CN112404915A - 一种大饼型盘齿齿轮的制齿方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种大饼型盘齿齿轮的制齿方法，能够优化大饼型盘齿齿轮制齿工艺，提升生产效率，降低制造成本，包括如下步骤：粗坯加工；热前精车，保证端面的端面跳动值保持在0.02mm以内，外圆和内孔的径向跳动值在0.02以内；粗滚齿，滚齿齿轮的精度满足7级精度；S4：热处理，以内孔、端面定位，然后采用连续炉自由淬火，热处理后的盘齿平面度保持在0.1mm以内；S5：热后精车，对内孔、端面进行精车加工，根据热处理后的齿形齿向的变形量给定出齿形齿向的预修行量；S6：精磨齿，以内孔为基准，端面定位磨齿，精磨齿的两刀磨精度满足5级精度，按两刀磨给定实际留磨余量，实际留磨余量为0.10mm，完成大饼型盘齿齿轮加工。
Description
技术领域
本发明涉及齿轮加工领域，具体而言，涉及一种大饼型盘齿齿轮的制齿方法。
背景技术
在汽车领域使用的大饼型盘齿齿轮(模数：1.5-3.5mm；齿数：50-90；外径：170-250mm；齿宽：25-50mm)，具有尺寸精度高、结构复杂、热处理变形大的特点，目前国内大部分盘齿类齿轮使用进口设备、刀具等进行齿轮精加工，导致该类零件的加工成本高。
目前国内加工此类齿轮大多使用热处理自由淬火，制齿采用滚磨工艺，齿厚单边留磨余量为0.12-0.18mm，热处理后磨齿工序采用粗磨、半精磨、精磨三刀或更多次数磨削，磨削时间长、砂轮单次修磨量高，砂轮使用寿命低等缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种大饼型盘齿齿轮的制齿方法，其能够优化大饼型盘齿齿轮制齿工艺，减少留磨余量、提升生产效率。减少砂轮单次修整量及休整时间，提升砂轮寿命，降低制造成本。
本发明的实施例是这样实现的：
一种大饼型盘齿齿轮的制齿方法，其包括如下步骤：
S1：粗坯加工，加工出盘齿齿轮的外圆、内孔和端面；
S2：热前精车，对盘齿齿轮的外圆、内孔、端面进行精车加工，保证端面的端面跳动值保持在0.02mm以内，外圆和内孔的径向跳动值在0.02以内；
S3：粗滚齿，先以内孔为基准，端面定位钻出螺栓孔；然后再次以内孔为基准，端面定位加工出齿坯；滚齿齿轮的精度满足7级精度；盘齿齿轮的螺旋线斜率偏差满足左齿面-10±5μm,右齿面10±5μm的预修形，波纹度小于10μm；
S4：热处理，以内孔、端面定位，然后采用连续炉自由淬火，热处理后的盘齿平面度保持在0.1mm以内；端面齿形齿向的变形量保持在0.1mm以内；盘齿齿轮的螺旋线斜率偏差变形后满足左齿面0±5μm,右齿面0±5μm；
S5：热后精车，对内孔、端面进行精车加工，根据热处理后的齿形齿向的变形量给定出齿形齿向的预修行量，预修行量为：左齿面螺旋线斜率偏差-15μm，右齿面螺旋线斜率偏差10μm；
S6：精磨齿，以内孔为基准，端面定位磨齿，精磨齿的两刀磨精度满足5级精度，按两刀磨给定实际留磨余量，实际留磨余量为0.10mm，完成大饼型盘齿齿轮加工。
在本发明的较佳实施例中，上述S3中的滚齿机采用齿向可预修形加工的滚齿机。
在本发明的较佳实施例中，上述S3滚齿机的滚刀规格包括：外径80mm，长度180mm，滚刀转速为750转/分，轴向进给量为1.7mm，窜刀量为24.724。
在本发明的较佳实施例中，上述S6中的磨齿砂轮规格为：外径280mm，长度160mm，内孔115mm，砂轮线速度为80m/s，磨齿砂轮为5SG磨料，粒度为80。
在本发明的较佳实施例中，上述粗滚齿中，齿面精修10次，修整进给量为0.03mm，粗磨齿的砂轮转速为80转/分，滚轮转速为3500转/分，主轴顺时针加工。
在本发明的较佳实施例中，上述精磨齿中，齿面精修3次，修整进给量为0.01mm，砂轮转速为20转/分，滚轮转速为3500转/分，主轴顺时针加工。
在本发明的较佳实施例中，上述S2中，对外圆加工时采用金刚条修整，修整进给量为0.08mm，砂轮转速为120转/分。
在本发明的较佳实施例中，上述S3中采用5头粗滚齿砂轮，粗滚齿砂轮的切削线速度为40-55m/s，径向进给距离为0.25mm/r，轴向给进速度为140mm/min。
在本发明的较佳实施例中，上述S6中，精磨齿砂轮的切削线速度为40-55m/s，径向进给距离为0.05mm/r，轴向给进速度为50mm/min。
