轴齿轮键槽的热处理变形数据处理
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
根据式（5）得
根据式（4）得
从表1查出，当n=10、α=0.05时，ξ0=2.18。
因为数据表中，|v2|=0.035＞ξ0S=2.18×0.0126=0.027 468，所以应剔除。计算得:l′=0.016，S′=0.0051。
根据3σ原则，键槽的胀大量l=l′±3S′=0.016±0.015热处理前尺寸上限=-0.018-（0.016+0.015）=-0.049,热处理前尺寸下限=-0.061-（0.16-0.15）=-0.060，即的热前尺寸为。经过一年半的实际生产检验，此工艺尺寸是合适的，是符合现在我厂机械加工、热处理厂的设备现状和工艺参数的。
对于实验过程中的特大变形，应予以剔除，若实验得值中有剩余变动量符合以下关系：
则认为该零件属于特大变形，式中ζ0是决定于实验零件数量和危险概率α的数值，可从表1中查出。危险系数α表示按式（6）剔除特大变形时可能判错的概率。当要求较高时可选用α=0.01，一般情况下选用α=0.05。我们选取表数值表α=0.05。
［13］张玉庭.简明热处理工手册［M］.北京：机械工业出版社，1998：10.
［14］韩敬，钟方川，李林.Matlab在大学物理实验数据处理中的应用［J］.大学物理实验，2008，21（1）：88-90.
［15］李培国.修正值与修正因子［J］.计量技术，2010（4）:69,72.
正态分布的理论方程式为
式中：y为键槽胀量的随机变量的概率密度；δ为键槽胀量的随机变量；σ为标准差（均方根差），键槽胀量的离散程度，当系统一定时，此值应为定值;e为自然对数的底。
如图1所示，曲线下阴影部分面积表示胀量的随机变量出现0~δi在区间的概率。
由公式（2）可算出：当δ=±σ时，阴影部分面积，即p（-σ~+σ）=0.6826=68.26%;当δ=±2σ时，阴影部分面积，即p（-2σ~+2σ）=0.9544=95.44%;当δ=±3σ时，阴影部分面积，即p（-3σ~+3σ）=0.9973=99.73%。
也就是说键槽胀大量的变量值δi超出±3σ之外的概率为1-p（-3σ~+3σ）=1-0.9973=0.0027≈1/370，即可能性很小，可以忽略不计，我们认为它不会出现，这就是3σ原则。
系统的标准差为：
若按式（3）计算标准差σ，则要求实验零件数量为无穷大，实际测量都是有限次的，因此不能用公式（8）来计算σ，而应按照下式来计算标准差σ的估计值S:
［10］张克俭，王水，郝学志.淬火冷却中工件的正放与斜放（二）［J］.热处理技术与装备，2009,30（2）:9-17.
［11］崔丽娟.统计尺寸公差在公差配合中的应用［J］.金属加工，2010（15）:58-60.
［12］李诚，邓文君，魏兴钊.切削加工中大塑性变形与超细晶形成研究［J］.金属热处理，2008,33（8）:133-137.
［2］王卓.检定、校准、检测中测量不确定度的探讨［J］.误差与数据分析，2010（11）：67-69.
［3］钱绍圣.测量不确定度：实验数据获取与处理［M］.北京：清华大学出版社，2002.
［4］熊朝晖.随机过程与测量不确定度［J］.计量技术，2007（4）：64-65.
［5］许通顺，柳建涛.金属热变形应力-应变曲线数字模型的研究与应用［J］.应用科学学报，1997,15（4）:379-384.
式中:vi=li-l¯，vi称为键槽胀大量的剩余变动量;li为任一键槽热处理胀大量¯为键槽胀大量的算术平均值,即
从理论上讲，实验零件数越多，标准差σ与其估计值S越接近，因此计算值时，实验零件数应尽可能增加，但零件数增加到一定程度时，系统误差的影响可能相对来说已很大，使增加实验件数变得无意义，经济上也不利，所以一般取实验零件数n=10。
【关键词】轴齿轮;键槽;热变形;数据处理
【作 者】吴全民;董增利;张亚军
【作者单位】秦川机床工具集团股份公司,陕西宝鸡721009;秦川机床工具集团股份公司,陕西宝鸡721009;秦川机床工具集团股份公司,陕西宝鸡721009
【正文语种】中 文
【中图分类】TG157
轴齿轮在设计上一般都会有键槽以传递转矩，为了提高齿轮的强度又会增加渗碳淬火要求，但是键槽有无硬度一般都不做强制要求，这样一来对于有渗碳淬火要求的轴齿轮一般就会有两种加工工艺，第一种工艺方法为渗碳→去碳→淬火→铣键槽；第二种工艺为铣键槽→渗碳淬火，可以看出，第二种工艺生产周期短，提高了劳动生产率。
轴齿轮键槽的热处理变形数据处理
吴全民;董增利;张亚军
【摘 要】键槽在热处理过程中产生复杂应力因此键槽变形是不可避免的,通过实践摸索、积累键槽的热处理变形量,掌握键槽的热处理变形规律,对于正确制订热处理前键槽加工尺寸非常重要.
