《機(jī)械加工工藝編制》課件 任務(wù)三　齒輪類零件加工工藝編制

任務(wù)三齒輪類零件加工工藝編制任務(wù)描述圖3-1是某廠制造的某型號減速器的從動(dòng)齒輪，其備品率為4%，廢品率約為1.2%，請分析該齒輪結(jié)構(gòu)及技術(shù)要求，確定生產(chǎn)類型，選擇毛坯類型及合理的制造方法，選取定位基準(zhǔn)和加工裝備，擬定工藝路線，設(shè)計(jì)加工工序，并填寫工藝文件。1任務(wù)內(nèi)容1任務(wù)內(nèi)容齒圈

輪體

圖4-1齒輪結(jié)構(gòu)

任務(wù)描述1.減速器裝配圖、齒輪零件圖、多媒體課件、齒輪加工工藝手冊及必要的參考資料，以供學(xué)生自主學(xué)習(xí)時(shí)獲取必要的信息，教師引導(dǎo)、指導(dǎo)學(xué)生實(shí)施任務(wù)時(shí)提供必要的答疑。2.工作單及工序卡，供學(xué)生獲取知識(shí)和任務(wù)實(shí)施時(shí)使用。2實(shí)施條件任務(wù)描述

1.齒輪的技術(shù)要求一、結(jié)構(gòu)及技術(shù)要求分析

2.齒輪的精度等級一、結(jié)構(gòu)及技術(shù)要求分析一、結(jié)構(gòu)及技術(shù)要求分析

2.齒輪的精度等級

3.齒輪技術(shù)要求確定的一般原則一、結(jié)構(gòu)及技術(shù)要求分析

1.齒輪常用材料二、材料及毛坯選取

2.齒輪材料選用二、材料及毛坯選取

2.齒輪材料選用二、材料及毛坯選取

齒輪毛坯形式主要有棒料、鍛件和鑄件?！醢袅嫌糜谛〕叽纭⒔Y(jié)構(gòu)簡單且對強(qiáng)度要求不太高的齒輪□鍛件用于強(qiáng)度要求高，并要求耐磨損、耐沖擊的齒輪□鑄件鑄鋼件用于直徑大或結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜，不宜鍛造的齒輪；鑄鐵件用于受力小，無沖擊的開式傳動(dòng)的齒輪；多用于直徑大于Φ400～Φ600的齒輪

3.齒輪毛坯選擇二、材料及毛坯選取

1.軸類齒輪→頂尖孔定位2.大模數(shù)的軸類齒輪→齒輪軸頸和一個(gè)端面進(jìn)行定位3.盤套類齒輪→兩種定位基準(zhǔn):內(nèi)孔和端面定位

外圓和端面定位三、定位基準(zhǔn)的選擇

1.齒坯加工精度四、加工方法及加工方案選擇

步驟1以外圓定位加工端面和孔(留拉削余量)；步驟2以端面支承拉孔；步驟3以孔在芯軸上定位，在多刀半自動(dòng)車床上粗車外圓、端面和切槽；步驟4不卸下芯軸，在另一臺(tái)車床上續(xù)精車外圓、端面、切槽和倒角?！醮笈可a(chǎn)的齒坯加工方案□中、小批生產(chǎn)的齒坯加工方案步驟1在臥式車床上粗車齒輪各部分；步驟2在一次安裝中精車內(nèi)孔和基準(zhǔn)端面，以保證基準(zhǔn)端面對內(nèi)孔的跳動(dòng)要求；步驟3以內(nèi)孔在心軸上定位，精車外圓、端面及其它部分。

2.齒坯加工方案四、加工方法及加工方案選擇

（1）無切削加工熱軋齒輪、冷軋齒輪、精鍛、粉末冶金生產(chǎn)率高，材料消耗少、成本低加工精度較低，工藝不夠穩(wěn)定生產(chǎn)批量較?。?）有切削加工銑齒、磨齒、插齒、滾齒、衍齒加工精度高，但生產(chǎn)率低，材料消耗多、成本高展成法和成形法