在本发明的较佳实施例中，上述当砂轮直径为190-204mm时，线速度为40m/s；当砂轮直径为205-224mm时，线速度为45m/s；当砂轮直径为225-249mm时，线速度为50m/s；当砂轮直径为250-280mm时，线速度为55m/s。
本发明实施例的有益效果是：本发明中采用粗坯加工、热前精车、粗滚齿加工、热处理加工、热后精车加工和精磨齿加工，减少了多次数的磨齿工艺，从而优化了大饼型盘齿齿轮制齿工艺，减少留磨余量；同时使用砂轮两次齿轮加工，通过粗磨、精磨两刀磨削提升生产效率，减少砂轮单次修整量及休整时间，提升砂轮寿命，并降低制造成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例的制齿流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
第一实施例
请参见图1，本实施例提供一种大饼型盘齿齿轮的制齿方法，，包括如下步骤：
S1：粗坯加工，加工出盘齿齿轮的外圆、内孔和端面；在本实施例中采用普通车床进行粗坯加工；
S2：热前精车，对盘齿齿轮的外圆、内孔、端面进行精车加工，保证端面的端面跳动值保持在0.02mm以内，外圆和内孔的径向跳动值在0.02以内；
S3：粗滚齿，先以内孔为基准，端面定位钻出螺栓孔；然后再次以内孔为基准，端面定位加工出齿坯；滚齿齿轮的精度满足7级精度；盘齿齿轮的螺旋线斜率偏差满足左齿面-10±5μm,右齿面10±5μm的预修形，波纹度小于10μm；与成品螺旋线斜率偏差基本一致；在本实施例中a、滚齿机选用齿向可预修形加工的滚齿机，本案例选取三菱干切滚齿机GE25A型。
S4：热处理，以内孔、端面定位，然后采用连续炉自由淬火，优化过程参数及材料金相组织，热处理后的盘齿平面度保持在0.1mm以内；端面齿形齿向的变形量保持在0.1mm以内；盘齿齿轮的螺旋线斜率偏差变形后满足左齿面0±5μm,右齿面0±5μm；
S5：热后精车，对内孔、端面进行精车加工，根据热处理后的齿形齿向的变形量给定出齿形齿向的预修行量，预修行量为：左齿面螺旋线斜率偏差-15μm，右齿面螺旋线斜率偏差10μm；
S6：精磨齿，以内孔为基准，端面定位磨齿，精磨齿的两刀磨精度满足5级精度，按两刀磨给定实际留磨余量，实际留磨余量为0.10mm，完成大饼型盘齿齿轮加工。优化磨齿工艺参数，两刀磨削，确定砂轮修整次数及修整量。在本实施例中磨齿选用国产数控万能磨齿机，本案例选取重庆机床有限公司数控万能磨齿机YW7232CNC型。
在本实施例的S3中的滚齿机采用齿向可预修形加工的滚齿机，在本实施例中的磨齿设备选用国产数控万能磨齿机，滚齿精度满足国标7级。
在本实施例中S3滚齿机的滚刀规格包括：外径80mm，长度180mm，滚刀转速为750转/分，轴向进给量为1.7mm，窜刀量为24.724。
在本实施例中S6中的磨齿砂轮规格为：外径280mm，长度160mm，内孔115mm，砂轮线速度为80m/s，磨齿砂轮为5SG磨料，粒度为80。
在本实施例的粗滚齿中，齿面精修10次，修整进给量为0.03mm，粗磨齿的砂轮转速为80转/分，滚轮转速为3500转/分，主轴顺时针加工。
在本实施例的精磨齿中，齿面精修3次，修整进给量为0.01mm，砂轮转速为20转/分，滚轮转速为3500转/分，主轴顺时针加工。
在本实施例的S2中，对外圆加工时采用金刚条修整，修整进给量为0.08mm，砂轮转速为120转/分。
在本实施例的S3中采用5头粗滚齿砂轮，粗滚齿砂轮的切削线速度为40-55m/s，径向进给距离为0.25mm/r，轴向给进速度为140mm/min。
在本实施例的上述S6中，精磨齿砂轮的切削线速度为40-55m/s，径向进给距离为0.05mm/r，轴向给进速度为50mm/min。
在本发明的较佳实施例中，上述当砂轮直径为190-204mm时，线速度为40m/s；当砂轮直径为205-224mm时，线速度为45m/s；当砂轮直径为225-249mm时，线速度为50m/s；当砂轮直径为250-280mm时，线速度为55m/s。
本发明实施例的有益效果是：本发明中采用粗坯加工、热前精车、粗滚齿加工、热处理加工、热后精车加工和精磨齿加工，减少了多次数的磨齿工艺，从而优化了大饼型盘齿齿轮制齿工艺，减少留磨余量；同时使用砂轮两次齿轮加工，通过粗磨、精磨两刀磨削提升生产效率，减少砂轮单次修整量及休整时间，提升砂轮寿命，并降低制造成本。
