CN111185737A - 一种齿轮轴的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种齿轮轴的加工方法，包括：锻造、正火、粗车、半精车、渗碳淬火、精车、喷丸精磨、终检。本发明的优点在于：整个加工过程保证了齿轮轴的洛氏硬度，且生产过程干净、无污染；装配压力满足装配要求，能够有效的防止其形变，提高了齿轮轴的质量；加工过程简单，安全可靠，可保证加工质量和尺寸精度，降低生产成本，提高生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及齿轮轴加工方法技术领域，尤其涉及一种齿轮轴的加工方法。
背景技术
齿轮轴是机械传动一种，和平键、半圆键、斜键作用一样，都是传递机械扭矩的，在轴的外表有纵向的键槽，套在轴上的旋转件也有对应的键槽，可保持跟轴同步旋转。近年来，随着机械制造行业的不断发展和社会需求的不同，开始出现了不同类型的机床，如：风电、核电所需的设备等。那么，根据设计需要，高精度的齿轮轴在这些设备中起着关键的作用，而且有的齿轮轴细长，难加工，精度不好控制。
齿轮轴的精度要求一般都比较高，加工难度比较大，所以必须对加工过程中的一些重要环节进行正确的选择和分析，才能确保齿轮轴的质量和加工成本。
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齿轮轴的加工方法。
本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
一种齿轮轴的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，锻造，选择毛坯材料，将毛坯采用平锻机进行锻造，得齿轮轴毛胚；
步骤2，正火，将齿轮轴毛胚进行三次加热处理；
步骤3，粗车，将步骤2加热处理后的齿轮轴毛坯装夹在车床上，确定加工路线、走刀路线和加工工序，按照先面后孔、先粗后细的原则进行粗车，去掉大部分多余尺寸，车工件外形，留一定的加工余量，得齿轮轴粗车品。
步骤4，半精车，半精车加工齿轮轴粗车品的外圆，并留加工余量1mm，其余工件部位留加工余量4mm；半精车加工齿轮轴粗车品的滚齿，装夹固定，磨前滚齿，留加工余量1mm，得齿轮轴半精车品；
步骤5，渗碳淬火，对齿轮轴半精车品进行渗碳后缓冷，再加热至渗碳温度扩散后淬火；
步骤6，精车，精车加工步骤5渗碳淬火的齿轮轴半精车品，精车加工齿轮轴半精车品全长、端面至尺寸，车工件各轴肩面，留加工余量0.5mm，车轴径至要求尺寸；精车加工齿轮轴半精车品的轴端，以两端轴径及节圆找正，精度在0.01mm以内，精车加工齿轮轴半精车品一端轴端留加工余量0.1mm；精车加工齿轮轴半精车品的轴端，找正齿轮轴半精车品两端轴径及节圆，精度在0.01mm以内，精车加工齿轮轴半精车品一端轴端至要求尺寸，利用中心架及跟刀架对齿轮轴半精车品进行支撑，齿轮轴半精车品上安装轴承的轴径齿用中心架支撑，在齿轮轴半精车品一轴端外利用两个小跟刀架进行支撑磨削，得齿轮轴成品。
步骤7，喷丸精磨，对齿轮轴成品进行抛丸强化工艺，再对花齿轮轴成品依次进行磨外圆、磨齿和磨花键工序；
步骤8，终检。
在本发明的一个优选实施例，步骤1中,毛胚采用的材料为优质碳素钢中的45钢或合金钢中的40Cr或20CrMnTi。
在本发明的一个优选实施例，步骤2中，加热处理过程为：一次加热，将温度升温到300-330℃进行预热并保温1-1.5h；二次加热，将温度升温到660-680℃进行热处理并保温2.5-3h；三次加热，将温度升温到900-940℃进行热处理并保温1-1.5h。
在本发明的一个优选实施例，步骤5中，渗碳处理时：强渗时Cp为1.30％，扩散时Cp为1.1％，渗碳温度为920℃，渗碳时间为1240min，渗碳层深度为2.10-2.35mm；淬火处理时：淬火温度为800℃，淬火时间为240min，淬火层深度为2.30-2.60mm。
在本发明的一个优选实施例，步骤7中，抛丸处理时间为5-7分钟，丸料的流量为110-150千克/分钟，抛丸速度55-60米/秒。
由于采用了如上的技术方案，本发明的有益效果在于：整个加工过程保证了齿轮轴的洛氏硬度，且生产过程干净、无污染；装配压力满足装配要求，能够有效的防止其形变，提高了齿轮轴的质量；加工过程简单，安全可靠，可保证加工质量和尺寸精度，降低生产成本，提高生产效率。
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。
一种齿轮轴的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，锻造，选择毛坯材料，,毛胚采用的材料为优质碳素钢中的45钢或合金钢中的40Cr或20CrMnTi；将毛坯采用平锻机进行锻造，得齿轮轴毛胚；
