齒輪夾具和齒輪加工工藝.ppt

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1、 齒輪夾具和齒輪加工工藝 第一節(jié) 齒輪夾具 一、齒輪夾具定位基準(zhǔn)的選擇 齒輪按齒坯形狀分為軸類和盤類。加工軸類時一般采 用雙頂尖孔定位。 盤類齒輪的定位基準(zhǔn)應(yīng)與設(shè)計基準(zhǔn)及與軸連接的裝配 基準(zhǔn)（圓孔和花鍵孔等）相一致。盤類齒輪的端面作為 輔助輔助定位基準(zhǔn)。因此在齒坯加工時，端面對內(nèi)孔的 圓跳動不得大于 0.04mm。 二、滾齒夾具的結(jié)構(gòu)及技術(shù)要求 滾 齒夾具一般采用組合結(jié)構(gòu)，即由夾具底座和心軸組 成，同一規(guī)格的夾具，底座能 安裝不同規(guī)格的心軸，具 有成本底調(diào)整方便的優(yōu)點(diǎn)。 最常用的滾齒夾具如圖示： 底座根據(jù)工件的大小可分成 23種，按工件的分度圓選用。 兩端棉對中心線的端面跳動不 能大于 0.0

2、05mm。 心軸的圓柱面為工作表面， 其直徑為工件最小孔徑減去公 差 0.0050.01cm。 心軸的徑 向跳動不大于 0.005cm。 定位 端面與心軸的垂直度不大于 0.005mm。 為保持夾具精及 使用壽命，心軸必須經(jīng)過淬硬處理和磨削。各壓圈、墊 片的兩端面要平行平行度不大于 0.005mm。 為使工件夾 緊時受力均勻，壓緊用的墊圈一般采用球面墊圈 。 三、削齒夾具的結(jié)構(gòu)及技術(shù)要求 剃齒夾具一般采用心軸形式。因剃齒余量小，故切削 力也小。常采用如圖示 ： 壓 套與工件接觸的端面 要求平整，端面 跳動不大于 0.005mm。 端面及內(nèi)孔表面 粗糙度不大于 Ra0.4um。 心軸工作尺寸選取

3、與滾 齒夾具相同，徑向跳動不大 于 0.005mm。 端面及外圓的 表面粗糙度不大于 Ra0.4um 。 壓套與心軸都要經(jīng)過淬硬處理，中心孔需要經(jīng)過研 磨， 表面粗糙度不大于 Ra0.2um， 其 60度錐面處接觸 面 積應(yīng)大于 80%。 四、插齒夾具結(jié)構(gòu)及技術(shù)要求 常用插齒夾具結(jié)構(gòu)如圖所示： 工作尺寸小于 40mm時。心軸 采用整體結(jié)構(gòu)。大于 40mm時 采用鑲套結(jié)構(gòu)。心軸工作尺寸 的選取與滾齒夾具相同。與工 作臺連接處錐度為 1： 10。外 徑及錐面徑向跳動不大于 0.005mm。 表面粗糙度不大于 Ra0.4um。 心軸必須經(jīng)過淬硬處理和磨削，螺紋部位不 淬硬。 墊圈兩平面要平整，兩端面

4、平行度誤差不大于 Ra0.005mm。 第二節(jié) 齒輪加工工藝基本知識 一個零件往往需要經(jīng)過幾種機(jī)床加工，齒輪加工也是 這樣。如加工軸齒輪，需要經(jīng)過車削、銑削、磨削、齒 形加工、鉗加工等工序。而這些加工工序是彼此聯(lián)系的， 因此加工時必須全面考慮，具體分析零件的特點(diǎn)及技術(shù) 要求，根據(jù)產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)批量、經(jīng)濟(jì)性，以及設(shè)備 條件等情況選擇適當(dāng)?shù)募庸し椒?，定制出?jīng)濟(jì)的、先進(jìn) 的、合理的工藝過程。 1、齒坯加工 1 經(jīng)鍛打或鑄造后的齒輪的毛坯，需正火處理，內(nèi)部的 組織均勻具有較好的切削性能。齒坯的外圓、端面、內(nèi) 孔通常采用車削加工。生產(chǎn)批量較大時，內(nèi)孔加工，往 往采用拉削。特別是花鍵孔，只能采用拉削的方

