修形弧齿锥齿轮的设计与加工
弧齿锥齿轮齿面的高精度修形方法
弧齿锥齿轮齿面的高精度修形方法
以《弧齿锥齿轮齿面的高精度修形方法》为标题，本文旨在探讨弧齿锥齿轮齿面的高精度修形方法。
首先，弧齿锥齿轮齿面介绍：弧齿锥齿轮是一种广泛使用的轴承件，具有传动精度高、传动效率高和可靠性高等优点，是机械装置中高精度传动系统的主要部件。
弧齿锥齿轮具有齿面曲率和后面曲线特征，使其在使用过程中有更高的精度和效率。
其次，本文介绍弧齿锥齿轮齿面的高精度修形方法，主要有两种方法：第一种是采用机械修形，采用上用于加工弧齿锥齿轮齿面的特殊刀具进行加工，可以快速准确的完成齿面的修形。
第二种是采用精密制造机械加工，采用CNC数控机床对弧齿锥齿轮齿面进行切削，可以有效的保证齿面精度，提高加工效率。
此外，应用激光焊接技术也是一种弧齿锥齿轮齿面高精度修形方法，采用激光焊接技术可以实现对齿面的精确控制，以保证机械装置的稳定性和可靠性。
最后，弧齿锥齿轮齿面的高精度修形工艺包括机械修形、精密制造加工和激光焊接技术，为保证机械装置的高精度特性和可靠性提供了可能的技术选择。
总而言之，就弧齿锥齿轮齿面的高精度修形而言，机械修形、精密制造加工和激光焊接技术是一种可行的方法，可以实现高精度传动系统的加工和修形。
本文探讨了弧齿锥齿轮齿面的高精度修形方法，为提高机械装置的可靠性和精度提供了有益的参考。
【版主总结】弧齿锥齿轮关键技术
弧齿锥齿轮关键技术一、弧齿锥齿轮加工设计与加工仿真1、弧齿锥齿轮齿坯几何设计2、弧齿锥齿轮加工参数优化设计采用最新锥齿轮研究成果，对t、被动锥齿轮进行齿形参数优化设计，以期达到降低齿根弯曲应力和齿面接触应力，进行合理的强度平衡，在正常热处理质量下达到提高齿轮副强度和表面耐久性，提高齿轮副使用寿命的目的。
优化内容包括几何计算、齿根弯曲应力计算、齿面接触应力计算、效率计算、受力计算、齿厚计算、重叠系数计算等，通过对计算结果的对比分析，择优选取最佳设计方案。
优化设计后的齿轮副与原没计齿轮副使用上互换，并尽可能使用原有毛坯，按现有生产条件进行生产。
3、弧齿锥齿轮加工仿真与齿面生成二、弧齿锥齿轮几何啮合仿真与承载啮合仿真1、弧齿锥齿轮几何啮合仿真（TCA）2、弧齿锥齿轮承载啮合仿真（LTCA）3、弧齿锥齿轮支撑系统变形及对啮合的影响三、弧齿锥齿轮强度计算（有限元分析）1、弧齿锥齿轮弯曲强度计算2、弧齿锥齿轮接触强度计算四、弧齿锥齿轮振动分析1、腹板式结构波振动的有限元建模及分析2、弧齿锥齿轮传动系统的动力学建模及分析五、弧齿锥齿轮数字化齿面的设计与制造1、弧齿锥齿轮离散数字化齿面的生成2、弧齿锥齿轮离散数字化齿面的拟合3、弧齿锥齿轮基于拟合齿面的加工参数反求六、弧齿锥齿轮实际齿面的测量与分析1、弧齿锥齿轮实际齿面的三坐标测量2、弧齿锥齿轮实际齿面的拟合3、弧齿锥齿轮实际齿面的几何啮合与承载啮合仿真4、弧齿锥齿轮基于拟合实际齿面的加工参数反求七、非标准弧齿锥齿轮的设计与制造1、非标准弧齿锥齿轮齿坯的几何设计与啮合仿真2、高强度非零变位弧齿锥齿轮的设计与制造3、高强度非对称齿形弧齿锥齿轮的设计与制造八、改进动态性能的设计与制造方法1、弧齿锥齿轮传动误差的频谱分析及对齿轮动态性能的影响2、弧齿锥齿轮传动误差与啮合印痕的综合优化设计3、弧齿锥齿轮高阶传动误差曲线的设计与加工方法九、弧齿锥齿轮主动设计及制造技术1、弧齿锥齿轮的主动设计2、基于主动设计的弧齿锥齿轮数控加工技术十、弧齿锥齿轮免调整安装技术1、弧齿锥齿轮的齿面精度设计与控制分析2、弧齿锥齿轮的啮合敏感性分析及改善敏感性的设计方法3、弧齿锥齿轮系统安装误差分析及误差分配设计方法。
弧齿锥齿轮齿面的高精度修形方法
弧齿锥齿轮齿面的高精度修形方法随着现代工业技术的发展，齿轮设计中涉及到的工程问题也越来越复杂。
相关产品制造要求必须符合国家尺寸和型式要求，并具有一定精度和特性。
而齿轮的重要性决定了它的齿面需要精密修形，以便具有良好的传动特性和耐久性。
以前，用传统的机床进行齿轮的精密修形，要克服许多困难，效率低下，费用高昂，时间久远，出厂品质不达标等问题。
