齒輪夾具和齒輪加工工藝

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1、 齒 輪 夾 具 和 齒 輪 加 工 工 藝 第 一 節(jié) 齒 輪 夾 具 一 、 齒 輪 夾 具 定 位 基 準(zhǔn) 的 選 擇 齒 輪 按 齒 坯 形 狀 分 為 軸 類 和 盤 類 。 加 工 軸 類 時(shí) 一 般 采用 雙 頂 尖 孔 定 位 。 盤 類 齒 輪 的 定 位 基 準(zhǔn) 應(yīng) 與 設(shè) 計(jì) 基 準(zhǔn) 及 與 軸 連 接 的 裝 配基 準(zhǔn) （ 圓 孔 和 花 鍵 孔 等 ） 相 一 致 。 盤 類 齒 輪 的 端 面 作 為輔 助 輔 助 定 位 基 準(zhǔn) 。 因 此 在 齒 坯 加 工 時(shí) ， 端 面 對 內(nèi) 孔 的圓 跳 動(dòng) 不 得 大 于 0.04mm。 二 、 滾 齒 夾 具 的 結(jié)

2、 構(gòu) 及 技 術(shù) 要 求 滾 齒 夾 具 一 般 采 用 組 合 結(jié) 構(gòu) ， 即 由 夾 具 底 座 和 心 軸 組成 ， 同 一 規(guī) 格 的 夾 具 ， 底 座 能 安 裝 不 同 規(guī) 格 的 心 軸 ， 具有 成 本 底 調(diào) 整 方 便 的 優(yōu) 點(diǎn) 。 最 常 用 的 滾 齒 夾 具 如 圖 示 ： 底 座 根 據(jù) 工 件 的 大 小 可 分 成 23種 ， 按 工 件 的 分 度 圓 選 用 。 兩 端 棉 對 中 心 線 的 端 面 跳 動(dòng) 不 能 大 于 0.005mm。 心 軸 的 圓 柱 面 為 工 作 表 面 ， 其 直 徑 為 工 件 最 小 孔 徑 減 去 公 差 0.00

3、50.01cm。 心 軸 的 徑 向 跳 動(dòng) 不 大 于 0.005cm。 定 位 端 面 與 心 軸 的 垂 直 度 不 大 于 0.005mm。 為 保 持 夾 具 精 及使 用 壽 命 ， 心 軸 必 須 經(jīng) 過 淬 硬 處 理 和 磨 削 。 各 壓 圈 、 墊片 的 兩 端 面 要 平 行 平 行 度 不 大 于 0.005mm。 為 使 工 件 夾緊 時(shí) 受 力 均 勻 ， 壓 緊 用 的 墊 圈 一 般 采 用 球 面 墊 圈 。 三 、 削 齒 夾 具 的 結(jié) 構(gòu) 及 技 術(shù) 要 求 剃 齒 夾 具 一 般 采 用 心 軸 形 式 。 因 剃 齒 余 量 小 ， 故 切 削力

4、也 小 。 常 采 用 如 圖 示 ： 壓 套 與 工 件 接 觸 的 端 面 要 求 平 整 ， 端 面 跳 動(dòng) 不 大 于 0.005mm。 端 面 及 內(nèi) 孔 表 面 粗 糙 度 不 大 于 Ra0.4um。 心 軸 工 作 尺 寸 選 取 與 滾 齒 夾 具 相 同 ， 徑 向 跳 動(dòng) 不 大 于 0.005mm。 端 面 及 外 圓 的 表 面 粗 糙 度 不 大 于 Ra0.4um 。 壓 套 與 心 軸 都 要 經(jīng) 過 淬 硬 處 理 ， 中 心 孔 需 要 經(jīng) 過 研磨 ， 表 面 粗 糙 度 不 大 于 Ra0.2um， 其 60度 錐 面 處 接 觸 面積 應(yīng) 大 于 80

