典型齒輪加工工藝
圓柱齒輪加工工藝程的內容和要求
圓柱齒輪的加工工藝程一般應包括以下內容：齒輪毛坯加工、齒面加工、熱處理工藝及齒面的的精加工。在編制工藝過程中，常因齒輪結構、精度等級、生產批量和生產環(huán)境的不同，而采取各種不同的工藝方案。
如圖1 為一直齒圓柱齒輪的簡圖， 表9-6 列出了該齒輪機械加工工藝過程。從中可以看出，編制齒輪加工工藝過程大致可以劃分如下幾個階段：
1)齒輪毛坯的形成：鍛件、棒料或鑄件；
2)粗加工：切除較多的余量；
3)半精加工：車、滾、插齒；
4)熱處理：調質、滲碳淬火、齒面高頻感應加熱淬火等
5)精加工：精修基準、精加工齒形
圖 1 齒輪簡圖
齒輪加工工藝過程分析
1、基準的選擇
對于齒輪加工基準的選擇常因齒輪的結構形狀不同而有所差異。帶軸齒輪主要采用頂點孔定位；對于空心軸，則在中心內孔鉆出后，用兩端孔口的斜面定位；孔徑大時則采用錐堵。頂點定位的精度高，且能作到基準重合和統(tǒng)一。對帶孔齒輪在齒面加工時常采用以下兩種定位、夾緊方式。
（1）以內孔和端面定位 這種定位方式是以工件內孔定位，確定定位位置，再以端面作為軸向定位基準，并對著端面夾緊。這樣可使定位基準、設計基準、裝配基準和測量基準重合，定位精度高，適合于批量生產。但對于夾具的制造精度要求較高。
（2）以外圓和端面定位 當工件和加劇心軸的配合間隙較大時，采用千分表校正外圓以確定中心的位置，并以端面進行軸向定位，從另一端面夾緊。這種定位方式因每個工件都要校正，故生產率低；同時對齒坯的內、外圓同軸要求高，而對夾具精度要求不高，故適用于單件、小批生產。
綜上所述，為了減少定位誤差，提高齒輪加工精度，在加工時應滿足以下要求：
1)應選擇基準重合、統(tǒng)一的定位方式；
2)內孔定位時，配合間隙應近可能減少；
3)定位端面與定位孔或外圓應在一次裝夾中加工出來，以保證垂直度要求。
2、齒輪毛坯的加工
齒面 加工前的齒輪毛坯加工，在整個齒輪加工過程中占有很重要的地位。因為齒面加工和檢測所用的基準必須在此階段加工出來，同時齒坯加工所占工時的比例較大，無論從提高生產率，還是從保證齒輪的加工質量，都必須重視齒輪毛坯的加工。
在齒輪圖樣的技術部要求中，如果規(guī)定以分度圓選齒厚的減薄量來測定齒側間隙時，應注意齒頂圓的精度要求，因為齒厚的檢測是以齒頂圓為測量基準的。齒頂圓精度太低，必然使測量出的齒厚無法正確反映出齒側間隙的大小，所以，在這一加工過程中應注意以下三個問題：
圖2 齒端加工方式
1)當以齒頂圓作為測量基準時，應嚴格控制齒頂圓的尺寸精度；
2)保證定位端面和定位孔或外圓間的垂直度；
3)提高齒輪內孔的制造精度，減少與夾具心軸的配合間隙；
齒形及齒端加工
齒形加工是齒輪加工的關鍵，其方案的選擇取決于多方面的因素，如設備條件、齒輪精度等級、表面粗糙度、硬度等。常用的齒形加工方案在上節(jié)已有講解，在此不再敘述。
齒輪的齒端加工有倒圓、倒尖、倒棱和去毛刺等方式。如圖 2所示。經倒圓、倒尖后的齒輪在換檔時容易進入嚙合狀態(tài)，減少撞擊現象。倒棱可除去齒端尖角和毛刺。圖 3是用指狀銑刀對齒端進行倒圓的加工示意圖。倒圓時，銑刀告訴旋轉，并沿圓弧作擺動，加工完一個齒后，工件退離銑刀，經分度再快速向銑刀靠近加工下一個齒的齒端。
齒端加工必須在淬火之前進行，通常都在滾（插）齒之后，剃齒之前安排齒端加工。
圖3 齒端倒圓
4、輪加工過程中的熱處理要求
在齒輪加工工藝過程中，熱處理工序的位置安排十分重要，它直接影響齒輪的力學性能及切削加工性。一般在齒輪加工中進行兩種熱處理工序，即毛坯熱處理和齒形熱處理
圓柱齒輪加工工藝程的內容和要求
圓柱齒輪的加工工藝程一般應包括以下內容：齒輪毛坯加工、齒面加工、熱處理工藝及齒面的的精加工。在編制工藝過程中，常因齒輪結構、精度等級、生產批量和生產環(huán)境的不同，而采取各種不同的工藝方案。
如圖 4為一直齒圓柱齒輪的簡圖，表1 列出了該齒輪機械加工工藝過程。從中可以看出，編制齒輪加工工藝過程大致可以劃分如下幾個階段：
1)齒輪毛坯的形成：鍛件、棒料或鑄件；
2)粗加工：切除較多的余量；
3)半精加工：車、滾、插齒；
4)熱處理：調質、滲碳淬火、齒面高頻感應加熱淬火等
5)精加工：精修基準、精加工齒形
圖4 齒輪簡圖