3.齒形加工方法分類四、加工方法及加工方案選擇（2）有切削加工

3.齒形加工方法分類四、加工方法及加工方案選擇（2）有切削加工

3.齒形加工方法分類四、加工方法及加工方案選擇（2）有切削加工

3.齒形加工方法分類四、加工方法及加工方案選擇（1）滾齒1)生產(chǎn)率較高2)應(yīng)用最廣的一種加工方法3)直齒、斜齒圓柱齒輪等

4.常見的齒形加工方法四、加工方法及加工方案選擇

滾齒的加工精度滾齒加工精度6-10級，8、9級精度齒輪，可直接滾齒得到，對于7級精度以上的齒輪，通常滾齒可作為齒形的粗加工或半精加工。（1）滾齒

4.常見的齒形加工方法四、加工方法及加工方案選擇

滾齒的加工適用范圍滾齒加工通用性好可加工圓柱齒輪、蝸輪可加工漸開線齒形、圓弧、擺線等齒形可加工小模數(shù)、小直徑齒輪，可加工大模數(shù)、大直徑齒輪。（1）滾齒

4.常見的齒形加工方法四、加工方法及加工方案選擇

插齒的加工精度插齒的加工精度等級一般為7-9級□傳動(dòng)準(zhǔn)確性□傳動(dòng)平穩(wěn)性□載荷均勻性□表面粗糙度插齒的適用范圍能加工內(nèi)外嚙合齒輪、扇形齒輪齒條、斜齒輪加工齒條需要附加齒條夾具，并在插齒機(jī)上開洞；加工斜齒輪需要螺旋刀軌。插齒適合于加工模數(shù)教小、齒寬較小、工作平穩(wěn)性要求較高、運(yùn)動(dòng)精度要求不高的齒輪。（2）插齒

4.常見的齒形加工方法四、加工方法及加工方案選擇

（3）剃齒

剃齒是根據(jù)一對軸線交叉的斜齒輪嚙合時(shí)，沿齒向有相對滑動(dòng)而建立的一種加工方法。

4.常見的齒形加工方法四、加工方法及加工方案選擇

剃齒的加工精度剃齒的加工精度等級一般為7～9級剃齒質(zhì)量較好、生產(chǎn)率高所用機(jī)床簡單、調(diào)整方便剃齒刀耐用度高汽車、拖拉機(jī)和機(jī)床中的齒輪，多用這種加工方法來進(jìn)行精加工（3）剃齒

4.常見的齒形加工方法四、加工方法及加工方案選擇

剃齒工藝中的幾個(gè)問題□齒輪硬度在22～32HRC范圍時(shí)，剃齒刀校正誤差能力最好，如果齒輪材質(zhì)不均勻，含雜質(zhì)過多或韌性過大會(huì)引起剃齒刀滑刀或啃刀，最終影響剃齒的齒形及表面粗糙度。□剃齒是齒形的精加工方法，因此剃齒前的齒輪應(yīng)有較高的精度，通常剃齒后的精度只能比剃齒前提高一級?！跆挲X余量的大小，對剃齒質(zhì)量和生產(chǎn)率均有較大影響。余量不足時(shí)，剃齒誤差及表面缺陷不能全部除去；余量過大，則剃齒效率低，刀具磨損快，剃齒質(zhì)量反而下降?！鯙榱藴p輕剃齒刀齒頂負(fù)荷，避免刀尖折斷，剃齒前在齒跟處挖掉一塊。齒頂處希望能有一修緣，這不僅對工作平穩(wěn)系性有利，而且可使剃齒后的工件沿外圓不產(chǎn)生毛刺。（3）剃齒

4.常見的齒形加工方法四、加工方法及加工方案選擇

（4）磨齒

磨齒是將運(yùn)動(dòng)中的砂輪表面作為假想齒條的齒面與被磨齒輪作嚙合傳動(dòng),形成展成運(yùn)動(dòng)磨出齒形。

4.常見的齒形加工方法四、加工方法及加工方案選擇

5.齒形加工方案四、加工方法及加工方案選擇相關(guān)知識(shí)機(jī)械加工誤差1加工原理誤差工藝系統(tǒng)的幾何誤差工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差工藝系統(tǒng)受熱變形引起的誤差工件內(nèi)應(yīng)力引起的加工誤差測量誤差五、加工設(shè)備選擇及工件裝夾（一）機(jī)械加工誤差相關(guān)知識(shí)主軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)誤差影響主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)誤差的主要因素主軸回轉(zhuǎn)誤差對加工精度的影響機(jī)床導(dǎo)軌誤差機(jī)床的傳動(dòng)誤差工藝系統(tǒng)誤差2（1）機(jī)床的幾何誤差（一）機(jī)械加工誤差五、加工設(shè)備選擇及工件裝夾相關(guān)知識(shí)主軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)誤差工藝系統(tǒng)誤差2（1）機(jī)床的幾何誤差□軸向竄動(dòng)□徑向跳動(dòng)□角度擺動(dòng)五、加工設(shè)備選擇及工件裝夾（一）機(jī)械加工誤差相關(guān)知識(shí)工藝系統(tǒng)誤差2（1）機(jī)床的幾何誤差□主軸誤差圓度誤差、同軸度誤差、垂直度誤差□軸承誤差影響主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)誤差的主要因素五、加工設(shè)備選擇及工件裝夾（一）機(jī)械加工誤差相關(guān)知識(shí)工藝系統(tǒng)誤差2（1）機(jī)床的幾何誤差ΔR=Δz2/2×R假設(shè)Δz=0.01mm，R=50mm，則ΔR=0.000001mm。主軸回轉(zhuǎn)誤差對加工精度的影響措施□采用高精度的主軸部件□使主軸回轉(zhuǎn)的誤差不反映到工件上

