CN107234408A - 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，包括如下步骤：S1，齿胚加工；S2，滚齿，用滚齿机对齿胚进行滚齿；S3、剃齿，用剃齿机对滚齿后的齿胚剃齿；S4、热处理，加热剃齿后的齿胚，向齿胚表面喷涂金属表面硬化材料，再加热齿胚，淬火后，获得齿轮。本发明具有以下优点和效果：采用对齿胚加工后，用滚齿机进行对齿胚滚齿，剃齿机对齿胚剃齿后，对齿胚进行热处理，热处理过程中加热金属表面硬化材料，在齿轮表面形成一层坚硬耐磨的金属硬化层，齿轮齿面硬度变大，提高齿轮承载能力；其次，金属钴能起到提高金属硬化层耐磨性能和抗疲劳的作用，达到了制造的齿轮齿面硬度高、承载能力强、抗疲劳、耐磨性能优异的效果。
Description
技术领域
本发明涉及齿轮制造技术，特别涉及一种齿轮加工工艺。
背景技术
齿轮是轮缘上有齿，能连续啮合传递运动和动力的机械元件。齿轮传动广泛应用于工业、农业、国防、航空航天、交通运输等各个行业的机械设备中，齿轮传动过程中主要是通过主、从动齿轮的相互啮合传递运动和能量，这个过程将产生一定形式的机械振动，诸如磨损、点蚀、制造误差、装配误差等容易引起机械振动状态发生变化，因此齿轮也是容易损坏的机械零件之一。
齿轮的承载能力与齿面硬度有关，齿面硬度越高，则其承载能力也越高。齿轮在制造过程中，通常采用渗氮处理获得齿面硬度较高的齿轮，但是渗氮工艺需要设备较多，工艺复杂，制造成本高。
发明内容
本发明的目的是提供一种齿轮加工工艺，具有制造高硬度齿面齿轮、加工工艺短的效果。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种齿轮加工工艺，包括如下步骤：S1，齿胚加工；S2，滚齿，用滚齿机对齿胚进行滚齿；S3、剃齿，用剃齿机对滚齿后的齿胚剃齿；S4、热处理，加热剃齿后的齿胚，向齿胚表面喷涂金属表面硬化材料，再加热齿胚，淬火后，获得齿轮；所述金属表面硬化材料制备方法如下，将硝酸钴和酚醛树脂溶于无水乙醇，搅拌至溶解后，通风晾干后与乌洛托品、纳米硅混合后加入到丙酮溶液内，搅拌均匀后通风晾干，干燥处理后，放入到真空气氛炉内炭化，得到金属表面硬化材料。
通过采用上述技术方案，齿轮加工过程中，步骤S1中，齿胚加工，在车床上对齿胚加工；步骤S2，滚齿，用滚齿机对齿胚进行滚齿，滚齿机是齿轮加工机床中应用最广泛的一种机床，切削齿胚，在齿胚上形成齿。步骤S4，剃齿，用剃齿机对滚齿后的齿胚剃齿，剃齿加工是根据一对螺旋角不等的螺旋齿轮啮合远离，剃齿刀与被切齿轮的轴线交叉一个角度，剃齿刀运动时将齿轮齿面上的加工余量取出；步骤S5，热处理，加热齿胚后，对齿胚表面喷涂金属表面硬化材料，金属表面硬化材料制作时，将硝酸钴和酚醛树脂溶于无水乙醇内，搅拌溶解后通风晾干，干燥处理后，在真空气氛炉内炭化，得到碳-钴复合物及纳米硅的混合物，纳米硅吸附在碳-钴复合物上。金属表面硬化材料喷涂到齿胚表面，加热后在齿胚表面形成一层金属硬化层，能够显著提高齿轮齿面的硬度，同时碳-钴复合物中的钴能提高金属硬化层的耐磨性能，达到齿轮齿面硬度高、提高齿轮承载能力、耐磨性能优异、延长齿轮的使用寿命的效果。
本发明的进一步设置为：S2，滚齿，用滚齿机对齿胚滚齿时，对齿胚及滚齿机的滚刀喷淋水雾、皂化油油雾。
通过采用上述技术方案，滚齿机对齿胚滚齿时，对齿胚及滚齿机滚刀喷淋水雾和皂化油油雾，水雾喷淋到齿胚和滚刀上，对齿胚和滚刀降温；皂化油油雾喷淋到齿胚和滚刀上，对齿胚和滚刀降温的同时，还起到润滑的作用。
本发明的进一步设置为：S4，热处理，加热剃齿后的齿胚至600-650℃，向齿胚表面喷涂金属表面硬化材料，再加热齿胚至700-730℃，维持1-2小时，将齿胚放入淬火油内淬火。
