CN102950441B - 一种发动机用正时齿轮制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种发动机用正时齿轮制备方法，包括有以下操作步骤：1）选择材质为20CrMnTi的锻件，将锻件放入正火炉中，控制温度900℃‑930℃，加热时间3h；2）选择数控车床，刀具选择硬质合金刀，进行精车齿轮的大端a至42±0.2mm、小端b10.6+0.050mm、外径c至φ175.60‑0.02mm、槽d、内孔e至φ23.5+0.20mm；3）选择数控车床，刀具选择硬质合金刀，进行精车齿轮另一大端f至40+0.050mm、小端g至19.7+0.030mm、外径h至φ175.60‑0.02mm、槽j、内孔e至φ24.8+0.020mm；4）利用滚齿机进行滚齿，滚齿后再进行剃齿处理，剃齿精度达到6级精度；5）剃齿后的齿轮在加工中心上，钻出四处φ30mm重孔i、六处φ10.5mm通孔j、φ6‑0.02‑0.03mm销孔k。本发明在啮合过程中无轴向分力,重叠系数大，使用性能好,噪音小,承载能力强,传动平稳、效率高,抗弯强度大。

Description

一种发动机用正时齿轮制备方法
技术领域
本发明涉及齿轮的机械加工工艺，具体属于一种发动机用正时齿轮制备方法。
背景技术
正时齿轮是在机械装置中对完成相关控制功能起到时间尺度定位的齿轮。 在内燃机内的进排气系统、在钟表内等对完成机械功能存在顺序关系的局部体系都引入了正时齿轮。曲轴与凸轮轴并不是在一个轴线上，他们之间必须得有传动系统来连接，（当然，有一部分是下置凸轮轴的，这种形式的发动机目前比较少，但是同样也要正时齿轮的。）这个传动系统是由两个齿轮和一条链条或者是皮带来完成的，那么这两个齿轮就叫做正时齿轮，这两个齿轮上面有标记，按标记对好后装上链条或者是皮带之后就能保证气门动作的时刻和动作是准确的。
发明内容
本发明的目的是提供一种发动机用正时齿轮制备方法，在啮合过程中无轴向分力,重叠系数大，使用性能好,噪音小,承载能力强,传动平稳、效率高,抗弯强度大。
本发明的技术方案如下：
一种发动机用正时齿轮制备方法，包括有以下操作步骤：
1）浇注齿轮毛坯件，齿轮毛坯件中化学成分重量百分比为： 0.186%≤C≤0.250%，0.20%≤Si≤1.90%，0.35%≤Mn≤1.35%，0.010%≤P≤0.030%，0.010%≤S≤0.030%，6.50%≤Cr≤8.50%，痕量≤B≤0.0018%，余量为铁及不可避免的杂质；浇注成型的齿轮毛坯件温度降至350℃，再加热至670-780℃，保温3-5小时，炉冷至300℃，保温3小时，再加热至650-760℃，保温10小时，以45℃/小时冷却至400℃，再以25℃/小时，冷却至150℃；
2）选择数控车床，刀具选择硬质合金刀，进行精车齿轮的大端a至42±0.2mm、小端b10.6+0.05 0mm、外径c至φ175.6 0 -0.02 mm、槽d、内孔e至φ23.5+0.2 0 mm；
3）选择数控车床，刀具选择硬质合金刀，进行精车齿轮另一大端f至40+0.05 0mm、小端g至19.7+0.03 0mm、外径h至φ175.6 0 -0.02 mm、槽j、内孔e至φ24.8+0.02 0mm；
4）利用滚齿机进行滚齿，滚齿后再进行剃齿处理，剃齿精度达到6级精度；
5）剃齿后的齿轮在加工中心上，钻出四处φ30 mm重孔i、六处φ10.5 mm通孔j、φ6-0.02 -0.03 mm销孔k；
