一种齿圈机加工工艺的制作方法

本发明涉及一种加工工艺，尤其涉及一种齿圈机加工工艺。

背景技术：

齿圈是各类柴油机或汽油机的重要部件。齿圈与为发动机提供转动惯量的圆盘组成一个部件，在发动机启动时，通过飞轮齿圈与起动机的齿轮啮合，带动曲轴旋转，使发动机正常工作。发动机启动时，齿圈与齿轮啮合的瞬间冲击较大，齿间发出撞击声，因此如何在齿圈设计与制造过程中提高产品的抗冲击能力、减少啮合噪音等方面，同时提高生产效率、延长齿圈使用寿命上已经成为提高产品竞争能力的核心技术。

低噪寿命长齿圈加工工艺是目前国际上各个汽车零部件制作厂家研究解决的课题。齿圈结构在加工过程中易“扁胍”，齿型一致性与生产效率不能同步提高，齿圈作为发动机启动使用的易损件，其啮合精度影响整个发动机的启动迅捷、平稳以及客户舒适性。

技术实现要素：

为了弥补以上不足，本发明提供了一种能有效解决齿圈啮合低噪音，并延长齿圈寿命，生产的齿圈抗冲击能力强的齿圈机加工工艺。

本发明的技术方案是：一种齿圈机加工工艺，包括以下步骤：

步骤一：以最大外圆装夹定位粗精车内孔以及一侧端面；

步骤二：以内孔为装夹定位粗精车外圆以及另一侧端面，保证齿圈总厚；

步骤三：以齿圈内孔为装夹定位滚齿，保证全齿高度、齿圈节圆跳动；

步骤四：涨盘夹具以齿圈内孔为装夹定位加工端面降噪倒角，利用涨盘夹具自定心消除齿圈工件内孔工序能力加工尺寸一致性差的误差，提高端面降噪倒角工序中端面降噪倒角大小均匀的质量稳定性，确保齿圈降噪倒角端面与启动机齿轮轴向距离的均匀度。

作为优选的技术方案，所述涨盘夹具包括放大涨盘，所述放大涨盘包括盘体，所述盘体的中心开设有中心孔，所述盘体上开设有多条从中心孔起始沿盘体直径方向，向外延伸至邻近于所述盘体的外周面的外向槽，所述盘体的外周面上开设有多条从所述盘体的外周面起始的沿盘体的直径方向，向内延伸至邻近于所述中心孔的内向槽，所述外向槽和所述内向槽的槽壁上具有凹槽，所述中心孔内套有涨套，所述涨套具有倒锥形内表面，所述涨套内套有涨芯，所述涨芯具有与所述涨套的倒锥形内表面配合的倒锥形外表面，所述涨套的下端固定安装有托盘，所述托盘托在所述盘体之下。

作为优选的技术方案，所述涨芯上安装有带动涨芯向下运动的拉杆。

作为优选的技术方案，所述凹槽贯通所述盘体的上下表面。

作为优选的技术方案，步骤三中采用涨胎式夹具利用涨瓣锥度自定心性消除齿圈工件内孔工序能力加工尺寸一致性差的误差，提高齿圈滚齿工序中全齿高尺寸的稳定性，从而提高齿形的一致性。

作为优选的技术方案，还包括步骤五：高频淬火处理；步骤六：回火处理。

作为优选的技术方案，还包括步骤七：磁粉探伤检查；步骤八：防锈。

作为优选的技术方案，步骤五中采用倒梯结构齿圈淬火感应器，所述倒梯形淬火感应器的内侧表面的下端向内倾斜，同一横截面上的内侧表面组成倒梯形。

作为优选的技术方案，采用涡流感应加热工艺进行齿圈的热装，降低单工序成本，确保齿圈硬度不被二次加热而降低。

由于采用了上述技术方案，一种齿圈机加工工艺，包括以下步骤：步骤一：以最大外圆装夹定位粗精车内孔以及一侧端面；步骤二：以内孔为装夹定位粗精车外圆以及另一侧端面，保证齿圈总厚；步骤三：以齿圈内孔为装夹定位滚齿，保证全齿高度、齿圈节圆跳动；步骤四：涨盘夹具以齿圈内孔为装夹定位加工端面降噪倒角，利用涨盘夹具自定心消除齿圈工件内孔工序能力加工尺寸一致性差的误差，提高端面降噪倒角工序中端面降噪倒角大小均匀的质量稳定性，确保齿圈降噪倒角端面与启动机齿轮轴向距离的均匀度，优化了齿圈工作状态的最佳化，延长了齿圈使用寿命，降低了啮合撞击噪音。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例中齿圈的结构示意图；

