CN114505659A - 一种用于辊榨机传动系统的异形齿轮加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于辊榨机传动系统的异形齿轮加工方法，包括以下步骤：步骤一、毛坯锻造：利用锻造设备锻造出毛坯件，毛坯件呈柱状圆环形结构；步骤二、粗车加工：将步骤一锻造出的毛坯件进行粗车削加工；步骤三、粗开齿：在牛头刨床上按照齿轮的齿形进行粗加工；步骤四、调质处理；淬火后进行高温回火；步骤五、半精车：对调质处理后的齿轮内孔进行半精车，其余外圆、端面精车至设计尺寸；步骤六、将经过半精车的工件移至数控铣床上进行半精铣齿，检测无误后再进行精铣齿；本发明能够替代滚齿机或插齿机的加工方式，在满足图纸设计需求的情况下对该异形齿轮进行加工，其中，采用牛头刨床进行粗开齿加工，可缩短加工时间，提高生产效率。
Description
技术领域
本发明属于齿轮加工方法技术领域，具体涉及一种用于辊榨机传动系统的异形齿轮加工方法。
背景技术
齿轮是能够互相啮合且实现动力传递的机械元件，它在机械传动及整个机械领域中的应用极其广泛。随着工业的发展，齿轮的种类也越来越多，例如有直齿轮、斜齿轮、人字齿等，其加工方法一般采用滚齿机或插齿机进行加工制作。
然而，在实际的工业生产领域，经常需要设计并制造出不同于传统渐开线齿轮的异形齿轮，以满足实际传动工作的需要。例如，如图1所示，为制糖工业领域中的甘蔗辊榨机所使用的传动齿轮，其整体呈柱体状结构，截面形状为图3所示的结构，具体地，不同于渐开线齿形的展开方式，该齿轮是由多个以基圆为中心不同半径的圆弧相贯形成的齿形，齿根部位一个大圆弧内凹结构，这就导致传统的滚刀、盘铣刀、指形铣刀等无法通过滚齿机来满足对该齿形的加工需要，因此，亟需一种用于辊榨机传动的异形齿轮加工方法来解决上述问题。
发明内容
本发明为了解决上述异形齿轮无法加工制造的问题，提供一种用于辊榨机传动系统的异形齿轮加工方法，能够替代滚齿机或插齿机的加工方式，在满足图纸设计需求的情况下对该异形齿轮进行加工，可缩短加工时间，提高生产效率，降低生产成本。
本发明所采用的技术方案是：一种用于辊榨机传动系统的异形齿轮加工方法，包括以下步骤：
步骤一、毛坯锻造：利用锻造设备锻造出毛坯件，毛坯件呈柱状圆环形结构；
步骤二、粗车加工：将步骤一锻造出的毛坯件进行粗车削加工；
步骤三、粗开齿：在牛头刨床上按照齿轮的齿形进行粗加工；
步骤四、调质处理；淬火后进行高温回火；
步骤五、半精车：对调质处理后的齿轮内孔进行半精车，其余外圆、端面精车至设计尺寸；
步骤六、将经过半精车的工件移至数控铣床上进行半精铣齿，检测无误后再进行精铣齿；
步骤七、热处理：对加工到设计尺寸的齿部进行中频淬火，使齿部淬火深度大于或等于5mm；
步骤八、内孔精车：在立车上对工件内孔进行车削，并加工至设计尺寸；
步骤九、键槽的加工：在线切割设备上对工件的内孔进行键槽加工，并加工至设计尺寸，完成齿轮的整个加工过程。
所述步骤二中，粗车削的加工位置位置包括工件的外径、内孔以及两个端面，且在加工完成后各加工位置均留有余量，余量大于或等于20mm。
所述步骤三中，在粗开齿之前，先将工件置于数控铣床上，在数控铣床上刻出齿形轮廓，该齿形轮廓留有余量，余量大于或等于30mm。
所述步骤六中，中频淬火的温度为860-890℃，回火温度为350℃，保温时间为150min。
其中，步骤一采用锻造的方式对毛坯件进行制作，主要在于该异形齿轮是用于辊榨机的传动，具有工作载荷大、强度高的特点，而锻造加工的方式能够改善工件的内部组织，提高其力学性能，可消除金属内部的气孔、缩孔和树枝状晶体等缺陷，并由于金属的塑性变形和再结晶，可使粗大晶粒细化，得到致密的金属组织，从而提高了工件的力学性能；此外，将毛坯锻造成具有中心孔的圆环状结构是为了缩短加工的时间，以提高加工的效率，同时降低毛坯锻造比，节约制造成本。
其中，步骤三中采用牛头刨床进行粗开齿加工，主要是为了满足这种异形齿轮的齿形结构，传统的渐开线齿轮采用滚齿机或插齿机进行加工，但是并不能够对这种异形齿轮进行加工；由于该齿轮整体上呈柱体型结构，因此，采用可做直线往复运动的刨床进行开齿具有效率高、成本低的优点，且在加工完成后，可以实现这种异形齿轮的齿形加工需求，提高了工件的加工质量。
