齿轮加工方法总结
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2、满足材料的工艺性能 材料的工艺性能是指材料本身能够适应各种加 工工艺要求的能力。 齿轮的制造要经过锻造、切削加工和热处理等 几种加工,因此选材时要对材料的工艺性能加以注 意。 一般来说,碳钢的锻造、切削加工等工艺性能 较好,其机械性能可以满足一般工作条件的要求, 但强度不高,淬透性较差。而合金钢淬透性好、强 度高,但锻造、切削加工性能较差。我们可以通过 改变工艺规程、热处理方法等途径来改善材料的工 艺性能。
6、齿轮毛坯 齿轮毛坯的选择取决于齿轮的材料、结构形式与 尺寸、使用条件及生产批量等因素。常用的齿轮毛坯 有: (1)下料件用于一些不重要,受力不大且尺寸较小, 结构简单的齿轮。 (2)锻件用于重要而受力较大的齿轮。 (3)铸钢件用于直径大或结构形状复杂,不宜锻造 的齿轮。 (4)铸铁件用于受力小,无冲击的开式传动的齿轮。
3、材料的经济性要求 在满足使用性能的前提下,选用齿轮材料还 应该注意尽量降低零件的总成本。 从材料本身价格来考虑。碳钢和铸铁的价格 比较低廉,因此在满足零件机械性能的前提下选 用碳钢和铸铁,不仅具有较好的加工工艺性能, 而且可以降低成本。 从齿轮生产过程的耗费来考虑。首先,采用 不同的热处理方法相对加工费用也不一样。其次, 通过改进热处理工艺也可以降低成本 。
5、钢制齿轮的热处理方法主要有以下几种: -表面淬火 表面淬火常用于中碳钢和中碳合金钢,如 45、 40Cr钢等。表面淬火后,齿面硬度一般为40~ 55HRC。特点是抗疲劳点蚀、抗胶合能力高。耐磨 性好;由于齿心部分未淬硬,齿轮仍有足够的韧性, 能承受不大的冲击ห้องสมุดไป่ตู้荷。
-渗碳淬火 渗碳淬火常用于低碳钢和低碳含金钢,如 20、 20Cr钢等。渗碳淬火后齿面硬度可达56~62HRC, 而齿轮心部仍保持较高的韧性,轮齿的抗弯强度和 齿面接触强度高,耐磨性较好,常用于受冲击载荷 的重要齿轮传动。齿轮经渗碳淬火后,轮齿变形较 大,应进行磨削加工。 -渗氮 渗氮是一种表面化学热处理。渗氮后不需要进 行其他热处理,齿面硬度可达700~900HV。由于渗 氮处理后的齿轮硬度高,工艺温度低,变形小,故 适用于内齿轮和难以磨削的齿轮,常用于含铅、钼、 铝等合金元素的渗氮钢,如38CrMoAl等。
1.3 铣齿加工特点 (1)用普通的铣床设备,且刀具成本低。 (2)生产效率低。每切完一齿要进行分度, 占用较多的辅助时间。 (3)齿轮精度低。齿形精度只达11-9级。 主要原因是每号铣刀的刀齿轮廓只与该范围 最少齿槽相吻合,而此号齿轮铣刀加工同 组的其它齿数的齿轮齿形都有一定的误差。
2. 展成法
展成法是利用一对齿轮无侧隙啮合时两轮的齿廓 互为包络线的原理加工齿轮的。加工时刀具与齿坯的 运动就像一对互相啮合的齿轮,最后刀具将齿坯切出 渐开线齿廓。展成法切制齿轮常用的刀具有三种: (1)齿轮插刀 是一个齿廓为刀刃的外齿轮; (2)齿条插刀 是一个齿廓为刀刃的齿条; (3)齿轮滚刀 像梯形螺纹的螺杆,轴向剖面齿廓为 精确的直线齿廓,滚刀转动时相当于齿条在移动。可 以实现连续加工,生产率高。