这里就介绍一种新的机械设备，它能有效地解决传统机床的弊端，它就是高精度修形机，它可以满足大量生产中对齿轮成形要求的高精度和低损耗的要求。
高精度修形机的主要部件有：驱动机构、齿形成形机构、传送机构、滑模机构、工作台、及机械加工控制系统。
首先，我们从物理学的角度讨论修形原理。
齿形的形成受到材料的热形变、冷塑性变形以及化学变形等多种物理因素的影响。
其次，我们从力学角度讨论修形原理，即齿形形成受齿轮轴向力和径向力影响最大，而平行力和摩擦力的影响相对较小。
最后，根据这些原理，采用机械的高精度修形方法，以获得满足要求的高精度成形效果。
修形机的驱动机构采用电动机，它能够在零速到规定速度范围内作出自动调节，以便使齿轮修形过程中满足不同的修形要求。
齿形成形机构是采用传动轴，它能够按照齿轮齿面来动态调整辊轮，从而获得较好的高精度效果。
传送机构则采用螺杆或链条，可以将齿轮传送到滑模机构，以实现有效的修形。
滑模机构是采用电动驱动的多轴结构，它可以按照所需的齿形进行多种尺寸的齿形修形，使其精度达到更高水平。
修形机的机械加工控制系统是采用CAD/CAM软件，它可以实现数控技术，以实现修形机高精度加工的要求。
以上是高精度修形机的原理和对应的部件介绍，它的结构设计和技术参数都经过精心的考虑和考量，使其能够满足各种齿轮的精密修形要求。
它比传统机床精度高，速度快，成本低，更加符合现代高效的制造要求，已得到广泛的应用。
在未来，我们将继续深入研究高精度修形机的技术原理，以提高使用效率和使用寿命，降低出厂成本，最大限度地满足客户的需求。
弧齿锥齿轮齿面的高精度修形方法
弧齿锥齿轮齿面的高精度修形方法齿轮是机械传动系统中重要的部件之一，其工作精度和寿命对系统性能具有重要影响。
齿面修形是提高齿轮工作精度和寿命的重要保障，而弧齿锥齿轮的修形要求更为严格，因而也受到了技术工作者的广泛关注。
弧齿锥齿轮齿轮齿面修形是在数控机床上通过磨削工具进行修形的一种技术，主要用于齿轮正齿轮齿轮和沟槽齿轮齿轮面的修形。
它不仅具有精密加工的优势，而且还可以满足齿轮齿面的高精度要求。
然而，由于锥齿轮几何形状比较复杂，其修形要求比普通齿轮更为严格，这就要求技术工作者提出更有效的修形方法。
弧齿锥齿轮齿轮齿面的高精度修形方法，主要可以分为两种：一种是自动修形，即采用控制系统实现对齿面几何形状的模拟建模和跟踪控制，使齿面修形工艺更为严格；另一种是多道刀磨削法，以多道刀磨削工艺提高齿面精度，避免有效提高修形效率和精度的折磨。
自动修形的主要特点是通过控制系统实现对齿轮正齿轮和螺旋槽齿轮齿轮面的精确三维模拟建模和跟踪控制，其最大优势是可以有效提高齿轮正齿轮和螺旋槽齿轮齿轮面精度和耐久性。
通过这种方法，可以使齿轮正齿轮和螺旋槽齿轮齿轮面精度高达5μm，噪音低至2.5dB，从而实现齿轮性能的质量提升。
多道刀磨削法，是一种新型的锥齿轮修形技术，是通过采用多道刀轮磨削工艺实现高精度锥齿轮齿轮面和沟槽齿轮齿轮面的修形，其优势在于可避免在修形过程中出现的过大的磨削残留，同时可有效提高修形的精度。
此外，由于弧齿锥齿轮齿面修形的要求比较严格，因此在修形工艺中，还需要采用抛光技术来改善齿面表面质量，这也是一种常用的修形方法。
综上所述，弧齿锥齿轮齿轮齿面的高精度修形方法主要有自动修形和多道刀磨削法，可以有效地提升齿轮齿面精度，从而满足齿轮质量要求。
同时，要注意修形过程中有关工艺技术的选择，以保证齿轮的高效稳定性。
关于弧齿锥齿轮齿轮齿面的高精度修形方法，还需要不断深入研究，探索更有效的修形方法，改进现有技术，以满足齿轮齿面修形的高精度要求。
弧齿锥齿轮加工原理简明讲义
弧齿锥齿轮加工原理简明讲义
1.弧齿锥齿轮的几何参数
2.加工工艺
设计：根据实际的传动需求和工艺要求，确定弧齿锥齿轮的几何参数和加工方案。
车削：首先，将原材料铸件的外形车削成近似的锥面形状。
然后，使用设备上的特殊刀具，分多次进行精细车削，逐步接近设计要求的锥面形状。
车削过程需要注意锥面的角度和平面度的控制。
齿面磨削：在车削完成后，需要对齿面进行磨削，以提高弧齿锥齿轮的精度和平稳性。
通常使用专用的磨削机床和磨削刀具来完成此过程。