五、加工設(shè)備選擇及工件裝夾（一）機(jī)械加工誤差相關(guān)知識(shí)工藝系統(tǒng)誤差2（1）機(jī)床的幾何誤差機(jī)床導(dǎo)軌誤差機(jī)床導(dǎo)軌副是實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)的主要部件，其制造和裝配精度是影響直線運(yùn)動(dòng)精度的主要因素，導(dǎo)軌誤差對零件的加工精度產(chǎn)生直接的影響。不同平面內(nèi)的導(dǎo)軌誤差對不同機(jī)床有著不同影響，分析導(dǎo)軌誤差對零件的加工精度的影響時(shí)，應(yīng)具體問題具體分析。五、加工設(shè)備選擇及工件裝夾（一）機(jī)械加工誤差相關(guān)知識(shí)工藝系統(tǒng)誤差2（1）機(jī)床的幾何誤差措施□減少傳動(dòng)鏈中的環(huán)節(jié)，縮短傳動(dòng)鏈；□提高傳動(dòng)副（特別是末端傳動(dòng)副）的制造和裝配精度；□消除傳動(dòng)間隙；□采用誤差校正機(jī)構(gòu)。機(jī)床的傳動(dòng)誤差如車削螺紋時(shí)，要求工件旋轉(zhuǎn)一周刀具直線移動(dòng)一個(gè)導(dǎo)程，那么車床絲杠導(dǎo)程和各齒輪的制造誤差都必將引起工件螺紋導(dǎo)程的誤差。五、加工設(shè)備選擇及工件裝夾（一）機(jī)械加工誤差相關(guān)知識(shí)工藝系統(tǒng)誤差2（2）工藝系統(tǒng)的其他幾何誤差刀具誤差—主要指刀具的制造、磨損和安裝誤差等，刀具對加工精度的影響因刀具種類不同而定。

夾具誤差—主要是指定位誤差、夾緊誤差、夾具安裝誤差和對刀誤差以及夾具的磨損等。

調(diào)整誤差—采用任何調(diào)整方法及使用任何調(diào)整工具都難免帶來一些原始誤差，這就是調(diào)整誤差。五、加工設(shè)備選擇及工件裝夾（一）機(jī)械加工誤差

1.工藝系統(tǒng)受力變形對加工誤差的影響五、加工設(shè)備選擇及工件裝夾（一）機(jī)械加工誤差

工藝系統(tǒng)受力點(diǎn)變化會(huì)引起形狀誤差誤差復(fù)映其他力引起的加工誤差□由重力引起的加工誤差□夾緊力引起的加工誤差□由傳動(dòng)力引起的加工誤差□由慣性力引起的加工誤差1.工藝系統(tǒng)受力變形對加工誤差的影響五、加工設(shè)備選擇及工件裝夾（一）機(jī)械加工誤差

（2）減少工藝系統(tǒng)受力變形的措施提高接觸剛度提高工件剛度提高機(jī)床部件剛度合理裝夾工件以減少夾緊變形

1.工藝系統(tǒng)受力變形對加工誤差的影響五、加工設(shè)備選擇及工件裝夾（一）機(jī)械加工誤差

（1）工藝系統(tǒng)的熱源（2）機(jī)床熱變形引起的加工誤差（3）刀具熱變形引起的加工誤差（4）工件熱變形引起的加工誤差（5）減少工藝系統(tǒng)熱變形的主要途徑減少發(fā)熱和隔熱加強(qiáng)散熱能力用熱補(bǔ)償法減少熱變形的影響控制溫度的變化1.工藝系統(tǒng)熱變形對加工誤差的影響五、加工設(shè)備選擇及工件裝夾（一）機(jī)械加工誤差

