CN111185733A - 一种大模数少齿数的齿轮加工方法 - Google Patents

一种大模数少齿数的齿轮加工方法 Download PDF

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    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
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Abstract

本发明公开了一种大模数少齿数的齿轮加工方法，包括：锻件、进行退火处理消除铸造应力、粗车、半精车、渗碳淬火、精车、精控喷丸、探伤、终检。本发明优点在于：能实现大模数少齿数的齿轮的加工，不仅克服加工困难和加工中容易严重变形的问题；无需专门设计齿轮刀具，通过通用的方肩盘铣刀棒刀即可完成复杂齿面的粗精加工，使加工更加简单、经济。

Description

一种大模数少齿数的齿轮加工方法
技术领域
本发明涉及齿轮加工技术领域，尤其涉及一种大模数少齿数的齿轮加工方法。
背景技术
通常将模数介于50mm-150mm之间、齿数小于14的齿轮称为超大模数少齿数齿轮，该类齿轮常用于煤机、港机、海洋机械等行业中，具有传递能力强、结构紧凑等特点。目前超大模数、少齿数齿轮的主要加工方法及特点如下：
范成法：滚削法因少齿数齿轮加工产生严重“根切”很少使用，且定制超大模数滚刀周期长、价格高。刨削法利用刨刀刃口的直线段逼近齿面廓形，但超大模数少齿数齿面廓形曲率半径小，逼近精度差，加工效率低，且难以加工斜齿轮。
成形法：指形铣刀和盘形铣刀均可用于超大模数少齿数齿轮的成形加工，但由于齿槽尺寸极大，难以制作整体式刀具，切削刃口需要分段拼接，刀具制造困难、精度差。另外，成形法加工刀具刃形必须齿轮廓形一一对应，缺乏通用性，定制周期长、成本高。
齿轮模数M＝50mm是国家标准规定的最大模数，大模数齿轮其特点是结构尺寸大，承载能力大，但模数越大，齿轮的加工难度越大。表现为加工精度低，表面粗糙度差.,影响齿轮的正常使用。
为此本发明进行了有益的探索和尝试，找到了解决上述问题的办法，下面将要介绍的方案便是这种背景下产生的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对现有技术的不足和缺陷而提供一种大模数少齿数的齿轮加工方法。
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
一种大模数少齿数的齿轮加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，锻件，根据齿轮的结构分成2个半齿轮，先将坯料通过中频透热炉加热再对坯料进行整体锻打；
步骤2，进行退火处理，消除铸造应力，控制变形，得到齿轮毛胚；
步骤3，粗车，在机床上对每个半齿轮毛坯进行粗加工，将每个半齿轮毛坯接口面进行粗加工，每个半齿轮毛胚接口平面留加工余量；然后组成整个齿轮，在滚齿机上对每一半齿轮毛胚进行粗铣齿操作，采用方肩铣刀，先铣对口处对称的两个齿，齿槽中心与接口缝重合，然后按顺序铣其它齿，齿面及齿根分别留有加工余量，得半齿轮半加工品；
步骤4，半精车，在机床上对每个半齿轮半加工品进行半精加工，将两个半齿轮半加工品在宽度方向摞在一起，半精加工它们的接口平面留加工余量；然后组成整个齿轮，采用棒铣刀分两刀对整个齿轮进行铣齿，利用棒铣刀侧刃沿齿形和齿向进行包络半精加工，得半齿轮半精车品；
步骤5，渗碳淬火，对每一半齿轮半精车品进行渗碳淬火热处理；
步骤6，精车，机床上对每个半齿轮半精车品进行精加工，将两个半齿轮半精车品在宽度方向摞在一起，精加工至设计尺寸；然后组成整个齿轮，采用棒铣刀分两刀对整个齿轮进行铣齿，利用棒铣刀侧刃沿齿形和齿向进行包络半精加工，获得满足设计要求的尺寸精度和表面光洁度的半齿轮成品；
步骤7，精控喷丸；
步骤8，探伤，将喷丸后的半齿轮成品送齿轮检测仪检测其齿部精度，并进行磁粉探伤；
步骤9，终检，将经过步骤8探伤后半齿轮成品进行终检，检验各尺寸精度，并做好记录。
在本发明的一个优选实施例，步骤1中，中频透热炉加热温度为850℃-900℃。
在本发明的一个优选实施例，步骤2中，消除铸造应力采用共振法。
在本发明的一个优选实施例，步骤3中，接口平面的加工余量为5-10mm，齿面及齿根的加工余量为5-10mm。
在本发明的一个优选实施例，步骤4中，半齿轮半精车品接口平面的加工余量为1-2mm。
在本发明的一个优选实施例，步骤5中，渗碳淬火热处理过程：将半齿轮半精车品平稳竖直放置在吊具上，并将位于两侧的齿面朝向两边摆放进行渗碳淬火，渗碳层厚度为3-3.5mm。
在本发明的一个优选实施例，步骤8中，探伤后齿圈缺陷≤0.5mm，轴齿缺陷≤0.1mm。
