CN114107629A - 一种从动螺旋锥齿轮的全尺寸变形控制方法 - Google Patents

一种从动螺旋锥齿轮的全尺寸变形控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明是一种从动螺旋锥齿轮的全尺寸变形控制方法，该种从动螺旋锥齿轮(1)材质为18Cr2Ni4WA，其特征在于：该控制方法是在从动螺旋锥齿轮(1)完成表面渗碳后，为进行后序的热处理，在从动螺旋锥齿轮(1)上面设置一个与从动螺旋锥齿轮(1)上表面齿槽对应吻合的环状的齿形补偿盘(2)，并在该齿形补偿盘(2)的上面安装上盖板(3)，在从动螺旋锥齿轮(1)底面安装支撑底盘(4)，在上盖板(3)和支撑底盘(4)的表面加工有通孔(5)使得淬火介质能够通过该通孔(5)在从动螺旋锥齿轮(1)上、下表面流动以确保淬透性；对淬火处理的齿轮进行全方位控制，在满足齿轮淬火硬度的前提下，保证了螺旋锥齿轮的尺寸精度，提高螺旋锥齿齿轮淬火后的成品合格率。

Description

一种从动螺旋锥齿轮的全尺寸变形控制方法
技术领域
本发明是一种从动螺旋锥齿轮的全尺寸变形控制方法，属于材料热处理技术领域。
背景技术
齿轮传动是一种最广泛应用的机械传动形式，具有瞬时传动比恒定，传动效率高，结构紧凑等特点。螺旋锥齿轮以其重叠系数大、运转噪音小，承载能力高等优点，广泛应用于航空、船舶、车辆和精密机床的传动结构中，可以有效地改变力矩传递方向。作为关键传动部件，螺旋锥齿轮的制造质量，特别是热处理质量对相关部件的可靠工作起到至关重要的作用。
目前螺旋锥齿轮的切齿工序均在专用机床上加工，完全可保证切齿后达到较高的精度，啮合区啮合性能检测均符合要求。而渗碳淬火过程在提高齿轮强度和表面硬度的同时，会使得齿轮产生变形，主要表现在上下两平面的平行度、伞型轮齿部位变形量都比较大，造成精度大幅度下降，特别是在淬火过程中由于在高温保温和急速冷却环境下，螺旋锥齿轮受较大热应力和组织应力的影响，所产生的尺寸变形尤其突出。因此热处理变形对齿轮精度的影响，是螺旋锥齿轮整个制造过程中对精度影响最大的环节。以螺旋锥齿轮为代表的复杂结构齿轮的变形问题因变形原因复杂，形式多样，规律难以掌握，一直是热处理行业面临的普遍难题，更是高端热处理制造必须要解决的技术难题。
发明内容
本发明正是针对上述现有技术状况而设计提供了一种从动螺旋锥齿轮的全尺寸变形控制方法，该方法根据从动螺旋锥齿轮的形状，通过设计渗碳后的再加热淬火防变形工装，解决了从动螺旋锥齿轮渗碳后再加热淬火后的平行度、齿轮齿形变形量大的问题。
本发明的目是通过以下技术方案来实现的：
该种从动螺旋锥齿轮的全尺寸变形控制方法中，从动螺旋锥齿轮1材质为18Cr2Ni4WA，其特征在于：该控制方法是在从动螺旋锥齿轮1完成表面渗碳后，为进行后序的热处理，在从动螺旋锥齿轮1上面设置一个与从动螺旋锥齿轮1上表面齿槽对应吻合的环状的齿形补偿盘2，并在该齿形补偿盘2的上面安装上盖板3，在从动螺旋锥齿轮1底面安装支撑底盘4，在上盖板3和支撑底盘4的表面加工有通孔5使得淬火介质能够通过该通孔5在从动螺旋锥齿轮1上、下表面流动以确保淬透性；将组装后的从动螺旋锥齿轮1热处理组件平放在热处理炉料筐中进行淬火处理即可。
所述齿形补偿盘2、上盖板3和支撑底盘4的材质均为Cr28Ni48W5。
