齒輪類(lèi)零件加工工藝與實(shí)施

1、 安徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 齒輪類(lèi)零件加工工藝與實(shí)施 模塊總結(jié) 系 （部） 數(shù)控工程系 專(zhuān) 業(yè) 數(shù)控技術(shù) 班 級(jí) 數(shù)控3133班 組 別 A組 姓 名 尹奇 學(xué) 號(hào) 1401133091 指導(dǎo)教師 徐亮 2014 2015 學(xué)年第 二 學(xué)期關(guān)于齒輪的相關(guān)知識(shí)我們經(jīng)過(guò)加工和檢測(cè),已經(jīng)有了初步的認(rèn)識(shí),但對(duì)于整個(gè)方面的認(rèn)知還是有很大的缺陷,下面就是對(duì)于齒輪從各方面的介紹.齒輪的種類(lèi)較多，不同類(lèi)型的齒輪其結(jié)構(gòu)和工作性能有較大區(qū)別。齒輪按其外形分為圓柱齒輪、錐齒輪、非圓齒輪、齒條、蝸桿蝸輪；按齒線形狀分為直齒輪、斜齒輪、人字齒輪、曲線齒輪；圓柱齒輪是齒輪類(lèi)零件中最常用的一中，圓柱齒輪的結(jié)構(gòu)因使用要求不同而有

2、所差異。從工藝角度出發(fā)可將其分成齒圈和輪體兩部分。按照齒圈上輪齒的分布形式，可以分為直齒、斜齒、人字齒等；按照輪體的結(jié)構(gòu)形式，齒輪可分為盤(pán)類(lèi)齒輪、套類(lèi)齒輪、軸類(lèi)齒輪，齒條等。一.概念：齒輪是能相互嚙合的有齒的機(jī)械零件，它在機(jī)械傳動(dòng)及整個(gè)機(jī)械領(lǐng)域中的應(yīng)用及其廣泛?，F(xiàn)代齒輪技術(shù)已達(dá)到：模數(shù)0.004-100毫米；齒數(shù)直徑由1毫米-150米；傳遞功率可到上十萬(wàn)千瓦；轉(zhuǎn)速可達(dá)幾十萬(wàn)轉(zhuǎn)/分；最高的圓周速度達(dá)300米/秒。1. 齒輪零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：齒輪的結(jié)構(gòu)由于使用要求不同而具有各種不同的形狀，但從工藝角度可將齒輪看成是是由出拳和輪體兩部分組成。按照齒圈上輪齒的分布形式，可分為直齒、斜齒、人字齒等；按照輪

3、體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，齒輪大致分為盤(pán)形齒輪、套筒齒輪、軸齒輪、扇形齒輪和齒條等。二.齒輪機(jī)構(gòu)的類(lèi)型1. 以傳動(dòng)比分類(lèi)定傳動(dòng)比-圓柱齒輪機(jī)構(gòu)（圓柱、圓錐）變傳動(dòng)比-非圓齒輪機(jī)構(gòu)（橢圓齒輪）2. 以輪軸相對(duì)位置分類(lèi)平面齒輪機(jī)構(gòu)、直齒圓柱齒輪傳動(dòng)、外嚙合齒輪傳動(dòng)、內(nèi)嚙合齒輪傳動(dòng)、齒輪齒條傳動(dòng)、斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)、人字齒輪傳動(dòng)、空間齒輪機(jī)構(gòu)、圓錐齒輪傳動(dòng)、交錯(cuò)軸斜齒輪傳動(dòng)、蝸輪蝸桿傳動(dòng)（1）.齒輪的加工工藝路線 毛坯的熱處理-齒坯的加工-齒形的加工-齒端加工-齒面的熱處理-齒形精加工-時(shí)效處理 （2）.加工齒形可分為仿形法和展成法仿形法：所采用成形刀具切削刃的形狀，在其軸向剖面內(nèi)與被切齒輪齒槽的形狀相同。通常的

