钢材服务中心作为钢材经销商一方面买断了钢材的所有权,进行仓储、批发与零售,一方面对钢材进行深度加工。美国的钢材直销强调对终端用户的服务和对终端用户资源的把握。
日本钢厂95%以上的钢材是通过综合商社或专业商社销售,价格风险由钢厂承担,商社赚取的是佣金而非价差。商社与钢厂有着密不可分的关系,参与钢厂的产品开发、市场开发以及销售全过程。大型的综合商社和专业商社主要有美达王、伊藤忠丸红铁钢、丰田通商、住友商社、三井物产、JFE商社等。这些商社同时作为一级批发商,通过5000多家二级批发商或者直销或者通过板带加工中心,向终端用户销售钢材。
欧洲钢材销售中加工比例很高,有两个主要渠道分别是库存商和加工中心,前者主要服务于建筑和通用工业,也提供加工服务;后者主要服务于汽车、家电等工业客户,提供分条、按用户要求下料、激光焊接、成型等深加工服务。
关键词:销轴 加工质量 机械加工
中图分类号:TG52 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)04(a)-0082-01
机械加工是我国企业发展的基础,对我国机械行业有着重要的作用。产品的功能与机械加工有着密切的关系,产品在工作过程性也取决于加工质量[1]。我国企业一直重视加工技术的应用,对加工质量也有特殊的要求。销轴作为机械典型零部件,在各大机械设备中都有重要应用。因此,研究销轴的加工质量有助于提高我国机械装备的功能,未来是使我国机械产品更有竞争力的重要保证[2]。销轴加工根据其加工过程有着基本的特征,这些特征共同影响了销轴的加工质量。本文主要围绕影响销轴加工质量因素,分析造成销轴加工质量下降的原因,并结合机械加工理论知识和实际加工经验,分析改善性的加工措施,指导销轴的机械加工。
1 销轴加工质量分析
销轴加工一般是通过车床进行车削获得,分析其中具体细节可知,在加工过程中受到诸多方面的影响。具体的可能会影响到加工质量的因素包括:
(1)中心孔定位。中心孔是轴类零件加工全过程中使用的定位基准,其质量对加工精度有着重大影响。在加工过程中若中心孔偏离基准位置过多,就会导致加工过程中出现轴的圆柱度严重不足的后果。同时,中心孔定位不准也会导致加工过程中的车削力变大,导致加工变形过大,从而使销轴加工质量下降。所以必须安排修研中心孔工序。修研中心孔一般在车床上用金刚石或硬质合金顶尖加压进行。
(2)正火工艺。销轴加工之前往往要进行正火处理,从而降低其硬度,达到控制加工质量的目的。然而,在实际加工中存在热处理不规范,热处理后工件原始毛坯硬度达不到要求,导致销轴加工质量下降,加工难度加大。
(3)机床加工质量。机床加工质量是保证加工的最根本条件,在加工中若操作不规范必然导致销轴加工质量的下降。同时,工人的加工经验也影响到加工质量,工人在加工不同批次销轴时若不能形成规范化的操作,容易造成加工设置失误,严重时会导致整批次零件的加工报废。此外,机床的精度是加工的重要影响因素,在加工过程中机床运动机构的稳定性、振动性和发热性都会影响加工。机床精度还受到加工变形的影响,机床变形必然导致加工的精度下降。
(4)加工设置。在加工销轴过程中,需要根据工件毛坯的原始尺寸和要求设计尺寸,进行设定加工进给量。进给量必须要根据加工时间,需要达到的加工精度和加工转速等条件设置。进给量设置不合适就会影响加工切削力,过大的进给量必然导致精度降低,并且对加工刀具要求较高。
