专利名称：一种曲轴正时齿轮制备方法
技术领域：
本发明涉及齿轮的机械加工工艺，具体属于一种曲轴正时齿轮制备方法。
背景技术：
较早的柴油机曲轴小头和曲轴正时齿轮之间的装配要求是过渡配合，依靠曲轴小头上的键槽和曲轴正时齿轮上的键槽通过键来传递力矩。但是，这种结构存在一些缺陷，即在本来就相对较小的曲轴小头上加工一个键槽，难免对曲轴小头强度造成严重破坏，以至于出现曲轴小头断裂等现象。曲轴正齿轮出现断裂现象主要是由于制造过程中存在缺陷， 影响了正齿轮整体强度
发明内容
本发明的目的是提供一种曲轴正时齿轮制备方法，在啮合过程中无轴向分力，重叠系数大，使用性能好，噪音小，承载能力强，传动平稳、效率高，抗弯强度大。
本发明的技术方案如下一种曲轴正时齿轮制备方法，包括有以下操作步骤1)选择材质为20CrMnTi的锻件，将锻件放入正火炉中，控制温度900°C_930°C，加热时间3h ；2)选择数控车床，刀具选择硬质合金刀，进行精车齿轮的大端a至42±0.2mm、小端 bl0. 6+0. 05 0mm、外径 c 至 Φ 175. 6 0 -0. 02 mm、槽 d、内孔 e 至 Φ 23. 5+0. 2 0 mm;3)选择数控车床,刀具选择硬质合金刀,进行精车齿轮另一大端f至40+0.05 0mm、小端 g至 19.7+0.03 0mm、外径h 至 Φ 175. 6 0 -0. 02 mm、槽 j、内孔 e 至 Φ24. 8+0. 02 0mm ；4)利用滚齿机进行滚齿，滚齿后再进行剃齿处理，剃齿精度达到6级精度；5)剃齿后的齿轮在加工中心上，钻出四处Φ30mm重孔1、六处Φ10.5 mm通孔j、 Φ6-0. 02 -0. 03 mm 销孔 k ；6)在易普森工业炉中，对齿轮进行碳氮共渗处理，齿轮表面硬度57 63HRC，芯部硬度 33 45HRC，渗层0. 5 0. 8，金相组织达到1-5级；7)碳氮共渗处理后的齿轮加热至650-760°C，保温5-6小时，炉冷至280-320°C，保温 3-5小时，再加热至650-6900，保温32小时，以40°C /小时冷却至400。。，再以18°C /小时，冷却至120°C ;热处理后再铰孔k至Φ 6+0. 018 0mm；8)数控内圆磨床上精磨齿轮端面g至32.2+0.1 0mm、内孔e至Φ 25+0. 02 0mm ；9)在平面磨床上精磨端面b至30+0.15 0mm ；10)探伤、成品检验、清洗防锈包装、入库。
在易普森工业炉中，对齿轮进行碳氮共渗处理，齿轮表面硬度60HRC，芯部硬度 39HRC，渗层0. 6，金相组织达到3级。
本发明在啮合过程中无轴向分力，重叠系数大，使用性能好，噪音小，承载能力强，传动平稳、效率高，抗弯强度大。
利用本发明方法制造出的齿轮成品经过实验室检测结果如下，同炉不同位置零件以及同一零件不同位置处理硬度误差< 24HBW，金相组织为在铁素体基体上均匀分布细小的点球状碳化物，齿轮轮齿的抗拉强度3 3501^&，齿轮传动的重叠系数1.2-1.5，齿轮的精度等级在5-7级，完全满足实际使用要求。
图1为本发明的加工工序过程示意图。
具体实施方式
参见附图，一种曲轴正时齿轮制备方法，包括有以下操作步骤1)选择材质为20CrMnTi的锻件，将锻件放入正火炉中，控制温度900°C_930°C，加热时间3h ；2)选择数控车床，刀具选择硬质合金刀，进行精车齿轮的大端a至42±0.2mm、小端 blO. 6+0. 05 0mm、外径 c 至 Φ 175. 6 O -O. 02 mm、槽 d、内孔 e 至 Φ 23. 5+0. 2 O mm;3)选择数控车床,刀具选择硬质合金刀,进行精车齿轮另一大端f至40+0.05 0mm、小端 g至 19.7+0.03 0mm、外径h 至 Φ 175. 6 O -O. 02 mm、槽 j、内孔 e 至 Φ24. 8+0. 02 Omm ；4)利用滚齿机进行滚齿，滚齿后再进行剃齿处理，剃齿精度达到6级精度；5)剃齿后的齿轮在加工中心上，钻出四处Φ30mm重孔1、六处Φ10.5 mm通孔j、 Φ6-0. 02 -O. 03 mm 销孔 k ；6)在易普森工业炉中，对齿轮进行碳氮共渗处理，齿轮表面硬度60HRC，芯部硬度 39HRC，渗层O. 6，金相组织达到3级；7)碳氮共渗处理后的齿轮加热至650-760°C，保温5-6小时，炉冷至280-320°C，保温3-5小时，再加热至650-690O，保温32小时，以40°C /小时冷却至400。。，再以18°C /小时，冷却至120°C ;热处理后再铰孔k至Φ 6+0. 018 0mm；8)数控内圆磨床上精磨齿轮端面g至32.2+0.1 0mm、内孔e至Φ 25+0. 02 Omm ；9)在平面磨床上精磨端面b至30+0.15 Omm ；10)探伤、成品检验、清洗 防 锈包装、入库。