【期刊名称】《机械工程师》
【年(卷),期】2017(000)001
【总页数】2页(P141-142)
但是零件在热处理过程中会产生复杂应力，键槽变形是不可避免的。为了第二种工艺的顺利进行，必须掌握键槽Байду номын сангаас热处理变形规律，这样可以在热处理前调整零件的键槽加工尺寸，使热处理后零件能满足图样的要求。
掌握了键槽的热处理变形规律、变形量，然后确定热前的键槽加工尺寸。
对一系列实验取得的热处理胀大量数据，由于各步骤都是在统一的条件下取得的，即材料、加工、热处理及测量都是同一状况，所以它们的不同只是由于各部随机的微弱变化引起的，它们服从正态分布的规律。
在剔除了特大变形以后，根据式（4）计算s；根据式（5）算出¯；再根据3σ准则可得：
某系列齿轮是我厂开发的重大生产项目，其中有带键槽的轴齿轮48种，热处理为渗碳淬火，全部采用20CrMnTi材料、热轧状态，热处理前铣键槽的加工工艺，其键槽的加工尺寸就是按以上原理确定的。
表2是其中一种零件的键槽的实验数据及处理。
零件的热处理变形不仅与热处理工艺有关，而且是设计、材料及整个加工工艺过程中各有关因素的综合反映。因此，为了控制零件热处理变形均匀、稳定，除了要在热处理时采取必要的措施外，对于零件的设计（形状对称性、截面的均匀性）、原材料的质量（晶粒度均匀，化学成分波动性）、工序加工也应当有必要的要求。
【相关文献】
［1］王玉荣.公差与测量技术［M］.西安：西北工业大学出版社，1994：129-142.
［6］刘云旭.金属热处理原理［M］.北京：机械工业出版社，1981: 253-255.
［7］王运炎.金属材料与热处理［M］.北京：机械工业出版社，1984.
［8］张克俭.淬火冷却过程控制中的新认识与新技术［J］.金属热处理，2010（10）：103-105.
［9］张克俭，王水，郝学志.淬火冷却中工件的正放与斜放（一）［J］.热处理技术与装备，2009,30（1）:25-30,43.
根据式（4）得
从表1查出，当n=10、α=0.05时，ξ0=2.18。
因为数据表中，|v2|=0.035＞ξ0S=2.18×0.0126=0.027 468，所以应剔除。计算得:l′=0.016，S′=0.0051。
根据3σ原则，键槽的胀大量l=l′±3S′=0.016±0.015热处理前尺寸上限=-0.018-（0.016+0.015）=-0.049,热处理前尺寸下限=-0.061-（0.16-0.15）=-0.060，即的热前尺寸为。经过一年半的实际生产检验，此工艺尺寸是合适的，是符合现在我厂机械加工、热处理厂的设备现状和工艺参数的。
对于实验过程中的特大变形，应予以剔除，若实验得值中有剩余变动量符合以下关系：
则认为该零件属于特大变形，式中ζ0是决定于实验零件数量和危险概率α的数值，可从表1中查出。危险系数α表示按式（6）剔除特大变形时可能判错的概率。当要求较高时可选用α=0.01，一般情况下选用α=0.05。我们选取表数值表α=0.05。
［13］张玉庭.简明热处理工手册［M］.北京：机械工业出版社，1998：10.
［14］韩敬，钟方川，李林.Matlab在大学物理实验数据处理中的应用［J］.大学物理实验，2008，21（1）：88-90.
［15］李培国.修正值与修正因子［J］.计量技术，2010（4）:69,72.
正态分布的理论方程式为
式中：y为键槽胀量的随机变量的概率密度；δ为键槽胀量的随机变量；σ为标准差（均方根差），键槽胀量的离散程度，当系统一定时，此值应为定值;e为自然对数的底。
如图1所示，曲线下阴影部分面积表示胀量的随机变量出现0~δi在区间的概率。
由公式（2）可算出：当δ=±σ时，阴影部分面积，即p（-σ~+σ）=0.6826=68.26%;当δ=±2σ时，阴影部分面积，即p（-2σ~+2σ）=0.9544=95.44%;当δ=±3σ时，阴影部分面积，即p（-3σ~+3σ）=0.9973=99.73%。
也就是说键槽胀大量的变量值δi超出±3σ之外的概率为1-p（-3σ~+3σ）=1-0.9973=0.0027≈1/370，即可能性很小，可以忽略不计，我们认为它不会出现，这就是3σ原则。
系统的标准差为：
若按式（3）计算标准差σ，则要求实验零件数量为无穷大，实际测量都是有限次的，因此不能用公式（8）来计算σ，而应按照下式来计算标准差σ的估计值S:
［10］张克俭，王水，郝学志.淬火冷却中工件的正放与斜放（二）［J］.热处理技术与装备，2009,30（2）:9-17.
