朱明zhubob-机械加工工艺与设备4

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齿轮加工的工艺路线是根据齿轮材料、热 处理方式、齿轮结构及尺寸、精度要求、生产批
量等条件确定。一般工艺路线如下：
毛坯制造→毛坯热处理→齿坯加工→齿型
加工→齿面热处理→齿轮定位面精加工→齿面的
精整加工。
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在齿轮的齿坯上加工出渐开线齿形的方法很多，从加工原理上可将
其分为成形法和展成法两种。 成形法的特点是所用刀具的切削刃形状与被切削齿轮齿槽的形状相同。
用成形法原理加工齿形的方法有：用模数铣刀在铣床上利用万能分度头
铣齿轮等方法。
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展成法的特点是应用齿轮啮合原理来进行加工的（图 8－1 ），用
这种方法加工出来的齿形轮廓是刀具切削刃运动轨迹的包络线。齿数 不同的齿轮，只要模数和压力角相等，都可以用同一把刀具来加工。 展成法的加工精度和生产率都较高,刀具通用性好,所以在生产中应用 十分广泛。
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1．圆柱齿轮加工工艺过程分析
（2）齿坯的加工。齿面加工前的齿坯加工，在整个齿轮加工工艺过 程中占有很重要的地位，因为齿面加工和检测所用的基准必须在此 阶段加工出来；无论从提高生产率，还是从保证齿轮的加工质量， 都必须重视齿坯的加工。 齿坯加工中，应保证齿轮内孔、端面的精度基本达到规定的技 术要求，因为这些表面常常作为定位基准，它们的精度影响齿轮的 加工精度。对于齿轮上除齿形以外的次要表面的加工，也应尽可能 在齿坯加工的过程中完成。 在齿轮的技术要求中，应注意齿顶圆的尺寸精度要求，因为齿 厚的检测是以齿顶圆为测量基准的，齿顶圆精度太低，必然使所测 量出的齿厚值无法正确反映齿侧间隙的大小。 齿轮在加工、检验和装配时，径向基准面和轴向基准面应尽量 一致。通常采用齿坯内孔（或外圆）和端面作为基准，所以齿坯加 工精度对齿轮齿形加工质量影响很大。
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机械加工工艺与设备-4
主讲：朱明
高级工程师、高级技师、国家经济师 高级国家职业技能鉴定考评员 高级技能专业技术教师
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第八章
齿轮的齿形加工
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8.1齿轮齿形加工方法
齿轮是传递运动和动力的重要零件
轮材料内部的金相组织和切削加工性能，在齿轮毛坯加工前后通常 安排正火或调质等预热处理。
② 齿面的热处理。为了提高齿面硬度、增加齿轮的承载能力和耐磨
性而进行的齿面高频淬火、渗碳淬火、氮碳共渗和渗氮等热处理工 序。一般安排在滚齿、插齿、剃齿之后，珩齿、磨齿之前。
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8.2.2
圆柱齿轮零件加工工艺
授人以鱼不如授人以渔 1—刀具；2—工件
图8-1
展成法工作原理图
常见的齿形切削加工方法的加工精度和适用范围见下表 zhubob
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8.2
齿轮加工工艺
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8.2.1 圆柱齿轮加工概述 1．圆柱齿轮的精度要求 齿轮自身的精度影响其使用性能和寿命，通常对齿轮的制造提出以 下精度要求： （1）运动精度。确保齿轮准确传递运动和恒定的传动比，要求最大 转角误差不能超过相应的规定值。 （2）工作平稳性。要求传动平稳，振动、冲击、噪声小。
（3）齿面接触精度。为保证传动中载荷分布均匀，齿面接触要求均 匀，避免局部载荷过大、应力集中等造成过早磨损或折断。
（4）合理的齿侧间隙。要求传动中的非工作面留有间隙以补偿温升、 弹性形变和加工装配的误差并利于润滑油的储存和油膜的形成。
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2．齿轮材料、毛坯和热处理
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（1）材料选择。根据使用要求和工作条件选取合适的材 料，普通齿轮选用中碳钢和中碳合金钢，如 40 、 45 、 50 、 40MnB、40Cr、45Cr、42SiMn、35SiMn2MoV等；要求高的 齿轮可选取 20Mn2B 、 18CrMnTi 、 30CrMnTi 、 20Cr 等低碳 合金钢；对于低速轻载的开式传动可选取 ZG40 、 ZG45 等 铸钢材料或灰口铸铁；非传力齿轮可选取尼龙、夹布胶 木或塑料。
④ 铸钢坯。用于结构复杂、尺寸较大不宜锻造的齿轮。
授人以鱼不如授人以渔2．齿轮源自料、毛坯和热处理朱明工作室
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（3）齿轮热处理。在齿轮加工工艺过程中，热处理工序的位臵安排 十分重要，它直接影响齿轮的力学性能及切削加工的难易程度。一 般在齿轮加工中有两种热处理工序：
① 毛坯的热处理。为了消除锻造和粗加工造成的残余应力、改善齿
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2．齿轮材料、毛坯和热处理
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（2）齿轮毛坯。毛坯的选择取决于齿轮的材料、形状、 尺寸、使用条件、生产批量等因素，常用的毛坯种类有 以下几种： ① 铸铁件。用于受力小、无冲击、低速的齿轮； ② 棒料。用于尺寸小、结构简单、受力不大的齿轮；
③ 锻坯。用于高速重载齿轮；
1．圆柱齿轮加工工艺过程分析
（1）定位基准的选择。对于齿轮定位基准的选择常因齿轮的结构形 状不同，而有所差异。 带轴齿轮主要采用顶尖定位，轴上孔径大时则采用锥堵。顶尖 定位的精度高，且能做到基准统一。 带孔齿轮在加工齿面时常采用以下两种定位、夹紧方式： ① 以内孔和端面定位。即以工件内孔和端面联合定位，确定齿轮中 心和轴向位臵，并采用面向定位端面的夹紧方式。这种方式可使定 位基准、设计基准、装配基准和测量基准重合，定位精度高，生产 效率高，适于批量生产。但对夹具的制造精度要求较高。 ② 以外圆和端面定位。工件和夹具心轴的配合间隙较大，用千分表 校正外圆以决定中心的位臵，并以端面定位；从另一端面施以夹紧。 这种方式因每个工件都要校正，所以生产效率低；它对齿坯的内、 外圆同轴度要求高，而对夹具精度要求不高，适于单件、小批量生 产。