5、%。 四 、 插 齒 夾 具 結(jié) 構(gòu) 及 技 術(shù) 要 求 常 用 插 齒 夾 具 結(jié) 構(gòu) 如 圖 所 示 ： 工 作 尺 寸 小 于 40mm時(shí) 。 心 軸 采 用 整 體 結(jié) 構(gòu) 。 大 于 40mm時(shí) 采 用 鑲 套 結(jié) 構(gòu) 。 心 軸 工 作 尺 寸 的 選 取 與 滾 齒 夾 具 相 同 。 與 工 作 臺 連 接 處 錐 度 為 1： 10。 外 徑 及 錐 面 徑 向 跳 動(dòng) 不 大 于 0.005mm。 表 面 粗 糙 度 不 大 于 Ra0.4um。 心 軸 必 須 經(jīng) 過 淬 硬 處 理 和 磨 削 ， 螺 紋 部 位 不淬 硬 。 墊 圈 兩 平 面 要 平 整 ， 兩 端

6、 面 平 行 度 誤 差 不 大 于Ra0.005mm。 第 二 節(jié) 齒 輪 加 工 工 藝 基 本 知 識 一 個(gè) 零 件 往 往 需 要 經(jīng) 過 幾 種 機(jī) 床 加 工 ， 齒 輪 加 工 也 是這 樣 。 如 加 工 軸 齒 輪 ， 需 要 經(jīng) 過 車 削 、 銑 削 、 磨 削 、 齒形 加 工 、 鉗 加 工 等 工 序 。 而 這 些 加 工 工 序 是 彼 此 聯(lián) 系 的 ，因 此 加 工 時(shí) 必 須 全 面 考 慮 ， 具 體 分 析 零 件 的 特 點(diǎn) 及 技 術(shù)要 求 ， 根 據(jù) 產(chǎn) 品 的 質(zhì) 量 、 生 產(chǎn) 批 量 、 經(jīng) 濟(jì) 性 ， 以 及 設(shè) 備條 件 等 情 況

7、選 擇 適 當(dāng) 的 加 工 方 法 ， 定 制 出 經(jīng) 濟(jì) 的 、 先 進(jìn)的 、 合 理 的 工 藝 過 程 。 1、 齒 坯 加 工1 經(jīng) 鍛 打 或 鑄 造 后 的 齒 輪 的 毛 坯 ， 需 正 火 處 理 ， 內(nèi) 部 的組 織 均 勻 具 有 較 好 的 切 削 性 能 。 齒 坯 的 外 圓 、 端 面 、 內(nèi)孔 通 常 采 用 車 削 加 工 。 生 產(chǎn) 批 量 較 大 時(shí) ， 內(nèi) 孔 加 工 ， 往往 采 用 拉 削 。 特 別 是 花 鍵 孔 ， 只 能 采 用 拉 削 的 方 法 。 齒坯 的 孔 及 端 面 ， 是 以 后 齒 形 加 工 的 基 準(zhǔn) ， 其 精 度 高 低

8、 直接 影 響 齒 輪 的 精 度 。 因 此 盤 類 齒 的 孔 與 外 圓 應(yīng) 有 同 軸 度要 求 。 特 別 是 端 面 跳 動(dòng) ， 應(yīng) 取 齒 向 誤 差 的 1/21/3。 對 于軸 類 齒 輪 ， 各 配 合 表 面 和 齒 輪 外 圓 徑 向 跳 動(dòng) 都 要 有 要 求 。軸 類 齒 輪 的 兩 端 中 心 孔 是 齒 形 加 工 的 基 準(zhǔn) 為 提 高 其 精 度 ，往 往 對 中 心 孔 要 進(jìn) 行 研 磨 加 工 。 2、 齒 形 加 工 對 齒 輪 加 工 來 說 ， 齒 形 加 工 是 主 要 的 工 序 ， 常 用 的 方 法 有 滾 齒 、插 齒 、 剃 齒 、