磨削过程需要准确控制磨削刀具和齿轮的位置和相对运动，以确保磨削后的齿面符合设计要求。
齿面淬火：淬火是提高弧齿锥齿轮齿面硬度和耐磨性的重要方法。
在齿面磨削完成后，通过加热和快速冷却的方式，使齿面达到所需的硬度。
淬火后需要进行回火处理，以减轻淬火过程中可能产生的内应力和脆性。
3.加工工艺控制
为了保证弧齿锥齿轮的加工质量和精度，需要进行工艺控制。
主要包括锥面加工角度的控制、齿面加工参数的控制、齿面磨削刀具和设备的选择等。
此外，加工过程中还需进行必要的检测和调整，以确保加工精度的达标。
总之，弧齿锥齿轮的加工原理是通过设计和加工工艺来实现的。
通过准确控制各个环节的参数和工艺操作，可以获得满足设计要求的弧齿锥齿
轮。
加工过程需要注意各个环节的控制和调整，以确保加工质量和精度的达标。
弧齿锥齿轮齿面的高精度修形方法
弧齿锥齿轮齿面的高精度修形方法
随着工业发展的不断推进，机械制造技术的进步受到了广泛关注。
弧齿锥齿轮齿面是机械传动系统中重要的元件，它的精度直接影响系统的性能。
因此，对于弧齿锥齿轮齿面的高精度修形技术受到了广大机械制造企业的关注。
高精度修形方法一般都采用刀具修形法，其原理是针对不同规格和参数的弧齿锥齿轮齿面，使用设计精度较高的修形刀具，精确控制进给量，在控制误差的前提下不断重复修形，从而达到所要求的高精度修形要求。
修形刀具的关键在于其刃形的设计。
针对弧齿锥齿轮齿面修形刀具，首先，夹具采用了精密轴芯和锁紧结构，以确保刀具的准确安装。
其次，刀具的磨刃采用了两段组合磨刃，第一段组合磨刃为通用磨刃，能够适用于各种规格和参数的弧齿锥齿轮齿面，第二段组合磨刃为特殊磨刃，具有较高的精度。
最后，依据磨刃的组合，刀具的主轴的进给量也要分别设计，以保证修形精度。
除了刀具的设计，还需要考虑机床的精度。
由于切削过程中的刀具安装和换刀问题，会影响到机床的精度，所以在高精度修形时，机床的精度必须确保足够高。
另外，自动化技术的发展也为弧齿锥齿轮齿面的高精度修形提供了新的途径。
由于自动化技术的普及，修形过程可以实现半自动化，从而提高修形过程的精度和效率。
总的来说，弧齿锥齿轮齿面的高精度修形方法可以分为三个主要
方面：刀具设计、机床精度和自动化技术。
针对这三个方面，我们可以在设计刀具时，以及确保机床具有足够高的精度时，通过优化自动化技术来提高高精度修形的精度和效率。
因此，弧齿锥齿轮齿面的高精度修形不仅对机械制造技术的提高具有重要意义，而且也能够有效提高机械制造行业的效率，进而推动机械制造行业的发展。
弧齿锥齿轮加工原理
弧齿锥齿轮加工原理弧齿锥齿轮是一种常用的传动元件，广泛应用于各种机械设备中。
其工作原理是通过相互啮合的齿轮之间的转动，将输入轴的运动转化为输出轴的运动，实现传动功能。
在进行弧齿锥齿轮的加工过程中，需要考虑到齿轮的几何形状、啮合性能以及加工工艺等因素。
首先要进行齿轮型面的绘制。
在进行齿轮加工之前，需要根据设计要求，绘制出齿轮的各个型面图。
绘制时要准确的绘出齿数、齿廓曲线等几何尺寸。
然后，要根据齿轮的材料、硬度等参数，来确定其切削工艺。
切削工艺是实现齿轮加工的重要环节，一旦切削工艺选择不当，将会对齿轮的质量产生严重影响。
接下来，需要进行模数和参数的计算。
模数是表征齿轮几何尺寸的重要参数，它决定了齿轮的齿数、齿廓曲线等几何形状。
在计算模数时，需要根据齿数和齿轮直径来确定。
然后，需要根据齿轮的型面图，计算出齿廓曲线的参数，如法向系数、侧向系数等。
这些参数的计算需要依据齿轮的设计要求和制造要求进行，以保证齿轮的啮合性能和运动传动的稳定性。
在确定好齿轮的几何参数后，就需要选择合适的加工机床和夹具。
加工机床和夹具的选择是齿轮加工的关键环节，它们直接影响到齿轮加工的精度和效率。
一般来说，需要选择具有高精度和稳定性的加工机床，以及能够满足齿轮加工要求的夹具。
然后，要确定合适的加工刀具和工艺参数。
加工刀具的选择要根据齿轮的材料和硬度来确定，一般来说，常用的加工刀具有铣刀、车刀等。
工艺参数的确定要考虑到齿轮的加工效率和加工质量，包括切削速度、进给速度、切削深度等。