6）在易普森工业炉中，对齿轮进行碳氮共渗处理，齿轮表面硬度57～63HRC,芯部硬度33～45HRC，渗层0.5～0.8，金相组织达到1-5级；
7）碳氮共渗处理后的齿轮加热至650-760℃，保温5-6小时，炉冷至280-320℃，保温3-5小时，再加热至650-690℃，保温32小时，以40℃/小时冷却至400℃，再以18℃/小时，冷却至120℃；热处理后再铰孔k至φ6+0.018 0mm；
8）数控内圆磨床上精磨齿轮端面g至32.2+0.1 0mm、内孔e至φ25+0.02 0mm；
9）在平面磨床上精磨端面b至30+0.15 0mm；
10）将加工成形的齿轮放入氮化炉内，然后升温至500℃～540℃，其中升温速度80℃～120℃/小时，保证炉内真空度的范围为400-700pa； (2)、然后通入氨气到氮化炉内，保持炉内温度在530℃-540℃，每分钟通入氨气1.6～ 2L，炉内真空度为460pa左右，时间为5.5h； (3)、然后升温至550℃-560℃，继续按每分钟1.6～2L通入氨气，同时按每分钟1～1.5L通入氮气，按每分钟0.2～0.25L通入稀土溶液，炉内真空度为550pa左右，时间为3～4h；
11）探伤、成品检验、清洗防锈包装、入库。在易普森工业炉中，对齿轮进行碳氮共渗处理，齿轮表面硬度60HRC,芯部硬度39HRC，渗层0.6，金相组织达到3级。
本发明在啮合过程中无轴向分力,重叠系数大，使用性能好,噪音小,承载能力强,传动平稳、效率高,抗弯强度大。
利用本发明方法制造出的齿轮成品经过实验室检测结果如下，同炉不同位置零件以及同一零件不同位置处理硬度误差≤24HBW，金相组织为在铁素体基体上均匀分布细小的点球状碳化物，齿轮轮齿的抗拉强度≧350Mpa，齿轮传动的重叠系数1.2-1.5,齿轮的精度等级在5-7级，完全满足实际使用要求。
附图说明
图1为本发明的加工工序过程示意图。
具体实施方式
参见附图，一种发动机用正时齿轮制备方法，包括有以下操作步骤：
1）浇注齿轮毛坯件，齿轮毛坯件中化学成分重量百分比为： 0.186%≤C≤0.250%，0.20%≤Si≤1.90%，0.35%≤Mn≤1.35%，0.010%≤P≤0.030%，0.010%≤S≤0.030%，6.50%≤Cr≤8.50%，痕量≤B≤0.0018%，余量为铁及不可避免的杂质；浇注成型的齿轮毛坯件温度降至350℃，再加热至670-780℃，保温3-5小时，炉冷至300℃，保温3小时，再加热至650-760℃，保温10小时，以45℃/小时冷却至400℃，再以25℃/小时，冷却至150℃；
2）选择数控车床，刀具选择硬质合金刀，进行精车齿轮的大端a至42±0.2mm、小端b10.6+0.05 0mm、外径c至φ175.6 0 -0.02 mm、槽d、内孔e至φ23.5+0.2 0 mm；
3）选择数控车床，刀具选择硬质合金刀，进行精车齿轮另一大端f至40+0.05 0mm、小端g至19.7+0.03 0mm、外径h至φ175.6 0 -0.02 mm、槽j、内孔e至φ24.8+0.02 0mm；
4）利用滚齿机进行滚齿，滚齿后再进行剃齿处理，剃齿精度达到6级精度；
5）剃齿后的齿轮在加工中心上，钻出四处φ30 mm重孔i、六处φ10.5 mm通孔j、φ6-0.02 -0.03 mm销孔k；
6）在易普森工业炉中，对齿轮进行碳氮共渗处理，齿轮表面硬度57～63HRC,芯部硬度33～45HRC，渗层0.5～0.8，金相组织达到1-5级；
