CN111376005A - 一种常啮合齿轮加工工艺 - Google Patents
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Abstract
一种常啮合齿轮加工工艺，涉及齿轮加工技术领域，所采用的技术方案在工序5和工序7之间没有对齿轮端面的圆跳动公差和两个端面之间的长度进行再加工的工序；工序1制成的齿胚两端面之间的长度和经过工序2处理后齿轮端面的圆跳动公差均预留有因发热而膨胀的余量，使齿胚在经过所述工序5后两个端面之间的长度满足产品合格的标准，齿轮端面的圆跳动公差符合所述工序7的要求。本发明齿轮端面的有效硬化层没有损失，不会影响齿轮的正常使用寿命；减少了精车加工设备和操作人员，降低了加工成本。
Description
技术领域
本发明涉及齿轮加工技术领域，尤其涉及一种常啮合齿轮加工工艺。
背景技术
在常啮合齿轮的加工工艺中，一般包括以下步骤：步骤1，制胚；步骤2，拉花键；步骤3，滚齿；步骤4，倒棱；步骤5，热处理；步骤6，清理抛丸；步骤7，精车；步骤8，磨齿；步骤9，清洗。制胚步骤按照设计尺寸制造出齿轮的齿胚，经拉花键后齿轮端面的圆跳动公差为0.02mm左右，而在齿轮经过热处理步骤后，齿轮因受热发生膨胀，两端面之间的长度和圆跳动公差都有所增加，为满足合格产品的尺寸标准和磨齿步骤要求的定位端面的圆跳动公差0.015mm，一般做法是通过热后精车步骤对端面进行加工。
但是设置精车步骤又会带来三个问题，一是端面的有效硬化层深度变浅，至少减小了0.05mm，降低了端面的耐磨性能，从而缩短齿轮使用寿命；二是由于产品结构原因，热处理时内花键大径发生变化，以内花键大径为基准的精车步骤对磨齿齿轮精度没有明显提升，极端情况下甚至出现破坏精度情况；三是精车步骤增加了加工设备和操作人员，加工成本上升，加工时间变长，降低了生产效率。
发明内容
针对现有技术方案中由精车工序带来的端面的耐磨性能降低、对磨齿精度没有明显提升、成本上升的问题，本发明提供了一种常啮合齿轮加工工艺。
本发明提供如下的技术方案：一种常啮合齿轮加工工艺，包括以下工序，
工序1，制胚，采用热模锻锻造齿轮的齿胚；
工序2，拉花键，在齿胚上拉削出内花键孔，并控制齿轮的端面圆跳动公差；
工序3，滚齿，通过滚刀加工出轮齿；
工序4，倒棱，倒钝轮齿齿廓上的尖角；
工序5，热处理，将齿轮装入热处理设备中升温、渗碳、淬火；
工序6，清理抛丸，利用高密度弹丸流对齿轮抛射，对齿轮表面作强化处理，改善表面粗糙度；
工序7，磨齿，以齿轮端面和内花键孔为定位基准对齿轮轮齿进行磨削精加工；
工序8，清洗，冲洗掉齿轮表面的油污和灰尘；
所述工序5和所述工序7之间没有对齿轮端面的圆跳动公差和两个端面之间的长度进行再加工的工序；所述工序1制成的齿胚两端面之间的长度和经过所述工序2处理后齿轮端面的圆跳动公差均预留有因发热而膨胀的余量，使齿轮在经过所述工序5后两个端面之间的长度满足产品合格的标准，齿轮端面的圆跳动公差符合所述工序7的要求。
优选地，所述工序1将齿胚两个端面之间的长度至少减小0.02mm。
优选地，经过所述工序2后齿轮端面的圆跳动公差小于0.012mm。
本发明的有益效果是：通过在工序5和工序7之间去除包括精车工序在内的对齿轮端面圆跳动公差和两个端面之间长度进行再加工的工序，端面的有效硬化层没有损失，不会影响齿轮的正常使用寿命；减少了精车加工设备和操作人员，降低了加工成本；通过制胚时在原设计尺寸的基础上预留受热膨胀的变形余量，使经过热处理工序后齿轮两个端面之间的长度在产品合格标准内；通过在拉花键工序中提高对端面的圆跳动公差的加工水平，使其满足磨齿工序对定位端面的要求。
附图说明
图1为本发明一个实施例的制胚工序示意图。
图2为本发明一个实施例的拉花键工序示意图。
具体实施方式
以下结合附图及附图标记对本发明的实施方式做更详细的说明，使熟悉本领域的技术人在研读本说明书后能据以实施。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供了一种常啮合齿轮加工工艺，包括以下工序：
工序1，制胚，采用热模锻锻造齿轮的齿胚；
工序2，拉花键，在齿胚上拉削出内花键孔，并控制齿轮的端面圆跳动公差；
工序3，滚齿，通过滚刀加工出轮齿；
工序4，倒棱，倒钝轮齿齿廓上的尖角；
