齿轮加工方案及问题应对方法.doc

_齿轮加工方案及技术措施 齿轮做为常用的机械元件，一向广泛的被运用在机械的传动装置中，小至钟表用齿轮，大至船舶涡轮机用的大型齿轮，都能通过选配齿数组合，获得任意且正确的传动比。它的功率范围大、传动效率高、圆周速度高、传动准确、使用寿命长、结构尺寸小等特点已成为许多机械产品不可缺少的传动部件，也是机器中所占比重最大的传动形式。 现以带有内花键定位的盘状齿轮为例，该齿轮材料为20CrMoTi，渗碳层1.8-2.2mm，齿面硬度为HRC58-62。 齿轮制造工艺方案，依据不同类型的齿廓形状、齿面硬度结构形式、精度与生产条件来确定。一般来说包括：毛坯准备、齿坯处理、齿坯粗加工、齿轮热处理、齿轮精加工5个阶段，在确定具体加工工艺内容时，着重考虑确定两项精度： 1、是齿轮各部分对中心轴线的形状精度。2、消除经热处理渗碳淬火后的热变形对齿轮精度的影响。在确定工艺基准时，首先应该选定内花键的大径尺寸为加工工艺基准，这是因为内花键的加工，都是花键拉刀拉制而成的，而拉刀的外径尺寸精度比较高，拉出的花键大径尺寸比较稳定和可靠，完全可以作为齿坯加工的工艺基准，无论是矩形花键孔或是渐开线花键孔都是一样。实际具体加工工艺为： 毛 坯 锻造成形 热处理 正火处理 粗 车 1、内孔尺寸一般设计为装配基准，在设定内孔粗车尺寸时一般是按花键拉刀的前导向尺寸确定，比图纸设计尺寸减小0.5-0.6mm，做为热处理后的精磨余量。 2、选用拉床定位的端面时应尽量选用大端面，而且要求同内孔一次装夹车成，保证其垂直精度。 3、齿坯的其余部分可在粗车加工时留有一定的精车余量。 拉花键 拉内花键用大端面和内孔定位拉制 精 车 1、选用内花键的大径尺寸D定位。2、用车工专用“花键微锥芯轴一次定位加工”在工件调头加工时，可随芯轴一起整体调头加工完成后，再拆卸工件。花键心轴如下图：车工用微锥花键芯轴，实际上是一个圆柱微锥芯轴，因为在设计芯轴时，已把花键的键宽和小径尺寸减小了0.5-0.7mm（渐开线花键的齿厚减小0.5）使花键芯轴完全靠外径和微锥来定位锁紧齿坯的，这样主要是为了排除多点接触对精度的干涉 滚齿 滚齿的定位仍使用花键大径和大端面为工艺基准齿厚为粗切加工，磨削余量可按下表选择磨削余量： 齿轮精 度被 磨 削 齿 轮 直 径80以下80-120120-200200-320320-5002.50.10-0.180.18-0.220.19-0.280.25-0.352.5-50.15-0.240.22-0.300.28-0.380.35-0.500.45-0.605-100.30-0.440.38-0.340.50-0.660.60-0.85 倒 角 齿廓倒角，一般是指齿高的两端和沿齿长的齿顶245倒钝。 热处理 按热处理工艺渗碳淬火。 磨 削 1、由于齿轮在渗碳淬火的热处理过程中会产生热变形，变形量大小不一，变形位置一般在孔的收缩或涨大和盘状的翘曲变形。 2、为了消除热变形，对齿轮各部加工的影响可按下列方法消除： a、仍以内花键大径为定位基准，上花键芯轴，对齿轮的外径和大端面一次装夹后，磨光，（磨去的，便是变形量）因为这是微量磨削，一般是不会造成尺寸变化的，这样可以在工艺上保证两个精度，即齿节圆对内花键的同轴度和齿端面对内花键的垂直度。b、在内圆磨床上，将齿轮的大外圆和大端面的跳动同时校正在0.03mm以内，把花键内孔磨成。 c、在以内孔和大端面定位磨齿面为成品尺寸。以上三步的做法主要为了保证齿轮各部位对内花键的形位精度，避免由于热处理变形而造成的内花键大径和小径的偏心，而影响装配。 二、滚齿误差产生原因消除方法 在齿轮整个工艺规程中，滚齿是经常产生误差的环节，滚齿经常产生的问题及原因主要有： 齿圈径向圆跳动超差。由于齿坯几何偏心和安装偏心；用顶尖装夹定位时，顶尖与机床中心偏心。通过提高齿坯基准面精度，提高夹具定位面精度，提高调整水平，更换或重新装调顶尖等方式解决。 公法线长度变动超差。由于机床分度蜗杆副制造及安装误差造成运动偏心；机床工作台定心锥形导轨副间隙过大，造成工作台运动中心线不稳定；滚刀主轴系统轴向圆跳动过大或平面轴承咬坏。通过提高分度蜗杆副的制造精度和安装精度，提高工作台锥形导轨副的配合精度，提高滚刀主轴系统轴向精度，更换咬坏的平面轴等方法解决。 齿距偏差超差。滚刀的轴向和径向圆跳动过大；分度蜗杆和分度蜗轮齿距误差；齿坯安装偏心。通过提高滚刀的安装精度，修复或更换分度蜗杆副，消除齿坯安装误差等方法解决。 齿顶部变肥，左右齿廓对称。滚刀铲磨时齿形角度小或刃磨产生较大的正前角，使齿形角变小。通过更换滚刀或重磨齿形角及前刃面方法解决。 齿顶部变瘦，左右齿廓对称。滚刀铲磨时齿形角变大或刃磨时产生较大的负前角，使齿形角变大。通过更换滚刀或重磨齿形角及前刀面方法解决。 齿形不对称。滚刀安装对中不好，刀架回转角误差大，滚刀前刀面有导程误差。通过保证滚刀安装精度，提高滚刀刃磨精度，控制前刀面导程误差，微调滚刀回转角方法解决。 齿面出棱。滚刀制造或刃磨时容屑槽等分误差。通过重磨滚刀达到等分要求方法解决。 齿形周期性误差。滚刀安装后，径向或端圆跳动大，机床工作台回转不均匀，分齿交换齿轮安装偏心或齿面有磕碰，刀架滑板松动，齿坯装夹不合理，产生振动。通过控制滚刀的安装精度，检查、调整分度蜗杆副传动精度，重新调整分齿交换齿轮、滑板和齿坯方法解决。 齿向误差超差。垂直进给导轨与工作台轴线平行度误差或歪斜,、下顶针不同轴，下顶针轴线与工作台回转轴线同轴度差；夹具和齿坯的制造、安装、调整精度低；分齿、差动交换齿轮误差大；齿坯或夹具刚性差，夹紧后变形。通过提高夹具、齿坯的制造和调整精度，重新计算分齿及差动交换齿轮，修正误差，改进齿还或夹具设计，正确夹紧方法解决。 撕裂。齿坯材质不均匀；齿坯热处理方法不当；滚刀用钝，不锋利；切削用量选择不当，冷却不良。通过控制齿坯材料质量，采用正火处理45钢、40cr钢、18CrMnTi，滚刀移位或更换新刀，正确选用切削用量，选用润滑性能良好的切削液，充分冷却方法解决。 啃齿。刀架立柱导轨太松或太紧；油压不稳定；刀架斜轮啮合间隙大。通过调整立柱导轨塞铁松紧，保持油路畅通，油压稳定，刀架斜齿轮若磨损，应更换。 振纹。机床内部某传动环节的间隙过大；工件与刀具