在实施中，该从动螺旋锥齿轮的设计齿数41，发向模数为8，设计齿形角20°，外圆直径327.4mm，内圆直径152.6mm，高度40.5mm。
本发明技术方案中，齿形补偿盘2、上盖板3和支撑底盘4作为组合工装选择Cr28Ni48W5材料加工，是因为经过研究，确认该种材料具备耐高温、热熔小和淬火过程中不存在组织转变的特点，以上特点主要是为了减小组合工装自身在淬火中的变形量和相关制件在淬火过程中的变形，增加组合工装的使用寿命，同时在上盖板3和支撑底盘4上打孔通孔使得淬火介质(油/气)能够在从动螺旋锥齿轮1上、下表面进行流动，以保证淬火过程中的淬透性，保证从动螺旋锥齿轮1的组织和硬度。
本发明技术方案的有益效果是设计的组合工装结构简单，使用寿命长，淬火后的从动螺旋锥齿轮1的齿轮平面度和齿轮齿形尺寸的变形得到有效控制，在确保淬透性的前提下保障了齿轮组织和硬度。
附图说明
图1是本发明技术方案中从动螺旋锥齿轮1与组合工装的装配结构示意图
图2是本发明技术方案中从动螺旋锥齿轮1与组合工装完成组装后的结构示意图
具体实施方式
以下将结合附图和实施例对本发明技术方案作进一步地详述：
参见附图1、2所示，本实施例中，从动螺旋锥齿轮1材质为18Cr2Ni4WA,设计齿数41，发向模数为8，设计齿形角20°，设计外圆直径327.4mm，设计内圆直径152.6mm，设计高度40.5mm。采用本发明方法对从动螺旋锥齿轮进行全尺寸变形控制的过程是：从动螺旋锥齿轮1完成渗碳后，首先将从动螺旋锥齿轮1放置在支撑底盘4上，之后将齿形补偿盘2安装在从动螺旋锥齿轮1的上面，确保与从动螺旋锥齿轮1的各个齿间隙吻合，再将上盖板3盖到从动螺旋锥齿轮1上，通过给从动螺旋锥齿轮1加装此防变形组合工装，可以有效补偿齿轮各部位的截面厚度差同时又不影响淬火介质(油/气)在齿轮周围的流通性，全面控制了齿轮尺寸变形以及保证齿轮硬度。
完成淬火工艺后测试相关尺寸数据和硬度数据见下表1所示，由测试数据可以得出，螺旋锥齿轮在加装工装完成淬火后的其平面度和齿轮齿形得到很好的控制，同时保证了心部硬度。
表1
Figure BDA0003376742090000031

Claims (2)

1.一种从动螺旋锥齿轮的全尺寸变形控制方法，该种从动螺旋锥齿轮(1)材质为18Cr2Ni4WA，其特征在于：该控制方法是在从动螺旋锥齿轮(1)完成表面渗碳后，为进行后序的热处理，在从动螺旋锥齿轮(1)上面设置一个与从动螺旋锥齿轮(1)上表面齿槽对应吻合的环状的齿形补偿盘(2)，并在该齿形补偿盘(2)的上面安装上盖板(3)，在从动螺旋锥齿轮(1)底面安装支撑底盘(4)，在上盖板(3)和支撑底盘(4)的表面加工有通孔(5)使得淬火介质能够通过该通孔(5)在从动螺旋锥齿轮(1)上、下表面流动以确保淬透性；
所述齿形补偿盘(2)、上盖板(3)和支撑底盘(4)的材质均为Cr28Ni48W5。
2.根据权利要求1所述的从动螺旋锥齿轮的全尺寸变形控制方法，其特征在于：该从从动螺旋锥齿轮的设计齿数41，发向模数为8，设计齿形角20°，外圆直径327.4mm，内圆直径152.6mm，高度40.5mm。
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