(5)加工附属特性。对于部分销轴,需要再其端部进行打深孔,或者根据要求进行开设键槽,花键和开孔,这些工艺对销轴会产生一定的影响。在加工附属特性时,若不能考虑到对销轴的影响,必然导致加工质量的下降。轴上的花键、键槽等次要表面的加工,一般安排在外圆精车之后,磨削之前进行。因为如果在精车之前就铣出键槽,在精车时由于断续切削而易产生振动,影响加工质量,又容易损坏刀具,也难以控制键槽的尺寸。但也不应安排在外圆精磨之后进行,以免破坏外圆表面的加工精度和表面质量。
(6)加工后热处理。加工后热处理是为了保证销轴的强度符合使用规范,能够具备良好的强度和刚度,这就要求热处理必须控制好销轴的材料的金相组织,使其恰好在需要使用的范围内容。同时,热处理后的销轴要注意采用时效处理,防止其在使用过程中存在变形。
(7)磨削工艺。磨削是控制销轴表面质量的重要步骤,决定了表面的粗糙度,对于在使用中需要运动的销轴要保证其粗糙度的最大粗糙度。同时,磨削工艺中加工工艺也是销轴质量的重要影响因素。
(8)检测。在完成零件加工后,需要检测销轴的加工质量,这部分工作主要是验证销轴的加工质量,指导后来要进行销轴加工。目前,对销轴加工质量的检测主要是用游标卡尺进行测量不同位置直径,该方式检测效率偏低,有效性有待提高,可能在检测中不能检测出加工失误。
(9)毛坯工件质量。轴类零件材料的选取,主要根据轴的强度、刚度、耐磨性以及制造工艺性而决定,力求经济合理。加工材料达不到要求会导致销轴在工作过程中的经常失效,容易产生断裂,导致影响机械设备的工作性能。
2 销轴的加工改进分析
销轴加工质量关系到诸多关键设备的运行特性,改进加工有着重要的意义。在改进过程中,应以实践为基础,根据改进后的效果进行对比,在获得质量提升后需要尽快推广工艺,具体改进分析如下:
(1)综合考虑加工影响,进行工艺规划。在销轴加工中需要按照实际要求进行设置工艺规划,尤其是涉及到加工参数确定时,要结合机床加工能力进行参数分析,在加工过程中注重实时调节,以加工最优质量销轴为目的,不断地提高加工质量。同时,在加工工艺规划中要进行大胆创新,根据加工后的质量验证规划后的加工质量,从而积极地探索提高加工质量的方法。此外,在工艺规划中需要充分考虑加工切削力和加工变形的影响,尤其是对尺寸偏大的销轴,计算出加工的切削力,根据其大小进行相应的设置加工参数。
(2)严格控制加工质量,实现加工过程的实时监测。对于加工销轴,需要在加工过程中严格控制加工质量,采用实时监测的方法就能及时的发现加工问题,分析出加工中出现的问题,及时的进行更正。例如,在加工过程中加工刀具出现磨损严重,这就必然导致加工质量的下降,若不能及时的发现,就会导致大批量的产品质量下降,甚至报废。采用实时监测就能及时发现问题,进行更换刀具。此外,还要积极采用在线监测系统,通过光学元件进行实时显示加工后的各种参数。
(3)提高工人操作水平,实现规范操作。通过分析企业销轴加工质量可知,工人的操作在加工质量中有着重要的差别。因此,在加工过程中按照工人的加工特点进行制定具体加工操作规范,帮助工人理解销轴的加工过程,进行相关的理论指导,提高其在加工中的能力,培养优秀加工人员,并对优秀人员进行物质奖励。
综上,销轴加工是机械加工中的重要内容,销轴加工质量对我国的部分装备有着重要影响。提高加工质量是企业发展的重要基础,在销轴加工中需要按照要求进行分析影响加工质量的因素,并按照企业要求制定改进性的措施,提高加工能力,不断促进加工水平的上升。