在加工工序确定之后，还需要进行添切削量的计算。
添切削量的目的是为了提高齿轮的加工质量和效率，它是在每次切削时加在切削刃上的一小量切屑，用于分离切削刃和被切削材料，并减小切削力和切削温度。
添切削量的计算可以根据经验公式和实际加工试验进行。
最后，进行实际的加工实施和检验。
在进行齿轮的加工时，需要根据工艺文件和加工要求，按照设定的加工工艺参数和工序进行实施。
加工完成后，还需要进行齿轮的检验和测量，以保证其质量和几何尺寸的准确性。
大型弧齿锥齿轮制造工艺设计
大型弧齿锥齿轮制造工艺设计
首先，我们需要确定大型弧齿锥齿轮的工艺参数。
这些参数包括模数、齿数、压力角、齿轮材料等。
这些参数将直接影响齿轮的性能和使用寿命。
其次，我们需要进行齿轮的设计计算。
这包括计算齿轮的齿根强度、
齿面强度、齿面接触强度等。
这些计算需要遵循相关的标准和规范，并考
虑齿轮的使用条件和要求。
然后，我们需要进行大型弧齿锥齿轮的加工工艺设计。
根据齿轮的尺
寸和要求，选择合适的加工方法和设备。
常用的加工方法包括铣齿、磨齿、滚齿等。
需要注意的是，由于大型弧齿锥齿轮的尺寸较大，加工难度较大，可能需要特殊的加工设备和工艺。
加工工艺设计完成后，我们需要进行齿轮的热处理。
由于大型弧齿锥
齿轮的工作条件较为恶劣，需要具有较高的硬度和耐磨性。
常用的热处理
方法包括正火、淬火、渗碳等。
我们需要根据齿轮的材料和设计要求选择
合适的热处理方法。
最后，我们需要进行大型弧齿锥齿轮的精加工和检测。
精加工是为了
改善齿轮的精度和表面质量，常用的方法包括研磨、超精磨等。
同时，我
们还需要进行齿轮的尺寸和形位公差的检测，确保齿轮的质量符合设计要求。
总之，大型弧齿锥齿轮的制造工艺设计涉及到很多方面，包括工艺参
数确定、设计计算、加工工艺设计、热处理、精加工和检测等。
各个环节
都需要仔细考虑和设计，以确保齿轮的质量和性能满足使用要求。
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润滑等方面的研究比较多[1-10]
,在设计和制造中对其质量和性能控制比较困难 该方法突破了传统的齿轮设计在选
1
控制齿轮噪声的有效途径是增加重合度和齿轮修形 在螺旋锥齿轮齿形设计 梁桂明教授提出了非零变位的思想[12]
河南科技大学硕士学位论文
取变位系数时只能进行高度变位的限制 可按照一定的啮合性能优选变位系数 这就使弧齿锥齿轮的变位系数的选取更加灵活 计出噪声低 工 承载能力高的齿轮 不增加制造成本 有利于齿轮设计的优化 能够设
进而通过试验利用修形刀具对弧齿
最终达到同时提高齿轮强度和降低齿轮噪声的目的
4. 完成了修形弧齿锥齿轮的加工和噪声试验 齿锥齿轮的噪声有一定积极作用
关 键 词 弧齿锥齿轮 修形 非零变位 局部综合法 论文类型
应用基础研究
I
摘要
Subject: The Design and Manufacture for Modification Spiral Bevel Gear Specialty: machinery design and theory Name: Zhang Guangjie Supervisor: Yang Hongbin
得不考虑采用其它方法进行研究
强度的非零变位思想和齿面修形降噪方法相结合设计出来的 本文的研究主要是先利用非零变位原理设计出高强度的弧齿锥齿轮轮坯 后借助于局部综合法对弧齿锥齿轮啮合质量进行计算机仿真 修形刀具的初始参数并设计加工出修形刀具 锥齿轮齿面进行修形 本文主要成果与创新点如下 1. 提出了通过修形刀具来对弧齿锥齿轮齿面进行修形的降噪思想 2. 成功地结合非零变位原理和刀具修形 3. 基于局部综合法 制 并可进行 TCA 分析 仿真和试验结果表明 对非零变位弧齿锥齿轮齿面进行修 形以提高弧齿锥齿轮强度和降低弧齿锥齿轮噪声 利用 Matlab 软件完成了弧齿锥齿轮常用加工程序的编 对弧齿锥齿轮的啮合质量能有效地进行计算机仿真 这种新的加工思路对提高弧齿锥齿轮的强度和降低弧 且是可行的 利用仿真得到齿面