齒輪加工工藝過程分析
1、基準的選擇
對于齒輪加工基準的選擇常因齒輪的結構形狀不同而有所差異。帶軸齒輪主要采用頂點孔定位；對于空心軸，則在中心內孔鉆出后，用兩端孔口的斜面定位；孔徑大時則采用錐堵。頂點定位的精度高，且能作到基準重合和統(tǒng)一。對帶孔齒輪在齒面加工時常采用以下兩種定位、夾緊方式。
（1）以內孔和端面定位 這種定位方式是以工件內孔定位，確定定位位置，再以端面作為 軸向定位基準，并對著端面夾緊。這樣可使定位基準、設計基準、裝配基準和測量基準重合，定位精度高，適合于批量生產。但對于夾具的制造精度要求較高。
（2）以外圓和端面定位 當工件和加劇心軸的配合間隙較大時，采用千分表校正外圓以確定中心的位置，并以端面進行軸向定位，從另一端面夾緊。這種定位方式因每個工件都要校正，故生產率低；同時對齒坯的內、外圓同軸要求高，而對夾具精度要求不高，故適用于單件、小批生產。
綜上所述，為了減少定位誤差，提高齒輪加工精度，在加工時應滿足以下要求：
1)應選擇基準重合、統(tǒng)一的定位方式；
2)內孔定位時，配合間隙應近可能減少；
3)定位端面與定位孔或外圓應在一次裝夾中加工出來，以保證垂直度要求。
2、齒輪毛坯的加工
齒面 加工前的齒輪毛坯加工，在整個齒輪加工過程中占有很重要的地位。因為齒面加工和檢測所用的基準必須在此階段加工出來，同時齒坯加工所占工時的比例較大，無論從提高生產率，還是從保證齒輪的加工質量，都必須重視齒輪毛坯的加工。
在齒輪圖樣的技術部要求中，如果規(guī)定以分度圓選齒厚的減薄量來測定齒側間隙時，應注意齒頂圓的精度要求，因為齒厚的檢測是以齒頂圓為測量基準的。齒頂圓精度太低，必然使測量出的齒厚無法正確反映出齒側間隙的大小，所以，在這一加工過程中應注意以下三個問題：
圖5 齒端加工方式
1)當以齒頂圓作為測量基準時，應嚴格控制齒頂圓的尺寸精度；
2)保證定位端面和定位孔或外圓間的垂直度；
3)提高齒輪內孔的制造精度，減少與夾具心軸的配合間隙；
3、齒形及齒端加工
齒形加工是齒輪加工的關鍵，其方案的選擇取決于多方面的因素，如設備條件、齒輪精度等級、表面粗糙度、硬度等。常用的齒形加工方案在上節(jié)已有講解，在此不再敘述。
齒輪的齒端加工有倒圓、倒尖、倒棱和去毛刺等方式。如圖 5所示。經倒圓、倒尖后的齒輪在換檔時容易進入嚙合狀態(tài)，減少撞擊現象。倒棱可除去齒端尖角和毛刺。圖 6是用指狀銑刀對齒端進行倒圓的加工示意圖。倒圓時，銑刀告訴旋轉，并沿圓弧作擺動，加工完一個齒后，工件退離銑刀，經分度再快速向銑刀靠近加工下一個齒的齒端。
圖6 齒端倒圓
齒端加工必須在淬火之前進行，通常都在滾（插）齒之后，剃齒之前安排齒端加工。
4、輪加工過程中的熱處理要求
在齒輪加工工藝過程中，熱處理工序的位置安排十分重要，它直接影響齒輪的力學性能及切削加工性。一般在齒輪加工中進行兩種熱處理工序，即毛坯熱處理和齒形熱處理
表1 齒輪機械加工工藝過程
|
序號 |
工 序 內 容 及 要 求 |
定位基準 |
設 備 |
|
1 |
鍛造 |
||
|
2 |
正火 |
||
|
3 |
粗車各部，均放余量 1.5mm |
外圓、端面 |
轉塔車床 |
|
4 |
精車各部，內孔至錐孔塞規(guī)刻線外露 6～8mm，其余達圖樣要求 |
外圓、內孔、端面 |
C616車床 |
|
5 |
滾齒 Fw=0.036mm F i ″=0.10mm f i ″=0.022mm F β =0.011mm W= |
內孔、 B端面 |
Y38滾齒機 |
|
6 |
倒角 |
內孔、 B端面 |
倒角機 |
|
7 |
插鍵槽達圖樣要求 |
內孔、 B端面 |
插床 |
|
8 |
去毛刺 |
||
|
9 |
剃齒 |
內孔、 B端面 |
Y5714 |
|
10 |
熱處理，齒部 5132 |
||
|
11 |
磨內錐孔，磨至錐孔塞規(guī)小端平 |
外圓、 B端面 |
M220 |
|
12 |
珩齒達圖樣要求 |
內孔、 B端面 |
Y5714 |
|
13 |
終結檢驗 |
mm，齒面Ra2.5μm
本文標簽：典型齒輪加工工藝
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