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軸類齒輪的加工

時間:2015-01-13

    摘要:本文根據齒輪零件加工工藝自身的特點,結合在實際工藝規程編制過程中總結出的經驗,較為系統地介紹了軸類齒輪零件工藝規程編制中主要工序應注意的問題,以及編制齒輪工藝時毛料尺寸的確定、輪齒的粗精加工。全文對軸類齒輪工藝規程的編制過程進行了介紹,并針對編制過程中應注意的問題進行了較為詳細的描述。 


  一、軸類齒輪加工工藝的確定 
  1 確定齒輪毛料 
  在確定毛料尺寸時,要充分考慮加工余量是否能滿足工藝需要,尤其是齒輪滲碳淬火,非滲碳表面采用“余量保護”法時,要考慮“余量保護”的數值。 
  2 齒輪的粗加工 
  齒輪的粗加工是為了去除加工余量,為半精加工確定基準,同時進行輪齒的粗加工。齒輪粗加工要選擇好基準,基準的確定對以后各加工表面加工余量的分配、加工表面與非加工表面的相對位置有較大的影響。 
  粗加工時,要考慮零件化學熱處理――滲碳時非滲碳表面的保護方法,一般有鍍銅保護法和余量保護法。前者是非滲碳表面采用鍍銅的方法保護,滲碳、淬火同時進行,然后除去銅層,鍍銅部位無碳層。后者是非滲碳表面留足夠的加工余量(大于滲碳深度),滲碳時全滲碳,然后車去不需滲碳表面的碳層,再淬火。 
  粗加工選擇滾齒加工。確定滾齒分度圓齒厚時,要考慮磨齒時的碳層減薄量,一般磨齒余量單邊不大于0.2mm;由于滾齒和磨齒不是采用同一加工基準,因此在滾齒時對輪齒齒形跳動量也要加以限制, 避免磨齒時余量不一致,造成齒面滲層不均勻而減小齒面耐磨性。 
  3 齒輪的熱處理 
  齒輪輪體和輪齒部位經過粗加工后,為了達到設計圖要求,一般要進行熱處理,例如輪齒滲碳、淬火、氰化、氮化等,以改善材料的機械性能,滿足使用要求。液壓泵齒輪采用的是滲碳、淬火處理。 
  4 齒輪的半精加工 
  半精加工主要完成次要表面的加工,并為主要表面的精加工做準備。半精加工主要是車削、磨削、精加工基準的修正等。滲碳淬火中用余量保護的齒輪,其滲碳、淬火分成兩道工序,中間要進行去除保護余量的半精加工。 
  5 齒輪的精加工 
  齒輪的精加工分輪體的精加工和輪齒的精加工。 
  (1)輪體的精加工。齒輪輪體的精加工主要包括零件的精密表面的精加工及光整加工;也包括對齒輪上內外花鍵的滾、插、拉削加工;螺紋的磨、銑、車加工;鍵槽的銑、插加工;工藝扁臺的銑削;減輕孔的鉆鉸等。這些工序多安排在軸承外圓的精加工及輪齒的精加工(磨齒)之前。 
  (2)輪齒的精加工。高精度齒輪精度多為6~7級,最高為5級。根據齒輪精度等級,直齒圓柱齒輪的輪齒精加工多采用磨齒。磨齒時要選擇合適的切削參數,避免磨削燒傷及裂紋。 
  6 無損檢驗 
  齒輪設計圖中一般都要求進行無損檢驗。齒輪零件一般采用磁粉探傷檢查。磁粉探傷工序多安排在機械加工全部結束,進行最終檢驗之前。 
  7 檢驗工序 
  檢驗工序對保證產品質量和及時發現廢品并中止加工有重要作用。在齒輪工藝規程中,除零件全部加工完成后進行最終檢驗外,一般要安排中間檢驗: 
  (1)零件發外單位進行熱處理、表面處理前后; 
  (2)有些尺寸在齒輪全部加工完成后不易測量,例如軸類齒輪內孔的空刀槽,就可以在加工空刀槽工序后進行中間檢驗,最終檢驗時不再檢查這部分尺寸。 
  8 表面處理工序 
  齒輪檢驗合格后,為了達到防銹、耐磨等要求,一般齒輪表面都要進行發藍、氧化磷化、鍍銅、鍍銀等表面處理,以達到防銹、耐磨等要求。

 
  二、齒輪加工工藝尺寸的計算 
  1 軸類齒輪主要尺寸的計算 
  軸類齒輪的軸肩尺寸比較重要,該尺寸將影響到軸承的裝配位置及齒輪在機匣內裝配間隙的調整,尺寸公差要求較嚴,且需經過多次加工,組成環多,計算難度很大,一直以來都是困擾工藝員的一個主要難點。 
  2 齒輪公法線長度的計算 
  在齒輪工藝編制中,滾齒、插齒、磨齒等工序,都要給出N個齒的公法線長度,便于加工和測量。 
  3 單齒尺寸計算 
  若齒輪齒數為奇數,測量齒輪齒頂圓直徑及齒根圓直徑時無法測出最大尺寸,因此需將其轉換成單齒長度尺寸,再用卡尺或千分尺進行測量。 


  結語 
  綜上所述,只要了解軸類齒輪加工的特點,合理安排加工路線,抓住齒輪工藝編制中的重點,掌握各主要工序需要注意的事項,正確運用上文提到的尺寸鏈分布、尺寸鏈及公法線長度的計算等,軸類齒輪加工工藝規程的編制就會簡化很多,縮短了編制時間,有利于新機研制工作,并對新工藝員編制類似工藝規程時有一定的指導作用。 

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