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齒輪

齒輪加工技術(shù)與裝備的發(fā)展趨勢(shì)分析

齒輪加工技術(shù)與裝備的發(fā)展趨勢(shì)分析適應(yīng)齒輪加工行業(yè)對(duì)制造精度、生產(chǎn)效率、清潔生產(chǎn)、提高質(zhì)量的要求，制齒機(jī)床及制齒技術(shù)出現(xiàn)了以下發(fā)展趨勢(shì)。

   1.數(shù)控化

   由于通過將機(jī)床的各運(yùn)動(dòng)軸進(jìn)行CNC控制及部分軸間進(jìn)行聯(lián)動(dòng)后，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

   （1）增加了機(jī)床的功能，如滾削小錐度及鼓形齒輪等變得極為簡單。

   （2）縮短了傳動(dòng)鏈，同時(shí)采用半閉環(huán)或全閉環(huán)控制后，通過數(shù)控補(bǔ)償可以提高各軸的定位精度和重復(fù)定位精度，從而提高了機(jī)床的加工精度及Cp值，增加了機(jī)床的可靠性。

   （3）換品種時(shí)由于省去了計(jì)算及換分齒掛輪及差動(dòng)掛輪、進(jìn)給及主軸換擋的時(shí)間，插齒機(jī)還省去了換斜導(dǎo)軌的時(shí)間，從而減少了輔助加工時(shí)間，增加了機(jī)床的柔性。

   （4）由于機(jī)械結(jié)構(gòu)變得簡單了，可以設(shè)計(jì)得更有利于提高機(jī)床的剛性及把熱變形降到底。

齒輪加工過程中的操作要領(lǐng)

齒輪加工通常都使用滾齒機(jī)和插齒機(jī)來工作，對(duì)于調(diào)整維護(hù)方便，對(duì)于大規(guī)模的生產(chǎn)來說生產(chǎn)效率就會(huì)偏低。齒條加工的方法有很多種，每一種都是根據(jù)材料以及對(duì)齒條精度的要求不一樣才選擇正確的加工方式。后來對(duì)于滾刀、插刀刃磨后的再次涂鍍技術(shù)的產(chǎn)生，可以使得刀具能夠明顯地提高使用時(shí)間，能夠減少了換刀次數(shù)和刃磨時(shí)間，提率。在剔齒過程中，徑向剃齒技術(shù)有很大的優(yōu)勢(shì)，包括，設(shè)計(jì)齒形、齒向的修形容易實(shí)現(xiàn)。

      在熱處理過程中齒輪要求使用滲碳淬火，這樣才能保證其良好的力學(xué)性能。4、光滑性好：切削液能在工件與砂輪界面構(gòu)成一層光滑膜，減少工件與砂輪接觸面間的直接摩擦。對(duì)于熱后不再進(jìn)行磨齒加工的產(chǎn)品，穩(wěn)定可靠的熱處理設(shè)備也是必須具備的。磨削加工過程中，主要是對(duì)經(jīng)過熱處理的齒輪內(nèi)孔、端面、軸的外徑等部分進(jìn)行精加工，以提高尺寸精度和減小形位公差。

    大齒輪的毛坯件主要是鍛件、棒料或鑄件，其中鍛件使用較多。對(duì)毛坯件首先進(jìn)行正火處理，改善其切削加工型，便于切削；然后進(jìn)行粗加工，按照大齒輪設(shè)計(jì)要求，先將毛坯加工成大致形狀，保留較多余量。根據(jù)動(dòng)力的傳遞方向不同需要選擇不同種類的齒輪，所以請(qǐng)?jiān)诶斫饬她X輪的使用方法后再選擇適合其用途的齒輪。再進(jìn)行半精加工，車、滾、插齒，使大齒輪基本成型；之后對(duì)大齒輪進(jìn)行熱處理，改善大齒輪的力學(xué)性能，按照使用要求和所用材料的不同，有調(diào)質(zhì)、滲碳淬火、齒面高頻感應(yīng)加熱淬火等；然后對(duì)齒輪進(jìn)行精加工，精修基準(zhǔn)、精加工齒形。