4、有盤(pán)狀銑刀和指狀銑刀。仿形法的優(yōu)點(diǎn)是加工方法簡(jiǎn)單，不需要專(zhuān)門(mén)的齒輪加工設(shè)備。缺點(diǎn)是由于銑制相同模數(shù)不同齒數(shù)的齒輪是用一組有限數(shù)目的齒輪銑刀來(lái)完成的，所選銑刀不可能與要求齒形準(zhǔn)確吻合，加工出的齒形不夠準(zhǔn)確，齒輪的分度有誤差，制造精度較低；由于切削是斷續(xù)的，生產(chǎn)效率低。因此，仿形法常用于單件、修配或少量生產(chǎn)及齒槽精度要求不高的齒輪加工。展成法：是目前齒輪加工中最常用的一種方法。它是運(yùn)用一對(duì)相互嚙合齒輪的共軛齒廓互為包絡(luò)的原理來(lái)加工齒廓的。用展成法加工齒輪時(shí)，常用的刀具有齒條型刀具和齒輪刀具兩大類(lèi)；生產(chǎn)效率高。 齒輪在機(jī)械產(chǎn)品中的作用：齒輪本身的制造精度，對(duì)整個(gè)機(jī)器的工作性能、承載能力及使用壽命都有

5、很大的影響。根據(jù)其使用條件，齒輪傳動(dòng)應(yīng)滿(mǎn)足以下幾個(gè)方面的要求。（一）傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性要求齒輪較準(zhǔn)確地傳遞運(yùn)動(dòng)，傳動(dòng)比恒定。即要求齒輪在一轉(zhuǎn)中的轉(zhuǎn)角誤差不超過(guò)一定范圍。（二）傳遞運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性傳遞運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，以減小沖擊、振動(dòng)和噪聲。即要求限制齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)瞬時(shí)速比的變化。（三）載荷分布均勻性要求齒輪工作時(shí)，齒面接觸要均勻，以使齒輪在傳遞動(dòng)力時(shí)不致因載荷分布不勻而使接觸應(yīng)力過(guò)大，引起齒面過(guò)早磨損。接觸精度除了包括齒面接觸均勻性以外，還包括接觸面積和接觸位置。（四）傳動(dòng)側(cè)隙的合理性要求齒輪工作時(shí)，非工作齒面間留有一定的間隙，以貯存潤(rùn)滑油，補(bǔ)償因溫度、彈性變形所引起的尺寸變化和加工、裝配時(shí)的一些誤差。電火花線切割

6、自動(dòng)編程及機(jī)床的操作、工裝的使用：、數(shù)控快走絲電火花線切割機(jī)床的操作 本文以蘇州長(zhǎng)風(fēng)DK7725E型線切割機(jī)床為例，介紹線切割機(jī)床的操作。圖1為DK7725E型線切割機(jī)床的操作面板。 （一）開(kāi)機(jī)與關(guān)機(jī)程序 1開(kāi)機(jī)程序 （1）合上機(jī)床主機(jī)上電源總開(kāi)關(guān)； （2）松開(kāi)機(jī)床電氣面板上急停按鈕SB1； （3）合上控制柜上電源開(kāi)關(guān)，進(jìn)入線切割機(jī)床控制系統(tǒng)； （4）按要求裝上電極絲； （5）逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)SA1； （6）按SB2，啟動(dòng)運(yùn)絲電機(jī)； （7）按SB4，啟動(dòng)冷卻泵； （8）順時(shí)針旋轉(zhuǎn)SA3，接通脈沖電源。 （一）數(shù)控慢走絲線切割機(jī)床的操作要領(lǐng) 慢走絲線切割機(jī)主要用于加工高精度零件。慢走絲電火花線切割機(jī)床

7、的品種較多，各種機(jī)床的操作大同小異，一些基本操作內(nèi)容及其要求與快走絲電火花線切割機(jī)床有相似之處。但慢走絲線切割機(jī)所加工的工件表面粗糙度、圓度誤差、直線誤差和尺寸誤差都較快走絲線切割機(jī)好很多，其操作要求更加注重加工精度和表面質(zhì)量。 1 工藝準(zhǔn)備 （1）工件材料的技術(shù)性能分析 不同的工件材料，其熔點(diǎn)、氣化點(diǎn)、導(dǎo)熱系數(shù)等性能指標(biāo)都不一樣，即使按同樣方式加工，所獲得的工件質(zhì)量也不相同。因此必須根據(jù)實(shí)際需要的表面質(zhì)量對(duì)工件材料作相應(yīng)的選擇。例如要達(dá)到高精度，就必須選擇硬質(zhì)合金類(lèi)材料，而不應(yīng)該選不銹鋼或未淬火的高碳鋼等，否則很難實(shí)現(xiàn)所需要求。這是因?yàn)橛操|(zhì)合金類(lèi)材料的內(nèi)部殘余應(yīng)力對(duì)加工的影響較小，加工精度和