权利要求
1.一种曲轴正时齿轮制备方法，其特征在于，包括有以下操作步骤1)浇注成型正时齿轮毛坯件，各组分化学成分重量百分比为C:2. 85-3. 20%，Si 1. 2-1. 5%, Mn 0. 8-1. 2%, P 0. 6-0. 8%, S 0. 05-0. 07%, Cr O. 24-0. 35%, Cu O. 7-0. 9%, AlO.03-0. 04%，浇注成型的毛坯件温度降至300°C，再加热至650-760°C，保温3_5小时，炉冷至300°C，保温4小时，再加热至650-760°C，保温17小时，以50°C /小时冷却至450°C，再以200C /小时，冷却至140。。；2)选择数控车床，刀具选择硬质合金刀，进行精车齿轮的大端a至42±0.2mm、小端 blO. 6+0. 05 0mm、外径 c 至 Φ 175. 6 O -O. 02 mm、槽 d、内孔 e 至 Φ 23. 5+0. 2 O mm ；3)选择数控车床,刀具选择硬质合金刀,进行精车齿轮另一大端f至40+0.05 0mm、小端 g至 19.7+0.03 0mm、外径h 至 Φ 175. 6 O -O. 02 mm、槽 j、内孔 e 至 Φ24. 8+0. 02 Omm ；4)利用滚齿机进行滚齿，滚齿后再进行剃齿处理，剃齿精度达到6级精度；5)剃齿后的齿轮在加工中心上，钻出四处Φ30mm重孔1、六处Φ 10. 5 mm通孔j、 Φ6-0. 02 -O. 03 mm 销孔 k ；6 )在易普森工业炉中，对齿轮进行碳氮共渗处理，齿轮表面硬度57 63HRC，芯部硬度 33 45HRC，渗层O. 5 O. 8，金相组织达到1-5级；7)齿轮毛坯料箱搬入退火加热炉，分别要经过预热区、升温区、保温区、快冷区、等温区、缓冷区，出炉随转水冷室过程，在加热炉内通入高纯氮，确保氮气纯度> 99. 99%，并通入适量的甲醇裂解气，确保炉内正压力为(1. 003 1.005) XlO5Pa ；8)数控内圆磨床上精磨齿轮端面g至32.2+0.1 0mm、内孔e至Φ 25+0. 02 Omm ；9)在平面磨床上精磨端面b至30+0.15 Omm ；10)将加工成形的齿轮放入氮化炉内，然后升温至500°C 540°C，其中升温速度 80°C 120°C /小时，保证炉内真空度的范围为400-700pa ； (2)、然后通入氨气到氮化炉内，保持炉内温度在530°C _540°C，每分钟通入氨气1.6 2L，炉内真空度为460pa左右， 时间为5. 5h ； (3)、然后升温至550°C _560°C，继续按每分钟1. 6 2L通入氨气，同时按每分钟I 1. 5L通入氮气，按每分钟O. 2 O. 25L通入稀土溶液，炉内真空度为550pa左右， 时间为3 4h ;11)探伤、成品检验、清洗防锈包装、入库。
2.根据权利要求1所述曲轴正时齿轮制备方法，其特征在于，在易普森工业炉中，对齿轮进行碳氮共渗处理，齿轮表面硬度60HRC，芯部硬度39HRC，渗层O. 6，金相组织达到3级。
全文摘要
本发明公开了一种曲轴正时齿轮制备方法，包括以下步骤1)选择材质为20CrMnTi的锻件，将锻件放入正火炉中，控制温度900℃-930℃，加热时间3h；2)选择数控车床，刀具选择硬质合金刀；3)选择数控车床，刀具选择硬质合金刀，进行精车齿轮另一大端f至40+0.05 0mm、小端g至19.7+0.03 0mm、外径h至φ175.6 0 -0.02 mm、槽j、内孔e至φ24.8+0.02 0mm。本发明在啮合过程中无轴向分力，重叠系数大，使用性能好，噪音小，承载能力强，传动平稳、效率高，抗弯强度大。
文档编号B23P15/14GK103056628SQ201210417430
公开日2013年4月24日 申请日期2012年10月27日 优先权日2012年10月27日
发明者姜国松 申请人:富莱茵汽车部件有限公司