齒輪加工工藝.docx

齒輪加工工藝 1.鍛造制坯 熱模鍛仍然是汽車齒輪件廣泛使用的毛坯鍛造工藝。近年來，楔橫軋技術(shù)在軸類加工上得到了大范圍推廣。這項(xiàng)技術(shù)非凡適合為比較復(fù)雜的階梯軸類制坯，它不僅精度較高、后序加工余量小，而且生產(chǎn)效率高。 2.正火 這一工藝的目的是獲得適合后序齒輪切削加工的硬度和為最終熱處理做組織預(yù)備，以有效減少熱處理變形。所用齒輪鋼的材料通常為20CrMnTi,一般的正火由于受人員、設(shè)備和環(huán)境的影響比較大，使得工件冷卻速度和冷卻的均勻性難以控制，造成硬度散差大，金相組織不均勻，直接影響金屬切削加工和最終熱處理，使得熱變形大而無規(guī)律，零件質(zhì)量無法控制。為此，采用等溫正火工藝。實(shí)踐證實(shí)，采用等溫正火有效改變了一般正火的弊端，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠。 3.車削加工 為了滿足高精度齒輪加工的定位要求，齒坯的加工全部采用數(shù)控車床，使用機(jī)械夾緊不重磨車刀，實(shí)現(xiàn)了在一次裝夾下孔徑、端面及外徑加工同步完成，既保證了內(nèi)孔與端面的垂直度要求，又保證了大批量齒坯生產(chǎn)的尺寸離散小。從而提高了齒坯精度，確保了后序齒輪的加工質(zhì)量。另外，數(shù)控車床加工的高效率還大大減少了設(shè)備數(shù)量，經(jīng)濟(jì)性好。 4.滾、插齒 加工齒部所用設(shè)備仍大量采用普通滾齒機(jī)和插齒機(jī)，雖然調(diào)整維護(hù)方便，但生產(chǎn)效率較低，若完成較大產(chǎn)能需要多機(jī)同時(shí)生產(chǎn)。隨著涂層技術(shù)的發(fā)展，滾刀、插刀刃磨后的再次涂鍍非常方便地進(jìn)行，經(jīng)過涂鍍的刀具能夠明顯地提高使用壽命，一般能提高90%以上，有效地減少了換刀次數(shù)和刃磨時(shí)間，效益顯著。 5.剃齒 徑向剃齒技術(shù)以其效率高，設(shè)計(jì)齒形、齒向的修形要求易于實(shí)現(xiàn)等優(yōu)勢被廣泛應(yīng)用于大批量汽車齒輪生產(chǎn)中。公司自1995年技術(shù)改造購進(jìn)意大利公司專用徑向剃齒機(jī)以來，在這項(xiàng)技術(shù)上已經(jīng)應(yīng)用成熟，加工質(zhì)量穩(wěn)定可靠。 6.熱處理 汽車齒輪要求滲碳淬火，以保證其良好的力學(xué)性能。對于熱后不再進(jìn)行磨齒加工的產(chǎn)品，穩(wěn)定可靠的熱處理設(shè)備是必不可少的。公司引進(jìn)的是德國勞易公司的連續(xù)滲碳淬火生產(chǎn)線，獲得了滿足的熱處理效果。 7.磨削加工 主要是對經(jīng)過熱處理的齒輪內(nèi)孔、端面、軸的外徑等部分進(jìn)行精加工，以提高尺寸精度和減小形位公差。 齒輪加工采用節(jié)圓夾具定位夾緊，能有效保證齒部與安裝基準(zhǔn)的加工精度，獲得滿足的產(chǎn)品質(zhì)量。 8.修整 這是變速器、驅(qū)動橋齒輪裝配前對齒部進(jìn)行磕碰毛刺的檢查清理，以消除它們在裝配后引起噪聲異響。通過單對嚙合聽聲音或在綜合檢查儀上觀察嚙合偏差來完成。制造公司生產(chǎn)的變速器中殼體零件有離合器殼、變速器殼和差速器殼。離合器殼、變速器殼是承重零件，一般采用壓鑄鋁合金經(jīng)專用模具壓鑄而成，外形不規(guī)則、較復(fù)雜，一般工藝流程是銑結(jié)合面加工工藝孔和連接孔粗鏜軸承孔精鏜軸承孔和定位銷孔清洗泄漏試驗(yàn)檢測。齒輪零件加工工藝分析圓柱齒輪加工工藝過程常因齒輪的結(jié)構(gòu)形狀、精度等級、生產(chǎn)批量及生產(chǎn)條件不同而采用不同的工藝方案。下面列出兩個(gè)精度要求不同的齒輪典型工藝過程供分析比較。 一、普通精度齒輪加工工藝分析 （一）工藝過程分析 圖示為一雙聯(lián)齒輪，材料為40Cr，精度為766級，其加工工藝過程見表1。 從表中可見，齒輪加工工藝過程大致要經(jīng)過如下幾個(gè)階段：毛坯熱處理、齒坯加工、齒形加工、齒端加工、齒面熱處理、精基準(zhǔn)修正及齒形精加工等。 雙聯(lián)齒輪加工工藝過程 加工的第一階段是齒坯最初進(jìn)入機(jī)械加工的階段。由于齒輪的傳動精度主要決定于齒形精度和齒距分布均勻性，而這與切齒時(shí)采用的定位基準(zhǔn)（孔和端面）的精度有著直接的關(guān)系，所以，這個(gè)階段主要是為下一階段加工齒形準(zhǔn)備精基準(zhǔn)，使齒的內(nèi)孔和端面的精度基本達(dá)到規(guī)定的技術(shù)要求。