8、表面質(zhì)量較好。 （2）工作液的選配 火花放電必須在具有一定絕緣性能的液體介質(zhì)中進(jìn)行，工作液的絕緣性能可使擊穿后的放電通道壓縮，從而局限在較小的通道半徑內(nèi)火花放電，形成瞬時(shí)和局部高溫來(lái)熔化并氣化金屬，放電結(jié)束后又迅速恢復(fù)放電間隙成為絕緣狀態(tài)。絕緣性能太低，將產(chǎn)生電解而形不成擊穿火花放電；絕緣性能太高，則放電間隙小，排屑難，切割速度降低。 自來(lái)水具有流動(dòng)性好、不易燃、冷卻速度較快等優(yōu)勢(shì)。但直接用自來(lái)水作工作液時(shí)，由于水中離子的導(dǎo)電作用，其電阻率較低，約為5kcm，不僅影響放電間隙消電離、延長(zhǎng)恢復(fù)絕緣的時(shí)間，而且還會(huì)產(chǎn)生電解作用。因此，慢走絲電火花線切割加工的工作液一般都用去離子水。一般電阻率應(yīng)在1

9、0100kcm，具體數(shù)值視工件材料、厚度及加工精度而定。如用黃銅絲加工鋼時(shí)，工作液的電阻率宜低，可提高切割速度，但加工硬質(zhì)合金時(shí)則反之。 加工前必須觀察電阻率表的顯示，特別是機(jī)床剛起動(dòng)時(shí)，往往會(huì)發(fā)現(xiàn)電阻率不在這個(gè)范圍內(nèi)，這時(shí)不要急于加工，讓機(jī)床先運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間達(dá)到所要的電阻率時(shí)才開(kāi)始正式加工。為了保證加工精度，有必要提高加工液的電阻率，當(dāng)發(fā)現(xiàn)水的電阻率不再提高時(shí)，應(yīng)更換離子交換樹(shù)脂。 再者必須檢查與冷卻液有關(guān)的條件。慢走絲電火花線切割加工中，送至加工區(qū)域的工作液通常采用澆注式供液方式，也可采用工件全浸泡式供液方式。所以要檢查加工液的液量及過(guò)濾壓力表。當(dāng)加工液從污濁槽向清洗槽逆向流動(dòng)時(shí)則需要更換過(guò)

10、濾器，以保證加工液的絕緣性能、洗滌性能、冷卻性能達(dá)到要求。 在用慢走絲電火花線切割機(jī)床進(jìn)行特殊精加工時(shí)，也可采用絕緣性能較高的煤油作工作液。 （3）電極絲的選擇及校正 慢走絲電火花線切割加工電極絲多用銅絲、黃銅絲、黃銅加鋁、黃銅加鋅、黃銅鍍鋅等。對(duì)于精密電火花線切割加工，應(yīng)在不斷絲的前提下盡可能提高電極絲的張力，也可采用鉬絲或鎢絲。 目前，國(guó)產(chǎn)電極絲的絲徑規(guī)格有010mm、015mm、020mm、025mm、030mm、033mm、035mm等，絲徑誤差一般在土2gm以?xún)?nèi)。國(guó)外生產(chǎn)的電極絲，絲徑最小可達(dá) 003mm，甚至0010003mm，用于完成清角和窄縫的精密微細(xì)電火花線切割加工等。長(zhǎng)期暴

