CN103495846A - 一种齿轮加工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种齿轮加工工艺，属于机械制造领域。本发明在工序1中车成的齿顶基准圆P，为热后加工提供了一个可靠的定位、夹紧的替代基准，使得工件定位、夹紧可靠，且装夹方便，从而使得齿轮的质量更稳定，本发明通过薄膜夹爪直接夹在齿顶基准圆P上，这种装夹方式与原来相比首先是克服往复轴向作用力的能力明显增强，减少了定位、夹紧过程中砂轮粉末对加工质量的影响，也彻底消除了因全齿节圆夹具上鼓形圆柱的磨损及变形对相关加工质量的影响，使得齿轮加工质量得到稳定。其次是废品率的下降、工件装夹速度的提高和全齿节圆夹具费用的节省，从而使齿轮制造成本得到相应的降低。

Description

一种齿轮加工工艺
技术领域
本发明涉及机械制造领域，特别涉及一种齿轮加工工艺。
背景技术
齿轮加工工艺在机械制造领域中极为常见。下面以汽车手动变速器总成中的一个齿轮为例，加以说明该齿轮的加工工艺，包括以下工序：
工序1、车一；工序2、车二；工序3、滚齿；工序4、倒棱；工序5、剃齿；工序6、清洗；工序7、压装；工序8、焊接；工序9、热处理；工序10、磨内孔及端面；工序11、磨另端面；工序12、磨锥面；工序13、抛光锥面；工序14、清洗，转组装。
上述工序中，如图1所示是现有技术车一工序的示意图，该车一工序只是完成齿轮的基准孔（N）和基准端面（H）的车加工，为后面的滚齿、剃齿等工序提供可靠的定位基准。如图3所示是现有技术工序10磨内孔及端面工序的示意图，磨内孔及端面是热后加工的第一道工序，此工序主要加工出后续工序所用的基准孔和基准端面，目前此工序普遍采用的是全齿节圆夹具，再通过薄膜夹爪夹在装有齿轮的全齿节圆夹具上，实现对齿轮磨加工的定位、夹紧。由于工序10热后基准孔和基准端面的加工质量对整个工件起着决定性作用，即使热前齿轮的车加工及滚齿、剃齿加工等工序质量再高，若是热后的第一道工序磨内孔及端面出了质量问题也就前功尽弃了，此时若因加工质量问题使齿轮报废所造成的费用损失也接近最高。所以，对此工序10的优化和改进是整个齿轮加工工艺水平提升的关键部分。
在量产的过程中我们发现，热后加工采用全齿节圆夹具及薄膜夹爪这种定位、夹紧方式，在加工质量的稳定性及工件的装夹速度等方面均存在一些问题，具体问题如下：
1、装夹及加工过程中影响加工质量的因素多，齿圈跳动及齿向质量稳定性差。
齿轮的定位、夹紧是靠节圆夹具上的鼓形圆柱与轮齿的齿面接触实现的，在大批量生产中，要求操作者在装夹工件的过程中，把与齿面接触到的每一个鼓形圆柱都清理的很干净确实是非常困难的事，因此时有鼓形圆柱与齿面接触垫着砂轮粉末的现象发生，造成加工后齿圈跳动大，从而导致工件报废；还有在磨加工斜齿轮时，齿面都是螺旋面且绝大多数齿轮在齿向上都要求有鼓形量，再加上全齿节圆夹具鼓形圆柱与齿面基本为点接触，所以这种夹紧方式对于轴向作用力的克服能力比较差。在加工过程中，齿轮受到连续的往复轴向作用力，所以使齿轮基准面（H）在圆周方向上局部脱离定位点的可能性加大，加工齿轮时发生这种情况，会造成因齿向精度超差导致齿轮报废；另外，鼓形圆柱与轮齿的齿面基本为点接触，在装夹及加工过程中，节圆夹具鼓形圆柱外径容易产生磨损或变形，从而造成装夹工件时定位精度降低，这也是影响齿轮加工质量的一个因素。
