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齒輪

齒輪加工技術(shù)與裝備的發(fā)展趨勢分析

為適應(yīng)齒輪加工行業(yè)對制造精度、生產(chǎn)效率、清潔生產(chǎn)、提高質(zhì)量的要求，制齒機(jī)床及制齒技術(shù)出現(xiàn)了以下發(fā)展趨勢。

1.數(shù)控化

   由于通過將機(jī)床的各運動軸進(jìn)行CNC控制及部分軸間進(jìn)行聯(lián)動后，具有以下優(yōu)點：

   （1）增加了機(jī)床的功能，如滾削小錐度及鼓形齒輪等變得極為簡單。

   （2）縮短了傳動鏈，同時采用半閉環(huán)或全閉環(huán)控制后，通過數(shù)控補(bǔ)償可以提高各軸的定位精度和重復(fù)定位精度，從而提高了機(jī)床的加工精度及Cp值，增加了機(jī)床的可靠性。

   （3）換品種時由于省去了計算及換分齒掛輪及差動掛輪、進(jìn)給及主軸換擋的時間，插齒機(jī)還省去了換斜導(dǎo)軌的時間，從而減少了輔助加工時間，增加了機(jī)床的柔性。

   （4）由于機(jī)械結(jié)構(gòu)變得簡單了，可以設(shè)計得更有利于提高機(jī)床的剛性及把熱變形降到底。

   （5）各軸間沒有機(jī)械聯(lián)系，結(jié)構(gòu)設(shè)計變得典型化，更利于實施模塊化設(shè)計及制造。

2.高速

   齒輪加工機(jī)床如滾齒機(jī)、插齒機(jī)及磨齒機(jī)的高速化主要是指機(jī)床擁有高的刀具主軸轉(zhuǎn)速和高的工作臺轉(zhuǎn)速，它們是提高切削效率的主要指標(biāo)。

   傳統(tǒng)機(jī)械滾齒機(jī)的滾刀主軸速度通常高為500r/min,工作臺轉(zhuǎn)速高為32r/min.隨著齒輪加工刀具性能的提高，齒輪加工機(jī)床的高速、切削得到了飛速發(fā)展和成熟，齒輪滾齒切削速度由100m/min,發(fā)展到可達(dá)500~600m/min,切削進(jìn)給速度由3~4mm/r發(fā)展到20mm/r,這使?jié)L齒機(jī)主軸的高轉(zhuǎn)速可達(dá)5500r/min,工作臺高轉(zhuǎn)速可達(dá)800r/min,機(jī)床部件移動速度也高達(dá)10m/min;大功率主軸系統(tǒng)使機(jī)床可運用直徑和長度均較大的砂輪進(jìn)行磨削，有利于增加砂輪壽命，也有利于操作者選擇優(yōu)的磨削參數(shù)來完成磨削加工。

   加工是機(jī)床從各個方面采用了專用技術(shù)來得以保證：具有佳吸振效果的鑄造床身；使機(jī)床具有佳熱穩(wěn)定性的集成冷卻介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)；切削區(qū)保護(hù)隔板大傾角及光滑設(shè)計使干式切削產(chǎn)生的切屑迅速有效排出；具有用預(yù)載的、無隙滾珠絲桿驅(qū)動的進(jìn)給系統(tǒng)；具有耐磨損直線導(dǎo)軌或采用PLC控制的定量潤滑鑄鐵導(dǎo)軌等。電主軸的應(yīng)用使刀具主軸得到提高，而工作臺轉(zhuǎn)速的提高則是采用了斜齒輪副或力矩電動機(jī)。電主軸及力矩電動機(jī)具有回轉(zhuǎn)精度高、無反向間隙和不用維修等優(yōu)點。

齒輪加工的工藝流程

1、齒輪的毛坯件主要是鍛件、棒料或鑄件，其中鍛件使用多。對毛坯件首先進(jìn)行正火處理，改善其切削加工型，便于切削；然后進(jìn)行粗加工，按照齒輪設(shè)計要求，先將毛坯加工成大致形狀，保留較多余量；

2、再進(jìn)行半精加工，車、滾、插齒，使齒輪基本成型；之后對齒輪進(jìn)行熱處理，改善齒輪的力學(xué)性能，按照使用要求和所用材料的不同，有調(diào)質(zhì)、滲碳淬火、齒面高頻感應(yīng)加熱淬火等；后對齒輪進(jìn)行精加工，精修基準(zhǔn)、精加工齒形。

齒輪加工工藝流程？

鍛造制坯

熱模鍛仍然是汽車齒輪件廣泛使用的毛坯鍛造工藝。近年來，楔橫軋技術(shù)在軸類加工上得到了 大范圍推廣。這項技術(shù)特別適合為比較復(fù)雜的階梯軸類制坯，它不僅精度較高、后序加工余量小， 而且生產(chǎn)。

正火

這一工藝的目的是獲得適合后序齒輪切削加工的硬度和為終熱處理做組織準(zhǔn)備，以有效減少 熱處理變形。 所用齒輪鋼的材料通常為20CrMnTi,一般的正火由于受人員、 設(shè)備和環(huán)境的影響比較大， 使得工件冷卻速度和冷卻的均勻性難以控制，造成硬度散差大，金相組織不均勻，直接影響金屬切 削加工和終熱處理，使得熱變形大而無規(guī)律，零件質(zhì)量無法控制。為此，采用等溫正火工藝。實 踐證明，采用等溫正火有效改變了一般正火的弊端，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定可靠。

車削加工

為了滿足齒輪加工的定位要求，齒坯的加工全部采用數(shù)控車床，使用機(jī)械夾緊不重磨車 刀，實現(xiàn)了在一次裝夾下孔徑、端面及外徑加工同步完成，既保證了內(nèi)孔與端面的垂直度要求，又 保證了大批量齒坯生產(chǎn)的尺寸離散小。從而提高了齒坯精度，確保了后序齒輪的加工質(zhì)量。另外， 數(shù)控車床加工的率還大大減少了設(shè)備數(shù)量，經(jīng)濟(jì)性好。

滾齒插齒

加工齒部所用設(shè)備仍大量采用普通滾齒機(jī)和插齒機(jī)，雖然調(diào)整維護(hù)方便，但生產(chǎn)效率較低，若 完成較大產(chǎn)能多機(jī)同時生產(chǎn)。隨著涂層技術(shù)的發(fā)展，滾刀、插刀刃磨后的再次涂鍍非常方便地 進(jìn)行，經(jīng)過涂鍍的刀具能夠明顯地提高使用壽命，一般能提高90%以上，有效地減少了換刀次數(shù)和刃 磨時間，效益顯著。

剃齒

徑向剃齒技術(shù)以其，設(shè)計齒形、齒向的修形要求易于實現(xiàn)等優(yōu)勢被廣泛應(yīng)用于大批量汽 車齒輪生產(chǎn)中。

熱處理

汽車齒輪要求滲碳淬火，以保證其良好的力學(xué)性能。對于熱后不再進(jìn)行磨齒加工的產(chǎn)品，穩(wěn)定 可靠的熱處理設(shè)備是必不可少的。

磨削加工

主要是對經(jīng)過熱處理的齒輪內(nèi)孔、端面、軸的外徑等部分進(jìn)行精加工，以提高尺寸精度和減小 形位公差。