圆柱齿轮加工工艺进程常因齿轮的结构形状、精度等级、出产批量及出产条件不同而选用不同的工艺计划。下面列出两个精度要求不同的齿轮典型工艺进程供剖析比较。
一、普通精度齿轮加工工艺剖析
(一)工艺进程剖析
图9-17所示为一双联齿轮,资料为40cr,精度为7-6-6级,其加工工艺进程见表9-6。
从表中可见,齿轮加工工艺进程大致要通过如下几个阶段:毛坯热处理、齿坯加工、齿形加工、齿端加工、齿面热处理、精基准批改及齿形精加工等。
粗车外圆及端面,留余量1.5~2mm,钻镗花键底孔至尺度φ30h12
拉花键孔
钳工去毛刺
上芯轴,精车外圆,端面及槽至要求
查验
滚齿(z=42),留剃余量0.07~0.10 mm
插齿(z=28),留剃余量0.0,4~0.06 mm
倒角(ⅰ、ⅱ齿12°牙角)
钳工去毛刺
剃齿(z=42),公法线长度至尺度上限
剃齿(z=28),选用螺旋视点为5°的剃齿刀,剃齿后公法线长度至尺度上限
齿部高频淬火:g52
推孔
珩齿
总检入库
外圆及端面
φ30h12孔及a面
花键孔及a面
花键孔及b面
花键孔及a面
花键孔及端面
花键孔及a面
花键孔及a面
花键孔及a面
花键孔及a面
加工的地一阶段是齿坯初进入机械加工的阶段。因为齿轮的传动精度主要决定于齿形精度和齿距散布均匀性,而这与切齿时选用的定位基准(孔和端面)的精度有着直接的联系,所以,这个阶段主要是为下一阶段加工齿形准备精基准,使齿的内孔和端面的精度---到达规则的技术要求。在这个阶段中除了加工出基准外,关于齿形以外的次要表面的加工,也应尽量在这一阶段的后期加以完成。
第二阶段是齿形的加工。关于不需要淬火的齿轮,一般来说这个阶段也就是齿轮的终加工阶段,通过这个阶段就应当加工出完全契合图样要求的齿轮来。关于需要淬硬的齿轮,有---在这个阶段中加工出能满意齿形的终精加工所要求的齿形精度,所以这个阶段的加工是---齿轮加工精度的要害阶段。---以---注意。
加工的第三阶段是热处理阶段。在这个阶段中主要对齿面的淬火处理,使齿面到达规则的硬度要求。
加工的终阶段是齿形的精加工阶段。这个阶段的意图,在于批改齿轮通过淬火后所引起的齿形变形,进一步进步齿形精度和降低表面粗糙度,使之到达终的精度要求。在这个阶段中首先应对定位基准面(孔和端面)进行修整,因淬火以后齿轮的内孔和端面均会发生变形,如果在淬火后直接选用这样的孔和端面作为基准进行齿形精加工,是很难到达齿轮精度的要求的。以修整过的基准面定位进行齿形精加工,可以使定位经确---,余量散布也比较均匀,以便到达精加工的意图。
(二)定位基准的断定
定位基准的精度对齿形加工精度有直接的影响。轴类齿轮的齿形加工一般挑选鼎尖孔定位,某些大模数的轴类齿轮多挑选齿轮轴颈和一端面定位。盘套类齿轮的齿形加工常选用两种定位基准。
1)内孔和端面定位 挑选既是规划基准又是丈量和安装基准的内孔作为定位基准,既契合“基准重合”原则,又能使齿形加工等工序基准一致,只要严格操控内孔精度,在---芯轴上定位时不需要找正。故出产率高,广泛用于成批出产中。
2)外圆和端面定位 齿坯内孔在通用芯轴上安装,用找正外圆来决定孔中心方位,故要求齿坯外圆对内孔的径向跳动要小。因找正功率低,一般用于单件小批出产。
(三)齿端加工