7）碳氮共渗处理后的齿轮加热至650-760℃，保温5-6小时，炉冷至280-320℃，保温3-5小时，再加热至650-690℃，保温32小时，以40℃/小时冷却至400℃，再以18℃/小时，冷却至120℃；热处理后再铰孔k至φ6+0.018 0mm；
8）数控内圆磨床上精磨齿轮端面g至32.2+0.1 0mm、内孔e至φ25+0.02 0mm；
9）在平面磨床上精磨端面b至30+0.15 0mm；
10）将加工成形的齿轮放入氮化炉内，然后升温至500℃～540℃，其中升温速度80℃～120℃/小时，保证炉内真空度的范围为400-700pa； (2)、然后通入氨气到氮化炉内，保持炉内温度在530℃-540℃，每分钟通入氨气1.6～ 2L，炉内真空度为460pa左右，时间为5.5h； (3)、然后升温至550℃-560℃，继续按每分钟1.6～2L通入氨气，同时按每分钟1～1.5L通入氮气，按每分钟0.2～0.25L通入稀土溶液，炉内真空度为550pa左右，时间为3～4h；
11）探伤、成品检验、清洗防锈包装、入库。

Claims (2)

1.一种发动机用正时齿轮制备方法，其特征在于，包括有以下操作步骤：
1)浇注齿轮毛坯件，齿轮毛坯件中化学成分重量百分比为：0.186％≤C≤0.250％，0.20％≤Si≤1.90％，0.35％≤Mn≤1.35％，0.010％≤P≤0.030％，0.010％≤S≤0.030％，6.50％≤Cr≤8.50％，痕量≤B≤0.0018％，余量为铁及不可避免的杂质；浇注成型的齿轮毛坯件温度降至350℃，再加热至670-780℃，保温3-5小时，炉冷至300℃，保温3小时，再加热至650-760℃，保温10小时，以45℃/小时冷却至400℃，再以25℃/小时，冷却至150℃；
2)选择数控车床，刀具选择硬质合金刀，进行精车齿轮的大端a至小端外径c至槽d、内孔e至
3)选择数控车床，刀具选择硬质合金刀，进行精车齿轮另一大端f至小端g至外径h至槽j、内孔e至
4)利用滚齿机进行滚齿，滚齿后再进行剃齿处理，剃齿精度达到6级精度；
5)剃齿后的齿轮在加工中心上，钻出四处重孔i、六处通孔j、铰孔k；
6)在易普森工业炉中，对齿轮进行碳氮共渗处理，齿轮表面硬度57～63HRC,芯部硬度33～45HRC，渗层0.5～0.8mm，金相组织达到1-5级；
7)碳氮共渗处理后的齿轮加热至650-760℃，保温5-6小时，炉冷至280-320℃，保温3-5小时，再加热至650-690℃，保温32小时，以40℃/小时冷却至400℃，再以18℃/小时，冷却至120℃；热处理后再铰孔k至
8)数控内圆磨床上精磨齿轮小端g至内孔e至
9)在平面磨床上精磨小端b至
10)(1)、将加工成形的齿轮放入氮化炉内，然后升温至500℃～540℃，其中升温速度80℃～120℃/小时，保证炉内真空度的范围为400-700Pa；(2)、然后通入氨气到氮化炉内，保持炉内温度在530℃-540℃，每分钟通入氨气1.6～2L，炉内真空度为460Pa左右，时间为5.5h；(3)、然后升温至550℃-560℃，继续按每分钟1.6～2L通入氨气，同时按每分钟1～1.5L通入氮气，按每分钟0.2～0.25L通入稀土溶液，炉内真空度为550Pa左右，时间为3～4h；
11)探伤、成品检验、清洗防锈包装、入库。
2.根据权利要求1所述发动机用正时齿轮制备方法，其特征在于，在易普森工业炉中，对齿轮进行碳氮共渗处理，齿轮表面硬度60HRC,芯部硬度39HRC，渗层0.6mm，金相组织达到3级。
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