齿轮加工制造过程

齿轮加工制造过程齿轮是机械传动装置中的重要构成部分 ,主要传达力矩 ,承受曲折和冲击等载 荷。为了保证传动系统的寿命和运行稳固性，齿轮需拥有以下几个要求： 1.拥有较 硬的表面层，能够抵挡运行过程中的磨损； 2.关于承受交变载荷和冲击载荷的齿 轮，基体需有足够的抗曲折强度和韧性，免得发生变形或断裂； 3.需要有优秀的工 艺性，既要易于切削加工又拥有优秀的热办理性能。齿轮制造技术是获取优良质齿轮的重点。 齿轮加工的工艺，因齿轮构造形状、 精度等级、生产条件可采纳不一样的方案，归纳起来有齿坯加工、齿形加工、热处 理和热办理后精加工四个阶段。 齿坯加工一定保证加工基准面精度。 热办理直接 决定轮齿的内在质量， 齿形加工和热办理后的精加工是制造的重点， 也反应着齿 轮制造的水平。一、齿轮加工方法目前齿轮的加工工艺过程包含以下过程： 齿轮毛坯加工、 齿面加工、 热办理 工艺及齿面的精加工。 齿轮的毛坯件主假如锻件、 棒料或铸件， 此中锻件使用最 多。对毛坯件第一进行正火办理，改良其切削加工型，便于切削；而后进行粗加 工，依据齿轮设计要求，先将毛坯加工成大概形状，保存许剩余量；再进行半精 加工，车、滚、插齿，使齿轮基本成型；以后对齿轮进行热办理，改良齿轮的力 学性能，依据使用要乞降所用资料的不一样，有调质、渗碳淬火、齿面高频感觉 加热淬火等；最后对齿轮进行精加工，精修基准、精加工齿形。（一）、齿轮毛坯加工齿轮的毛坯加工在整个齿轮加工过程中据有很重要的地位。 齿面加工和检测所 用的基准一定在齿轮毛坯加工阶段加工出来，同时齿坯加工所占工时比率较 大，对生产效率和齿轮加工质量都拥有很大影响， 余量过多将致使后续半精加工 和精加工所需加工的量增加，耗时增添，降低生产效率；若余量过少，则后续加 工需特别慎重， 不然将高出齿轮设计精度尺寸使得产品不合格。 所以需要对齿轮毛坯加工阶段予以特别重视。(二) 、齿面加工针对齿面加工的方法好多，主要有滚齿、插齿、剃齿、磨齿、铣齿、刨齿、 梳齿、挤齿、研齿和珩齿等，此中使用最多的是前四种方法：滚齿、插齿、剃齿 和磨齿。1、滚齿滚切齿轮属于展成法，可将看作无啮合空隙的齿轮与齿条传动。当滚齿旋转一周时，相当于齿条在法向挪动一个刀齿，滚刀的连续传动，如同一根无穷长的齿条在连续挪动。当滚刀与滚齿坯间严格依据齿轮于齿条的传动比强迫啮合传动 时，滚刀刀齿在一系列地点上的包络线就形成了工件的渐开线齿形。跟着滚刀的垂直进给，即可滚切出所需的齿廓。滚齿是目前应用最广的切齿方法，可加工渐开线齿轮、圆弧齿轮、摆线齿轮、链轮、棘轮、蜗轮和包络蜗杆，精度一般可达 到DIN47级。目前滚齿的先进技术有：(a)多头滚刀滚齿；(b)硬齿面滚齿技术； (c)大型齿轮滚齿技术；(d)高速滚齿技术。图1滚齿2、插齿插齿特别合适于加工内齿轮和多联齿轮。采纳特别刀具和附件后，还可加工无声链轮、棘轮、内外花键、齿形皮带轮、扇形齿轮、非完好齿齿轮、特别齿形 联合子、齿条、端面齿轮和锥度齿轮等。