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二、齿轮的加工工艺过程及工序
1、齿轮加工工艺过程分析
⑴ 定位基准的选择 对于齿轮定位基准的选择常因齿轮的结构形状不同,而有所差异。带轴齿轮主要采用顶尖定位,孔径大时则采用锥堵。顶尖定位的精度高,且能做到基准统一。带孔齿轮在加工齿面时常采用以下两种定位、夹紧方式:
1)以内孔和端面定位 即以工件内孔和端面联合定位,确定齿轮中心和轴向位置,并采用面向定位端面的夹紧方式。这种方式可使定位基准、设计基准、装配基准和测量基准重合,定位精度高,适于批量生产。但对夹具的制造精度要求较高。
2)以外圆和端面定位 工件和夹具心轴的配合间隙较大,用千分表校正外圆以决定中心的位置,并以端面定位;从另一端面施以夹紧。这种方式因每个工件都要校正,故生产效率低;它对齿坯的内、外圆同轴度要求高,而对夹具精度要求不高,故适于单件、小批量生产。
⑵ 齿轮毛坯的加工 齿面加工前的齿轮毛坯加工,在整个齿轮加工工艺过程中占有很重要的地位,因为齿面加工和检测所用的基准必须在此阶段加工出来;无论从提高生产率,还是从保证齿轮的加工质量,都必须重视齿轮毛坯的加工。
在齿轮的技术要求中,应注意齿顶圆的尺寸精度要求,因为齿厚的检测是以齿顶圆为测量基准的,齿顶圆精度太低,必然使所测量出的齿厚值无法正确反映齿侧间隙的大小。所以,在这一加工过程中应注意下列三个问题:
1)当以齿顶圆直径作为测量基准时,应严格控制齿顶圆的尺寸精度; 2)保证定位端面和定位孔或外圆相互的垂直度;
3)提高齿轮内孔的制造精度,减小与夹具心轴的配合间隙。
⑶ 齿端的加工 齿轮的齿端加工有倒圆、倒尖、倒棱和去毛刺等方式。倒圆、倒尖后的齿轮在换档时容易进人啮合状态,减少撞击现象。倒棱可除去齿端尖边和毛刺。倒圆时,铣刀高速旋转,并沿圆弧作摆动,加工完一个齿后,工件退离铣刀,经分度再快速向铣刀靠近加工下一个齿的齿端。齿端加工必须在齿轮淬火之前进行,通常都在滚(插)齿之后,剃齿之前安排齿端加工。 2、圆柱齿轮毛胚与热处理
1. 齿轮毛坯 毛坯的选择取决于齿轮的材料、形状、尺寸、使用条件、生产批量等因素,常用的毛坯种类油:
1)铸铁件:用于受力小、无冲击、低速的齿轮; 2)棒料:用于尺寸小、结构简单、受力不大的齿轮; 3)锻坯:用于高速重载齿轮;
4)铸钢坯:用于结构复杂、尺寸较大不宜锻造的齿轮。
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2. 齿轮热处理 在齿轮加工工艺过程中,热处理工序的位置安排十分重要,它直接影响齿轮的力学性能及切削加工的难易程度。一般在齿轮加工中有两种热处理工序:
1)毛坯的热处理 为了消除锻造和粗加工造成的残余应力、改善齿轮材料内部的金相组织和切削加工性能,在齿轮毛坯加工前后通常安排正火或调质等预热处理。
2)齿面的热处理 为了提高齿面硬度、增加齿轮的承载能力和耐磨性而进行的齿面高频淬火、渗碳淬火、氮碳共渗和渗氮等热处理工序。一般安排在滚齿、插齿、剃齿之后,珩齿、磨齿之前。
3、圆柱齿轮齿面(形)加工方法 1.齿轮齿面加工方法的分类
按齿面形成的原理不同,齿面加工可以分为两类方法:
⑴ 成形法 用与被切齿轮齿槽形状相符的成形刀具切出齿面的方法,如铣齿、拉齿和成型磨齿等;
⑵ 展成法 齿轮刀具与工件按齿轮副的啮合关系作展成运动切出齿面的方法,工件的齿面由刀具的切削刃包络而成,如滚齿、插齿、剃齿、磨齿和珩齿等。 2.圆柱齿轮齿面加工方法选择
齿轮齿面的精度要求大多较高,加工工艺复杂,选择加工方案时应综合考虑齿轮的结构、尺寸、材料、精度等级、热处理要求、生产批量及工厂加工条件等。 4、加工工艺过程卡片
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材 料 牌 号 工 工 名 序号 序 称 机械加工工艺过程卡片 毛 坯 种 类 产品型号 产品名称 毛坯外形尺寸 设 备 零件图号 零件名称 每毛坯件数 齿轮 每台 数 共 页 第 页 备 注 锻件 车 间 工 序 内 容 正火处理 粗车外圆 粗车端面 车齿形 粗镗通孔 半精车外圆 拉键 铣齿 铣槽 精车外圆 磨小端外圆 工 段 校 对 (日期) 工 艺 装 备 三爪自定心卡盘 游标卡尺 三爪自定心卡盘 游标卡尺 通用夹具 三爪自定心卡盘 游标卡尺 塞规 专夹具 游标卡尺 通用夹具 专用夹具 卡规 专用夹具卡规 标准化(日期) 工 时 准终 单件 会 签 (日期) 1 2 3 4 5 6 7 锻造 热处理 粗车 粗车 粗车 镗 半精车 C6140 C6140 C6140 C6140 C6140 L6110 X62w X62w C6130 M135 审 核 (日期) 拉 8 铣 9 10 铣 精车 11 磨 12 检验 13 入库 14 设 计 (日 期) 处更改 日 更改 标记 签 字 标记 处数 签字 日 期 数 文件号 期 文件号 10