由于采用了如上的技术方案，本发明的有益效果在于：先锻件，齿轮的结构分成2个半齿轮，采用中频透热炉加热再对坯料进行整体锻打；再进行退火处理，消除铸造应力得到齿轮毛胚；先粗车，采用方肩铣刀分两刀对整个齿轮进行铣齿，得到半齿轮半加工品并留有加工余量；再半精车，采用棒铣刀分两刀对整个齿轮进行铣齿，得到半齿轮半精车品并留有加工余量；渗碳淬火；最后精车，采用棒铣刀分两刀对整个齿轮进行铣齿，得到半齿轮成品；精控喷丸；探伤；终检。通过上述工艺能实现大模数少齿数的齿轮的加工，不仅克服加工困难和加工中容易严重变形的问题；无需专门设计齿轮刀具，通过通用的方肩盘铣刀棒刀即可完成复杂齿面的粗精加工，使加工更加简单、经济。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面进一步阐述本发明。
一种大模数少齿数的齿轮加工方法，包括以下步骤：
步骤1，锻件，根据齿轮的结构将齿轮分解成分成2个相同的半齿轮，再将坯料通过中频透热炉加热到850℃-900℃再对坯料进行整体锻打。
步骤2，对坯料进行退火处理，并且通过共振法消除铸造应力，控制变形，得到2个齿轮毛胚。
步骤3，粗车，在机床上对2个半齿轮毛坯进行粗加工，将2个半齿轮毛坯接口面进行粗加工，2个半齿轮毛胚接口平面留加工余量5-10mm；然后组成整个齿轮，在滚齿机上对2个半齿轮毛胚进行粗铣齿操作，采用方肩铣刀，先铣对口处对称的两个齿，齿槽中心与接口缝重合，然后按顺序铣其它齿，齿面及齿根分别留有加工余量5-10mm，得半齿轮半加工品。
步骤4，半精车，在机床上对2个半齿轮半加工品进行半精加工，将两个半齿轮半加工品在宽度方向摞在一起，半精加工它们的接口平面留加工余量1-2mm；然后组成整个齿轮，采用棒铣刀分两刀对整个齿轮进行铣齿，利用棒铣刀侧刃沿齿形和齿向进行包络半精加工，得半齿轮半精车品。
步骤5，渗碳淬火，对2个半齿轮半精车品进行渗碳淬火热处理，将2个半齿轮半精车品分别平稳竖直放置在吊具上，并将位于两侧的齿面朝向两边摆放进行渗碳淬火，渗碳层厚度为3-3.5mm。
步骤6，精车，机床上对每个半齿轮半精车品进行精加工，将两个半齿轮半精车品在宽度方向摞在一起，精加工至设计尺寸；然后组成整个齿轮，采用棒铣刀分两刀对整个齿轮进行铣齿，利用棒铣刀侧刃沿齿形和齿向进行包络半精加工，获得满足设计要求的尺寸精度和表面光洁度的半齿轮成品；
步骤7，精控喷丸。
步骤8，探伤，将喷丸后的半齿轮成品送齿轮检测仪检测其齿部精度，并进行磁粉探伤；探伤后齿圈缺陷≤0.5mm，轴齿缺陷≤0.1mm。
步骤9，终检，将经过步骤8探伤后半齿轮成品进行终检，检验各尺寸精度，并做好记录。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种大模数少齿数的齿轮加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，锻件，根据齿轮的结构分成2个半齿轮，先将坯料通过中频透热炉加热再对坯料进行整体锻打；
步骤2，进行退火处理，消除铸造应力，控制变形，得到齿轮毛胚；
步骤3，粗车，在机床上对每个半齿轮毛坯进行粗加工，将每个半齿轮毛坯接口面进行粗加工，每个半齿轮毛胚接口平面留加工余量；然后组成整个齿轮，在滚齿机上对每一半齿轮毛胚进行粗铣齿操作，采用方肩铣刀，先铣对口处对称的两个齿，齿槽中心与接口缝重合，然后按顺序铣其它齿，齿面及齿根分别留有加工余量，得半齿轮半加工品；
步骤4，半精车，在机床上对每个半齿轮半加工品进行半精加工，将两个半齿轮半加工品在宽度方向摞在一起，半精加工它们的接口平面留加工余量；然后组成整个齿轮，采用棒铣刀分两刀对整个齿轮进行铣齿，利用棒铣刀侧刃沿齿形和齿向进行包络半精加工，得半齿轮半精车品；
步骤5，渗碳淬火，对每一半齿轮半精车品进行渗碳淬火热处理；
步骤6，精车，机床上对每个半齿轮半精车品进行精加工，将两个半齿轮半精车品在宽度方向摞在一起，精加工至设计尺寸；然后组成整个齿轮，采用棒铣刀分两刀对整个齿轮进行铣齿，利用棒铣刀侧刃沿齿形和齿向进行包络半精加工，获得满足设计要求的尺寸精度和表面光洁度的半齿轮成品；
步骤7，精控喷丸；
步骤8，探伤，将喷丸后的半齿轮成品送齿轮检测仪检测其齿部精度，并进行磁粉探伤；
步骤9，终检，将经过步骤8探伤后半齿轮成品进行终检，检验各尺寸精度，并做好记录。
2.如权利要求1所述的一种大模数少齿数的齿轮加工方法，其特征在于，步骤1中，中频透热炉加热温度为850℃-900℃。
3.如权利要求1所述的一种大模数少齿数的齿轮加工方法，其特征在于，步骤2中，消除铸造应力采用共振法。
4.如权利要求1所述的一种大模数少齿数的齿轮加工方法，其特征在于，步骤3中，接口平面的加工余量为5-10mm，齿面及齿根的加工余量为5-10mm。
5.如权利要求1所述的一种大模数少齿数的齿轮加工方法，其特征在于，步骤4中，半齿轮半精车品接口平面的加工余量为1-2mm。
6.如权利要求1所述的一种大模数少齿数的齿轮加工方法，其特征在于，步骤5中，渗碳淬火热处理过程：将半齿轮半精车品平稳竖直放置在吊具上，并将位于两侧的齿面朝向两边摆放进行渗碳淬火，渗碳层厚度为3-3.5mm。
7.如权利要求1所述的一种大模数少齿数的齿轮加工方法，其特征在于，步骤8中，探伤后齿圈缺陷≤0.5mm，轴齿缺陷≤0.1mm。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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