11、露在空氣中的電極絲表面與空氣接觸而易被氧化，不能用于加工高精度的零件。因此，保管電極絲時(shí)應(yīng)注意不要損壞電極絲的包裝膜。在加工前，必須檢查電極絲的質(zhì)量。有以下情況之一時(shí)，必須重新進(jìn)行電極絲的垂直度校正：走絲線切割機(jī)一般在加工了50100h后就必須考慮更換導(dǎo)輪或其軸承；改變導(dǎo)電塊的切割位置或者更換導(dǎo)電塊；有臟污時(shí)需用洗滌液清洗。必須注意的是：當(dāng)變更導(dǎo)電塊的位置或者更換導(dǎo)電塊時(shí)，必須重新校正絲電極的垂直度，以保證加工工件的精度和表面質(zhì)量。 （4）穿絲孔的加工 在實(shí)際生產(chǎn)加工中，為防止工件毛坯內(nèi)部的殘余應(yīng)力變形及放電產(chǎn)生的熱應(yīng)力變形，不管是加工凹模類(lèi)封閉形工件，還是凸模類(lèi)工件，都應(yīng)首先在合適位置加工好

12、一定直徑的穿絲孔進(jìn)行封閉式切割，避免開(kāi)放式切割。若工件已在快走絲電火花線切割機(jī)床上進(jìn)行過(guò)粗切割，再在慢走絲電火花線切割機(jī)床上進(jìn)一步加工時(shí)，不打穿絲孔。 （5）工件的裝夾與找正 準(zhǔn)備利用慢走絲電火花線切割機(jī)床加工的工件，在前面的工序中應(yīng)加工出準(zhǔn)確的基準(zhǔn)面，以便在慢走絲電火花線切割機(jī)床上裝夾和找正。應(yīng)充分利用機(jī)床附件裝夾工件。對(duì)于某些結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜、容易變形工件的裝夾，必要時(shí)可設(shè)計(jì)和制造專(zhuān)用的夾具。 工件在機(jī)床上裝夾好后，可利用機(jī)床的接觸感知、自動(dòng)找正圓心等功能或利用千分表找正，確定工件的準(zhǔn)確位置，以便設(shè)定坐標(biāo)系的原點(diǎn)，確定編程的起始點(diǎn)。找正時(shí)，應(yīng)注意多操作幾遍，力求位置準(zhǔn)確，將誤差控制到最小。 當(dāng)

13、工件行將切割完畢時(shí)，其與母體材料的連接強(qiáng)度勢(shì)必下降，此時(shí)要注意固定好工件，防止因工作液的沖擊使得工件發(fā)生偏斜，從而改變切割間隙，輕者影響工件表面質(zhì)量，重者使工件報(bào)廢。 2實(shí)施少量多次切割 少量、多次切割方式是指利用同一直徑電極絲對(duì)同一表面先后進(jìn)行兩次或兩次以上的切割，第一次切割加工前預(yù)先留出精加工余量，然后針對(duì)留下的精加工余量，改用精加工條件，利用同一軌跡程序把偏置量分階段地縮小，再進(jìn)行切割加工。一般可分為15次切割，除第1次加工外，加工量一般是由幾十微米逐漸遞減到幾個(gè)微米，特別是加工次數(shù)較多的最后一次，加工量應(yīng)較小，即幾個(gè)微米。少量、多次切割可使工件具有單次切割不可比擬的表面質(zhì)量，并且加工次

14、數(shù)越多工件的表面質(zhì)量越好。具體數(shù)值一般由機(jī)床的加工參數(shù)決定。 采用少量、多次切割方式，可減少線切割加工時(shí)工件材料的變形，有效提高工件加工精度及改善表面質(zhì)量，在粗加工或半精加工時(shí)可留一定余量，以補(bǔ)償材料因應(yīng)力平衡狀態(tài)被破壞所產(chǎn)生的變形和最后一次精加工時(shí)所需的加工余量，最后精加工即可獲得較為滿(mǎn)意的加工效果。它是控制和改善加工表面質(zhì)量的簡(jiǎn)便易行的方法和措施，但生產(chǎn)率有所降低。 3合理安排切割路線 該措施的指導(dǎo)思想是盡量避免破壞工件材料原有的內(nèi)部應(yīng)力平衡，防止工件材料在切割過(guò)程中因在夾具等作用下，由于切割路線安排不合理而產(chǎn)生顯著變形，致使切割表面質(zhì)量和精度下降。一般情況下，合理的切割路線應(yīng)將工件與夾持