通过采用上述技术方案，齿胚加热到600-650℃，喷涂金属表面硬化材料后，再将齿胚加热到700-730℃，金属表面硬化材料能较好结合在齿胚表面，形成一层坚硬耐磨的金属硬化层，提高齿面硬度，进而提高齿轮的承载能力。
本发明的进一步设置为：S4，热处理，加热剃齿后的齿胚，向齿胚表面喷涂金属表面硬化材料，金属表面硬化材料喷涂时，加入水分混合再喷涂到齿胚表面，再加热齿胚，淬火后，获得齿轮。
通过采用上述技术方案，金属表面硬化材料与水混合后喷涂到齿胚表面，减少金属表面硬化材料喷涂时粉末飞扬。
本发明的进一步设置为：所述金属表面硬化材料制备方法如下，将硝酸钴和酚醛树脂溶于无水乙醇，搅拌至溶解后，通风晾干后与乌洛托品、纳米硅混合后加入到丙酮溶液内，搅拌均匀后通风晾干，加热至150-180℃，干燥处理0.5-1小时后，放入到真空气氛炉内炭化，真空气氛炉内通入惰性气体，炭化温度为400-450℃，炭化时间为2-3小时，得到金属表面硬化材料。
通过采用上述技术方案，制备的金属表面硬化材料在渗透进入齿胚表面后，形成的金属硬化层耐磨、硬度高。
本发明的进一步设置为：还包括S5，珩齿，对步骤S4获得的齿轮进行珩齿。
通过采用上述技术方案，热处理后进行珩齿，取出热处理后齿轮表面的氧化皮和毛刺。
本发明的进一步设置为：还包括S6，抛光，用毛刷刷去齿轮表面毛刺。
通过采用上述技术方案，用毛刷刷去齿轮表面的毛刺，进一步减少齿轮表面的毛刺。
综上所述，本发明具有以下有益效果：采用对齿胚加工后，用滚齿机进行对齿胚滚齿，剃齿机对齿胚剃齿后，对齿胚进行热处理，热处理过程中加热金属表面硬化材料，在齿轮表面形成一层坚硬耐磨的金属硬化层，齿轮齿面硬度变大，提高齿轮承载能力；其次，金属钴能起到提高金属硬化层耐磨性能和抗疲劳的作用，达到了制造的齿轮齿面硬度高、承载能力强、耐磨性能优异、抗疲劳的效果。
具体实施方式
实施例1：一种齿轮加工工艺，包括如下步骤，S1，齿胚加工，选用钢制齿胚，用车床对齿胚加工。 S2，滚齿，用滚齿机对齿胚进行滚齿。S3，剃齿，用剃齿机对滚齿后的齿胚进行剃齿。S4，热处理，加热 剃齿后的齿胚至600℃，称取金属表面硬化材料，加入水中搅拌均匀后，喷涂到齿胚表面，在加热齿胚至 700℃，维持1小时，将齿胚放入淬火油内淬火。
金属表面硬化材料制作过程如下：按重量份数计，称取10份硝酸钴和4份酚醛树脂，溶于无水乙醇后，搅拌溶解，通风晾干后，与0.5份乌洛托品、3份纳米硅混合均匀后，加入到丙酮溶液内，搅拌均匀后通风晾干，加热至150-180℃，干燥处理0.5-1小时，放入到真空气氛炉内炭化，真空气氛炉内通入惰性气体，炭化温度为400-500℃，炭化时间为2-3小时，得到金属表面硬化材料。
实施例2：一种齿轮加工工艺，与实施例1的不同之处在于，S4，热处理，加热剃齿后的齿胚至630℃，称取金属表面硬化材料，加入水中搅拌均匀后，喷涂到齿胚表面，在加热齿胚至710℃，维持1.5小时，将齿胚放入淬火油内淬火。
实施例3：一种齿轮加工工艺，与实施例1的不同之处在于，S4，热处理，加热剃齿后的齿胚至650℃，称取金属表面硬化材料，加入水中搅拌均匀后，喷涂到齿胚表面，在加热齿胚至730℃，维持1.5小时，将齿胚放入淬火油内淬火。
实施例4：一种齿轮加工工艺，包括如下步骤，S1，齿胚加工，选用钢制齿胚，用车床对齿胚加工。S2，滚齿，用滚齿机对齿胚进行滚齿，对齿胚及滚齿机的滚刀喷淋水雾、皂化油油雾。水雾为在气管中通入水分和压缩空气，喷出形成水雾。皂化油油雾为在气管内通入皂化油和压缩空气，喷出形成皂化油油雾。S3，剃齿，用剃齿机对滚齿后的齿胚进行剃齿。 S4，热处理，加热剃齿后的齿胚至600℃，称取金属表面硬化材料，加入水中搅拌均匀后，喷涂到齿胚表面，在加热齿胚至700℃，维持1小时，将齿胚放入淬火油内淬火。S5，珩齿，对步骤S4获得的齿轮进行珩齿。S6，抛光，用毛刷刷去齿轮表面毛刺。
