齿轮加工工艺总结

第一篇齿轮加工基础知识

第三章齿轮加工方法及工艺过程

第一节齿轮加工方法

一、齿轮常用材料及其力学性能

齿轮的轮齿在传动过程中要传递力矩而承受弯曲、冲击等载荷。通过一段时间的使用,轮齿还会发生齿面磨损、齿面点蚀、表面咬合和齿面塑性变形等情况而造成精度丧失,产生振动和噪声等故障。齿轮的工作条件不同,轮齿的破坏形式也不同。选取齿轮材料时,除考虑齿轮工作条件外,还应考虑齿轮的结构形状、生产数量、制造成本和材料货源等因素。一般应满足下列几个基本要求:

! " 轮齿表面层要有足够的硬度和耐磨性。

# " 对于承受交变载荷和冲击载荷的齿轮,基体要有足够的抗弯强度与韧性。

$ " 要有良好的工艺性,即要易于切削加工和热处理性能好。

齿轮的常用材料及其力学性能见表! % $。

二、常用齿形加工方法

齿轮齿形的加工方法,有无切屑加工和切削加工两大类。

无切屑加工方法有:热轧、冷挤、模锻、精密铸造和粉末冶金等。

切削加工方法可分为成形法和展成法两种,其加工精度及适用范围见表! % &。

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第三章齿轮加工方法及工艺过程

表! " # 常用的齿轮材料及其力学性能

力学性能

牌号热处理强度极限屈服极限疲劳极限极限循环次数料硬度

!($%&’)!((%&’)! " !(%&’)!)

正火!*) , !-)./ *)) #1) 1+)

#* 调质

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!) 正火!2) , 1))./ 5!) , 2)) #5) 15) , #))

调质

碳11) , 1*)./ 2*) , 0)) +*) #1) , #5)

+* 整体淬火+) , +*.34 !))) 2*) +#) , +*) (# , +)6 !)2 表面淬火+* , *).34 2*) +*) #1) , #5) (5 , -)6 !)2 #*78%9 调质1)) , 15)./ 2*) *)) #-)

!)2 调质1*) , 1-)./ 0)) , !))) -)) +*) , *))

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整体淬火(+ , 5)6 !)2 +178%9 +* , *).34 !+)) , !5)) !))) , !!)) **) , 5*)

合+)%9/

表面淬火*) , **.34 !))) -*) *)) (5 , -)6 !)2 金

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钢1)78%9 渗碳淬火*5 , 51.34 -)) 5*) +1) (0 , !*)6 !) 2

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!-4:%9;8 渗碳淬火

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%A 尼龙

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夹布胶木#) , +).34 -* , !))

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第一篇齿轮加工基础知识

表! " # 齿轮齿形的常用切削方法加工方法刀具机床加工精度及适应范围

盘形铣刀铣床加工精度和生产率都较低

成形铣

仿滚齿机

指形铣刀同上,是大型无槽人字齿轮的主要加工方法

或铣床

拉齿齿轮拉刀拉床

加工精度和生产率较高,拉刀专用,适用于大批生产,尤其是内齿轮加工更是适宜

滚齿齿轮滚刀滚齿机加工精度级,

’)(*

常用于加工直齿轮、斜齿轮及蜗轮$ % !& !’$ () % !

插齿和插齿刀插齿机加工精度

+ % ,

级,适用于加工内外啮合的圆柱齿轮,双联

展!’$ () % !’)(*

刨齿刨齿刀刨齿机齿轮、三联齿轮,齿条和锥齿轮等

成剃齿剃齿刀剃齿机加工精度$ % + 级。常用于滚齿、插齿后,淬- 火前的精加工

珩齿机

法珩齿珩磨轮加工精度$ % + 级。常用于剃齿后或高频淬后的齿形精加工

剃齿机

磨齿砂轮磨齿机加工精度

) % $

级,常用于齿轮淬火后的精加工

!’!( $ % !’&( .

三、齿轮常用热处理(表! " / )

表! " / 齿轮的常用热处理及化学热处理

名标注举例处理概况使用目的称

01 将钢加热到临界温度()消除前道工序所产生的内应力;

退!

以上,保温一定时间,然()提高塑性和韧性;

*

后缓慢冷却()细化晶粒,均匀组织,提高钢材的力学性能;火)

()为以后热处理作准备

#

(淬火后,回火至

$& 将钢加热到临界温度()提高硬度和强度;

淬2$* !