2、砂轮粉末清理不方便，工件装夹速度慢。
在加工过程中装夹工件时，操作者很难判断节圆夹具上的鼓形圆柱是否已经清理干净，所以也就本能的多清理几次，这样手动的辅助时间就相对增加，特别是节圆夹具与薄膜夹爪连在一起的工装形式，要把鼓形圆柱与轮齿接触的部位清理干净就更慢了。
3、节圆夹具的制造难度大、费用高。
发明内容
为了解决现有技术的存在的上述问题，本发明实施例提供了一种齿轮加工工艺。所述技术方案如下：
一种齿轮加工工艺，所述齿轮加工工艺按照以下工序进行，
工序1，车一，具体车出基准孔、基准端面及基准圆；
工序2，车二，以所述基准孔及所述基准端面定位夹紧，车加工其余轮廓部分；
工序3，滚齿，以所述基准孔及所述基准端面定位夹紧，滚切轮齿部分；
工序4，倒棱，以所述基准孔及所述基准端面定位夹紧，倒钝轮齿和端面形成的锐角齿廓；
工序5，剃齿，以所述基准孔及所述基准端面定位夹紧，对齿面进行精加工；
工序6，清洗，冲洗掉齿轮上剃齿加工残留的油污；
工序7，压装，把所述齿轮和同步锥压装在一起；
工序8，焊接，把所述齿轮和所述同步锥焊接在一起；
工序9，热处理，把焊为一体的所述齿轮及所述同步锥装入专用热处理工装淬火；
工序10，磨内孔及端面，采用热后磨孔用齿顶圆定位、夹紧的工艺方法；
工序11，磨另端面，以热后磨的所述内孔及所述端面为定位夹紧基准，磨加工另一端面；
工序12，磨锥面，以热后磨的所述内孔及所述端面为定位夹紧基准，磨加工锥面；
工序13，抛光锥面，以热后磨的所述内孔及所述端面为定位夹紧基准，抛光所述锥面；
工序14，清洗及转组装，冲洗掉所述齿轮上油污及灰尘，把所述齿轮转到组装线的待装配区。
具体地，所述工序1车一工序，具体在一次装夹中车出基准孔N、基准端面H，并同时把齿轮的齿顶圆车出齿宽的一多半为基准圆P，其余齿顶圆车二接刀车成。
具体地，所述工序2车二，是以所述基准孔N及所述基准端面H定位夹紧，车加工其余轮廓部分。
具体地，所述工序3滚齿，是以所述基准孔N及所述基准端面H定位夹紧，滚切轮齿部分。
具体地，所述工序4倒棱，是以所述基准孔N及所述基准端面H定位夹紧，倒钝轮齿和端面形成的锐角齿廓。
具体地，所述工序5剃齿，是以所述基准孔N及所述基准端面H定位夹紧，对齿面进行精加工。
具体地，所述工序10磨内孔及端面工序通过薄膜夹爪直接夹在齿顶基准圆P上。
具体地，所述工序11磨另端面，是以热后磨的所述内孔及所述端面为定位夹紧基准，磨加工另一端面。
具体地，所述工序12磨锥面，是以热后磨的所述内孔及所述端面为定位夹紧基准，磨加工锥面。
具体地，所述工序13抛光锥面，是以热后磨的所述内孔及所述端面为定位夹紧基准，抛光所述锥面。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
本发明针对现有技术工序10磨内孔及端面工序的定位、夹紧方式进行改进，取消全齿节圆夹具，采用薄膜夹爪直接夹齿顶基准圆的方式来替代全齿节圆夹具，具体在工序1中车成的齿顶基准圆，为热后加工提供了一个可靠的定位、夹紧的替代基准，使得工件定位、夹紧可靠，且装夹方便，从而使得齿轮的质量更稳定，本发明通过薄膜夹爪直接夹在齿顶基准圆上，这种装夹方式与现有技术相比，首先是克服往复轴向作用力的能力明显增强，减少了定位、夹紧过程中砂轮粉末对加工质量的影响，也彻底消除了因全齿节圆夹具上鼓形圆柱的磨损及变形对相关加工质量的影响，使得齿轮加工质量得到稳定。其次是废品率的下降、工件装夹速度的提高和全齿节圆夹具费用的节省，从而使齿轮制造成本得到相应的降低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有技术提供的车一工序示意图；
