典型齒輪加工工藝分析  

一、圓柱齒輪加工工藝程的內(nèi)容和要求

    圓柱齒輪的加工工藝程一般應(yīng)包括以下內(nèi)容：齒輪毛坯加工、齒面加工、熱處理工藝及齒面的的精加工。在編制工藝過程中，常因齒輪結(jié)構(gòu)、精度等級、生產(chǎn)批量和生產(chǎn)環(huán)境的不同，而采取各種不同的工藝方案。

    如圖 9-12為一直齒圓柱齒輪的簡圖， 從中可以看出，編制齒輪加工工藝過程大致可以劃分如下幾個(gè)階段：

    1)齒輪毛坯的形成：鍛件、棒料或鑄件；

    2)粗加工：切除較多的余量；

    3)半精加工：車、滾、插齒；

    4)熱處理：調(diào)質(zhì)、滲碳淬火、齒面高頻感應(yīng)加熱淬火等

    5)精加工：精修基準(zhǔn)、精加工齒形

二、齒輪加工工藝過程分析

    1、基準(zhǔn)的選擇

    對于齒輪加工基準(zhǔn)的選擇常因齒輪的結(jié)構(gòu)形狀不同而有所差異。帶軸齒輪主要采用頂點(diǎn)孔定位；對于空心軸，則在中心內(nèi)孔鉆出后，用兩端孔口的斜面定位；孔徑大時(shí)則采用錐堵。頂點(diǎn)定位的精度高，且能作到基準(zhǔn)重合和統(tǒng)一。對帶孔齒輪在齒面加工時(shí)常采用以下兩種定位、夾緊方式。

    （1）以內(nèi)孔和端面定位 這種定位方式是以工件內(nèi)孔定位，確定定位位置，再以端面作為 軸向定位基準(zhǔn)，并對著端面夾緊。這樣可使定位基準(zhǔn)、設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、裝配基準(zhǔn)和測量基準(zhǔn)重合，定位精度高，適合于批量生產(chǎn)。但對于夾具的制造精度要求較高。

    （2）以外圓和端面定位 當(dāng)工件和加劇心軸的配合間隙較大時(shí)，采用千分表校正外圓以確定中心的位置，并以端面進(jìn)行軸向定位，從另一端面夾緊。這種定位方式因每個(gè)工件都要校正，故生產(chǎn)率低；同時(shí)對齒坯的內(nèi)、外圓同軸要求高，而對夾具精度要求不高，故適用于單件、小批生產(chǎn)。

    綜上所述，為了減少定位誤差，提高齒輪加工精度，在加工時(shí)應(yīng)滿足以下要求：

    1)應(yīng)選擇基準(zhǔn)重合、統(tǒng)一的定位方式；

    2)內(nèi)孔定位時(shí)，配合間隙應(yīng)近可能減少；

    3)定位端面與定位孔或外圓應(yīng)在一次裝夾中加工出來，以保證垂直度要求。

    2、齒輪毛坯的加工

    齒面 加工前的齒輪毛坯加工，在整個(gè)齒輪加工過程中占有很重要的地位。因?yàn)辇X面加工和檢測所用的基準(zhǔn)必須在此階段加工出來，同時(shí)齒坯加工所占工時(shí)的比例較大，無論從提高生產(chǎn)率，還是從保證齒輪的加工質(zhì)量，都必須重視齒輪毛坯的加工。

    在齒輪圖樣的技術(shù)部要求中，如果規(guī)定以分度圓選齒厚的減薄量來測定齒側(cè)間隙時(shí)，應(yīng)注意齒頂圓的精度要求，因?yàn)辇X厚的檢測是以齒頂圓為測量基準(zhǔn)的。齒頂圓精度太低，必然使測量出的齒厚無法正確反映出齒側(cè)間隙的大小，所以，在這一加工過程中應(yīng)注意以下三個(gè)問題：

    1)當(dāng)以齒頂圓作為測量基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格控制齒頂圓的尺寸精度；

    2)保證定位端面和定位孔或外圓間的垂直度；

    3)提高齒輪內(nèi)孔的制造精度，減少與夾具心軸的配合間隙；

    3、齒形及齒端加工

    齒形加工是齒輪加工的關(guān)鍵，其方案的選擇取決于多方面的因素，如設(shè)備條件、齒輪精度等級、表面粗糙度、硬度等。常用的齒形加工方案在上節(jié)已有講解，在此不再敘述。

    齒輪的齒端加工有倒圓、倒尖、倒棱和去毛刺等方式。如圖 9-13所示。經(jīng)倒圓、倒尖后的齒輪在換檔時(shí)容易進(jìn)入嚙合狀態(tài)，減少撞擊現(xiàn)象。倒棱可除去齒端尖角和毛刺。圖9-14是用指狀銑刀對齒端進(jìn)行倒圓的加工示意圖。倒圓時(shí)，銑刀告訴旋轉(zhuǎn)，并沿圓弧作擺動(dòng)，加工完一個(gè)齒后，工件退離銑刀，經(jīng)分度再快速向銑刀靠近加工下一個(gè)齒的齒端。

    齒端加工必須在淬火之前進(jìn)行，通常都在滾（插）齒之后，剃齒之前安排齒端加工。

    4、輪加工過程中的熱處理要求

    在齒輪加工工藝過程中，熱處理工序的位置安排十分重要，它直接影響齒輪的力學(xué)性能及切削加工性。一般在齒輪加工中進(jìn)行兩種熱處理工序，即毛坯熱處理和齒形熱處理