如图9-18所示,齿轮的齿端加工有倒圆、倒尖、倒棱,和去毛刺等。倒圆、倒尖后的齿轮,沿轴向滑动时容易进入啮合。倒棱可去除齿端的锐边,这些锐边经渗碳淬火后很脆,在齿轮传动中易崩裂。
用铣刀进行齿端倒圆,如图9-19所示。倒圆时,铣刀在高速旋转的一起沿圆弧作往复摇摆(每加工一齿往复摇摆一次)。加工完一个齿后工件沿径向退出,分度后再送进加工下一个齿端。
齿端加工有---安排在齿轮淬火之前,通常多在滚(插)齿之后。
(四)精基准批改
齿轮淬火后基准孔发生变形,为---齿形精加工,涂层硬质合金刀具,对基准孔有---给予批改。
对外径定心的花键孔齿轮,通常用花键推刀批改。推孔时要避免歪斜,有的工厂选用加长推刀前引导来避免歪斜,已获得较好作用。
对圆柱孔齿轮的批改,可选用推孔或磨孔,推孔出产率高,常用于未淬硬齿轮;磨孔精度高,但出产率低,关于整体淬火后内孔变形大硬度高的齿轮,或内孔较大、厚度较薄的齿轮,则以磨孔为宜。
磨孔时一般以齿轮分度圆定心,如图9-20所示,这样可使磨孔后的齿圈径向跳动较小,对以后磨齿或珩齿有利。为进步出产率,有的工厂以金刚镗替代磨孔也获得了较好的作用。
二、齿轮加工工艺特色(二)齿轮加工工艺特色
(1)定位基准的精度要求较高
由图9-21可见,作为定位基准的内孔其尺度精度标示为φ85h5,基准端面的粗糙度较细,为ra1.6μm,它对基准孔的跳动为0.014mm,这几项均比一般精度的齿轮要求为高,因此,在齿坯加工中,除了要注意操控端面与内孔的笔直度外,需要留必定的余量进行精加工。精加工孔和端面选用磨削,先以齿轮分度圆和端面作为定位基准磨孔,再以孔为定位基准磨端面,操控端面跳动要求,以---齿形精加工用的精基准的经确度。 (2)齿形精度要求高 图上标示6-5-5级。为满意齿形精度要求,其加工计划应挑选磨齿计划,即滚(插)齿-齿端加工-高频淬火-批改基准-磨齿。磨齿精度可达4级,但出产率低。本例齿面热处理选用高频淬火,变形较小,故留磨余量可缩小到0.1 mm左右,以进步磨齿功率。
机械加工进程中,孔的加工一向都是整个加工工程中的要点和难点,通常会用到钻头、钻夹头、铰刀,珩磨棒等加工刀具,起浮夹具一般业界说的比较少,但常常听工人师傅说起浮夹头,那么什么是起浮夹具呢?
起浮夹具(floating holder)是指东西可以沿平行于东西轴线的轴向起浮或沿笔直空间内角度摇摆或一起具有这2种起浮。
为什么要运用起浮夹具?
在机械零部件制造进程中经常有很多的、高外表的孔加工需求,而孔加工一向都是机械加工中的难点和要点,钻孔,铰孔后运用高精密珩磨加工无疑是一种重要和常见的加工办法。
在单冲程珩磨工艺中,对精度保持高水准加工的一起,还要在单次往复中完成包括外表粗糙度,圆柱度等一系列精度的加工,其本身对主轴和工件的直线度要求也较为高。如果是采用珩磨---机,由于---机特殊的起浮主轴和追随马达的装配,所以一般情况下运用---的万向节即可实现率单冲程珩磨。
加工中心的功能提升
虽然国产机床的制造商们在不断努力进步产品和精度以满意各种精度的需求,但机床的主轴和待珩磨的孔之间的直线性仍是很难到达,由于这涉及到厂商几十年的研发水准,以及机床中任何一个零件的上下游供应链水准问题。我们不行能要求一台国产十几万的机床或加工中心,到达它们三倍售价的进口机床相同水准;所以要使内孔到达---的圆心度、圆柱度仍然是个非常扎手的问题。