金属表面硬化材料制作过程如下：按重量份数计，称取10份硝酸钴和4份酚醛树脂，溶于无水乙醇后，搅拌溶解，通风晾干后，与0.5份乌洛托品、3份纳米硅混合均匀后，加入到丙酮溶液内，搅拌均匀后通风晾干，加热至150-180℃，干燥处理0.5-1小时，放入到真空气氛炉内炭化，真空气氛炉内通入惰性气体，炭化温度为400-500℃，炭化时间为2-3小时，得到金属表面硬化材料。
对比例1：一种齿轮加工工艺，包括如下步骤，S1，齿胚加工，选用钢制齿胚，用车床对齿胚加工。S2，滚齿，用滚齿机对齿胚进行滚齿。S3，剃齿，用剃齿机对滚齿后的齿胚进行剃齿。S4，热处理，加热剃齿后的齿胚至600℃，称取金属表面硬化材料，加入水中搅拌均匀后，喷涂到齿胚表面，在加热齿胚至700℃，维持1小时，将齿胚放入淬火油内淬火。
对比例2：一种齿轮加工工艺，包括如下步骤，S1，齿胚加工，选用钢制齿胚，用车床对齿胚加工。S2，滚齿，用滚齿机对齿胚进行滚齿。S3，剃齿，用剃齿机对滚齿后的齿胚进行剃齿。S4，热处理，加热剃齿后的齿胚至600℃，称取金属表面硬化材料，加入水中搅拌均匀后，喷涂到齿胚表面，在加热齿胚至700℃，维持1小时，将齿胚放入淬火油内淬火。金属表面硬化材料为硝酸钴。
对比例3：一种齿轮加工工艺，包括如下步骤，S1，齿胚加工，选用钢制齿胚，用车床对齿胚加工。S2，滚齿，用滚齿机对齿胚进行滚齿。S3，剃齿，用剃齿机对滚齿后的齿胚进行剃齿。S4，热处理，加热剃齿后的齿胚至600℃，称取金属表面硬化材料，加入水中搅拌均匀后，喷涂到齿胚表面，在加热齿胚至700℃，维持1小时，将齿胚放入淬火油内淬火。金属表面硬化材料为纳米硅。
对比例4：一种齿轮加工工艺，包括如下步骤，S1，齿胚加工，选用钢制齿胚，用车床对齿胚加工。S2，滚齿，用滚齿机对齿胚进行滚齿。S3，剃齿，用剃齿机对滚齿后的齿胚进行剃齿。S4，热处理，加热剃齿后的齿胚至600℃，称取金属表面硬化材料，加入水中搅拌均匀后，喷涂到齿胚表面，在加热齿胚至700℃，维持1小时，将齿胚放入淬火油内淬火。
金属表面硬化材料制作过程如下：按重量份数计，称取10份硝酸钴和4份酚醛树脂，溶于无水乙醇后，搅拌溶解，通风晾干后，与0.5份乌洛托品混合均匀后，加入到丙酮溶液内，搅拌均匀后通风晾干，加热至150-180℃，干燥处理0.5-1小时，放入到真空气氛炉内炭化，真空气氛炉内通入惰性气体，炭化温度为400-500℃，炭化时间为2-3小时，得到金属表面硬化材料。
对比例5：一种齿轮加工工艺，包括如下步骤，与实施例1的不同之处在于，S4，热处理，加热剃齿后的齿胚至550℃，称取金属表面硬化材料，加入水中搅拌均匀后，喷涂到齿胚表面，在加热齿胚至700℃，维持1小时，将齿胚放入淬火油内淬火。
对比例6：一种齿轮加工工艺，与实施例1的不同之处在于，S4，热处理，加热剃齿后的齿胚至500℃，称取金属表面硬化材料，加入水中搅拌均匀后，喷涂到齿胚表面，在加热齿胚至700℃，维持1小时，将齿胚放入淬火油内淬火。
对比例7：一种齿轮加工工艺，与实施例1的不同之处在于，S4，热处理，加热剃齿后的齿胚至600℃，称取金属表面硬化材料，加入水中搅拌均匀后，喷涂到齿胚表面，在加热齿胚至650℃，维持1小时，将齿胚放入淬火油内淬火。
对比例8：一种齿轮加工工艺，与实施例1的不同之处在于，S4，热处理，加热剃齿后的齿胚至600℃，称取金属表面硬化材料，加入水中搅拌均匀后，喷涂到齿胚表面，在加热齿胚至600℃，维持1小时，将齿胚放入淬火油内淬火。
齿轮齿面硬度检测：选用35号钢作为齿胚，参照各实施例及对比例中的方法制备得到齿轮，参照GB/T3408.5-2008/ISO6336-5：2003，直齿轮和斜齿轮承载能力计算，第5部分：材料的强度和质量，分别测量出各实施例及对比例中的齿轮齿面强度，将检测结果在以下表 1中列出。