图2是图1的C向视图；

图3是图1的B向视图；

图4是本发明实施例中涨胎式夹具的结构示意图；

图5是本发明实施例中盘体的结构示意图；

图6是本发明实施例中倒梯结构齿圈淬火感应器的结构示意图；

图7是图4中I处的局部放大图。

具体实施方式

如图1至图3所示，一种齿圈机加工工艺，包括以下步骤：

步骤一：以最大外圆装夹定位粗精车内孔10以及一侧端面，即第一侧端面12；

步骤二：以内孔为装夹定位粗精车外圆11以及另一侧端面，即第二侧端面13，保证齿圈总厚；

步骤三：以齿圈内孔10为装夹定位滚齿，保证全齿高度、齿圈节圆跳动；

步骤四：涨盘夹具以齿圈内孔10为装夹定位加工端面降噪倒角α，所述端面降噪倒角如图3所示，利用涨盘夹具自定心消除齿圈工件内孔工序能力加工尺寸一致性差的误差，提高端面降噪倒角工序中端面降噪倒角大小均匀的质量稳定性，确保齿圈降噪倒角端面与启动机齿轮轴向距离的均匀度，优化了齿圈工作状态的最佳化，延长了齿圈使用寿命，降低了啮合撞击噪音；

如图4、图5和图7所示，所述涨盘夹具包括放大涨盘，所述放大涨盘包括盘体1，所述盘体1的中心开设有中心孔17，所述盘体1上开设有多条从中心孔17起始沿盘体直径方向，向外延伸至邻近于所述盘体1的外周面的外向槽2，所述盘体1的外周面上开设有多条从所述盘体1的外周面起始的沿盘体1的直径方向，向内延伸至邻近于所述中心孔的内向槽3，所述外向槽2和所述内向槽3的槽壁上具有凹槽4，所述中心孔内套有涨套5，所述涨套5具有倒锥形内表面6，所述涨套内套有涨芯7，所述涨芯7具有与所述涨套的倒锥形内表面6配合的倒锥形外表面8，所述涨套的下端固定安装有托盘18，所述托盘18托在所述盘体1之下。

所述涨芯7上安装有带动涨芯7向下运动的拉杆9。

所述凹槽4贯通所述盘体1的上下表面。

步骤三中采用涨胎式夹具利用涨瓣锥度自定心性消除齿圈工件内孔工序能力加工尺寸一致性差的误差，提高齿圈滚齿工序中全齿高尺寸的稳定性，从而提高齿形的一致性。需要指出的是可以采用申请号201610628982.8，申请日2016.08.02,名称为一种大孔径齿圈用滚齿夹具作为所述涨胎式夹具，所述涨胎式夹具的结构不再赘述。

还包括步骤五：高频淬火处理；

步骤六：回火处理；

还包括步骤七：磁粉探伤检查；

步骤八：防锈。

步骤五中采用倒梯结构齿圈淬火感应器15，延长了齿圈使用周期。如图6所示，倒梯形淬火感应器15的横截面图，倒梯形淬火感应器15的内侧表面16的下端向内倾斜，同一横截面上的内侧表面组成倒梯形。很好的解决了传统高频淬火工艺无法实现齿圈“阴阳脸”的技术问题，从而大大提高齿圈件的使用寿命。

在进行齿圈的热装时，采用涡流感应加热工艺进行齿圈的热装，降低单工序成本，确保齿圈硬度不被二次加热而降低。通过引进电磁感应加热设备，利用工频感应的涡流原理，涡流感应加热工艺大大提高了齿圈受热均匀、变形小，更好的保证齿圈淬硬层不被二次加热而降低硬度，确保齿圈使用寿命的稳定性。

优化滚齿工序夹具结构，采用涨盘夹具具有涨紧自定心功能，实现了齿圈品质提升；再改良齿圈高频淬火工艺装备，优化淬火参数，延长齿圈使用寿命；采用涡流感应加热工艺进行齿圈的热装，降低单工序成本，确保齿圈硬度不被二次加热而降低。实现了绿色环保低排放柴油机齿圈加工。大孔径的涨胎式夹具的运用提升齿形的一致性，大孔径的涨盘夹具的使用解决降噪倒角的均匀度，倒梯结构齿圈淬火感应器的应用延长齿圈使用周期，齿圈热装运用涡流感应加热工艺的加热均匀特性，确保齿圈寿命稳定性。因此，本应用发明生产的齿圈具有质量高、加工工序少、设备占地面积小、刀具费用少、生产成本低、生产效率高、易于实现自动化、环保低耗等诸多优点，是当前形势下，低噪寿命长齿油发动机齿圈加工的最佳工艺方案。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。