15、部位分離的切割段安排在總的切割程序末端，將暫停點(diǎn)設(shè)在靠近毛坯夾持端的部位。 4正確選擇切割參數(shù) 慢走絲電火花線切割加工時(shí)應(yīng)合理控制與調(diào)配絲參數(shù)、水參數(shù)和電參數(shù)。 電極絲張力大時(shí)，其振動(dòng)的振幅減小，放電效率相對(duì)提高，可提高切割速度。絲速高可減少斷絲和短路機(jī)會(huì)，提高切割速度，但過(guò)高會(huì)使電極絲的振動(dòng)增加，又會(huì)影響切割速度。為了保證工件具有更高的加工精度和表面質(zhì)量，可以適當(dāng)調(diào)高機(jī)床廠家提供的絲速和絲張力參數(shù)。 增大工作液的壓力與流速，排出蝕除物容易，可提高切割速度，但過(guò)高反而會(huì)引起電極 絲振動(dòng)，影響切割速度，可以維持層流為限。 粗加工時(shí)廣泛采用短脈寬、高峰值電流、正極性加工。精加工時(shí)采用極短脈寬(百納

16、秒級(jí))和單個(gè)脈沖能量(幾個(gè)微焦耳)，可顯著改善加工表面質(zhì)量。 此外，應(yīng)保持穩(wěn)定的電源電壓。電源電壓不穩(wěn)定會(huì)造成電極與工件兩端不穩(wěn)定，從而引 起擊穿放電過(guò)程不穩(wěn)定而影響工件加工質(zhì)量。 5控制上部導(dǎo)向器與工件的距離 慢走絲電火花線切割加工時(shí)可以采用距離密著加工，即上部導(dǎo)向器與工件的距離盡量靠 近(約005010mm)，避免因距離較遠(yuǎn)而使電極絲振幅過(guò)大影響工件加工質(zhì)量。 （二）數(shù)控慢走絲線切割機(jī)床安全操作規(guī)程 1 人身安全 （1）手工穿絲時(shí)，注意防止電極絲扎手。 （2）用后的廢電極絲要放在規(guī)定的容器內(nèi)，防止混入電路和運(yùn)絲系統(tǒng)中，造成電器短路、 觸電和斷絲等事故。 （3）加工之前應(yīng)安裝好機(jī)床的防護(hù)罩，

17、并盡量消除工件的殘余應(yīng)力，防止切割過(guò)程中工 件爆裂傷人。 （4）機(jī)床附近不得放置易燃、易爆物品，防止因工作液一時(shí)供應(yīng)不足產(chǎn)生的放電火花引 起事故。 （5）加工開(kāi)始后，不可將身體的任何部位伸人加工區(qū)域，防止觸電。 2設(shè)備安全 （1）操作者必須熟悉線切割加工工藝，恰當(dāng)?shù)剡x取加工參數(shù)，按規(guī)定操作順序操作，防止造成斷絲等故障。 （2）正式加工工件之前，應(yīng)確認(rèn)工件安裝位置，防止出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)干涉或超程等現(xiàn)象。 （3）防止工作液等導(dǎo)電物進(jìn)入機(jī)床的電器部分，一旦發(fā)生因電器短路造成火災(zāi)時(shí)，應(yīng)首 先切斷電源，立即用四氯化碳等合適的滅火器滅火，不準(zhǔn)用水滅火。 （4）工作結(jié)束后，關(guān)掉總電源。 （三）數(shù)控慢走絲線切割機(jī)床日常維護(hù)及保養(yǎng) 1日常工作要求 （1）充分了解機(jī)床的結(jié)構(gòu)性能以及熟練掌握機(jī)床的操作技能，遵守操作規(guī)程和安全生產(chǎn)制度。 （2）在機(jī)床的允許規(guī)格范圍內(nèi)進(jìn)行加工，不要超重或超行程工作。 （3）下班后清理工作區(qū)域，擦凈夾具和附件等。 2定期保養(yǎng) （1）按機(jī)床操作說(shuō)明書(shū)所規(guī)定的潤(rùn)滑部位及潤(rùn)滑要求，定時(shí)注入規(guī)定的滑潤(rùn)油或潤(rùn)滑脂，以保證機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)靈活。 （2）定期檢查機(jī)床的電氣設(shè)備是否受潮和安全可靠，并清除塵埃，防止金屬物落人，不允許帶故障工