另外,导致主轴与工件直线性差的另一个重要的也是难处理的原因是机床轴承的---导致主轴的同心度误差,这几乎是个不行消除的要素。要获得孔和机床主轴的的同心度,就要使珩磨棒很的伸进孔中而且---不受任何径向力,起浮夹具正是为此类情况规划的,一起起浮夹具还补偿工件装置、珩磨棒等在水平轴向或在笔直空间内的差错。所以无论是国产机床仍是进口高精密数控机床,起浮夹具对孔的直线度和圆柱度的进步都是决定性的。
起浮夹具的特点
? 径向振幅按捺在5μm以下;
? 出资少却能进行比曾经更的加工;
? 东西替换时刻减少,进步出产效率;
? 消除因切削抵抗发生的误差;
? 按捺品质不稳定,减少---品和修正工件;
? 纠正前工序的孔加工误差。起浮夹具的使用
起浮夹具使用加工机械:钻床、立式加工中心、珩磨机等。
使用东西:金刚石珩磨棒、铰刀、丝锥、滚光刀等。
使用领域包括:轿车发动机、船只发动机以及液压、衣疗、动力、航空等各个领域的机械零部件制造中。
齿轮是能彼此符合的有齿的机械零件,齿轮传动可完成减速、增速、变向等功能。它在机械传动及整个机械领域中运用极其广泛。本文对齿轮类零件的加工工艺做归纳总结。
1
齿轮的功用、结构
齿轮虽然由于它们在机器中的功用不同而规划成不同的形状和尺度,但总可划分为齿圈和轮体两个部分。常见的圆柱齿轮有以下几类(下图):盘类齿轮、套类齿轮、内齿轮、轴类齿轮、扇形齿轮、齿条。其中盘类齿轮运用广。
圆柱齿轮的结构方法
一个圆柱齿轮能够有一个或多个齿圈。普通的单齿圈齿轮工艺性好;而双联或三联齿轮的小齿圈往往会遭到台肩的影响,约束了某些加工办法的运用,一般只能选用插齿。假如齿轮精度要求高,硬质合金刀具规格,需求剃齿或磨齿时,一般将多齿圈齿轮做成单齿圈齿轮的组合结构。
2圆柱齿轮的精度要求
齿轮本身的制作精度,对整个机器的工作性能、承载能力及运用寿命都有很大影响。根据齿轮的运用条件,对齿轮传动提出以下几方面的要求:
1.
运动精度
要求齿轮能准确地传递运动,传动比安稳,即要求齿轮在一转中,转角差错不---一定范围。
2,
工作平稳性
要求齿轮传递运动平稳,冲击、振荡和噪声要小。这就要求约束齿轮转动时瞬时速比的改变要小,无锡硬质合金刀具,也就是要约束短周期内的转角差错。
3.
触摸精度
齿轮在传递动力时,为了不致因载荷分布不均匀使触摸应力过大,引起齿面过早磨损,这就要求齿轮工作时齿面触摸要均匀,并---有一定的触摸面积和符合要求的触摸位置。
4.
齿侧空隙
要求齿轮传动时,非工作齿面间留有一定空隙,以储存润滑油,补偿因温度、弹性变形所引起的尺度改变和加工、安装时的一些差错。
3齿轮的资料
齿轮应按照运用的工作条件选用适宜的资料。齿轮资料的挑选对齿轮的加工性能和运用寿命都有直接的影响。
一般齿轮选用中碳钢(如45钢)和低、中碳合金钢,如20cr、40cr、20crmnti等。2要求较高的重要齿轮可选用38crmoala氮化钢,非传力齿轮也能够用铸铁、夹布胶木或尼龙等资料。
4齿轮的热处理
齿轮加工中根据不同的意图,组织两种热处理工序:
1.
毛坯热处理
在齿坯加工前后组织预先热处理正火或调质,其首要意图是消除铸造及粗加工引起的剩余应力、---资料的可切削性和进步归纳力学性能。
2.