工序5，热处理，将齿轮装入热处理设备中升温、渗碳、淬火；
工序6，清理抛丸，利用高密度弹丸流对齿轮抛射，对齿轮表面作强化处理，改善表面粗糙度；
工序7，磨齿，以齿轮端面和内花键孔为定位基准对齿轮轮齿进行磨削精加工；
工序8，清洗，冲洗掉齿轮表面的油污和灰尘；
所述工序5和所述工序7之间没有对齿轮端面的圆跳动公差和两个端面之间的长度进行再加工的工序；所述工序1制成的齿胚两端面之间的长度和经过所述工序2处理后齿轮端面的圆跳动公差均预留有因发热而膨胀的余量，使齿轮在经过所述工序5后两个端面之间的长度满足产品合格的标准，齿轮端面的圆跳动公差符合所述工序7的要求。
可选择40Cr合金调质钢或者20CrMnTi合金渗碳钢锻造出齿胚，热处理变形小，经热处理后齿面硬度可达58HRC，且芯部韧性高。
本实施例中所述工序5热处理和工序7磨齿之间没有设置任何对齿轮端面的圆跳动公差和两个端面之间的长度进行在加工的工序，比如精车工序，为了保证产品尺寸合格，也能满足磨齿工序对齿轮端面的圆跳动公差的要求，所以必须在工序5之前的工序中对齿轮进行预处理。
对齿轮两个端面之间的长度尺寸影响较大的为工序1制胚，如图1所示，因此，需对原设计尺寸进行修正，在制胚工序中预留出因热处理工序而膨胀变形的余量。而在工序2拉花键中拉削出的内花键大径是测定端面圆跳动公差的定位基准，如图2所示，对端面圆跳动公差影响极大，因此必须提升工序2的质量，使齿轮在经过工序2处理后预留出端面圆跳动公差因发热而变形的余量。而工序3滚齿和工序4倒棱分别对齿轮的轮齿和轮齿的轮廓进行处理，不对端面造成影响。
优选地，所述工序1将齿胚两个端面之间的长度至少减小0.02mm。
在本实施例中，在工序1制胚中将两个端面之间的长度减小至少0.02mm，为工序5热处理预留出变形的余量。经过多次热处理变形实验，齿轮变形的部分数据如下表所示：
由上述表格中的试验数据可知，在热处理前后，两端面长度之间的变化值为0.01~0.02mm之间，因此，将齿胚的两端面之间的长度减小至少0.02mm，可使热处理后长度在允许范围之内，免于再加工而影响到端面的有效硬化层厚度。
优选地，经过所述工序2后齿轮端面的圆跳动公差小于0.012mm。
由上述热处理变形数据可知，热处理前后端面圆跳动公差的变化值小于等于0.003mm，因此在本实施例中，经过工序2处理后齿轮端面的圆跳动公差小于0.012mm，即可使经工序5热处理后端面的圆跳动公差小于0.015mm，满足工序7磨齿对端面圆跳动公差的要求。
以上为本发明的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (3)
1.一种常啮合齿轮加工工艺，包括以下工序，
工序1，制胚，采用热模锻锻造齿轮的齿胚；
工序2，拉花键，在齿胚上拉削出内花键孔，并控制齿轮的端面圆跳动公差；
工序3，滚齿，通过滚刀加工出轮齿；
工序4，倒棱，倒钝轮齿齿廓上的尖角；
工序5，热处理，将齿轮装入热处理设备中升温、渗碳、淬火；
工序6，清理抛丸，利用高密度弹丸流对齿轮抛射，对齿轮表面作强化处理，改善表面粗糙度；
工序7，磨齿，以齿轮端面和内花键孔为定位基准对齿轮轮齿进行磨削精加工；
工序8，清洗，冲洗掉齿轮表面的油污和灰尘；
其特征在于：所述工序5和所述工序7之间没有对齿轮端面的圆跳动公差和两个端面之间的长度进行再加工的工序；
所述工序1制成的齿胚两端面之间的长度和经过所述工序2处理后齿轮端面的圆跳动公差均预留有因发热而膨胀的余量，使齿轮在经过所述工序5后两个端面之间的长度满足产品合格的标准，齿轮端面的圆跳动公差符合所述工序7的要求。
2.根据权利要求1所述一种常啮合齿轮加工工艺，其特征在于：所述工序1将齿胚两个端面之间的长度至少减小0.02mm。
3.根据权利要求2所述一种常啮合齿轮加工工艺，其特征在于：经过所述工序2后齿轮端面的圆跳动公差小于0.012mm。
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| US10118261B2 (en) * | 2014-03-11 | 2018-11-06 | Eaton Capital | Method for manufacturing a gear |
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