参考文献
【关键词】螺旋伞齿轮;铸造工艺;锻造工艺;模腔
0.引言
随着我国制造业水平的不断提升,我国汽车工业在向环保、舒适、节能、安全等方向发展。汽车从动螺旋伞齿轮作为汽车的重要部件,性能的好坏直接影响汽车的安全和传动效率。其生产工艺的优化对整个机械行业的整体技术水平提高具有至关重要的作用。
1.汽车从动螺旋伞齿轮成形方法简介
1.1铸造成形法
螺旋伞齿轮长期采用的加工工艺是锻造成形法方法,汽车传动的主动和从动螺旋伞齿轮,其生产工艺是先用铸造制坯,然后进行机械加工的方法。在长期的应用中,铸造加工逐渐发展成一种比较成熟的工艺,并成为主流的工艺[1-3]。但是这种方法的缺点和不足同样很突出,效率低下,对材料的浪费严重,在切削过程中,材料内部的流线被严重的破坏,极大的影响了齿轮重要部位的抗弯曲坯料的能力,耐磨性和防腐蚀性能也有很大程度的降低,进而影响其寿命[4]。其工艺路线如图一。
图一
1.2锻造成形法
锻造是一种利用锻压机械对金属坯料施加压力,使其产生塑性变形以获得具有一定机械性能、一定形状和尺寸锻件的加工方法。[5]要使车用螺旋伞齿轮节能降耗、降低成本,需要用锻造工艺直接生产减速器螺旋伞齿轮,通过锻造能消除金属在冶炼过程中产生的铸态疏松等缺陷,优化微观组织结构,必须保证工艺的可靠性和可行性,模具寿命是否足够高以收回成本,其中稳定性是一个关键问题,能不能充满,会不会出现折叠,脱模性如何[3,4]。用物理模拟的方法进行研究显然是奢侈的,会浪费很大的人力物力,产生大量的模具材料费、模具加工费、研发时间也会很长。需利用有限元方法和数值模拟清晰的显示成形过程中的每一个细节,对成形缺陷的优化更简洁。其工艺路线如图二:
图二
1.3铸造锻造成形方法比较
1.3.1微观组织性能得到改善
锻造的特点在于,成形过程中坯料收到三向压应力作用,促使材料晶粒细化,提高了组织的致密性,很多缺陷愈合。使得金属流线都沿着外表面,消除了残余应力,热处理后齿形基本不会变形,从而使得齿轮的性能得到提高。从理论上说,锻造后齿轮抗冲击强度提高了15%,抗弯曲疲劳寿命和强度均能提高20%以上[6]。
1.3.2精度较高
一般齿轮锻造后不需要机械加工,或者只要进行少量机械加工就可以进入热处理环节,并开始使用。这样就使得生产效率得到了提高,生产成本相应的降低。从理论上说,使用精锻生产齿轮,与通常机械加工对照,生产效率能够翻倍,如果进行批量生产,成本会降低三成以上,材料利用率提高大约40%。从经济的角度考虑,如果零件一批生产超过2000件,精密模锻的优点就十分突出。若现有的锻造和加热设备能够满足工艺要求,超过500件时便可以采用精密模锻技术进行生产,精锻的优势也会有比较好的体现[7]。
1.3.3与机械加工方便比较,精锻可以减少机床和场地的利用量,而且,研究发现,精锻齿轮具有较小的啮合噪音
综上所述,精锻齿轮相比传统的机械加工,能够显著提高产品性能和节约成本。
2.车用主减速器从动螺旋伞齿轮锻造成形工艺
车用主减速器从动螺旋伞齿轮采用一火两锻,工艺流程为:坯料少无氧化加热制坯(镦粗、 冲孔、 扩孔)粗锻精压表面清理车削除齿面以外其他部分精铣齿面热处理磨内孔。这里对螺旋伞齿轮成型过程中的制坯、粗锻、终锻进行设计。
2.1制坯工步设计