齿面热处理
齿形加工后,硬质合金刀具价格,为进步齿面的硬度和耐磨性,常进行渗碳淬火、高频感应加热淬火、碳氮共渗和渗氮等热处理工序。
5齿轮毛坯
齿轮的毛坯方法首要有棒料、锻件和铸件。棒料用于小尺度、结构简单且对强度要求低的齿轮。当齿轮要求强度高、耐磨和耐冲击时,多用锻件,直径大于400~600mm的齿轮,常用铸造毛坯。
为了削减机械加工量,对---、低精度齿轮,能够直接铸出轮齿;关于小尺度、形状复杂的齿轮,可用精细铸造、压力铸造、精细铸造、粉末冶金、热轧和冷挤等新工艺制作出具有轮齿的齿坯,以进步劳动出产率、节省原资料。
6齿坯的机械加工计划的挑选
关于轴齿轮和套筒齿轮的齿坯,其加工进程和一般轴、套基本相似,现首要讨论盘类齿轮齿坯的加工进程。齿坯的加工工艺计划首要取决于齿轮的轮体结构和出产类型。
1 大批很多出产的齿坯加工
大批很多加工中等尺度齿坯时,多选用“钻一拉一多刀车”的工艺计划。
(1)以毛坯外圆及端面定位进行钻孔或扩孔。
(2)拉孔。
(3)以孔定位在多刀半自动车床上粗精车外圆、端面、切槽及倒角等。
这种工艺计划由于选用机床能够组成流水线或自动线,所以出产。
2.
成批出产的齿坯加工
成批出产齿坯时,常选用“车一拉一车”的工艺计划
(1)以齿坯外圆或轮毅定位,精车外圆、端面和内孔。
(2)以端面支承拉孔(或花键孔)。
(3)以孔定位精车外圆及端面等。
这种计划可由卧式车床或转塔车床及拉床实现。它的特点是加工安稳,出产效率较高。
当齿坯孔有台阶或端面有槽时,能够充分利用转塔车床上的多刀来进行多工位加工,在转塔车床上一次完成齿坯的加工。
7轮齿加工办法
齿轮齿圈的齿形加工是整个齿轮加工的中心。齿轮加工有许多工序,这些都是为齿形加工服务的,其意图在于终究获得符合精度要求的齿轮。
按照加工原理,齿形可分为成形法和展成法。成形法是用与被切齿轮齿槽形状相符的成形刀具切出齿面的办法,如铣齿、拉齿和成型磨齿等。
展成法是齿轮刀具与工件按齿轮副的啮合关系作展成运动切出齿面的办法,如滚齿、插齿、剃齿、磨齿和珩齿等。
齿形加工计划的挑选,首要取决于齿轮的精度等级、结构形状、出产类型及出产条件,关于不同的精度等级的齿轮,常用的齿形加工计划如下:
(1)8级精度以下齿轮
调质齿轮用滚齿或插齿就能满足要求。关于淬硬齿轮可选用:滚(插)齿—齿端加工—淬火—校对孔的加工计划。但淬火前齿形加工精度应进步一级。
(2)6-7级精度齿轮
关于淬硬齿轮可选用:粗滚齿—精滚齿—齿端加工—精剃齿—外表淬火—校对基准—珩齿。
(3)5级精度以上齿轮
一般选用:粗滚齿—精滚齿—齿端加工—淬火—校对基准—粗磨齿—精磨齿。磨齿是现在齿形加工中精度蕞高,外表粗糙度值蕞小的加工办法,蕞可达3-4级。
1.
铣齿
齿轮精度等级:9级以下
齿面粗糙度ra:6.3~3.2μm
适用范围:单件修配出产中,加工低精度的外圆柱齿轮、齿条、锥齿轮、蜗轮
2.
拉齿
齿轮精度等级:7级
齿面粗糙度ra:1.6~0.4μm
适用范围:大批量出产7级内齿轮,外齿轮拉刀制作复杂,故少用
3.
滚齿
齿轮精度等级:8~7级
齿面粗糙度ra:3.2~1.6μm
适用范围:各种批量出产中,加工中等外圆柱齿轮及蜗轮
4.
插齿
齿轮精度等级:8~7级
齿面粗糙度ra:1.6μm
适用范围:各种批量出产中,加工中等的内、外圆柱齿轮、多联齿轮及小型齿条
5.
滚(或插)齿—淬火—珩齿
齿轮精度等级:8~7级
齿面粗糙度ra:0.8~0.4μm
适用范围:用于齿面淬火的齿轮
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