9、磨 齒 、 珩 齒 。 對 于 8級 精 度 以 下 的 調(diào) 質(zhì) 齒 輪 ， 可 采 用滾 齒 或 插 齒 直 接 加 工 成 所 需 齒 形 的 方 法 。 由 于 滾 齒 的 生 產(chǎn) 效 率 高 于插 齒 ， 只 有 在 不 能 采 用 滾 齒 加 工 時(shí) ， 才 采 用 插 齒 的 方 法 。 要 求 較 高的 齒 輪 采 用 滾 -剃 工 藝 加 工 。 由 于 剃 齒 對 公 法 線 長 度 變 動(dòng) 沒 有 修 整 作用 ， 因 此 ， 剃 前 齒 輪 的 公 法 線 長 度 就 應(yīng) 符 合 圖 紙 要 求 。 另 外 剃 齒 余量 的 大 小 ， 直 接 影 響 被 加 工 齒 輪

10、 的 精 度 、 生 產(chǎn) 率 ， 余 量 太 大 會 降 低剃 齒 效 率 ， 質(zhì) 量 差 ， 刀 具 磨 損 快 ， 余 量 太 小 剃 前 齒 輪 的 誤 差 及 表 面缺 陷 不 能 全 部 消 除 。 剃 齒 余 量 的 大 小 ， 應(yīng) 根 據(jù) 剃 前 齒 輪 的 精 度 狀 況確 定 。 加 工 高 精 度 的 齒 輪 還 可 采 用 滾 -珩 ， 滾 -磨 或 滾 -剃 -珩 ， 滾 -剃 -磨的 工 藝 。 磨 齒 加 工 能 達(dá) 到 6級 精 度 以 上 ， 但 成 本 高 ， 生 產(chǎn) 率 低 。 3、 工 藝 規(guī) 程 的 編 制 零 件 按 一 定 順 序 ， 從 原 材 料

11、 制 成 產(chǎn) 品 的 全 部 過 程 ， 叫 生 產(chǎn) 過 程 。其 中 按 一 定 順 序 逐 步 地 變 原 材 料 或 半 成 品 為 成 品 的 有 關(guān) 過 程 ， 叫 做工 藝 過 程 。 將 工 藝 過 程 的 各 項(xiàng) 內(nèi) 容 寫 成 文 件 ， 這 就 是 工 藝 規(guī) 程 。 齒輪 加 工 工 藝 規(guī) 程 ， 是 指 導(dǎo) 齒 輪 加 工 的 主 要 技 術(shù) 文 件 。1。 制 定 齒 輪 加 工 工 藝 規(guī) 程 的 步 驟（ 1） 對 齒 輪 進(jìn) 行 工 藝 分 析明 確 其 精 度 和 主 要 技 術(shù) 要 示 ， 分 析 其 中 哪 些 比 較 難 達(dá) 到 ， 以 便 在 編 制

12、工 藝 規(guī) 程 時(shí) 制 定 措 施 。 再 分 析 一 下 結(jié) 構(gòu) 是 否 合 理 ， 有 否 無 法 加 工 的現(xiàn) 象 能 否 使 工 藝 性 更 好 些 。（ 2） 選 擇 合 適 的 毛 坯（ 3） 確 定 每 個(gè) 表 面 的 加 工 方 法 。 （ 4） 選 擇 基 準(zhǔn) 。 軸 類 齒 輪 通 常 用 中 心 孔 作 定 位 基 準(zhǔn) ， 而 盤 類 齒 輪 以孔 徑 和 端 面 作 定 位 基 準(zhǔn) 。 （ 5） 擬 定 工 藝 路 線 齒 輪 加 工 一 般 分 為 四 個(gè) 階 段 ： 齒 坯 的 粗 加 工 齒 坯 的 精 加 工 齒 形 加 工 熱 處 理 以 后 的 光 整 加

13、工2。 在 安 排 加 工 順 序 時(shí) 一 般 應(yīng) 遵 照 的 原 則 ：（ 1） 先 基 準(zhǔn) 作 為 定 位 基 準(zhǔn) 的 表 面 應(yīng) 先 加 工 。（ 2） 先 主 后 次 基 準(zhǔn) 表 面 加 工 之 后 應(yīng) 先 對 精 度 要 求 高 的 主 要 表 面 進(jìn) 行 粗 加工 ， 然 后 進(jìn) 行 次 要 表 面 的 粗 加 工 。（ 3） 先 粗 后 精 粗 加 工 安 排 在 前 面 ， 以 減 少 對 其 它 表 面 加 工 精 度 的 影 響 。（ 4） 在 精 加 工 階 段 ， 要 求 高 的 精 加 工 表 面 安 排 在 扣 面 ， 以 免 受 其 它 表 面加 工 的 影 響