图2是本发明提供的工序1车一工序示意图；
图3是现有技术提供的工序10磨内孔及端面的工序示意图；
图4是本发明提供的工序10磨内孔及端面的工序示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
通过分析现有技术不难看出，现有技术中这些问题的产生都与全齿节圆夹具有关。所以本发明针对现有技术中工序10磨内孔及端面工序的定位、夹紧方式进行改进，取消全齿节圆夹具，采用薄膜夹爪直接夹齿顶基准圆的方式来替代全齿节圆夹具。具体实施例过程如下：
本发明提供了一种齿轮加工工艺，所述齿轮加工工艺按照以下工序进行，
工序1，车一，具体车出基准孔、基准端面及基准圆，本实施例中，在工序1，车一，如图2所示，是本发明提供的工序1车一工序示意图，在一次装夹中车出基准孔N、基准端面H的同时把齿轮的齿顶圆车出齿宽的一多半为基准圆P，其余齿顶圆车二接刀车成。由于轮齿的粗加工滚齿和精加工剃齿均采用无隙可涨芯轴与齿轮的基准孔配合定心，使得装夹工件时产生的几何偏心非常小，基本等同于用齿顶基准圆P定位加工的齿圈，所以在工序1中车成的齿顶基准圆P，为热后加工提供了一个可靠的定位、夹紧的替代基准；
工序2，车二，以所述基准孔N及所述基准端面H定位夹紧，车加工其余轮廓部分；
工序3，滚齿，以所述基准孔N及所述基准端面H定位夹紧，滚切轮齿部分；
工序4，倒棱，以所述基准孔N及所述基准端面H定位夹紧，倒钝轮齿和端面形成的锐角齿廓；
工序5，剃齿，以所述基准孔N及所述基准端面H定位夹紧，对齿面进行精加工；
工序6，清洗，冲洗掉齿轮上剃齿加工残留的油污；
工序7，压装，把所述齿轮和同步锥压装在一起；
工序8，焊接，把所述齿轮和所述同步锥焊接在一起；
工序9，热处理，把焊为一体的所述齿轮及所述同步锥装入专用热处理工装淬火；
工序10，磨内孔及端面，采用热后磨孔用齿顶圆定位、夹紧的工艺方法，如图4所示，是本发明提供的工序10磨内孔及端面的工序示意图，由于采用了齿顶圆定位、夹紧的工艺方法，薄膜夹爪直接夹在齿顶基准圆P上，这种装夹方式与原来相比首先是克服往复轴向作用力的能力明显增强，减少了定位、夹紧过程中砂轮粉末对加工质量的影响，也彻底消除了因全齿节圆夹具上鼓形圆柱的磨损及变形对相关加工质量的影响，使得齿轮加工质量得到稳定。其次是废品率的下降、工件装夹速度的提高和全齿节圆夹具费用的节省，从而使齿轮制造成本得到相应的降低；
工序11，磨另端面，以热后磨的所述内孔及所述端面为定位夹紧基准，磨加工另一端面；
工序12，磨锥面，以热后磨的所述内孔及所述端面为定位夹紧基准，磨加工锥面；
工序13，抛光锥面，以热后磨的所述内孔及所述端面为定位夹紧基准，抛光所述锥面；
工序14，清洗及转组装，冲洗掉所述齿轮上油污及灰尘，把所述齿轮转到组装线的待装配区。
