CN108637614A - 一种齿轮加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种齿轮加工方法，包括以下步骤：S1、下料并锻造形成圆柱状齿坯；S2、将齿坯放入正火炉中进行正火；S3、车加工钻中心孔；S4、利用滚齿机在齿坯外周进行滚齿；S5、滚齿后进行剃齿处理；S6、剃齿后进行渗碳处理；S7、渗碳处理后送入热处理炉中加热到910～930℃，并保温4～5h后用淬火液冷却；S8、淬火后送入回火炉中；S9、回火后装入容器，加入液氮进行深冷处理，时间为10～12h；S10、磨床上对中心孔的两端面、齿边缘进行粗磨和精磨，使齿轮的根部加工有圆弧状的过渡段，再进行抛光，形成齿轮；S11、齿轮几何精度检验。该齿轮加工方法适用于外圆柱齿轮加工生产，其加工过程简单、生产效率高，能够有效提高齿轮的加工精度。
Description
技术领域
本发明涉及齿轮加工技术领域，尤其涉及一种齿轮加工方法。
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，其在机械传动及整个机械领域中的应用极其广泛。在齿轮传动中，齿轮的精度对于保证传动系统的传动精度以及传动稳定性尤为重要，而齿轮的精度跟齿轮的加工方法密切相关。通常，齿轮的机械加工方法包括：齿轮毛坯加工、齿面加工、热处理工艺及齿面的精加工等，在编制工艺时，常常因齿轮结构、精度等级、生产批量和生产环境的不同，而采用不同的工艺方案。然而现有技术中，为了提高齿轮的精度和强度，使得齿轮加工过程繁琐，导致生产效率低下，且生产效率低。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种加工过程简单、生产效率高的齿轮加工方法，其能够有效提高齿轮的加工精度。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种齿轮加工方法，包括以下步骤：
S1、下料并锻造形成圆柱状齿坯，齿坯的材料为20CrMnTi；
S2、将齿坯放入正火炉中进行正火，温度由室温加热至950～960℃，并保持1～1.5h后进行空气冷却；
S3、车加工钻中心孔；
S4、利用滚齿机在齿坯外周进行滚齿，在滚齿的同时对齿坯及滚齿机的滚刀喷淋水雾；
S5、滚齿后进行剃齿处理；
S6、剃齿后进行渗碳处理，加热至860～890℃并保持1～1.5h，渗碳形成的渗碳层的厚度为2～2.5mm，表面硬度为HRC58～62；
S7、渗碳处理后送入热处理炉中加热到910～930℃，并保温4～5h后用淬火液冷却；
S8、淬火后送入回火炉中加热到300～345℃，保温0.8～1.5h；
S9、回火后装入容器，加入液氮进行深冷处理，时间为10～12h；
S10、磨床上对中心孔的两端面、齿边缘进行粗磨和精磨，使齿轮的根部加工有圆弧状的过渡段，再进行抛光，形成齿轮；
S11、齿轮几何精度检验。
其中，在步骤S3之后，S4之前还包括S31、铣削加工中心孔处的键槽。
其中，步骤S2中，温度由室温加热至955℃，并保持1.5h。
其中，步骤S6中，加热至860℃并保持1h，使渗碳层的厚度为2.2mm，表面硬度为HRC58。
其中，步骤S7中，加热至925℃，保温时间为5h。
其中，步骤S8中，加热至330℃，保温时间为1h。
其中，步骤S9中，时间为10h。
其中，步骤S8之后、步骤S9之前，还包括：
步骤S81、回火后浸入油液中，加热至240～280℃并保持4.5～6h。
其中，步骤S81中，加热至265℃，保持时间为5h。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明的齿轮加工方法，其通过采用锻造件作为齿坯，将其锻造形成圆柱状，用于外圆柱齿轮加工生产，之后依次采用正火、车加工钻中心孔、滚齿、剃齿、渗碳处理、淬火、回火、深冷处理、打磨及齿轮几何精度检验，从而实现外圆柱齿轮的加工，其加工过程简单、生产效率高，能够有效提高齿轮的加工精度。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
如无具体说明，本发明的各种原料均可市售购得，或根据本领域的常规方法制备得到。
本发明的一种齿轮加工方法，包括以下步骤：
步骤S1、下料并锻造形成圆柱状齿坯，齿坯的材料为20CrMnTi。其中，20CrMnTi是渗碳钢，渗碳钢通常为含碳量为0.17％～0.24％的低碳钢，汽车上多用其制造传动齿轮，是中淬透性渗碳钢中CrMnTi钢，其淬透性较高，在保证淬透情况下，特别是具有较高的低温冲击韧性，具有良好的加工性，加工变形微小，抗疲劳性能相当好，主要用途有：用于轴类，活塞类零配件以及汽车，飞机各种特殊零件部位。
在本发明实施例中，采用20CrMnTi用作齿坯用料，才得以配合后续热处理工艺达到良好的性能。
