一种零度弧齿生产工艺及齿轮制造装置的制作方法

本发明涉及齿轮加工技术领域，具体为一种零度弧齿生产工艺及齿轮制造装置。

背景技术：

弧齿为齿面径向向外的半圆弧状齿条结构，其两端沿同一轴线加工有两个径向孔，主要用于伺服控制系统中，控制物体的运动方向，使被控制物体始终对正另一物体，其为多级减速的最后一级，有轴向和径向两个完全独立的自由度，要达到两个运动间不相互干涉（运动分量为零），则需保证两径向孔与弧齿轴向垂直、两径向孔同轴、轴向内孔和外圆同轴度、两端的内孔同轴等。现有技术加工弧齿的方法通常为料采购—坯件锻造—正火—抛丸—粗精车—拉花键—切齿—去毛刺—热处理—抛丸—磨外圆—检验—包装—入库。但是现有的大部分弧齿在切齿时，完成一个切齿后需要调节坯件，从而无法一次性将所有弧齿切出，进而导致弧齿加工的效率低。

技术实现要素：

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种零度弧齿生产工艺及齿轮制造装置，具备提升弧齿切齿加工的速度等优点，解决了弧齿加工过程速度慢，效率低的问题。

（二）技术方案

为实现上述提升弧齿切齿加工的速度目的，本发明提供如下技术方案：一种零度弧齿生产工艺，包括以下步骤：

s1、将原料以30-40重量份的fe、20-25重量份的c、10-15重量份的si、5-10重量份的mn、1-5重量份的ni和1-5重量份的p配比搅拌混合，将混合后的原料投入高温熔炉中，熔炼温度采用850°至950°，熔炼时间为1.5至2.5h，在熔炼过程中每隔20至25分钟搅拌一次，搅拌时间3至5分钟，原料熔炼后倒入静置模具中，自然冷却80min至120min，自然冷却后等到齿轮坯体；

s2、齿轮坯体在冲压机上压成所需的圆形齿轮形状，从而获得齿轮圆坯，同时在冲压的过程中将齿轮胚体内的杂质去除；

s3、将齿轮圆坯在温度800至900°的炉膛内加热10小时，再随炉冷却到300°，出炉，以进行退火，退火的作用是为了软化金属，圆坯料经退火处理后抛丸8至15分钟，获得齿轮元件，以去除圆坯料表面残留物质如氧化皮等；

s4、将齿轮元件放置在齿轮制造装置内，由齿轮制造装置加工，从而获得半成品齿轮，将半成品齿轮经正火、回火及退火热处理，正火是将半成品齿轮在温度为600-620℃条件下保温45至50min，再升温至800至820℃，保温30至25min；回火是将半成品齿轮降温至400至410℃，保温55至65min，再回温至500至520℃，保温60至70min；退火是将半成品齿轮降温至440至450℃，保持3h以上直至半成品齿轮冷却；

s5、对半成品齿轮进行去除毛刺、披锋，并用镗孔机对齿轮进行镗孔加工，得到齿轮成品。

一种零度弧齿生产齿轮制造装置，包括固定板和齿轮工件，固定板的右表面固定连接有机床，所述固定板的右表面固定连接有连接台，连接台呈扇形，连接台的顶部开设有滑槽，连接台的顶部滑动连接有移动板，机床的前表面固定连接有驱动盘，驱动盘的前表面转动连接有刀盘，移动板的右表面转动连接有转动盘，转动盘的右表面固定连接有固定轴，齿轮工件设置在固定轴上，移动板的右侧设置有间歇驱动装置，移动板的左表面设置有锁死装置。

根据一些实施例，所述间歇驱动装置包括转动轴，转动轴转动连接在移动板的右表面，转动轴的上下表面均固定连接有支撑杆，转动轴的后侧固定连接有导杆，两个支撑杆的左表面固定连接有转动环，转动环的下端开设有连接口，导杆位于连接口处。