目前先进插齿技术有：(a)多刀头插齿技术；(b)微机数控插齿机；(c)硬齿面齿轮插削技术。图2插齿3、剃齿剃齿加工是依据一对螺旋角不等的螺旋齿轮啮合的原理，剃齿刀与被切齿轮 的轴线空间交织一个角度，它们的啮合为无侧隙双面啮合的自由展成运动。剃齿是一种高效齿轮精加工方法，和磨齿对比，剃齿拥有效率高、成本低、齿面无烧 伤和裂纹等长处。所以在成批生产的汽车、拖沓机和机床等齿轮加工中， 获取广 泛应用。对角剃齿法和径向剃齿法还可用于带台肩齿轮的精加工。图3剃齿4、磨齿磨齿是获取高精度齿轮最有效和靠谱的方法。发达国家都用硬齿面齿轮，磨 齿成为高精度齿轮的主要加工方法。目前碟形砂轮和大平面砂轮磨齿精度可达 DIN2级，但效率很低。蜗杆砂轮磨齿精度达 DIN34级，效率高，合用于中、小 模数齿轮磨齿，但砂轮修正较为复杂。磨齿的主要问题是效率低、成本高，特别是大尺寸的齿轮。所以提升磨齿效率，降低花费是目前的主要研究方向。 最近几年来磨齿方面的新技术有：（a）双面磨削法；（b）立方氮化硼砂轮高效磨齿；（c）连续成型磨齿技术和超高速磨削技术。图4成形砂轮磨齿5、铣齿铣齿属成形法加工齿轮，刀具的截形与被加工齿轮的齿槽形状同样，刀具沿 齿轮的齿槽方向进给，一个齿槽铳完，被加工齿轮分度后，再铣第二个齿槽，齿 轮的齿节距由分度控制。因为齿轮的齿槽形状与齿轮的齿数、修正量、甚至齿厚 公差相关，成形法铣齿难于实现刀具齿形与被加工齿轮齿槽都同样，实质上铳齿多数是近似齿形。大模数的齿轮，铣齿生产效率较高，铣齿宽泛用于粗切齿。图5盘状铣刀铣齿和指状铣刀铣齿6、刨齿刨齿一般是用刨齿刀加工直齿圆柱齿轮、锥齿轮或齿条等的齿面。刨刀有两 个运动：一是刨刀的直线切削来去运动； 二是刨刀随摇台的平面展转运动， 刀具 与被加工锥齿轮的运动关系，相当于一个平顶或平面齿轮的齿与被加工锥齿轮的 啮合。刀具展成切齿循环一次，加工出一个齿，被加工锥齿轮分度后，加工第二 个齿。下师那齿卷T图6刨齿7、梳齿梳齿是用齿条刀插削圆柱齿轮。特色是加工精度高，可达DIN5级。因为刀具构造简单、制造刃磨方便，精度高、刃磨次数多，便于采纳硬质合金刀片和立方氮化硼刀片加工淬硬齿轮。F卿行程II图7梳齿综合齿轮齿形的加工方法，汇总成表1。齿轮齿形的常用切削方法加工方法成形铳刀具盘形铣刀机床铣床滚齿机加工精度及适应范加工精度和牛产效率都较低同上，是大型无槽认字齿轮的只需加工方法指形铳刀或铣床 一斗亠11拉齿齿轮拉刀拉床滚齿插齿和刨齿齿轮滚刀插齿刀刨齿刀滚齿机插齿机刨齿机加工精度和生产率较高，拉刀专用，合用于大批生产，特别是内齿轮加工加工精度610级，Ra6.3Ra3.2常用于加工直齿轮、斜齿轮及蜗轮加工精度79级，Ra6.3Ra3.2合用于加工内外啮合的圆柱齿轮，双联齿轮、三联齿轮，齿条和锥齿轮等展成法剃齿剃齿刀剃齿机加工精度67级，常用于滚齿、插齿后，淬火 前的精加工珩齿珩磨轮珩齿机剃齿机加工精度67级，常用于剃齿后或咼频淬火后的齿形精加工磨齿砂轮磨齿机加工精度36级，Ra1.6Ra0.8，常用于齿轮淬 火后的精加工(三) 、热办理工艺齿轮的热办理是齿轮加工制造过程中一定也是重要的步骤， 热办理工艺的好 坏将直接影响到齿轮的强度、精度、噪声和寿命。