（1）齒輪加工機(jī)床加工原理：滾齒機(jī)、插齒機(jī)、拉齒機(jī)、銑齒機(jī)、珩齒機(jī)、剃齒機(jī)和磨齒機(jī)加工齒輪種類：圓柱齒輪加工機(jī)床和錐齒輪加工機(jī)床（2）齒輪加工機(jī)床的選用□齒輪形狀與精度□齒輪模數(shù)及直徑□機(jī)床功率五、加工設(shè)備選擇及工件裝夾（二）齒輪常用加工設(shè)備及刀具

（3）齒輪加工常用刀具□按照加工的齒輪類型來分，可分為以下三類?！魣A柱齒輪刀具漸開線圓柱齒輪刀具（盤形齒輪銑刀、指形齒輪銑刀、齒輪滾刀、插齒刀、剃齒刀等）非漸開線圓柱齒輪刀具（圓弧齒輪滾刀、擺線齒輪滾刀、花鍵滾刀等）◆蝸輪刀具如蝸輪滾刀、蝸輪飛刀等◆錐齒輪刀具□按刀具的工作原理分，可分為以下兩類◆成形齒輪刀具盤形齒輪銑刀、指壯齒輪銑刀◆展成齒輪刀具齒輪滾刀、插齒刀、剃齒刀五、加工設(shè)備選擇及工件裝夾（二）齒輪常用加工設(shè)備及刀具

齒輪銑刀盤形齒輪銑刀、指形齒輪銑刀銑削齒輪的模數(shù)、壓力角相等，銑削不同的齒數(shù)，應(yīng)采用不同齒形的銑刀

在生產(chǎn)中是將同一模數(shù)的齒輪銑刀，按漸開線的彎曲度相近的齒數(shù)，分成8把一組（精確的分成15把一組），每種銑刀用于加工一定齒數(shù)范圍的一組齒輪。

五、加工設(shè)備選擇及工件裝夾（二）齒輪常用加工設(shè)備及刀具

齒輪滾刀齒輪滾刀是加工漸開線齒輪所用的齒輪加工刀具

五、加工設(shè)備選擇及工件裝夾（二）齒輪常用加工設(shè)備及刀具

插齒刀插齒刀可分為直齒插齒刀和斜齒插齒刀兩類□盤形直齒插齒刀□碗形直齒插齒刀□錐柄直齒插齒刀五、加工設(shè)備選擇及工件裝夾（二）齒輪常用加工設(shè)備及刀具

齒輪熱處理工藝一般有調(diào)質(zhì)正火、碳滲（或碳氮共滲）、氮化、感應(yīng)淬火等。調(diào)質(zhì)處理通常用于中碳鋼和中碳合金鋼齒輪。調(diào)質(zhì)后材料的綜合性能良好，容易切削和跑合。正火處理通常用于中碳鋼齒輪。正火處理可以消除內(nèi)應(yīng)力，細(xì)化晶粒，改善材料的力學(xué)性能和切削性能。六、齒輪熱處理方法確定

1.齒輪熱處理方法

硬齒面齒輪，硬度大于350HBS時(shí)，常采用表面淬火、表面滲碳淬火與滲氮等的熱處理方法。表面淬火處理通常用于中碳鋼和中碳合金鋼齒輪。經(jīng)過表面淬火后齒面硬度—般為40～55HRC，增強(qiáng)了輪齒齒面抗點(diǎn)蝕和抗磨損的能力，齒芯仍然保持良好的韌性，故可以承受一定的沖擊載荷。滲碳淬火齒輪可以獲得高的表面硬度、耐磨性、韌性和抗沖擊性能，能提供高的抗點(diǎn)蝕、抗疲勞性能。六、齒輪熱處理方法確定

1.齒輪熱處理方法

與兩個(gè)軟齒面齒輪配對時(shí)，一般使小齒輪的齒面硬度比大齒輪高出30-50HBS，以使一對軟齒面?zhèn)鲃?dòng)的大小齒輪的壽命接近相等，也有利于提高輪齒的抗膠合能力。兩個(gè)硬齒面齒輪配對時(shí)的大小齒輪的硬度大致相同。齒輪熱處理的主要訴求是提高齒面硬度，滲碳淬火齒輪的承載能力可比調(diào)質(zhì)齒輪提高2～3倍，使用較多。六、齒輪熱處理方法確定

1.齒輪熱處理方法六、齒輪熱處理方法確定

1.齒輪熱處理方法六、齒輪熱處