14、和 碰 傷 表 面 。（ 5） 合 理 安 排 熱 處 理 工 序 在 機(jī) 械 加 工 以 前 進(jìn) 行 退 火 、 正 火 處 理 ， 在 粗加 工 后 進(jìn) 行 調(diào) 質(zhì) 或 時(shí) 效 處 理 。 對 于 要 求 滲 碳 淬 火 或 高 頻 淬 火 的 。 （ 6） 確 定 各 工 序 的 具 體 內(nèi) 容 包 括 選 擇 機(jī) 床 、 夾 具 、 刀 具 和 量 具 ， 確 定工 序 余 量 工 序 尺 寸 ， 確 定 切 削 余 量 時(shí) 間 定 額 等 。 3、 齒 輪 加 工 工 藝 實(shí) 例 現(xiàn) 介 紹 一 雙 聯(lián) 齒 輪 的 工 藝 過 程 ， 其 尺 寸 及 技 術(shù) 要 求 如圖 6-4所

15、示 。 3、 齒 輪 加 工 時(shí) 應(yīng) 注 意 事 項(xiàng)1、 選 擇 準(zhǔn) 確 的 工 藝 基 準(zhǔn) 在 拉 削 孔 徑 時(shí) 應(yīng) 切 削 力 很 大 ， 工 件 在 切 削 時(shí) 工 件 近切 削 處 變 形 很 大 。 如 果 用 大 端 作 為 支 承 面 ， 在 變 形 恢 復(fù) 后 ， 會 出 現(xiàn) 凹 進(jìn) 去的 現(xiàn) 象 。 因 此 通 常 用 小 端 面 作 為 拉 削 支 承 面 。 拉 削 后 ， 各 個(gè) 工 序 都 以 孔 徑（ 或 花 鍵 底 徑 ） 做 為 定 位 基 準(zhǔn) ， 精 加 工 后 的 各 工 序 ， 有 以 大 端 面 為 輔 助 基準(zhǔn) 。 因 此 作 為 基 準(zhǔn) 的 端 面

16、 與 孔 徑 ， 其 垂 直 度 有 較 高 的 要 求 。 才 能 保 證 齒 輪的 齒 向 誤 差 。2、 找 正 工 件 安 在 心 軸 上 ， 心 軸 安 裝 在 機(jī) 床 ， 應(yīng) 該 用 百 分 表 （ 或 千 分 表 ） 進(jìn)行 找 正 使 心 軸 的 位 置 精 度 。 例 如 ， 同 軸 度 、 垂 直 度 等 準(zhǔn) 確 程 度 與 工 件 技 術(shù)要 求 有 關(guān) 。3、 選 擇 合 適 的 刀 具 ， 根 據(jù) 齒 輪 精 度 要 求 ， 選 擇 精 度 合 適 的 刀 具 。4、 調(diào) 整 機(jī) 床 必 要 時(shí) 對 機(jī) 床 有 關(guān) 部 位 進(jìn) 行 調(diào) 整 ， 如 導(dǎo) 軌 、 軸 承 間

17、隙 等 。 使 其牌 良 好 的 工 件 狀 態(tài) 。5、 正 確 安 裝 工 件 工 件 安 裝 時(shí) 各 接 觸 表 面 不 能 沾 有 鐵 屑 ， 雜 物 和 油 污 等 。 并 防 止 工 件 裝 夾 歪 斜 。6、 注 意 刀 具 行 程 位 置 如 插 齒 加 工 多 聯(lián) 齒 輪 中 小 齒 輪 時(shí) ， 要 認(rèn) 真 調(diào) 整 刀 具 行程 位 置 。 第 三 節(jié) 熱 處 理 對 齒 輪 精 度 的 影 響一 、 齒 輪 熱 處 理 的 種 類1。 退 火 和 正 火 退 火 就 是 將 鋼 加 熱 到 一 定 溫 度 ， 保 溫 一 段 時(shí) 間 然 后隨 爐 緩 慢 冷 卻 下 來 ，