并根据各自的理解和实践提出了多种修形理论和方法 关于修形量的确定 要点有 (1)齿顶的最大修形 短修形适合于 长修形起点为单齿副啮合起点 短修形只
杨廷力等给出了一种较为详细的计算方法[20] 量的确定 (2) 修形区分为长短两种 有长修形的1/2
长修形适用于大螺旋角和大重合度的宽斜齿轮
直齿轮或螺旋角较小的斜齿轮 (3)负荷曲线与修形曲线的函数关系的确定 杨廷力等确定修形量方法的原则是 过渡 (2)适应负荷变动的能力较强 (1)整个啮合过程中的负荷变化呈平稳 都将由于齿的受 (3)有较好的工艺性 据此, 提出新的平衡条
并且该方法可用普通刀具在传统的铣齿机上加
邓效忠教授等对高齿弧齿锥齿轮的设计和性能进行了理论 方宗德教授和邓效忠教授提出的基于传动误差的高 充分利用传动误差所反映的齿轮啮合信息 边缘接触 综合 载荷齿间分布和齿面印痕 充分地利用齿轮齿面
和试验研究[13-18]
该方法以增加齿高来提高齿轮副的重合度 从而提高齿轮副啮
噪声低 航海
承载能力高
现在已广泛应用于各种高 并且其性 因此 弧齿锥齿轮的 目
如航空
汽车和各种精密机床行业
质量和使用寿命直接影响着主机产品的技术经济指标 弧齿锥齿轮的精度
设计与加工在机械行业中占有相当重要的地位 强度和噪声一直是困扰我国齿轮行业的主要问题 前 而 我国对于弧齿锥齿轮噪声的研究主要侧重于从增加重合度的角度出发 然 尽管前人做了很多研究工作 但是噪声大的问题依然存在 这就使得我们不 本文的修形弧齿锥齿轮主要是把能够提高齿轮 然
合传动的平稳性和承载能力 重合度弧齿锥齿轮设计方法[19] 考虑设计重合度 扩大接触区域 对于误差的敏感性等
实际重合度 振动激励 减少齿轮的内在激励 核心技术
以提高传动的实际重合度为目标
以其减少振动和噪声 因而往往渲染上神秘的色彩 自1940 年 W
齿轮修形技术是高精度齿轮传动设计和制造的关键技术 , 过去国内外齿轮公 司都把它作为自己的 实验分析 alker 提出轮齿修缘以来 在齿廓修形方面 许多学者和工程技术人员对此问题进行了理论研究和
随着科技的进步和时代的发展 用户对齿轮传动的噪声 容差性有了更高的要求 汽车行业产品出口的主要问题 因此
工质量具有重要的理论价值和实际意义 虽然作为一种局部点接触的不完全共轭的齿轮副 差 装配误差 磨齿 工 此外 和 但是由于螺旋锥齿轮啮合原理复杂 研齿 去解决 去实现 弧齿锥齿轮的高强度和低噪声常常是作为一对矛盾体对立存在的 在材质相同的情况下 势必影响齿轮传动的稳定性 并使噪声增大 我 反 而齿轮正传 加工困难 弹性变形和热变形等的敏感性小于线接触的完全共轭的齿轮副 所以低噪声和平稳传动不能只靠 优材质 + 精加 高可靠性及高耐久性也不能只靠
KEY WORDS: spiral bevel gear,modification, non- zero modification,local
synthesis method
Dissertation Type: application base research
III
第 1 章 绪论
第1章 绪 论
1.1 引言
螺旋锥齿轮是机械传动的基础元件 具有高接触比 航空航天 件 其性能 航海 交通运输 用于传递相交轴或交错轴运动 由于其
传动平稳可靠 承载能力高且噪声低等优点 机床等行业中
从而被广泛应用于
尤其是作为直升飞机的主传动部 平稳性及齿轮副的
质量和使用寿命直接影响着主机产品的技术经济指标 尤其是弧齿锥齿轮的精度 强度和噪声已成为困扰我国 研究如何提高国产弧齿锥齿轮的设计与加 弧齿锥齿轮副对加工误
ABSTRACT