在這個(gè)階段中除了加工出基準(zhǔn)外，對于齒形以外的次要表面的加工，也應(yīng)盡量在這一階段的后期加以完成。 第二階段是齒形的加工。對于不需要淬火的齒輪，一般來說這個(gè)階段也就是齒輪的最后加工階段，經(jīng)過這個(gè)階段就應(yīng)當(dāng)加工出完全符合圖樣要求的齒輪來。對于需要淬硬的齒輪，必須在這個(gè)階段中加工出能滿足齒形的最后精加工所要求的齒形精度，所以這個(gè)階段的加工是保證齒輪加工精度的關(guān)鍵階段。應(yīng)予以特別注意。 加工的第三階段是熱處理階段。在這個(gè)階段中主要對齒面的淬火處理，使齒面達(dá)到規(guī)定的硬度要求。 加工的最后階段是齒形的精加工階段。這個(gè)階段的目的，在于修正齒輪經(jīng)過淬火后所引起的齒形變形，進(jìn)一步提高齒形精度和降低表面粗糙度，使之達(dá)到最終的精度要求。在這個(gè)階段中首先應(yīng)對定位基準(zhǔn)面（孔和端面）進(jìn)行修整，因淬火以后齒輪的內(nèi)孔和端面均會產(chǎn)生變形，如果在淬火后直接采用這樣的孔和端面作為基準(zhǔn)進(jìn)行齒形精加工，是很難達(dá)到齒輪精度的要求的。以修整過的基準(zhǔn)面定位進(jìn)行齒形精加工，可以使定位準(zhǔn)確可靠，余量分布也比較均勻，以便達(dá)到精加工的目的。 （二）定位基準(zhǔn)的確定 定位基準(zhǔn)的精度對齒形加工精度有直接的影響。軸類齒輪的齒形加工一般選擇頂尖孔定位，某些大模數(shù)的軸類齒輪多選擇齒輪軸頸和一端面定位。盤套類齒輪的齒形加工常采用兩種定位基準(zhǔn)。 1）內(nèi)孔和端面定位選擇既是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)又是測量和裝配基準(zhǔn)的內(nèi)孔作為定位基準(zhǔn)，既符合“基準(zhǔn)重合”原則，又能使齒形加工等工序基準(zhǔn)統(tǒng)一，只要嚴(yán)格控制內(nèi)孔精度，在專用芯軸上定位時(shí)不需要找正。故生產(chǎn)率高，廣泛用于成批生產(chǎn)中。 2）外圓和端面定位齒坯內(nèi)孔在通用芯軸上安裝，用找正外圓來決定孔中心位置，故要求齒坯外圓對內(nèi)孔的徑向跳動要小。因找正效率低，一般用于單件小批生產(chǎn)。 （三）齒端加工 如圖所示，齒輪的齒端加工有倒圓、倒尖、倒棱，和去毛刺等。倒圓、倒尖后的齒輪，沿軸向滑動時(shí)容易進(jìn)入嚙合。倒棱可去除齒端的銳邊，這些銳邊經(jīng)滲碳淬火后很脆，在齒輪傳動中易崩裂。 用銑刀進(jìn)行齒端倒圓，如圖919所示。倒圓時(shí)，銑刀在高速旋轉(zhuǎn)的同時(shí)沿圓弧作往復(fù)擺動（每加工一齒往復(fù)擺動一次）。加工完一個(gè)齒后工件沿徑向退出，分度后再送進(jìn)加工下一個(gè)齒端。 齒端加工必須安排在齒輪淬火之前，通常多在滾（插）齒之后。 （四）精基準(zhǔn)修正 齒輪淬火后基準(zhǔn)孔產(chǎn)生變形，為保證齒形精加工質(zhì)量，對基準(zhǔn)孔必須給予修正。 對外徑定心的花鍵孔齒輪，通常用花鍵推刀修正。推孔時(shí)要防止歪斜，有的工廠采用加長推刀前引導(dǎo)來防止歪斜，已取得較好效果。 對圓柱孔齒輪的修正，可采用推孔或磨孔，推孔生產(chǎn)率高，常用于未淬硬齒輪；磨孔精度高，但生產(chǎn)率低，對于整體淬火后內(nèi)孔變形大硬度高的齒輪，或內(nèi)孔較大、厚度較薄的齒輪，則以磨孔為宜。 磨孔時(shí)一般以齒輪分度圓定心，如圖920所示，這樣可使磨孔后的齒圈徑向跳動較小，對以后磨齒或珩齒有利。為提高生產(chǎn)率，有的工廠以金剛鏜代替磨孔也取得了較好的效果。 二、高精度齒輪加工工藝特點(diǎn) （一）高精度齒輪加工工藝路線 圖921所示為一高精度齒輪，材料為40Cr，精度為655級，其工藝路線見表97。 （二）高精度齒輪加工工藝特點(diǎn) （1）定位基準(zhǔn)的精度要求較高由圖921可見，作為定位基準(zhǔn)的內(nèi)孔其尺寸精度標(biāo)注為85H5，基準(zhǔn)端面的粗糙度較細(xì)，為Ra1.6m，它對基準(zhǔn)孔的跳動為0.014mm，這幾項(xiàng)均比一般精度的齒輪要求為高，因此，在齒坯加工中，除了要注意控制端面與內(nèi)孔的垂直度外，尚需留一定的余量進(jìn)行精加工。精加工孔和端面采用磨削，先以齒輪分度圓和端面作為定位基準(zhǔn)磨孔，再以孔為定位基準(zhǔn)磨端面，控制端面跳動要求