在精锻螺旋伞齿轮时,坯料形状和尺寸的选择极为重要,它不仅影响轮齿成形,而且影响锻件内部质量及锻模寿命。为了确保良好的成形,减少坯料成形初始阶段的自由镦粗的时间,坯料的外直径应尽量接近齿根圆。根据体积不变定律,螺旋伞齿轮精锻成形所用原始坯料的体积和重量应当与精锻成形件的体积和重量相等,以及原始坯料的高度L与直径D之比必须小于2.5的原则[8]。为了使金属流动易于充满齿形,坯料要预成形,加工成与锻件形状接近的圆锥或圆柱台形。设计当中根据精锻成形所用原始坯料的体积和重量应当与精锻成形件的体积和重量相等原则,设计了预制坯,预制坯形状如图三所示
图三 预制坯实体模型
2.2粗锻、终锻工步设计
粗锻的填充是为了保证终锻更好的成形,因此在粗锻时可适当加大过渡处的圆角,但过大的圆角有可能在终锻时产生折叠,因此必须注意R的选择, R必须符合式 R1=R+C的要求,其中R为终锻模腔上相应处的圆角半径。式中的C值按表1选取。
表1 C与h的关系
根据以上设计原则,螺旋伞齿轮在中心分流工艺中上下凸模带有圆台凸台的预锻件及终锻件的形状。依据螺旋伞齿轮的锻件图以及工艺要求,运用UG建立的螺旋伞齿轮精锻模具的实体模型如图四所示。
(a)预锻件 (b)终锻件
图四 预锻件及终锻件图
2.3模腔的设计
(1)为避免预锻件放入终锻型腔中产生折叠和流线交错的缺陷,必须保证预锻件和终锻型腔的匹配,因此预锻型腔必须与终锻型腔匹配。
(2)为保证终锻的充填,再设计预锻件时,一般都是考虑使预锻件在终锻型腔中以镦粗的方式充填,预锻模具的分模面相较终锻型腔要小一些,连皮尺寸要厚一些。
(3)通常设计时,预锻件要比终锻模膛高度方向高2-5mm[9],这样可以使金属在预锻时高度方向流动的阻力减小,保证终锻时,型腔的填充。 (下转第210页)
(上接第148页)(4)预锻件放入型腔时,希望以压入方式填充终锻型腔,预锻型腔拔模斜度一般与终锻型腔相同,这样当预锻件进入终锻型腔时,锻件会接触终锻模腔壁,逐渐流向模腔深处,可以有效防止因为不良好贴合而产生的折叠和流线不顺问题。
(5)因为终锻模膛在更大程度上保证了锻件的质量精度,因此,我们必须保证较大的变形量在预锻时完成,以减少终锻模具磨损。在设计圆角过渡部位时,或转角部位时,一般先在预锻模腔上设置一个较大的过度,然后在终锻模腔上设置比较准确的过度,这样,可以改善金属流动,减少产生折叠和流线不均匀的问题。
(6)对于锻件上一些小的凸台、凹槽,这些小的结构在终锻时就可一次成型,不需要预锻时设置过度。有时设置过度反而会增加缺陷产生的几率[10]。
3.结语
目前,世界汽车工业正向着轻量化、高速、安全、节能、舒适、低成本、长寿命与环境污染小的方向发展。减速器齿轮作为汽车重要部件,其需求不断增加,生产方法也不断发展,铸造、锻造以及各种成形相结合的各类新技术不断涌现。锻造齿轮已在制造企业中得到了广泛的使用。 [科]
【参考文献】
[1]舒其复.螺旋伞齿轮的精锻工艺[J].锻压机械,1988,(2):23-25.
[2]王向东,张宝红,张治民.直齿圆柱齿轮精锻技术的发展现状与趋势[J].锻压设备与制造技术,2006,(2):21-24.
[3]谢此.实用锻压技术手册.机械工业出版社,2003.
[4]邓克.直伞齿轮精锻技术的应用及发展[J].安徽工业大学学报,2005,22(2):169-173.
[5]石英.齿轮材料性能要求及正确选材[J].通用机械,2004,(5):92-93.