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1、齿轮零件的加工齿轮零件的加工一、圆柱齿轮毛胚与热处理一、圆柱齿轮毛胚与热处理1.1.齿轮毛坯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，常用的毛坯种类有：1）铸铁件铸铁件：用于受力小、无冲击、低速的齿轮；2）棒料棒料：用于尺寸小、结构简单、受力不大的齿轮；3）锻坯锻坯：用于高速重载齿轮；4）铸钢坯铸钢坯：用于结构复杂、尺寸较大不宜锻造的齿轮。2.2.齿轮热处理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）毛坯的热处理毛坯的热处理为了消除锻造和粗加工造成的残余应力、改
2、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。二、圆柱齿轮齿面（形）加工方法二、圆柱齿轮齿面（形）加工方法1 1齿轮齿面加工方法的分类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：成形法（也叫仿形法）成形法（也叫仿形法）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；展成法（也叫范成法）展成法（也叫范成法）齿轮刀具与工件按齿
3、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 2圆柱齿轮齿面加工方法选择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。常用的齿面加工方案见表 1。表表 1 1齿面加工方案齿面加工方案齿 面 加 工 方 案铣齿拉齿滚齿87 级插齿滚（或插）齿淬火珩齿滚齿剃齿滚齿剃齿淬火珩齿滚（插）齿淬火磨齿滚（插）齿磨齿76 级63 级63 级齿轮精度等级齿面粗糙度 Ram适用范围单件修配生产中，加工低精度的外圆柱齿轮、齿条、锥齿轮
4、、蜗轮大批量生产 7 级内齿轮，外齿轮拉刀制造复杂，故少用各种批量生产中，加工中等质量外圆柱齿轮及蜗轮各种批量生产中，加工中等质量的内、外圆柱齿轮、多联齿轮及小型齿条用于齿面淬火的齿轮9 级以下7 级6.33.21.60.43.21.61.60.80.40.80.40.40.2主要用于大批量生产0.40.2用于高精度齿轮的齿面加工，生产率低，成本高三、圆柱齿轮零件加工工艺过程示例三、圆柱齿轮零件加工工艺过程示例1 1工艺过程示例工艺过程示例圆柱齿轮的加工工艺过程一般应包括以下内容：齿轮毛坯加工、齿面加工、热处理工艺及齿面的精加工。在编制齿轮加工工艺过程中，常因齿轮结构、精度等级、生产批量以及生
5、产环境的不同，而采用各种不同的方案。附图为一斜齿圆柱齿轮的简图，表 2 列出了该齿轮机械加工工艺过程。从中可以看出，编制齿轮加工工艺过程大致可划分如下几个阶段：1）齿轮毛坯的形成：锻件、棒料或铸件；2）粗加工：切除较多的余量；3）半精加工：车，滚、插齿面；4）热处理：调质、渗碳淬火、齿面高频淬火等；5）精加工：精修基准、精加工齿面（磨、剃、珩、研齿和抛光等）。表表 2 2斜齿圆柱齿轮加工工艺过程斜齿圆柱齿轮加工工艺过程工序号工序名称工序内容加工设备定位基准123456锻造热处理车卡位毛坯锻造正火初车装卡位置CW6180 车床CW6180 车床CW6180 车床CW6180 车床外圆和端面外圆和
6、端面外圆和端面外圆和端面粗车左端车左端面，外圆及孔留加工量 2-3粗车右端车右端面，外圆留加工量 2-3精车左端车端面，车平即可；车成外圆461.75-0.3，车成外圆190；车孔135H7 车至133.8+0.1，2.545 车至 345；车成端面槽360190；车成各倒角及圆角。00789101112131415161718精车右端打印划线钻孔插键槽磨前铣齿车端面，尺寸 115-0.087车至 115.4+0.1；车成外圆461.75-0.3，接刀应光滑,车成外圆190,轴向尺寸 10 车至 10打印产品标志划 4-30 均布孔加工线；划 2-36JS9 双键槽加工线钻成孔 4-30；去毛
7、刺粗插键槽；插成键槽，保 36JS9（0.031）及 143.4+0.3；去毛刺粗铣齿（以基面定位，找正外圆及端面，跳动小于0.03）；精铣齿，公法线铣至161.60161.65+（0.20.3）；车成端面槽360190；车成各倒角及圆角。CW6180 车床平台Z35 摇臂钻B5040 插床外圆和端面端面外圆和端面YN31125 滚齿机外圆和端面外圆和端面钳工倒角沿齿廓倒角 2.5450，去毛刺热处理磨孔磨平面磨齿装配渗碳淬火，齿面：HRC52找正外圆及端面，跳动小于 0.1；磨成孔135H7 并靠磨平端面磨未靠磨平面，保全厚尺寸 115-0.087（找正孔及端面，跳动小于 0.015）粗磨齿
8、，合理选择磨前用量；精磨齿，合理选择磨前用量；无火花磨齿，保图纸要求尺寸M250A 内圆磨床内孔和端面M7475B 平面磨床内孔和端面H800 西德磨齿机内孔和端面2 2齿轮加工工艺过程分析齿轮加工工艺过程分析 定位基准的选择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，
9、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。齿轮毛坯的加工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
10、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。齿端的加工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。作业：作业
11、：1 1、简述齿轮齿面加工方法的分类。、简述齿轮齿面加工方法的分类。答：按齿面形成的原理不同，齿面加工可以分成两大类：成形法（也叫仿形法），即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；展成法（也叫范成法）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 2、简述齿轮的常见失效形式有哪些？、简述齿轮的常见失效形式有哪些？答：齿轮失效的类型可划分为四种：(1)磨损失效，是指轮齿接触表面的材料损耗；(2)表面疲劳失效，是指接触表面或表面下应力超过材料疲劳极限所引起的材料失效。进一步又可分为初始点蚀、毁坏性点蚀和剥落。(3)塑性变形失效，是指在重载荷作用下表面金属屈服所造成的表面变形。它又可进一步分为压塌和飞边变形、波纹变形和沟条变形。(4)折断失效，是指整个轮齿或轮齿相当大的一部分发生断裂。可以进一步分为疲劳折断、磨损折断、过载折断、淬火或磨削裂纹引起的折断等。