5、法。齒 坯的孔及端面，是以后齒形加工的基準(zhǔn)，其精度高低直 接影響齒輪的精度。因此盤類齒的孔與外圓應(yīng)有同軸度 要求。特別是端面跳動，應(yīng)取齒向誤差的 1/21/3。對于 軸類齒輪，各配合表面和齒輪外圓徑向跳動都要有要求。 軸類齒輪的兩端中心孔是齒形加工的基準(zhǔn)為提高其精度， 往往對中心孔要進(jìn)行研磨加工。 2、 齒形加工 對齒輪加工來說，齒形加工是主要的工序，常用的方法有滾齒、 插齒、剃齒、磨齒、珩齒。對于 8級精度以下的調(diào)質(zhì)齒輪，可采用 滾齒或插齒直接加工成所需齒形的方法。由于滾齒的生產(chǎn)效率高于 插齒，只有在不能采用滾齒加工時，才采用插齒的方法。要求較高 的齒輪采用滾 -剃工藝加工。由于剃齒對公法線

6、長度變動沒有修整作 用，因此，剃前齒輪的公法線長度就應(yīng)符合圖紙要求。另外剃齒余 量的大小，直接影響被加工齒輪的精度、生產(chǎn)率，余量太大會降低 剃齒效率，質(zhì)量差，刀具磨損快，余量太小剃前齒輪的誤差及表面 缺陷不能全部消除。剃齒余量的大小，應(yīng)根據(jù)剃前齒輪的精度狀況 確定。 加工高精度的齒輪還可采用滾 -珩，滾 -磨或滾 -剃 -珩，滾 -剃 -磨 的工藝。磨齒加工能達(dá)到 6級精度以上，但成本高，生產(chǎn)率低。 3、工藝規(guī)程的編制 零件按一定順序，從原材料制成產(chǎn)品的全部過程，叫生產(chǎn)過程。 其中按一定順序逐步地變原材料或半成品為成品的有關(guān)過程，叫做 工藝過程。將工藝過程的各項內(nèi)容寫成文件，這就是工藝規(guī)程。齒

7、 輪加工工藝規(guī)程，是指導(dǎo)齒輪加工的主要技術(shù)文件。 1。制定齒輪加工工藝規(guī)程的步驟 （ 1）對齒輪進(jìn)行工藝分析 明確其精度和主要技術(shù)要示，分析其中哪些比較難達(dá)到，以便在編制 工藝規(guī)程時制定措施。再分析一下結(jié)構(gòu)是否合理，有否無法加工的 現(xiàn)象能否使工藝性更好些。 （ 2）選擇合適的毛坯 （ 3）確定每個表面的加工方法。 （ 4）選擇基準(zhǔn)。 軸類齒輪通常用中心孔作定位基準(zhǔn)，而盤類齒輪以 孔徑和端面作定位基準(zhǔn)。 （ 5）擬定工藝路線 齒輪加工一般分為四個階段： 齒坯的粗加工 齒坯的精加工 齒形加工 熱處理以后的光整加工 2。在安排加工順序時一般應(yīng)遵照的原則： （ 1）先基準(zhǔn) 作為定位基準(zhǔn)的表面應(yīng)先加工。

8、 （ 2）先主后次 基準(zhǔn)表面加工之后應(yīng)先對精度要求高的主要表面進(jìn)行粗加 工，然后進(jìn)行次要表面的粗加工。 （ 3）先粗后精 粗加工安排在前面，以減少對其它表面加工精度的影響。 （ 4）在精加工階段，要求高的精加工表面安排在扣面，以免受其它表面 加工的影響和碰傷表面。 （ 5）合理安排熱處理工序 在機(jī)械加工以前進(jìn)行退火、正火處理，在粗 加工后進(jìn)行調(diào)質(zhì)或時效處理。對于要求滲碳淬火或高頻淬火的。 （ 6）確定各工序的具體內(nèi)容 包括選擇機(jī)床、夾具、刀具和量具，確定 工序余量工序尺寸，確定切削余量時間定額等。 3、齒輪加工工藝實例 現(xiàn)介紹一雙聯(lián)齒輪的工藝過程，其尺寸及技術(shù)要求如 圖 6-4所示。 3、齒輪