表1
| 齿面硬度HV | |
| 实施例1 | 800 |
| 实施例2 | 800 |
| 实施例3 | 800 |
| 实施例4 | 800 |
| 对比例1 | 200 |
| 对比例2 | 200 |
| 对比例3 | 300 |
| 对比例4 | 450 |
| 对比例5 | 750 |
| 对比例6 | 700 |
| 对比例7 | 700 |
| 对比例8 | 650 |
具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (7)
1.一种齿轮加工工艺，包括如下步骤：
S1，齿胚加工；
S2，滚齿，用滚齿机对齿胚进行滚齿；
S3、剃齿，用剃齿机对滚齿后的齿胚剃齿；
S4、热处理，加热剃齿后的齿胚，向齿胚表面喷涂金属表面硬化材料，再加热齿胚，淬火后，获得齿轮；
所述金属表面硬化材料制备方法如下，将硝酸钴和酚醛树脂溶于无水乙醇，搅拌至溶解后，通风晾干后与乌洛托品、纳米硅混合后加入到丙酮溶液内，搅拌均匀后通风晾干，干燥处理后，放入到真空气氛炉内炭化，得到金属表面硬化材料。
2.根据权利要求1所述的一种齿轮加工工艺，其特征在于：S2，滚齿，用滚齿机对齿胚滚齿时，对齿胚及滚齿机的滚刀喷淋水雾、皂化油油雾。
3.根据权利要求1所述的一种齿轮加工工艺，其特征在于：S4，热处理，加热剃齿后的齿胚至600-650℃，向齿胚表面喷涂金属表面硬化材料，再加热齿胚至700-730℃，维持1-2小时，将齿胚放入淬火油内淬火。
4.根据权利要求1所述的一种齿轮加工工艺，其特征在于：S4,热处理，加热剃齿后的齿胚，向齿胚表面喷涂金属表面硬化材料，金属表面硬化材料喷涂时，加入水分混合再喷涂到齿胚表面，再加热齿胚，淬火后，获得齿轮。
5.根据权利要求1所述的一种齿轮加工工艺，其特征在于：所述金属表面硬化材料制备方法如下，将硝酸钴和酚醛树脂溶于无水乙醇，搅拌至溶解后，通风晾干后与乌洛托品、纳米硅混合后加入到丙酮溶液内，搅拌均匀后通风晾干，加热至150-180℃，干燥处理0.5-1小时后，放入到真空气氛炉内炭化，真空气氛炉内通入惰性气体，炭化温度为400-450℃，炭化时间为2-3小时，得到金属表面硬化材料。
6.根据权利要求1所述的一种齿轮加工工艺，其特征在于：还包括S5，珩齿，对步骤S4获得的齿轮进行珩齿。
7.根据权利要求1所述的一种齿轮加工工艺，其特征在于：还包括S6，抛光，用毛刷刷去齿轮表面毛刺。
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Effective date of registration: 20180309 Address after: Taizhou City, Zhejiang province 317507 Wenling RuoHeng town Donghong Industrial Park No. 3 Applicant after: Zhejiang Tian Bong Gear Manufacturing Co., Ltd. Address before: Wenling City Ruo Heng Zhen Pu tou Cun Taizhou City, Zhejiang province 317507 (new station behind) Applicant before: ZHEJIANG DINGGUAN GEAR MANUFACTURING CO., LTD. |
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| GR01 | Patent grant | ||
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