當(dāng)涉及工業(yè)齒輪的加工制造時機(jī)加工的工藝流程和加工過程,粉末冶金是一種應(yīng)用廣泛的工藝路線,切削加工另一種應(yīng)用廣泛的工藝路線,借助這兩種工藝路線,二者因加工原理存在不同,在工藝流程方面凸顯出一定差異,于成品特性方面擁有各自特征,在生產(chǎn)效率方面呈現(xiàn)出不同表現(xiàn),在適用場景方面也形成顯著區(qū)分,進(jìn)而成為不同生產(chǎn)需求狀況下的核心選型依據(jù),接下來,作為與工業(yè)齒輪加工制造相關(guān)領(lǐng)域的工作人員的正朗小編要帶領(lǐng)大家去了解一下二者的加工過程中所形成的差異。
從齒輪加工原理以及核心流程來講,粉末冶金齒輪把金屬粉末當(dāng)作原料,經(jīng)過配料混合之后,借助模具壓制成跟齒輪輪廓相近的坯件,接著經(jīng)燒結(jié)達(dá)成粉末顆粒的冶金結(jié)合,后續(xù)只需少量精整或者表面處理就能成型,部分復(fù)雜齒形能夠直接經(jīng)由模具壓制成型,不需要額外切削;切削齒輪是以鍛件、棒料等致密金屬坯料作為基礎(chǔ),通過車削、銑齒、滾齒、插齒等一系列切削工序,逐步去除多余材料從而得到齒形,復(fù)雜齒形需要多道精密切削以及磨齒工序相配合,齒輪加工流程較為繁瑣些。

在齒輪加工精度方面,切削齒輪的可控性更高,借助高精度切削設(shè)備,可實現(xiàn)微米級尺寸精度,其齒面光潔,能適配對傳動精度、嚙合平順性要求極高的場景;在齒輪表面質(zhì)量方面,切削齒輪同樣可控性高,利用磨齒設(shè)備,達(dá)成微米級精確度,齒面光滑,適用于對傳動精度、嚙合平順性要求極高的情況;粉末冶金齒輪精度,初期受模具精度影響大,燒結(jié)時會有輕微收縮變形鏜床,基礎(chǔ)成型精度略低于切削齒輪,不過通過后續(xù)精整等工藝鋼板,可滿足中低精度傳動需求,并且其齒面微觀孔隙結(jié)構(gòu)能提升儲油性,減少嚙合磨損。
就材料利用率而言,粉末冶金齒輪優(yōu)勢顯著,其壓制成型工藝幾乎沒有材料浪費現(xiàn)象,這使得材料利用率能夠達(dá)到 95%以上;其模具成型特性致使批量生產(chǎn)時效率大幅提高機(jī)加工的工藝流程和加工過程,單套模具能夠?qū)崿F(xiàn)大量標(biāo)準(zhǔn)化件的快速成型;切削齒輪屬于減材加工,在齒輪加工過程中會產(chǎn)生大量切屑,其材料利用率通常處于 60%-80%,并且單道工序齒輪加工耗時比較長,于批量生產(chǎn)時需要多臺設(shè)備聯(lián)動,生產(chǎn)效率低于粉末冶金。
成品的力學(xué)性能方面,粉末冶金齒輪內(nèi)部有少量微觀孔隙,在適用場景上看,其整體韌性比致密的切削齒輪略低,不過通過調(diào)整粉末成分,并且優(yōu)化燒結(jié)工藝,如此便能夠提升它的硬度以及抗壓強(qiáng)度,進(jìn)而適配低速、輕載、中載的傳動場景,像家電、小型電機(jī)、汽車輔件等;切削齒輪的坯料是致密金屬,經(jīng)過鍛造、熱處理之后,齒輪的韌性、抗沖擊性以及抗疲勞性更為優(yōu)良,能夠承受高速、重載、強(qiáng)沖擊的工作環(huán)境,比如汽車主傳動、工程機(jī)械、精密機(jī)床等核心傳動系統(tǒng)。

除此之外,二者于齒輪加工成本以及定制化體現(xiàn)上存有不同,粉末冶金齒輪的模具研發(fā)存在著初期成本,然而其在批量制造時單件成本極為低廉,適宜標(biāo)準(zhǔn)化、大規(guī)模的齒輪生產(chǎn);切削齒輪并不需要模具開發(fā),單件定制具備更高的靈活性鉚焊工招聘,適合小批量、非標(biāo)準(zhǔn)化、高精度的齒輪加工進(jìn)程,不過其單件加工成本偏高,批量越大成本優(yōu)勢越不顯著。
全方面審視,粉末冶金以及切削齒輪加工并非存在優(yōu)劣之別,而是各自具有相適配的應(yīng)用場景。在實際的生產(chǎn)過程當(dāng)中,僅僅只需要依據(jù)齒輪的傳動要求、生產(chǎn)批量、成本預(yù)算等核心要素進(jìn)行綜合的斟酌考量,便能夠挑選出更為契合需求的加工方式,從而使得齒輪的性能以及經(jīng)濟(jì)性得以達(dá)成平衡。