为解决淬火后的20CrMnTi合金结构钢在实际加工中存在的刀具易磨损、精度难以保证等问题,采用正交试验法,使用新型CBN超硬刀具进行高速硬车实验,分析刀具在不同切削状态下的磨损形态和寿命值,建立切削用量对其刀具寿命影响的变化曲线及刀具磨损对其齿轮表面质量影响的变化曲线。结果表明利用新型CBN刀具对淬火后的20CrMnTi合金结构钢齿轮制件进行加工,精度可达到IT5,表面粗糙度值在Ra0.6μm以下;高速硬车20CrMnTi合金结构钢时,随着切削速度增大,刀具寿命先有所升高,呈现直线凸峰状态,然后趋于平稳,随着刀具磨损加剧,齿轮精加工表面质量整体呈逐渐下降趋势。

为了研究20CrMnTi齿轮钢的疲劳裂纹扩展问题,首先,将材料20CrMnTi制成紧凑拉伸试样,在疲劳拉伸试验机上进行载荷比R=0.3的疲劳裂纹扩展试验;然后,应用数值模拟软件Abaqus对疲劳裂纹扩展过程进行数值模拟。结果表明,数值模拟结果和试验结果具有相同的变化趋势,二者的差别在误差允许范围内;数值模拟方法能够很好地描述紧凑拉伸试样疲劳裂纹扩展过程。为20CrMnTi齿轮钢疲劳裂纹扩展过程及疲劳寿命的研究提供了一种有效的试验和模拟分析方法。

20CrMnTi是一种广泛应用于齿轮制造的材料。为提高20CrMnTi精加工的表面质量、加工效率,以车削20CrMnTi钢的表面粗糙度为研究对象,设计正交试验,在数控车床GENOS-L250E上进行硬质合金刀具车削试验,探究切削参数(切削速度、进给量、背吃刀量)对表面粗糙度的影响。并通过多元回归建立切削参数与表面粗糙度的关系模型,从而构建以加工效率、表面粗糙度为目标的多目标优化模型,通过粒子群算法对切削参数进行优化。试验结果表明:使用优化后的切削参数加工可以减小表面粗糙度、提高加工效率。

介绍了20CrMnTi钢制造的传动链片、传动链销常用的传统热处理工艺,以及改进后既能节约能源又能提高使用寿命的新工艺。结果表明,传动链片、传动链销采用淬火-回火工艺,可以提高心部硬度和拉力负载极限,获得需要的板条状马氏体组织,且大幅度节能降耗。