步骤S2、将齿坯放入正火炉中进行正火，温度由室温加热至950～960℃，并保持1～1.5h后进行空气冷却；例如加热温度可以为950℃、951℃、952℃、953℃、954℃、955℃、956℃、957℃、958℃、959℃、960℃，而保持时间可以为1h、1.1h、1.2h、1.3h、1.4h、1.5h，优选的，在本实施例中，温度由室温加热至955℃，并保持1.5h。通过正火处理，改善齿坯的切削加工性能，便于后续切削加工。
步骤S3、车加工钻中心孔。采用车床加工中心孔，具体为：粗车、精车。通过车加工中心孔后，利用中心孔实现与机床夹具的精确定位，进行后续加工。
步骤S31、铣削加工中心孔处的键槽。
步骤S4、利用滚齿机在齿坯外周进行滚齿。其中，滚齿加工是展成法原理来加工齿轮，用滚刀来加工对轮相当于圆柱齿轮副啮合，而滚刀采用粉末冶金高速钢制成，能够制造较大的承受冲击载荷，可靠性强。
在本发明实施例中，在滚齿的同时对齿坯及滚齿机的滚刀喷淋水雾，能够达到实时降温并保持环境温度的目的，从而保证滚刀的持续滚齿操作，以使滚齿加工后的齿形一致性更好。
步骤S5、滚齿后进行剃齿处理。
步骤S6、剃齿后进行渗碳处理，加热至860～890℃并保持1～1.5h，渗碳形成的渗碳层的厚度为2～2.5mm，表面硬度为HRC58～62；例如加热温度为860℃、865℃、870℃、875℃、880℃、885℃、890℃，保持时间为1h、1.1h、1.2h、1.3h、1.4h、1.5h，渗碳形成的渗碳层的厚度为2mm、2.1mm、2.2mm、2.3mm、2.4mm、2.5mm，表面硬度为HRC58、HRC59、HRC60、HRC61、HRC62；优选的，在本实施例中，步骤S6中，加热至860℃并保持1h，使渗碳层的厚度为2.2mm，表面硬度为HRC58。
步骤S7、渗碳处理后送入热处理炉中加热到910～930℃，并保温4～5h后用淬火液冷却；优选的，在本实施例中，步骤S7中，加热至925℃，保温时间为5h。
步骤S8、淬火后送入回火炉中加热到300～345℃，保温0.8～1.5h；优选的，在本实施例中，步骤S8中，加热至330℃，保温时间为1h。
步骤S81、回火后浸入油液中，加热至240～280℃并保持4.5～6h；优选的，在本实施例中，步骤S81中，加热至265℃，保持时间为5h。
步骤S9、回火后装入容器，加入液氮进行深冷处理，时间为10～12h；优选的，在本实施例中，步骤S9中，时间为10h。
步骤S10、磨床上对中心孔的两端面、齿边缘进行粗磨和精磨，使齿轮的根部加工有圆弧状的过渡段，再进行抛光，形成齿轮。
步骤S11、齿轮几何精度检验。
本发明的齿轮加工方法，通过依次采用正火、车加工钻中心孔、滚齿、剃齿、渗碳处理、淬火、回火、深冷处理、打磨及齿轮几何精度检验，从而实现外圆柱齿轮的加工，其加工过程简单、生产效率高，能够有效提高齿轮的加工精度。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (9)
1.一种齿轮加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、下料并锻造形成圆柱状齿坯，齿坯的材料为20CrMnTi；
S2、将齿坯放入正火炉中进行正火，温度由室温加热至950～960℃，并保持1～1.5h后进行空气冷却；
S3、车加工钻中心孔；
S4、利用滚齿机在齿坯外周进行滚齿，在滚齿的同时对齿坯及滚齿机的滚刀喷淋水雾；
S5、滚齿后进行剃齿处理；
S6、剃齿后进行渗碳处理，加热至860～890℃并保持1～1.5h，渗碳形成的渗碳层的厚度为2～2.5mm，表面硬度为HRC58～62；
S7、渗碳处理后送入热处理炉中加热到910～930℃，并保温4～5h后用淬火液冷却；
S8、淬火后送入回火炉中加热到300～345℃，保温0.8～1.5h；
S9、回火后装入容器，加入液氮进行深冷处理，时间为10～12h；
S10、磨床上对中心孔的两端面、齿边缘进行粗磨和精磨，使齿轮的根部加工有圆弧状的过渡段，再进行抛光，形成齿轮；
S11、齿轮几何精度检验。
2.根据权利要求1所述的齿轮加工方法，其特征在于，在步骤S3之后，S4之前还包括S31、铣削加工中心孔处的键槽。
3.根据权利要求1所述的齿轮加工方法，其特征在于，步骤S2中，温度由室温加热至955℃，并保持1.5h。
4.根据权利要求1所述的齿轮加工方法，其特征在于，步骤S6中，加热至860℃并保持1h，使渗碳层的厚度为2.2mm，表面硬度为HRC58。
5.根据权利要求1所述的齿轮加工方法，其特征在于，步骤S7中，加热至925℃，保温时间为5h。
6.根据权利要求1所述的齿轮加工方法，其特征在于，步骤S8中，加热至330℃，保温时间为1h。
7.根据权利要求1所述的齿轮加工方法，其特征在于，步骤S9中，时间为10h。
8.根据权利要求1～7任一项所述的齿轮加工方法，其特征在于，步骤S8之后、步骤S9之前，还包括：
步骤S81、回火后浸入油液中，加热至240～280℃并保持4.5～6h。
9.根据权利要求8所述的齿轮加工方法，其特征在于，步骤S81中，加热至265℃，保持时间为5h。
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