9、加工時應(yīng)注意事項 1、選擇準(zhǔn)確的工藝基準(zhǔn) 在拉削孔徑時應(yīng)切削力很大，工件在切削時工件近 切削處變形很大。如果用大端作為支承面，在變形恢復(fù)后，會出現(xiàn)凹進(jìn)去 的現(xiàn)象。因此通常用小端面作為拉削支承面。拉削后，各個工序都以孔徑 （或花鍵底徑）做為定位基準(zhǔn)，精加工后的各工序，有以大端面為輔助基 準(zhǔn)。因此作為基準(zhǔn)的端面與孔徑，其垂直度有較高的要求。才能保證齒輪 的齒向誤差。 2、找正 工件安在心軸上，心軸安裝在機(jī)床，應(yīng)該用百分表（或千分表）進(jìn) 行找正使心軸的位置精度。例如，同軸度、垂直度等準(zhǔn)確程度與工件技術(shù) 要求有關(guān)。 3、選擇合適的刀具，根據(jù)齒輪精度要求，選擇精度合適的刀具。 4、調(diào)整機(jī)床 必要時對機(jī)床

10、有關(guān)部位進(jìn)行調(diào)整，如導(dǎo)軌、軸承間隙等。使其 牌良好的工件狀態(tài)。 5、正確安裝工件 工件安裝時各接觸表面不能沾有鐵屑，雜物和油污等。并 防止工件裝夾歪斜。 6、注意刀具行程位置 如插齒加工多聯(lián)齒輪中小齒輪時，要認(rèn)真調(diào)整刀具行 程位置。 第三節(jié) 熱處理對齒輪精度的影響 一、齒輪熱處理的種類 1。退火和正火 退火就是將鋼加熱到一定溫度，保溫一段時間然后 隨爐緩慢冷卻下來，以期得到接近平衡狀態(tài)組織的一種 熱處理方法。 正火和退火的不同之處，在于加熱后的工件從爐中 取出置于空氣中冷卻下來。它的冷卻速度要比退火快些， 因此最終的組織和性能有些差異。 退火和正火的作用 （ 1）降低硬度，提高塑性，改善切削加

11、工性能和壓力加 工性能。 （ 2）細(xì)化晶粒，調(diào)整組織，改善材料機(jī)械性能。 （ 3）消除前一道工序（鑄造、鍛造、冷加工等）所產(chǎn)生的 內(nèi)應(yīng)力，為下一道工序做組織上的準(zhǔn)備。 退火和正火大多做為齒輪的預(yù)先熱處理，少數(shù)為調(diào)質(zhì)處理。 2。淬火 淬火是將齒輪加工到高溫奧氏體狀態(tài)，保溫一段時 間，然后快速冷卻下來，以得到高硬度的馬氏體組織的 一種方法。 淬火后的齒輪硬度一般可達(dá)到 HRC6065， 提高了 齒輪的硬度和耐磨性。 3。高頻淬火 高頻淬火是將齒輪快速加熱到臨界點(diǎn)以上溫度然后 進(jìn)行急冷的淬火過程，使齒輪能獲得高硬度的耐磨表面 層和富有韌性的心部。 高頻淬火的優(yōu)點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)： （ 1）生產(chǎn)效率高工人勞動條件好便于實現(xiàn)機(jī)械化和自動化，操作也比 較簡單。 （ 2）被處理的工件機(jī)械性能好，特別是疲勞極限和沖擊韌性，硬度也 比普通淬火高一些 （ 3）變形較小，晶粒較小工作表面不脫碳不氧化。 （ 4）可以進(jìn)行零件的局部淬火，易于控制淬層深度。 缺點(diǎn)： 設(shè)備較貴，較復(fù)雜，不易調(diào)整。耗電大，維護(hù)費(fèi)用較高，移動也不 方便；另外現(xiàn)有設(shè)備的功率不夠大，設(shè)備效率也不夠高。 才能得到最好的性能，如果工件沒有被淬透，則調(diào)質(zhì)后 的機(jī)械性能就大為降低，合金剛比碳鋼淬透性好。