机加工异质材料的方法技术

公开了一种机加工异质材料的方法。公开了对包括多种异质材料的部件进行机加工的方法。一种方法可包括：在部件中进行第一次切削，以去除部件中最硬的材料的至少一部分，并沿着不包括最硬的材料的另一个切削路径在部件中进行第二次切削。第一次切削可在部件中暴露出切削表面，第二次切削可延伸穿过所述切削表面。所述切削可利用车削操作进行，并且不同的切削工具可用于第一次切削和第二次切削。最硬的材料可至少具有50HRC的硬度，其余的材料可最多具有45HRC的硬度。公开的方法可用来在壳和中心齿轮组件中形成推力面表面，从而延长工具寿命并减少废品。

【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用本申请要求于2015年2月23日提交的序列号为62/119,559的美国临时申请的权益，该美国临时申请公开的全部内容通过引用包含于此。
本公开涉及机加工异质材料(例如，不同硬度的材料)的方法。
技术介绍
为了提供或创建平整表面，有时需要进行切削操作。就壳和中心齿轮组件而言，这可涉及切过具有不同属性的材料的推力面表面切削。例如，中心齿轮和壳可由不同材料成分构成和/或它们的材料具有不同的硬度。此外，齿轮和壳之间的焊接会增加另一种不同的材料成分和/或硬度值。可被称为推力面机加工操作的切削可通过车削操作(其中，组件旋转并通过不旋转的工具进行切削)进行。
技术实现思路
在至少一个实施例中，提供一种对包括多种异质材料的部件进行机加工的方法。所述方法可包括：在部件中进行第一次切削，以去除部件中最硬的材料的至少一部分；沿着不包括最硬的材料的另一个切削路径在部件中进行第二次切削。在一个实施例中，第一次切削在部件中暴露出切削表面，第二次切削延伸穿过所述切削表面。所述部件可包括硬度小于最硬的材料的硬度的至少两种材料。所述另一个切削路径可延伸穿过硬度小于最硬的材料的硬度的至少两种材料中的每者。在一个实施例中，第一次切削和第二次切削包括车削操作。第一次切削和第二次切削可利用不同的切削工具进行。在一个实施例中，最硬的材料至少具有50HRC的硬度，第二切削路径延伸穿过最多具有45HRC的硬度的材料。在另一个实施例中，第一次切削以相对于最硬材料的表面倾
斜的角度进行，第二次切削大致垂直于最硬的材料的表面进行。多种异质材料可以均为钢。第一次切削可首先接触最硬的材料。第一次切削可延伸穿过至少三种材料。在至少一个实施例中，提供一种对包括多种异质材料的部件进行机加工的方法。所述方法可包括：在部件中进行第一次倒角切削，以去除部件中最硬的材料的至少一部分，并暴露出倒角表面；沿着由比最硬的材料软的多种材料构成的另一个切削路径在部件中进行第二次切削切过倒角表面。所述倒角表面可包括最硬的材料的区域和比最硬的材料软的材料的至少一个区域。在一个实施例中，第一次切削和第二次切削包括车削操作，并且第一次切削和第二次切削利用不同的切削工具进行。在另一个实施例中，最硬的材料至少具有50HRC的硬度，所述多种材料中的每者最多具有45HRC的硬度。第一次切削可以以相对于最硬材料的表面倾斜的角度进行，第二次切削可大致垂直于最硬的材料的表面进行。第一次切削可首先接触最硬的材料。第一次切削可延伸穿过至少三种材料。在至少一个实施例中，提供一种形成齿轮组件中的推力面表面的方法。所述方法可包括：在齿轮中进行倒角切削，以去除齿轮的表面硬化层的至少一部分；沿着相对于倒角切削倾斜并大致垂直于齿轮的中心轴线的切削路径进行推力面表面切削，所述切削路径未延伸穿过齿轮的表面硬化层。在一个实施例中，切削路径延伸穿过焊缝和齿轮组件的壳。附图说明图1是在机加工之前的壳和中心齿轮组件的透视图；图2是在机加工之前的壳和中心齿轮组件的截面图；图3是传统的单次切削推力面表面切削机加工操作的示意图；图4A是根据实施例的多次切削推力面表面切削机加工操作的第一步的示意图；图4B是根据实施例的多次切削推力面表面切削机加工操作的第二步的示意图；图4C是根据实施例的多次切削推力面表面切削机加工操作之后的部件的示意图；图5是根据实施例的机加工包括异质材料的部件的多次切削方法的流程