    1、正火：鍛造毛坯之后部分工廠會(huì)選擇正火，也有公司選擇退火，正火和退火的目的都是為了使晶粒細(xì)化和碳化物分布均勻化，去除材料的內(nèi)應(yīng)力，但由于正火冷卻速度比退火冷卻速度稍快，因而正火組織要比退火組織更細(xì)一些，其機(jī)械性能也有所提高。軟齒面的齒輪承載能力較低，但制造比較容易，跑合性好，多用于傳動(dòng)尺寸和重量無嚴(yán)格限制，以及小量生產(chǎn)的一般機(jī)械中。另外，正火爐外冷卻不占用設(shè)備，生產(chǎn)率較高，因此生產(chǎn)中盡可能采用正火來代替退火。采用等溫正火使產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠。

    2、粗車加工：粗加工齒輪外圓，端面，可選擇普通車床和數(shù)控車床，由于粗車之后還有對(duì)工件進(jìn)行熱處理，所以一般會(huì)留有3-5毫米的余量，方便之后的精車加工到zhi定尺寸。

    3、精車加工：精加工齒輪外圓，端面，將尺寸加工到圖紙規(guī)定的尺寸要求，如后續(xù)還需要磨削，那么需留0.2-0.3毫米的余量，以方便磨削獲得更高的精度要求。

    4、調(diào)質(zhì)熱處理：由于大齒輪的工作條件不同，熱處理出來的表面硬度也不同，但大齒輪經(jīng)過淬火后的硬度一般都在HRC45以上，例如：汽車齒輪由于受力較大,受沖擊較頻繁的原因常采用20CrMnTi鋼作為齒輪材料，20CrMnTi鋼具有較高的力學(xué)性能，經(jīng)過淬火后表面硬度可達(dá)HRC58～62,心部硬度HRC30～45，以提高耐磨性和疲勞抗力。在這其中次熱處理是用來消除一下齒條材料的內(nèi)應(yīng)力，然后再進(jìn)行次線切割齒形，齒形留2mm的余量就行。

    5、制齒：常采用插齒機(jī)或者滾齒機(jī)加工齒面，雖然調(diào)整維護(hù)方便，但如果大批量生產(chǎn)就會(huì)出現(xiàn)效率低的問題，之后隨著涂層技術(shù)的發(fā)展，滾刀、插刀刃磨后的再次涂鍍非常方便地進(jìn)行，經(jīng)過涂鍍的刀具能夠明顯地提高使用壽命，一般能提高百分之九十以上，有效地減少了換刀次數(shù)和刃磨時(shí)間，效益顯著。(4)齒頂高系數(shù)和頂隙系數(shù)—h*a、C*兩齒輪嚙合時(shí)，總是一個(gè)齒輪的齒頂進(jìn)入另一個(gè)齒輪的齒根，為了防止熱膨脹頂死和具有儲(chǔ)成潤滑油的空間，要求齒根高大于齒頂高。

　　齒輪行業(yè)發(fā)展存在的問題

　　我國齒輪產(chǎn)品經(jīng)過近10年的發(fā)展取得了長足的進(jìn)步，不少產(chǎn)品已達(dá)到或接近水平，但仍有相當(dāng)大一部分齒輪與變速箱產(chǎn)品，在振動(dòng)噪聲與疲勞壽命方面與水平差距明顯，而這又與齒輪材料與熱處理裝備及工藝水平息息相關(guān)。②載荷分布的均勻性要求齒輪工作時(shí)齒面接觸良好，并保證有一定的接觸面積和符合要求的接觸位置，以保證載荷分布均勻。這些問題已成為中國齒輪產(chǎn)品趕超國際水平的瓶頸。

　　齒輪加工通常都使用滾齒機(jī)和插齒機(jī)來工作，對(duì)于調(diào)整維護(hù)方便，對(duì)于大規(guī)模的生產(chǎn)來說生產(chǎn)效率就會(huì)偏低。四階段：齒形的精加工階段這個(gè)階段的目的，在于修正齒輪經(jīng)過淬火后所引起的齒形變形，進(jìn)一步提高齒形精度和降低表面粗糙度，使之達(dá)到終的精度要求。后來對(duì)于滾刀、插刀刃磨后的再次涂鍍技術(shù)的產(chǎn)生，可以使得刀具能夠明顯地提高使用時(shí)間，能夠減少了換刀次數(shù)和刃磨時(shí)間，提率。在剔齒過程中，徑向剃齒技術(shù)有很大的優(yōu)勢(shì)，包括，設(shè)計(jì)齒形、齒向的修形容易實(shí)現(xiàn)。