［11］崔丽娟.统计尺寸公差在公差配合中的应用［J］.金属加工，2010（15）:58-60.
［12］李诚，邓文君，魏兴钊.切削加工中大塑性变形与超细晶形成研究［J］.金属热处理，2008,33（8）:133-137.
［2］王卓.检定、校准、检测中测量不确定度的探讨［J］.误差与数据分析，2010（11）：67-69.
［3］钱绍圣.测量不确定度：实验数据获取与处理［M］.北京：清华大学出版社，2002.
［4］熊朝晖.随机过程与测量不确定度［J］.计量技术，2007（4）：64-65.
［5］许通顺，柳建涛.金属热变形应力-应变曲线数字模型的研究与应用［J］.应用科学学报，1997,15（4）:379-384.
式中:vi=li-l¯，vi称为键槽胀大量的剩余变动量;li为任一键槽热处理胀大量¯为键槽胀大量的算术平均值,即
从理论上讲，实验零件数越多，标准差σ与其估计值S越接近，因此计算值时，实验零件数应尽可能增加，但零件数增加到一定程度时，系统误差的影响可能相对来说已很大，使增加实验件数变得无意义，经济上也不利，所以一般取实验零件数n=10。
【关键词】轴齿轮;键槽;热变形;数据处理
【作 者】吴全民;董增利;张亚军
【作者单位】秦川机床工具集团股份公司,陕西宝鸡721009;秦川机床工具集团股份公司,陕西宝鸡721009;秦川机床工具集团股份公司,陕西宝鸡721009
【正文语种】中 文
【中图分类】TG157
轴齿轮在设计上一般都会有键槽以传递转矩，为了提高齿轮的强度又会增加渗碳淬火要求，但是键槽有无硬度一般都不做强制要求，这样一来对于有渗碳淬火要求的轴齿轮一般就会有两种加工工艺，第一种工艺方法为渗碳→去碳→淬火→铣键槽；第二种工艺为铣键槽→渗碳淬火，可以看出，第二种工艺生产周期短，提高了劳动生产率。
轴齿轮键槽的热处理变形数据处理
吴全民;董增利;张亚军
【摘 要】键槽在热处理过程中产生复杂应力因此键槽变形是不可避免的,通过实践摸索、积累键槽的热处理变形量,掌握键槽的热处理变形规律,对于正确制订热处理前键槽加工尺寸非常重要.
【期刊名称】《机械工程师》
【年(卷),期】2017(000)001
【总页数】2页(P141-142)
但是零件在热处理过程中会产生复杂应力，键槽变形是不可避免的。为了第二种工艺的顺利进行，必须掌握键槽Байду номын сангаас热处理变形规律，这样可以在热处理前调整零件的键槽加工尺寸，使热处理后零件能满足图样的要求。
掌握了键槽的热处理变形规律、变形量，然后确定热前的键槽加工尺寸。
对一系列实验取得的热处理胀大量数据，由于各步骤都是在统一的条件下取得的，即材料、加工、热处理及测量都是同一状况，所以它们的不同只是由于各部随机的微弱变化引起的，它们服从正态分布的规律。
在剔除了特大变形以后，根据式（4）计算s；根据式（5）算出¯；再根据3σ准则可得：
某系列齿轮是我厂开发的重大生产项目，其中有带键槽的轴齿轮48种，热处理为渗碳淬火，全部采用20CrMnTi材料、热轧状态，热处理前铣键槽的加工工艺，其键槽的加工尺寸就是按以上原理确定的。
表2是其中一种零件的键槽的实验数据及处理。
零件的热处理变形不仅与热处理工艺有关，而且是设计、材料及整个加工工艺过程中各有关因素的综合反映。因此，为了控制零件热处理变形均匀、稳定，除了要在热处理时采取必要的措施外，对于零件的设计（形状对称性、截面的均匀性）、原材料的质量（晶粒度均匀，化学成分波动性）、工序加工也应当有必要的要求。
【相关文献】
［1］王玉荣.公差与测量技术［M］.西安：西北工业大学出版社，1994：129-142.
［6］刘云旭.金属热处理原理［M］.北京：机械工业出版社，1981: 253-255.
［7］王运炎.金属材料与热处理［M］.北京：机械工业出版社，1984.
［8］张克俭.淬火冷却过程控制中的新认识与新技术［J］.金属热处理，2010（10）：103-105.
［9］张克俭，王水，郝学志.淬火冷却中工件的正放与斜放（一）［J］.热处理技术与装备，2009,30（1）:25-30,43.