图；图6A是根据实施例的包括异质材料的部件的多次切削机加工操作的示意图；图6B是根据实施例的包括异质材料的部件的多次切削机加工操作的示意图；图6C是根据实施例的包括异质材料的部件的多次切削机加工操作的示意图；图6D是根据实施例的包括异质材料的部件的多次切削机加工操作的示意图；图7A是根据另一个实施例的包括异质材料的部件的多次切削机加工操作的示意图；图7B是根据另一个实施例的包括异质材料的部件的多次切削机加工操作的示意图；图7C是根据另一个实施例的包括异质材料的部件的多次切削机加工操作的示意图；图7D是根据另一个实施例的包括异质材料的部件的多次切削机加工操作的示意图；图8是加工壳和中心齿轮组件之前的照片；图9是根据实施例的在多次切削机加工操作之后的壳和中心齿轮组件的照片；图10是在机加工之前的壳和中心齿轮组件的截面图，示出了多种异质材料和它们的硬度；图11是附加在壳和中心齿轮组件的截面上的传统的单次切削机加工操作的示意图；图12是根据实施例的附加在壳和中心齿轮组件的截面上的多次切削机加工操作的示意图；图13是根据实施例的在多次切削机加工操作后的壳和中心齿轮组件的一侧的立体照片；图14是图13的放大的照片；图15是根据实施例的在多次切削机加工操作后的壳和中心齿轮组件的一侧的俯视照片；图16是根据实施例的在多次切削机加工操作后的壳和中心齿轮组件的另一侧的立体照片。具体实施方式根据需要，在此公开本专利技术的详细的实施例；然而，应理解，公开的实施例仅为本专利技术的示例，其可以以多种和可替代的形式实施。附图不一定按比例绘制；可夸大或极小化一些特征以显示特定部件的细节。因此，在此所公开的具体结构和功能细节不应解释为限制，而仅为教导本领域技术人员以多种形式使用本专利技术的代表性基础。参照图1和图2，示出了在机加工之前的壳和中心齿轮组件10。组件10包括齿轮12和壳14，焊缝16将齿轮12和壳14连接在一起。齿轮12可被表面硬化或表层硬化，使得齿轮外表面18的至少一部分具有比体(bulk)20更高的硬度值(例如，洛式C(HRC，Rockwell C))。如现有技术中所知，表面硬化层被理解为具有不可忽略的深度(例如，非二维)。表面硬化的深度可取决于所用的方法和部件的应用，并且可以是几纳米、几微米或几毫米深。表面硬化方法的非限制性实施例包括火焰/感应硬化、渗碳、渗氮和碳氮共渗。壳14可由具有比齿轮12(表面或体和表面)的硬度相对低的硬度的材料形成。焊缝16也可具有可能与齿轮12、体20和/或表面18和壳14不同的硬度值。如焊接领域中所知的，在焊缝16和齿轮12(或者，可选地，焊缝16和壳14)之间可存在热影响区(HAZ)22。HAZ 22通常指的是基材(例如，金属)没有被熔化但其微观组织和/或属性已经被焊接改变的区域/范围/部位。因此，HAZ 22可具有与齿轮12(表面和/或体)、壳14和/或焊缝16不同的硬度值。表面硬化层18可以是组件10中最硬的材料或者是至少比体20、HAZ22、焊缝16和壳14硬的材料。因此，示出的组件10包括五种异质材料(dissimilar material)。然而，组件10是示例，可存在少于五种异质材料或多于五种异质材料。例如，两种材料、三种材料、四种材料、六种材料、七种材料或更多种材料。如在此使用的，“异质材料”可指具有不同成分或不同属性的材料。例如，齿轮12的表面18和体20可具有相同的化学成分，但是表面可由于材料处理操作(例如，表面硬化)而具有不同属性(例如，更高的硬度)。在另一个示例中，齿轮12和壳14可由不同类型的钢形成，因此可具有不同的成分(例如，不同合
金化元素和/或浓度)。具有不同成分的部件也可具有不同的属性(例如，硬度)，但不是必须的。参照图3，以截本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对包括多种异质材料的部件进行机加工的方法，包括：在部件中进行第一次切削，以去除部件中最硬的材料的至少一部分；沿着不包括最硬的材料的另一个切削路径在部件中进行第二次切削。

【技术特征摘要】
2015.02.23 US 62/119,559;2015.05.08 US 14/707,3001.一种对包括多种异质材料的部件进行机加工的方法，包括：在部件中进行第一次切削，以去除部件中最硬的材料的至少一部分；沿着不包括最硬的材料的另一个切削路径在部件中进行第二次切削。2.根据权利要求1所述的方法，其中，第一次切削在部件中暴露出切削表面，第二次切削延伸穿过所述切削表面。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述部件包括硬度小于最硬的材料的硬度的至少两种材料。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：帕特里克·拉塞尔·布劳斯，布莱恩·斯科特·菲利普斯，
申请(专利权)人：福特汽车公司，
类型：发明
国别省市：美国;US