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齿轮制造过程中加工工艺要求及应用研究
2017-06-16 17:29:50  作者:龙松华  来源:网络
  • 齿轮在机械转动的过程中起到了至关重要的作用,目前我国的齿轮制造工艺技术在生产制造过程、工艺方法、产品精度等方面都发生了不同程度的变化。本文系统地介绍了齿轮制造的加工工艺方法,找出存在的不足并探索解决办法,最后对齿轮的加工应用新动向做了总结。

     1、前言

  尽管齿轮历史由来已久,最早记录是在三千多年前。由于齿轮具有效率高、结构紧凑、寿命长等一系列有点,所以它仍旧是目前人类应用最为广泛的传动装置,是各类机电产品的核心部件。近年来由于科学技术水平的不断提高,很多学科涌现出大量的新方法、新技术,这些因素给齿轮的加工制造研究带来了新的活力,使得新理论、新结构、新工艺等都得到了发展和应用,推进了齿轮加工制造业的大力发展。

  2、齿轮加工工艺概述

  毛坯锻造:广泛使用的方法是锻热压印,近几年,生产机械轴开始大规模使用横轧技术,尤其在加工复杂的阶梯轴类工件上应用普遍,应用这种技术不仅能提高精度和加工效率,还能减少资源浪费,节约成本。

  正火:一般由于人工操作、设备误差、环境影响等因素,使得工件冷却速度难以控制,容易使组织结构不均匀,最终导致金属切削的热处理。所以必须使用等温正火来处理,此过程是通过齿轮切削硬度和热处理加工后,达到合适的温度来减少齿轮钢材料的热变形,实践也证明此方法效果明显。

  车削加工:为满足高精度加工的齿轮定位要求,齿坯加工现在均采用数控车床,而且为了满足端面与内控的垂直度要求,提高齿坯的精度,确保齿轮的加工质量,要机械夹紧不反复磨车刀,同步完成孔径、外径和端面的加工。数控车床的加工高效率有助于设备数量的减少,经济效益明显。

  滚、插齿:目前滚刀、插刀刃磨后采用再次涂层技术,非常明显的提高了刀具的寿命,减少更换刀具的次数,保证加工的稳定进行,带来了较大的经济效益。

  剃齿:是齿轮精加工最常用的方法,因其高效、易于实现齿形和齿向要求的优势而被广泛应用于齿轮生产中。

  热处理:常见的有淬火热处理、渗氮、渗碳等方法,经过处理后表面硬度高,中心塑韧性强,能有效提高齿轮的耐磨性、抗疲劳、延长寿命等。

  磨削加工:主要是通过对齿轮的内衬、外径及断面的精加工来提高装配安装的精度。

  检验:本过程非常重要,主要是在齿轮装配前对齿部进行的检查清理过程,避免装配后出现噪声,此过程利用综合检查仪观察啮合偏差来完成。

      3、目前齿轮加工工艺常见问题及解决对策

  (1)常见问题。受到技术水平和人工操作等因素的影响,齿轮加工制造过程仍存在一些问题。比如齿数不准、齿形不对称等。造成齿数不准的原因主要是滚刀选用不合适、毛坯尺寸误差大等。造成齿形不对称的主要原因安装滚刀时没有对准、螺旋角引起的误差等。

  (2)解决对策。针对齿数不准的问题,首先要合理选择滚刀,保证滚刀的模数及压力角相同,螺旋角相近,这样才可以保证齿形误差在允许范围内。如果齿形误差已经偏大,可以将滚刀的安装角度微微调整一下,符合要求的规格参数即可。其次要注意齿轮毛坯尺寸的确定,毛坯加工在齿轮的制造中占有非常重要的地位,技术人员应高度重视,最后还要注意附加运动方向的准确性。

  针对齿形不对称的问题,要做到提高滚刀的安装精度和提高滚刀刃磨质量,建议采用具有高精度、低价格、易操作特点的滚刀刃磨床。此外要经常对交换齿轮的安装和运转状况做全方位检查,保证车床的稳定运转。

  4、齿轮加工应用新动向

  现在齿轮加工行业对齿轮的制造精度,高效生产、绿色生产等方面的要求越来越高,所以齿轮制造研究技术出现新的动向:

  (1)高效自动化。随着计算机技术的不断发展,数控技术已经大范围应用在齿轮加工业,利用数字化控制和网络控制技术,可以让设备自动识别工件正确与否、刀具磨损情况等,真正实现无人操作、高效自动化生产的目的。

  (2)绿色环保生产。在切削时为延长刀具的寿命,常常会使用切削液,但飞溅的切削液和形成的油雾会对环境和工作人员的身体造成伤害。为解决这种问题,出现了高速干切技术,不仅大幅度提高了加工效率,也延长了刀具的使用寿命,所以未来干切切齿技术将成为滚齿加工的发展趋势。

  (3)硬齿面加工技术。随着砂轮材料的性能提高和磨齿机向自动化发展程度越来越高,磨齿机的工作效率得到了大幅度提高,现在被广泛的应用在齿轮加工中,尤其是汽车齿轮的加工。此外目前国内正在试用滚齿 - 热处理 - 强力珩齿这种新工艺,相信不久之后也会得到普遍应用。

   5、结语

  综上所述,齿轮的加工制造过程中包括了很多的环节,若想制造出较高精度的齿轮,就要做好每一个环节的工作,严格执行齿轮加工工艺流程。对于加工过程中存在的问题要及时发现并努力找到解决办法。而且齿轮加工现在正逐渐朝着高效自动化、全程数控化、信息智能化方向发展,相关工作者应懂得抓住这一趋势,大力促进齿轮加工的发展及其应用的广泛推广。



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