以上,保温一定时间,在()提高耐磨性

% $/342 *

(油冷淬火后回火冷却剂(水、油或盐水)

火5)/

至中急速冷却

)& % #&342

(火焰淬火后,回火用火焰或高频电流将零件表面具有高的硬度,而体心部分具有一定的韧表3/#

面至/* % /.342 钢件表面迅速加热到临性。使轮齿表面既耐磨又能承受冲击载荷

淬(高频淬火后,回火界温度以上,急速冷却

火6/*

至/& % //342

(渗碳层深在渗碳剂中加热至()提高零件表面的硬度和耐磨性;

渗7&(/ % 2/, !

碳度&(/88 ,淬火至/$ % ,&& % ,/&9 ,停留一定()提高材料的疲劳极限强度;

*

$*342 时间,然后淬火及回火()轮齿体心具有一定韧性

火)

调0*)/ (硬度**& % 淬火后,在#/& % 可以完全消除内应力,并获得较高的综合机械性能质

*/$3: $/&9 作高温回火

- 将钢加热到临界温度()细化晶粒,提高强度和韧性;

正!

以上,保温一定时间,从()对机械性能要求不高的零件,常用正火作为最终

*

炉中取出,在空气中冷处理;

火却()能够改善低碳钢的切削性能;

)

()含碳钢小于&(/; 的钢件,常用正火代退火

#

· !.·

第三章 齿轮加工方法及工艺过程

名 标 注 举 例

处 理 概 况

使 用 目 的

(氮化深度

氮化是向钢件表面渗

提高轮齿表面的硬度、耐磨性、疲劳强度和耐蚀性

!"# $ % &""

化 ,硬度大于 $(")* 入氮原子的过程 "# $’’

氰 (氰化淬火后,回火 氰化是向钢件表面同 提高轮齿表面的硬度、耐磨性、疲劳强度和耐蚀性

+(& 至 (, % ,-)./ 时渗入碳和氮原子的过 化 程

四、齿轮齿形的机械加工余量

在实际生产中,表 0 1 , 所列出的加工余量应考虑工件的结构形状、生产数量、车间

设备条件及工人技术等级等各项因素,酌情修正后选取。

表 0 1 , 齿轮齿形的机械加工余量

( ’’ )

齿 轮 模 数 !

-

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2

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3

4

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00

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精滚、精插余量 "

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剃齿

齿

余量

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锥齿轮精加工余量 "

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蜗轮精加工余量 "

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蜗杆精加工

粗铣后精车

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余量 "

淬火后精磨

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第一篇齿轮加工基础知识

第二节齿轮加工工艺过程

一、齿轮制造现状

机械传动具有恒功率输出、承载能力大、规率高、寿命长、可靠性高、结构紧凑等优点,广泛用于各种机械设备和仪器仪表中。齿轮传动是机械传动的主要形式。齿轮是机器的基础件,其质量、性能、寿命直接影响整机的技术经济指标,齿轮因其形状复杂、技术问题多,制造难度较大,所以齿轮制造水平在较大程度上反映一个国家机械工业的水平。

我国在发展齿轮生产方面,到!"年代末,已基本形成齿轮制造工业的完整体系。

齿轮制造技术是获得优质齿轮的关键。齿轮加工的工艺,因齿轮结构形状、精度等级、生产条件可采用不同的方案,概括起来有齿坯加工、齿形加工、热处理和热处理后精加工四个阶段。齿坯加工必须保证加工基准面精度。热处理直接决定轮齿的内在质量,齿形加工和热处理后的精加工是制造的关键。也反映了齿轮制造的水平。

在齿轮加工工艺上,对软齿面和中硬齿面齿轮(#"" $ %""&’(),一般工艺方法为调

质后滚齿或插齿。对大模数齿轮则采用粗滚齿—调质—精滚齿。对汽车、拖拉机、机床等齿轮,批量大,要求精度高,采用滚齿或插齿后,再进行剃齿或珩齿。齿面感应淬火的齿轮(%) $ *)&+,),其工艺为滚齿或插齿、剃齿、感应淬火,再剃齿或珩齿。对于硬齿面齿轮,一般先滚齿或插齿,有时还剃齿,热处理后精整基准面,轮齿变形大时,进行磨齿。轮齿变形较小,且精度要求在!级和!级以下的齿轮,热处理后可采用珩齿或研齿。要

求精度高且载荷不太大,且要求硬齿面的齿轮,可采用精滚齿后离子渗氮工艺。

设计合理的齿轮的性能,除材料因素外,主要取决于齿轮制造水平。目前齿轮已达到的参数和性能指标见表- . !。

表- . ! 齿轮的参数和性能指标

齿轮直径()

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齿轮模数()

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传递最大功率(12 )3)""

最高节圆线速度()工业应用:

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