步骤2，正火，将齿轮轴毛胚进行三次加热处理，加热处理过程为：一次加热，将温度升温到300-330℃进行预热并保温1-1.5h；二次加热，将温度升温到660-680℃进行热处理并保温2.5-3h；三次加热，将温度升温到900-940℃进行热处理并保温1-1.5h；
步骤3，粗车，将步骤2加热处理后的齿轮轴毛坯装夹在车床上，确定加工路线、走刀路线和加工工序，按照先面后孔、先粗后细的原则进行粗车，去掉大部分多余尺寸，车工件外形，留一定的加工余量，得齿轮轴粗车品。
步骤4，半精车，半精车加工齿轮轴粗车品的外圆，并留加工余量1mm，其余工件部位留加工余量4mm；半精车加工齿轮轴粗车品的滚齿，装夹固定，磨前滚齿，留加工余量1mm，得齿轮轴半精车品；
步骤5，渗碳淬火，对齿轮轴半精车品进行渗碳后缓冷，渗碳处理时：强渗时Cp为1.30％，扩散时Cp为1.1％，渗碳温度为920℃，渗碳时间为1240min，渗碳层深度为2.10-2.35mm；再加热至渗碳温度扩散后淬火，淬火处理时：淬火温度为800℃，淬火时间为240min，淬火层深度为2.30-2.60mm；
步骤6，精车，精车加工步骤5渗碳淬火的齿轮轴半精车品，精车加工齿轮轴半精车品全长、端面至尺寸，车工件各轴肩面，留加工余量0.5mm，车轴径至要求尺寸；精车加工齿轮轴半精车品的轴端，以两端轴径及节圆找正，精度在0.01mm以内，精车加工齿轮轴半精车品一端轴端留加工余量0.1mm；精车加工齿轮轴半精车品的轴端，找正齿轮轴半精车品两端轴径及节圆，精度在0.01mm以内，精车加工齿轮轴半精车品一端轴端至要求尺寸，利用中心架及跟刀架对齿轮轴半精车品进行支撑，齿轮轴半精车品上安装轴承的轴径齿用中心架支撑，在齿轮轴半精车品一轴端外利用两个小跟刀架进行支撑磨削，得齿轮轴成品。
步骤7，喷丸精磨，对齿轮轴成品进行抛丸强化工艺，抛丸处理时间为5-7分钟，丸料的流量为110-150千克/分钟，抛丸速度55-60米/秒。再对花齿轮轴成品依次进行磨外圆、磨齿和磨花键工序；
步骤8，终检。
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 (5)
1.一种齿轮轴的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，锻造，选择毛坯材料，将毛坯采用平锻机进行锻造，得齿轮轴毛胚；
步骤2，正火，将齿轮轴毛胚进行三次加热处理；
步骤3，粗车，将步骤2加热处理后的齿轮轴毛坯装夹在车床上，确定加工路线、走刀路线和加工工序，按照先面后孔、先粗后细的原则进行粗车，去掉大部分多余尺寸，车工件外形，留一定的加工余量，得齿轮轴粗车品。
步骤4，半精车，半精车加工齿轮轴粗车品的外圆，并留加工余量1mm，其余工件部位留加工余量4mm；半精车加工齿轮轴粗车品的滚齿，装夹固定，磨前滚齿，留加工余量1mm，得齿轮轴半精车品；
步骤5，渗碳淬火，对齿轮轴半精车品进行渗碳后缓冷，再加热至渗碳温度扩散后淬火；
步骤6，精车，精车加工步骤5渗碳淬火的齿轮轴半精车品，精车加工齿轮轴半精车品全长、端面至尺寸，车工件各轴肩面，留加工余量0.5mm，车轴径至要求尺寸；精车加工齿轮轴半精车品的轴端，以两端轴径及节圆找正，精度在0.01mm以内，精车加工齿轮轴半精车品一端轴端留加工余量0.1mm；精车加工齿轮轴半精车品的轴端，找正齿轮轴半精车品两端轴径及节圆，精度在0.01mm以内，精车加工齿轮轴半精车品一端轴端至要求尺寸，利用中心架及跟刀架对齿轮轴半精车品进行支撑，齿轮轴半精车品上安装轴承的轴径齿用中心架支撑，在齿轮轴半精车品一轴端外利用两个小跟刀架进行支撑磨削，得齿轮轴成品。
步骤7，喷丸精磨，对齿轮轴成品进行抛丸强化工艺，再对花齿轮轴成品依次进行磨外圆、磨齿和磨花键工序；
步骤8，终检。
2.如权利要求1所述的一种齿轮轴的加工方法，其特征在于,步骤1中，毛胚采用的材料为优质碳素钢中的45钢或合金钢中的40Cr或20CrMnTi。
3.如权利要求1所述的一种齿轮轴的加工方法，其特征在于，步骤2中，加热处理过程为：一次加热，将温度升温到300-330℃进行预热并保温1-1.5h；二次加热，将温度升温到660-680℃进行热处理并保温2.5-3h；三次加热，将温度升温到900-940℃进行热处理并保温1-1.5h。
4.如权利要求1所述的一种齿轮轴的加工方法，其特征在于，步骤5中，渗碳处理时：强渗时Cp为1.30％，扩散时Cp为1.1％，渗碳温度为920℃，渗碳时间为1240min，渗碳层深度为2.10-2.35mm；淬火处理时：淬火温度为800℃，淬火时间为240min，淬火层深度为2.30-2.60mm。
5.如权利要求1所述的一种齿轮轴的加工方法，其特征在于，步骤7中，抛丸处理时间为5-7分钟，丸料的流量为110-150千克/分钟，抛丸速度55-60米/秒。
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