其中，步骤六中，齿部的淬火深度在5mm以上，其目的是为了满足齿轮在实际工作中的传动需求，由于滚轧机在使用时受到的负载较大，将其淬火深度控制在5mm以上能够增加齿部的性能，使齿部具有高强度、高硬度、高耐磨性以及高疲劳极限的优点，从而防止在进行传动工作时，轻易的产生齿部断裂、磨损等的问题，延长了整个齿轮的使用寿命。
本发明的有益效果为：
本发明能够替代滚齿机或插齿机的加工方式，在满足图纸设计需求的情况下对该异形齿轮进行加工，其中，采用牛头刨床进行粗开齿加工，可缩短加工时间，提高生产效率。
附图说明
图1为本发明异形齿轮的端面视图；
图2为本发明在粗开齿之前对其端面进行轮廓铣削后示意图；
图3为本发明步骤三的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的详细说明。
如图所示，一种用于辊榨机传动系统的异形齿轮加工方法，包括以下步骤：
步骤一、毛坯锻造：利用锻造机锻造出毛坯件，毛坯件呈柱状圆环形结构；
步骤二、粗车加工：将步骤一锻造出的毛坯件进行粗车削加工，具体地，粗车削的加工位置位置包括工件的外径、内孔以及两个端面，且在加工完成后各加工位置均留有余量；
步骤三、粗开齿：如图3所示，在牛头刨床上按照齿轮的齿形进行粗加工；其中，在粗开齿之前，先将工件置于数控铣床上，在数控铣床上加工出齿形轮廓，该齿形轮廓留有余量，具体地，如图2所示，在数控铣床上将齿部外围多余的量（区域a）进行铣削加工，在加工完成后，其齿部位置向外凸出1-2mm的台阶，这样，就可以在粗开齿过程中，以该端面的齿形轮廓作为基准，以便对刀、刨削的顺利进行；
步骤四、调质处理：淬火温度为860℃±15℃，高温回火温度为580℃±15℃，保温时间为600min。
步骤五、半精车：对调质处理后的齿轮内孔进行半精车加工，留量大于等于3mm。其余外圆、端面按图纸设计尺寸精车成。
步骤六、将经过半精车的工件移至数控铣床上进行半精铣齿，检测无误后再将端面尺寸以及齿部尺寸铣削至设计尺寸；
步骤七、热处理：对加工到设计尺寸的齿部进行中频淬火，使齿部淬火深度大于或等于5mm，其中，中频淬火的温度为860-890℃，回火温度为350℃，保温时间为150min，在该温度范围以及时间范围下，能够控制齿部淬火超过5mm，从而满足齿轮的实际使用需求；
步骤八、内孔精车：在立车上对工件内孔进行车削，并加工至设计尺寸；
步骤九、键槽的加工：在线切割设备上对工件的内孔进行键槽加工，并加工至设计尺寸，完成齿轮的整个加工过程。
Claims (4)
1.一种用于辊榨机传动系统的异形齿轮加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、毛坯锻造：利用锻造设备锻造出毛坯件，毛坯件呈柱状圆环形结构；
步骤二、粗车加工：将步骤一锻造出的毛坯件进行粗车削加工；
步骤三、粗开齿：在牛头刨床上按照齿轮的齿形进行粗加工；
步骤四、调质处理；淬火后进行高温回火；
步骤五、半精车：对调质处理后的齿轮内孔进行半精车，其余外圆、端面精车至设计尺寸；
步骤六、将经过半精车的工件移至数控铣床上进行半精铣齿，检测无误后再进行精铣齿；
步骤七、热处理：对加工到设计尺寸的齿部进行中频淬火，使齿部淬火深度大于或等于5mm；
步骤八、内孔精车：在立车上对工件内孔进行车削，并加工至设计尺寸；
步骤九、键槽的加工：在线切割设备上对工件的内孔进行键槽加工，并加工至设计尺寸，完成齿轮的整个加工过程。
2.根据权利要求1所述的一种用于辊榨机传动系统的异形齿轮加工方法，其特征在于：步骤二中，粗车削的加工位置位置包括工件的外径、内孔以及两个端面，且在加工完成后各加工位置均留有余量，余量大于或等于20mm。
3.根据权利要求1所述的一种用于辊榨机传动系统的异形齿轮加工方法，其特征在于：步骤三中，在粗开齿之前，先将工件置于数控铣床上，在数控铣床上刻出齿形轮廓，该齿形轮廓留有余量，余量大于或等于30mm。
4.根据权利要求1所述的一种用于辊榨机传动系统的异形齿轮加工方法，其特征在于：步骤六中，中频淬火的温度为860-890℃，回火温度为350℃，保温时间为150min。
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