本说明书描述了本发明的实施例的示例，并不意味着这些实施例说明并描述了本发明的所有可能形式。应理解，说明书中的实施例可以多种替代形式实施。附图无需按比例绘制；可放大或缩小一些特征以显示特定部件的细节。公开的具体结构和功能细节不应当作限定解释，仅仅是教导本领域技术人员以多种形式实施本发明的代表性基础。本领域内的技术人员应理解，参考任一附图说明和描述的多个特征可以与一个或多个其它附图中说明的特征组合以形成未明确说明或描述的实施例。说明的组合特征提供用于典型应用的代表实施例。然而，与本发明的教导一致的特征的多种组合和变型可以根据需要用于特定应用或实施。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种大饼型盘齿齿轮的制齿方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：粗坯加工，加工出盘齿齿轮的外圆、内孔和端面；
S2：热前精车，对盘齿齿轮的外圆、内孔、端面进行精车加工，保证端面的端面跳动值保持在0.02mm以内，外圆和内孔的径向跳动值在0.02以内；
S3：粗滚齿，先以内孔为基准，端面定位钻出螺栓孔；然后再次以内孔为基准，端面定位加工出齿坯；滚齿齿轮的精度满足7级精度；所述盘齿齿轮的螺旋线斜率偏差满足左齿面-10±5μm,右齿面10±5μm的预修形，波纹度小于10μm；
S4：热处理，以所述内孔、端面定位，然后采用连续炉自由淬火，热处理后的盘齿平面度保持在0.1mm以内；端面齿形齿向的变形量保持在0.1mm以内；盘齿齿轮的螺旋线斜率偏差变形后满足左齿面0±5μm,右齿面0±5μm；
S5：热后精车，对所述内孔、所述端面进行精车加工，根据热处理后的齿形齿向的所述变形量给定出齿形齿向的预修行量，所述预修行量为：左齿面螺旋线斜率偏差-15μm，右齿面螺旋线斜率偏差10μm；
S6：精磨齿，以内孔为基准，所述端面定位磨齿，精磨齿的两刀磨精度满足5级精度，按两刀磨给定实际留磨余量，所述实际留磨余量为0.10mm，完成大饼型盘齿齿轮加工。
2.根据权利要求1所述的大饼型盘齿齿轮的制齿方法，其特征在于，所述S3中的滚齿机采用齿向可预修形加工的滚齿机。
3.根据权利要求1或2所述的大饼型盘齿齿轮的制齿方法，其特征在于，所述S3滚齿机的滚刀规格包括：外径80mm，长度180mm，滚刀转速为750转/分，轴向进给量为1.7mm，窜刀量为24.724。
4.根据权利要求1所述的大饼型盘齿齿轮的制齿方法，其特征在于，所述S6中的磨齿砂轮规格为：外径280mm，长度160mm，内孔115mm，砂轮线速度为80m/s，所述磨齿砂轮为5SG磨料，粒度为80。
5.根据权利要求1所述的大饼型盘齿齿轮的制齿方法，其特征在于，所述粗滚齿中，齿面精修10次，修整进给量为0.03mm，粗磨齿的砂轮转速为80转/分，滚轮转速为3500转/分，主轴顺时针加工。
6.根据权利要求1所述的大饼型盘齿齿轮的制齿方法，其特征在于，所述精磨齿中，齿面精修3次，修整进给量为0.01mm，砂轮转速为20转/分，滚轮转速为3500转/分，主轴顺时针加工。
7.根据权利要求1所述的大饼型盘齿齿轮的制齿方法，其特征在于，所述S2中，对外圆加工时采用金刚条修整，修整进给量为0.08mm，砂轮转速为120转/分。
8.根据权利要求1所述的大饼型盘齿齿轮的制齿方法，其特征在于，所述S3中采用5头粗滚齿砂轮，所述粗滚齿砂轮的切削线速度为40-55m/s，径向进给距离为0.25mm/r，轴向给进速度为140mm/min。
9.根据权利要求1所述的大饼型盘齿齿轮的制齿方法，其特征在于，所述S6中，精磨齿砂轮的切削线速度为40-55m/s，径向进给距离为0.05mm/r，轴向给进速度为50mm/min。
10.根据权利要求8或9所述的大饼型盘齿齿轮的制齿方法，其特征在于，当砂轮直径为190-204mm时，线速度为40m/s；当砂轮直径为205-224mm时，线速度为45m/s；当砂轮直径为225-249mm时，线速度为50m/s；当砂轮直径为250-280mm时，线速度为55m/s。
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