表 2为齿轮的常用热办理及化 学热办理工艺。表2齿轮的常用热办理及化学热办理工艺名 称办理概略使用目的退 火将钢加热到必定温度，保 温一准时间，而后迟缓冷 却(1) 除去前道工序所产生的内应力；(2) 提升塑性和韧性；(3 )细化晶粒，平均组织，提升钢的力学性能；(4)为此后热办理作准备淬火将钢加热来临界温度以 上，保温一准时间，在冷 却剂(1) 提升硬度和强度(2) 提升耐磨性表 面 淬 火用火焰或咼频电流将刚健 表面快速加热来临界温度 以上，快速冷却部件表面拥有较咼的硬度，而心部保持原有的韧性和塑 性，使齿车匕既能拥有必定耐磨性又冃匕承受必定的冲击载何渗碳9淬火在渗碳剂中加热至00950 C,保持准时(2)间，而后淬火及回火(1 )提升部件表面的硬度和耐磨性； 提升资料的疲惫极限强度；(3)轮齿体心有必定韧性调 质 正 火淬火后，在450650 C作高温回火完好除去内应力，获取较高的综合机械性能将钢加热来临界温度以 上，保温一准时间，从炉 中拿出并空冷(1 )细化晶粒，提升强度和韧性；(2 )对机械性能要求不高的部件，常用正火作为最后处 理；(3) 改良低碳钢的切削性能；(4) 含碳钢小于0.5%的钢件，常用正火取代退火氮向程钢件表面渗透氮原子的提升轮1齿表面的硬度、哎模型、疲惫强度和耐蚀性化过氰向 氮原钢件表面同时渗透碳和化 子的过程提升齿轮表面的硬度、耐磨性、疲惫强度和耐蚀性（四）、精加工目前工业应用的齿轮精加工方式主假如剃齿、磨齿、挤齿、研齿和珩齿。剃齿是在剃齿机上用剃齿刀剃齿，是齿轮精加工的一种方法，剃齿刀相当于 齿面上开了好多刃的斜齿轮。 它带动被加工齿轮相对转动，好像交织轴齿轮啮合，靠齿面上的相对滑动，剃齿刀切去齿面上很薄的一层金属，达成齿轮的精加 工,剃齿机溜板的调整保证齿轮的齿向加工正确。剃齿精度受剃前齿加工的精度限 制。剃齿生产效率较高，合用于滚齿、插齿后的软齿面精加工。磨齿则是用砂轮对齿面进行磨削， 磨齿能够磨削齿面淬硬的齿轮， 除去热处理变形，提升齿轮精度。磨齿依据使用的砂轮不一样，又分为：（1）锥形砂轮磨 齿；（2）蝶形砂轮磨齿；（3）大平面砂轮磨齿；（4）蜗杆砂轮磨齿；（5）渐 开线包络环面蜗杆砂轮磨齿；（6）成型砂轮磨齿。挤齿和珩齿都是齿轮精加工的方法。挤齿是利用挤压轮对被加工齿轮的齿面进 行挤压，提升齿轮的表面质量，主要合用于滚齿、插齿后的软齿面齿轮精加工。而 珩齿则与剃齿的方法基真同样，马上剃齿刀换成形状同样的珩磨轮，靠与齿面的 相对滑动对齿面进行抛光，被加工齿轮的齿面软硬均可。i图8挤齿和玷齿