With the advantages of steady transmission, low noise and high carrying capacity, spiral bevel gear is widely used in various mechanical transmission of intersecting shafts with high speed and heavy load, such as in the field of aviation, navigation, automobile, and all kinds of precision machine tools. And main machine’s technical and economical index is directly influenced by the capability, quality and life of spiral bevel gear. So the design and manufacture of spiral bevel gear play a very important role in mechanical field. The precision, strength and noise of spiral bevel gear are always the biggest problem that bothers our country’s gear industry. Nowadays, domestic researches are focused on increasing contact ratio to reduce the noise of spiral bevel gear. Though much work has been done by predecessors, the problem that the gear noise is not reduced effectively still exists. A new method to deal with gear noise is becoming more necessary. The modified spiral bevel gear technique combining the methods of non-zero modification with gear surface modification is developed in this thesis. Based on the non-zero modification theory, a pair of spiral bevel gears with high load capacity is designed in this thesis. Then simulation of emulates the meshing of the designed gears on computer are carried out according to the method of local synthesis. A set of new tool’s initial parameters can be obtained from the simulation data. And tooth face can be modified with the new tool. The goal to improve strength and reduce noise is reached finally. The main achievements and innovations are as follows: 1. The idea that modifies tooth face with modified tools is proposed. 2. Combined non-zero modification with modified tools, tooth face is modified to enhance its strength and reduce its noise. 3. Based on local synthesis, a commonly used calculation program for machining spiral bevel gears is prepared by means of Matlab. It can be used to process TCA and