根据一些实施例，所述移动板的左表面固定连接有第二电机，转动轴的左端与第二电机的输出端固定连接，转动轴上固定套接有防护块，防护块与移动板转动连接。

根据一些实施例，所述转动盘的右表面螺纹连接有限位块，限位块呈圆周阵列状设置在转动盘的右表面上，限位块与导杆相接触。

根据一些实施例，所述连接台的内部固定连接有第一电机，第一电机的输出端固定连接有传动轴，传动轴的底部转动连接有滑块。

根据一些实施例，所述滑块与滑槽滑动连接，移动板与传动轴固定连接。

根据一些实施例，所述刀盘的外壁上连接有铣刀，铣刀呈圆周阵列的方式设置在刀盘的外壁上，铣刀与齿轮工件相接触。

根据一些实施例，所述锁死装置包括锁死杆，锁死杆固定连接在固定轴的左端，锁死杆的左右表面均开设有连接槽，两个连接槽相通。

（三）有益效果

与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：

1、通过转动环的设置，限定了转动盘转动的距离，从而完成间歇性等距转动，这样在对齿轮工件进行切槽加工时，通过该装置的设置，可以一次性将所有槽切割出来，从而提升了弧齿齿轮的加工速度，避免中间停机调试设备。

2、当导杆通过第一个限位块后，转动环通过连接口，使得转动环的一端移动到第一个限位块和第二限位块的中间，进而起到一个限位的作用，这样能够保证导杆每次都按顺序撞击限位块，提升了该装置的精确性。

3、为了避免铣刀与齿轮工件接触时产生的冲击力带动固定轴进行转动，在对齿轮工件进行切齿时，使用螺栓贯穿连接槽，使得螺丝与移动板连接在一起，进而完成对固定轴进行固定，从而避免在切齿时发生转动，进而保证了切齿的质量。

4、当铣刀磨损严重需要更换时，直接将螺栓拆卸下来，就可以轻松对铣刀进行更换，从而提升了铣刀更换的便捷性，降低了后期对铣刀维修保养的难度。

5、传动轴转动的轨迹为一个弧形，在移动板移动的过程中，齿轮工件与刀盘的角度发生变化，这样在切割弧齿时，可以通过调节移动板的位置来改变齿轮工件与刀盘之间的角度，进而调节弧齿切割的角度，从而提升该装置加工的范围，可以针对不同的要求进行切齿。

6、限位块与转动盘螺纹连接，通过调节限位块的数量来调节相邻限位之间的距离，配合间歇驱动装置，可以调节转动盘每次转动的距离，从而调节每个切割弧齿的间距，进而提升了该装置的适用范围。

附图说明

图1为本发明一种零度弧齿生产齿轮制造装置结构示意图；

图2为本发明图1中的a处放大结构示意图；

图3为本发明图1中b处放大结构示意图；

图4为本发明一种零度弧齿生产齿轮制造装置转动盘结构示意图；

图5为本发明一种零度弧齿生产齿轮制造装置连接台结构示意图；

图6为本发明一种零度弧齿生产齿轮制造装置移动板平面结构示意图；

图7为本发明一种零度弧齿生产齿轮制造装置锁死装置结构示意图；

图8为本发明一种零度弧齿生产齿轮制造装置锁死装置平面结构示意图。

图中：1固定板、2机床、3连接台、4滑槽、5移动板、6转动盘、7固定轴、8齿轮工件、9驱动盘、10刀盘、11转动轴、12支撑杆、13导杆、14转动环、15连接口、16限位块、17螺纹孔、18螺纹、19第一电机、20传动轴、21滑块、22第二电机、23防护块、24铣刀、25螺栓、26锁死杆、27连接槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图8，本发明提供一种新的技术方案：一种零度弧齿生产齿轮制造装置，包括有固定板1，固定板1的右表面固定连接有机床2，机床2与固定板1形成一个直角，固定板1的右表面固定连接有连接台3，连接台3呈扇形，连接台3的顶部开设有滑槽4，滑槽4的开设路径为一个弧形，连接台3的顶部滑动连接有移动板5。机床2的前表面固定连接有驱动盘9，驱动盘9的前表面转动连接有刀盘10，刀盘10为现有结构，在此不做过多叙述。移动板5的右表面转动连接有转动盘6，转动盘6的右表面固定连接有固定轴7，固定轴7上设置有齿轮工件8。

移动板5的右侧设置有间歇驱动装置，间歇驱动装置包括转动轴11，转动轴11转动连接在移动板5的右表面，转动轴11的上下表面均固定连接有支撑杆12，转动轴11的后侧固定连接有导杆13，两个支撑杆12的左表面固定连接有转动环14，转动环14的下端开设有连接口15，导杆13位于连接口15处。移动板5的左表面固定连接有第二电机22，第二电机22为现有结构，在此不做过多叙述。转动轴11的左端与第二电机22的输出端固定连接，转动轴11上固定套接有防护块23，防护块23与移动板5转动连接。