18、以 期 得 到 接 近 平 衡 狀 態(tài) 組 織 的 一 種熱 處 理 方 法 。 正 火 和 退 火 的 不 同 之 處 ， 在 于 加 熱 后 的 工 件 從 爐 中取 出 置 于 空 氣 中 冷 卻 下 來 。 它 的 冷 卻 速 度 要 比 退 火 快 些 ，因 此 最 終 的 組 織 和 性 能 有 些 差 異 。 退 火 和 正 火 的 作 用（ 1） 降 低 硬 度 ， 提 高 塑 性 ， 改 善 切 削 加 工 性 能 和 壓 力 加工 性 能 。（ 2） 細(xì) 化 晶 粒 ， 調(diào) 整 組 織 ， 改 善 材 料 機(jī) 械 性 能 。（ 3） 消 除 前 一 道 工 序 （ 鑄 造

19、、 鍛 造 、 冷 加 工 等 ） 所 產(chǎn) 生 的內(nèi) 應(yīng) 力 ， 為 下 一 道 工 序 做 組 織 上 的 準(zhǔn) 備 。退 火 和 正 火 大 多 做 為 齒 輪 的 預(yù) 先 熱 處 理 ， 少 數(shù) 為 調(diào) 質(zhì) 處 理 。 2。 淬 火 淬 火 是 將 齒 輪 加 工 到 高 溫 奧 氏 體 狀 態(tài) ， 保 溫 一 段 時(shí)間 ， 然 后 快 速 冷 卻 下 來 ， 以 得 到 高 硬 度 的 馬 氏 體 組 織 的一 種 方 法 。 淬 火 后 的 齒 輪 硬 度 一 般 可 達(dá) 到 HRC6065， 提 高 了齒 輪 的 硬 度 和 耐 磨 性 。3。 高 頻 淬 火 高 頻 淬 火 是 將

20、 齒 輪 快 速 加 熱 到 臨 界 點(diǎn) 以 上 溫 度 然 后進(jìn) 行 急 冷 的 淬 火 過 程 ， 使 齒 輪 能 獲 得 高 硬 度 的 耐 磨 表 面層 和 富 有 韌 性 的 心 部 。 高 頻 淬 火 的 優(yōu) 點(diǎn)優(yōu) 點(diǎn) ：（ 1） 生 產(chǎn) 效 率 高 工 人 勞 動(dòng) 條 件 好 便 于 實(shí) 現(xiàn) 機(jī) 械 化 和 自 動(dòng) 化 ， 操 作 也 比較 簡 單 。（ 2） 被 處 理 的 工 件 機(jī) 械 性 能 好 ， 特 別 是 疲 勞 極 限 和 沖 擊 韌 性 ， 硬 度 也比 普 通 淬 火 高 一 些（ 3） 變 形 較 小 ， 晶 粒 較 小 工 作 表 面 不 脫 碳 不 氧 化 。（ 4） 可 以 進(jìn) 行 零 件 的 局 部 淬 火 ， 易 于 控 制 淬 層 深 度 。缺 點(diǎn) ： 設(shè) 備 較 貴 ， 較 復(fù) 雜 ， 不 易 調(diào) 整 。 耗 電 大 ， 維 護(hù) 費(fèi) 用 較 高 ， 移 動(dòng) 也 不方 便 ； 另 外 現(xiàn) 有 設(shè) 備 的 功 率 不 夠 大 ， 設(shè) 備 效 率 也 不 夠 高 。 才 能 得 到 最 好 的 性 能 ， 如 果 工 件 沒 有 被 淬 透 ， 則 調(diào) 質(zhì) 后的 機(jī) 械 性 能 就 大 為 降 低 ， 合 金 剛 比 碳 鋼 淬 透 性 好 。