二、齿轮加工原理
齿轮加工的关键是齿面加工。目前,齿面加工 的主要方法是刀具切削加工和砂轮磨削加工。前者 由于加工效率高,加工精度较高,因而是目前广泛 采用的齿面加工方法。后者主要用于齿面的精加工, 效率一般比较低。按照加工原理,可分为成形法和 展成法两大类。
1. 成形法(又叫仿形法) 成形法是采用与被切齿轮齿槽相符的成形刀具加工 齿形的方法。用齿轮铣刀在普通铣床上加工齿轮是常用 的成形法加工。铣完一个齿槽后,分度头将齿坯转过 360°/z,再铣下一个齿槽,直到铣出所有的齿槽。
4、齿轮的材料及热处理 对齿轮材料的基本要求: -齿面要硬,齿芯要韧 -易于加工及热处理 -软齿面齿轮齿面配对硬度差为30-50HBS 常用的齿轮材料及其热处理方法有: (1)中碳钢(如45钢)进行调质或表面淬火,综合 力学性能较好,用于低速、轻载或中载的一些不 重要的齿轮。
(2)合金调质钢(如40Cr)进行调质或表面淬火, 综合力学性能更好,且热处理变形小,适用于中速、 中载及精度要求较高的齿轮。 (3)合金渗碳钢(如20Cr,20CrMnTi)进行渗碳 淬火或液体碳氮共渗,齿面硬度可达58HRC,且 心部有较高韧性,适用于高速、中载和或有冲击载 荷的齿轮 (4)铸铁及其他非金属材料(如尼龙、夹布胶木 等)。这些材料强度低、易加工,适用于一些轻载 的齿轮。
如图所示
1.1齿轮铣刀的选择 应选择与被加工齿轮模数、压力角相等的铣刀。 同时按齿轮齿数根据下表选择合适号数的铣刀。 1 2 3 4 5 6 7 8 加工齿 12- 14- 17- 21- 26- 35- 55- 135以上 数范围 13 16 20 25 34 54 134 及齿条 刀号
1.2铣削方法 在卧式铣床上,将齿坯套在心轴上安装于分度头和 尾架顶尖中,对刀并调好铣削深度后开始铣第一个槽, 铣完一齿退出进行分度,依次逐个完成齿数的铣削。
一 齿轮材料的合理选择
1、满足材料的机械性能 齿根部受到大弯曲应力,可能产生齿面或齿 体强度失效。 齿面各点都有相对滑动,会产生磨损。 齿轮主要的失效形式有齿面电蚀、齿面胶合、 齿面塑性变形和轮齿折断等。 因此要求齿轮材料有高的弯曲疲劳强度和接 触疲劳强度,齿面要有足够的硬度和耐磨性,芯 部要有一定的强度和韧性。
高级制齿工
齿轮技术基础
齿轮加工的基本知识(部分)
齿轮加工的基本知识(部分)
• 【教学目的和要求】掌握齿轮材料及其合理的选择, 齿轮加工的特点及要求,了解齿轮加工的基本原理, 了解齿轮加工机床的主要组成部件及功用。具备按照 齿轮技术要求,合理选用齿轮加工机床和工艺的初步 能力。 • 【教学内容摘要】 齿轮材料及其合理的选择 齿轮加工的特点及应用 成形法和展成法原理(滚齿原理) 滚齿加工、齿轮滚刀 插齿、磨齿、剃齿、珩齿加工 • 【教学重点、难点】 齿轮加工的特点及应用、展成法基本原理、滚 齿的应用
-调质 调质一般用于中碳钢和中碳合金钥,如45、40Cr、 35SiMn钢等。调质处理后齿面硬度一般为220~ 280HBS。因硬度不高,轮齿精加工可在热处理后进 行。 -正火 正火能消除内应力,细化晶粒,改善力学性能和 切削性能。机械强度要求不高的齿轮可采用中碳钢正 火处理,大直径的齿轮可采用铸钢正火处理。