由此可见，本发明针对现有技术工序10磨内孔及端面工序的定位、夹紧方式进行改进，取消全齿节圆夹具，采用薄膜夹爪直接夹齿顶基准圆的方式来替代全齿节圆夹具，具体在工序1中车成的齿顶基准圆，为热后加工提供了一个可靠的定心及夹紧的替代基准，使得工件定位、夹紧可靠，且装夹方便，从而使得齿轮的质量更稳定，本发明通过薄膜夹爪直接夹在齿顶基准圆上，这种装夹方式与现有技术相比，首先是克服往复轴向作用力的能力明显增强，减少了定位、夹紧过程中砂轮粉末对加工质量的影响，也彻底消除了因全齿节圆夹具上鼓形圆柱的磨损及变形对相关加工质量的影响，使得齿轮加工质量得到稳定。其次是废品率的下降、工件装夹速度的提高和全齿节圆夹具费用的节省，从而使齿轮制造成本得到相应的降低。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种齿轮加工工艺，其特征在于，所述齿轮加工工艺按照以下工序进行，
工序1，车一，具体车出基准孔、基准端面及基准圆；
工序2，车二，以所述基准孔及所述基准端面定位夹紧，车加工其余轮廓部分；
工序3，滚齿，以所述基准孔及所述基准端面定位夹紧，滚切轮齿部分；
工序4，倒棱，以所述基准孔及所述基准端面定位夹紧，倒钝轮齿和端面形成的锐角齿廓；
工序5，剃齿，以所述基准孔及所述基准端面定位夹紧，对齿面进行精加工；
工序6，清洗，冲洗掉齿轮上剃齿加工残留的油污；
工序7，压装，把所述齿轮和同步锥压装在一起；
工序8，焊接，把所述齿轮和所述同步锥焊接在一起；
工序9，热处理，把焊为一体的所述齿轮及所述同步锥装入专用热处理工装淬火；
工序10，磨内孔及端面，采用热后磨孔用齿顶圆定位、夹紧的工艺方法；
工序11，磨另端面，以热后磨的所述内孔及所述端面为定位夹紧基准，磨加工另一端面；
工序12，磨锥面，以热后磨的所述内孔及所述端面为定位夹紧基准，磨加工锥面；
工序13，抛光锥面，以热后磨的所述内孔及所述端面为定位夹紧基准，抛光所述锥面；
工序14，清洗及转组装，冲洗掉所述齿轮上油污及灰尘，把所述齿轮转到组装线的待装配区。
2.根据权利要求1所述的齿轮加工工艺，其特征在于，所述工序1车一工序，具体在一次装夹中车出基准孔N、基准端面H，并同时把齿轮的齿顶圆车出齿宽的一多半为基准圆P，其余齿顶圆车二接刀车成。
3.根据权利要求2所述的齿轮加工工艺，其特征在于，所述工序2车二，是以所述基准孔N及所述基准端面H定位夹紧，车加工其余轮廓部分。
4.根据权利要求2所述的齿轮加工工艺，其特征在于，所述工序3滚齿，是以所述基准孔N及所述基准端面H定位夹紧，滚切轮齿部分。
5.根据权利要求2所述的齿轮加工工艺，其特征在于，所述工序4倒棱，是以所述基准孔N及所述基准端面H定位夹紧，倒钝轮齿和端面形成的锐角齿廓。
6.根据权利要求2所述的齿轮加工工艺，其特征在于，所述工序5剃齿，是以所述基准孔N及所述基准端面H定位夹紧，对齿面进行精加工。
7.根据权利要求2所述的齿轮加工工艺，其特征在于，所述工序10磨内孔及端面工序通过薄膜夹爪直接夹在齿顶基准圆P上。
8.根据权利要求7所述的齿轮加工工艺，其特征在于，所述工序11磨另端面，是以热后磨的所述内孔及所述端面为定位夹紧基准，磨加工另一端面。
9.根据权利要求7所述的齿轮加工工艺，其特征在于，所述工序12磨锥面，是以热后磨的所述内孔及所述端面为定位夹紧基准，磨加工锥面。
10.根据权利要求7所述的齿轮加工工艺，其特征在于，所述工序13抛光锥面，是以热后磨的所述内孔及所述端面为定位夹紧基准，抛光所述锥面。
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