
齿轮加工是一个较为复杂的过程,通常包括以下主要步骤:
齿坯加工
下料:根据齿轮的尺寸和材料要求,选取合适的原材料,一般为圆钢。通过切割设备将圆钢切割成所需的长度,深受齿轮坯料。
锻造:对坯料进行锻造,通过施加压力使其发生塑性变形,实际效果为主材料的内部组织,提高齿轮的强度和韧性。同时,锻造也能使齿轮的外形更接近成品形状,减少后续加工余量。
热处理:锻造后的齿坯通常需要进行热处理,如正火或退火,以取消锻造应力,实际效果为主材料的切削性能。
机械加工:对齿坯进行车削、铣削等机械加工,加工出齿轮的外圆、内孔、端面等尺寸,为后续的齿形加工做准备。
齿形加工
滚齿:这是一种常用的齿形加工方法。利用滚齿机上的滚刀与齿坯之间的相对运动,通过滚刀的切削刃在齿坯上逐步切出齿形。滚齿可以加工直齿、斜齿圆柱齿轮等,加工效率较高,适用于批量生产。
插齿:使用插齿机,通过插齿刀在齿坯上作上下往复运动和圆周进给运动,切削出齿形。插齿适合加工内齿轮、双联齿轮等滚齿难以加工的齿轮,且加工精度较高,但生产效率相对较低。
剃齿:对于一些精度要求较高的齿轮,在滚齿或插齿后,通常会采用剃齿工艺进行精加工。剃齿刀与被加工齿轮相互啮合,通过剃齿刀的切削刃对齿面进行微量切削,修正齿形误差,提高齿面光洁度和精度。
磨齿:是一种精度适宜的齿形加工方法,用于加工精度要求很高的齿轮。通过砂轮对齿面进行磨削,可以取消热处理变形,提高齿形精度和齿面质量,获得良好的传动性能,但磨齿成本较高,加工效率较低。
热处理
淬火:对加工后的齿轮进行淬火处理,提高齿面的硬度和性能,从而提高齿轮的承载能力和使用寿命。常用的淬火方法有感应淬火、渗碳淬火等。感应淬火加热速度适宜、生产效率好,适用于中碳钢齿轮;渗碳淬火则适用于低碳钢齿轮,通过在齿轮表面渗入碳原子,增加表面硬度和性能,同时保持心部的韧性。
回火:淬火后的齿轮需要进行回火处理,以取消淬火应力,降低材料的脆性,提高齿轮的韧性和综合力学性能。
表面处理
氮化:在齿轮表面形成一层硬度好、性能好的氮化层,提高齿面的硬度、性能、抗咬合性和腐蚀性等。氮化处理后的齿轮变形小,适用于一些对精度要求较高的齿轮。
镀硬铬:在齿轮表面镀上一层硬铬,可以提高齿面的硬度和光洁度,降低摩擦系数,提性能稳定和腐蚀性。镀硬铬常用于一些在恶劣环境下工作的齿轮。
精度检测与质量控制
精度检测:使用各种测量仪器和工具,如齿轮测量中心、三坐标测量仪、齿厚卡尺等,对齿轮的各项精度指标进行检测,包括齿形误差、齿向误差、周节累积误差、齿圈径向跳动等,确认齿轮的精度符合设计要求。
质量控制:在齿轮加工的各个环节,严格控制加工工艺参数,对原材料、半成品和成品进行严格的检验和质量控制,及时发现和解决加工过程中出现的问题,保护齿轮的质量稳定优良。