转动盘6的右表面螺纹连接有限位块16，限位块16呈圆周阵列状设置在转动盘6的右表面上，具体的，转动盘6的右表面上开设有螺纹孔17，限位块16的外壁上开设有螺纹18，螺纹18与螺纹孔17相适配，限位块16通过螺纹18与转动盘6螺纹连接，限位块16与导杆13相接触。

连接台3的内部固定连接有第一电机19，第一电机19为现有结构，在此不做过多叙述。第一电机19通过plc编程的设置使得其输出端只能够转动180°，第一电机19的输出端固定连接有传动轴20，传动轴20的底部转动连接有滑块21，滑块21与滑槽4滑动连接，移动板5与传动轴20固定连接。

刀盘10的外壁上连接有铣刀24，具体的，铣刀24的顶部螺纹连接有螺栓25，螺栓25贯穿铣刀24与刀盘10螺纹连接，铣刀24呈圆周阵列的方式设置在刀盘10的外壁上，铣刀24与齿轮工件8相接触。

移动板5的左表面设置有锁死装置，锁死装置包括锁死杆26，锁死杆26固定连接在固定轴7的左端，固定轴7的左端与锁死杆26固定连接，锁死杆26的左右表面均开设有连接槽27，两个连接槽27相通。在使用该装置时，为了避免铣刀24与齿轮工件8接触时产生的冲击力带动固定轴7进行转动，在对齿轮工件8进行切齿时，使用螺栓贯穿连接槽27，使得螺丝与移动板5连接在一起，进而完成对固定轴7进行固定。

一种零度弧齿生产工艺，按照以下操作步骤：

s1、将原料以30-40重量份的fe、20-25重量份的c、10-15重量份的si、5-10重量份的mn、1-5重量份的ni和1-5重量份的p配比搅拌混合，将混合后的原料投入高温熔炉中，熔炼温度采用850°至950°，熔炼时间为1.5至2.5h，在熔炼过程中每隔20至25分钟搅拌一次，搅拌时间3至5分钟，原料熔炼后倒入静置模具中，自然冷却80min至120min，自然冷却后等到齿轮坯体；

s2、齿轮坯体在冲压机上压成所需的圆形齿轮形状，从而获得齿轮圆坯，同时在冲压的过程中将齿轮胚体内的杂质去除；

s3、将齿轮圆坯在温度800至900°的炉膛内加热10小时，再随炉冷却到300°，出炉，以进行退火，退火的作用是为了软化金属，圆坯料经退火处理后抛丸8至15分钟，获得齿轮元件8，以去除圆坯料表面残留物质如氧化皮等；

s4、将齿轮元件8放置在齿轮制造装置内，由齿轮制造装置加工，从而获得半成品齿轮，将半成品齿轮经正火、回火及退火热处理，正火是将半成品齿轮在温度为600-620℃条件下保温45至50min，再升温至800至820℃，保温30至25min；回火是将半成品齿轮降温至400至410℃，保温55至65min，再回温至500至520℃，保温60至70min；退火是将半成品齿轮降温至440至450℃，保持3h以上直至半成品齿轮冷却；

s5、对半成品齿轮进行去除毛刺、披锋，并用镗孔机对齿轮进行镗孔加工，得到齿轮成品。

工作原理：

在使用该装置时，首先齿轮工件8固定在固定轴7上，然后通过接通外部电源启动机床2，机床2通过驱动盘9带动刀盘10进行转动，进而完成对齿轮工件8的加工，当第一个弧齿切割完成后，通过连接外部电源启动第二电机22带动转动轴11进行转动，转动轴11转动带动两个支撑杆12进行转动，两个支撑杆12带动转动环14进行转动，转动轴11转动的同时带动导杆13进行转动，当导杆13进行转动时与第一个限位块16接触时，带动转动盘6进行转动，进而通过固定轴7带动齿轮工件8进行转动，当导杆13通过第一个限位块16后，转动环14通过连接口15，使得转动环14的一端移动到第一个限位块16和第二限位块16的中间，进而起到一个限位的作用，这样能够保证导杆13每次都按顺序撞击限位块16，通过转动环14的设置，限定了转动盘6转动的距离，从而完成间歇性等距转动，这样在对齿轮工件8进行切槽加工时，通过该装置的设置，可以一次性将所有槽切割出来，从而提升了弧齿齿轮的加工速度，避免中间停机调试设备。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。