一体式锥齿轮的加工方法

文档序号:9361862
一体式锥齿轮的加工方法
【专利说明】
[0001]
技术领域
[0002] 本发明涉及齿轮的制造方法,尤其涉及一种一体式锥齿轮的加工方法。
【背景技术】
[0003] 锥齿轮也叫伞齿轮,具有负荷承载力强、噪音低与润滑性好等优点,被广泛应用于 工业传动设备、车辆差速器、机车、船舶、电厂、钢厂与铁路轨道检测等。
[0004] 锥齿轮以前是在锥齿轮专机上加工,但因刀具(铣刀盘和砂轮盘)退刀等问题,无 法加工一体式锥齿轮,通常是把锥齿轮与光轴分开加工,再把锥齿轮与光轴烘装在一起,但 是采用与光轴烘装在一起的锥齿轮,相比于一体式的锥齿轮,其整体结构的稳定性会受到 影响,同时,在烘装过程中必然也存在精度误差,影响锥齿轮的整体精度,且加工较为繁琐, 大大降低了其生产效率。

【发明内容】

[0005] 本发明的目的在于克服以上的不足,提供一种结构稳定性好,且加工精度高的一 体式锥齿轮的加工方法。
[0006] 本发明的目的通过以下技术方案来实现:一体式锥齿轮的加工方法,包括以下步 骤: A、 备料:锻造毛坯,将毛坯正火升温到930°C后保温3小时,在空气中冷却到室内温度, 再升温到680°C后保温3小时,最后将所得工件在空气中冷却到室温; B、 将步骤A中锻造后的毛坯两端划钻中心孔,选用B5中心孔; C、 粗车见光:将步骤B中所得工件装夹在车床上,车刀车工件的齿轮体、齿轮轴的各阶 台外圆,车掉工件表面氧化皮即可,保留到最大尺寸,得到一体式锥齿轮粗车体; D、 探伤:将步骤C中粗车后的一体式锥齿轮粗车体用超声波进行探伤检测,使之探伤 后的工件缺陷容许< Φ 2mm,底波降低量< 6dB,工件不产生延伸缺陷与密集缺陷区; E、 热处理:将步骤C中探伤合格后的一体式锥齿轮粗车体进行正火升温到930°C后保 温3小时,在空气中冷却到室内温度,再升温到680°C后保温3小时,最后将所得工件在空气 中冷却到室温,使其布氏硬度达到HB215~235 ; F、 粗车:在车床上搭中心架,将步骤E热处理后的一体式锥齿轮粗车体装夹在车床上, 进一步通过车工件齿轮体、齿轮轴的各台阶外圆和长度,单边留5mm余量,修两端中心孔, 并从中切取有本体试样1与本体试样2 ; G、 毛坯复验:将步骤F中的本体试样1进行化学成分、晶粒度、非金属夹杂物的复验,同 时将本体试样2做机械性能的复验; H、 半精车:将通过步骤G中复验合格后的一体式锥齿轮毛坯件装夹在车床上,在车床 上搭中心架,车一体式锥齿轮齿轮轴、齿轮体各阶台的外圆和长度,单边留3mm余量,车面 锥、背锥、前锥到成品,修两端中心孔,得到一体式锥齿轮半精车品; I、 粗铣齿:将经步骤H中得到的一体式锥齿轮半精车品装夹在铣床上,机床分度头装 夹齿轮背锥方向轴颈,采用专用工装顶住工件面锥方向的中心孔,棒铣刀沿着预先设定好 的路径对一体式锥齿轮半精品进行粗铣加工,中点分度圆弦齿厚预留精铣齿量到1mm,其齿 底以圆弧R过渡,并铣到成品,齿根以沉深圆弧R过渡; J、 倒角:将步骤I中粗铣齿后的一体式锥齿轮进行倒角,分别对齿廓与齿顶进行倒角, 齿廓倒角1. 5X45°,齿顶倒圆角Rl ; K、 热处理:将步骤J中倒角后的一体式锥齿轮齿面进行渗碳淬火,除齿牙外其余部份 涂防渗碳层,防渗碳层的厚度为0. 3_,将经过涂抹防身碳层的一体式锥齿轮进行高温处 理,温度保持在920~930°C并保温8小时,然后在空气中冷却至400~500°C,再升温到 820~830°C保温4小时后进行油淬,油温为60°C,使得渗碳淬火后齿面硬度为HRC56~60, 芯部硬度为HRC30~42 ; L、 喷丸:将步骤K中热处理后的工件齿面采用2. 5mm的铁砂进行喷丸处理,使之喷丸后 的齿面硬度为HRC58~62,喷丸选用2. 5mm的铁砂; M、 精车:将步骤L中喷丸后的一体锥齿轮装夹在车床上,车床卡装夹背锥方向轴颈, 专用工装的直柄顶尖顶面锥方向轴颈中心孔,车刀车齿轮轴、齿轮体各阶台的外圆,单边留 0. 3mm余量,端面留0. 2mm余量,并修两端中心孔; N、 粗磨:将步骤M中精车后的工件装夹外圆磨床,双顶一体式锥齿轮中心孔,粗磨齿轮 轴、齿轮体各阶台的外圆,单边留〇. 15mm余量,磨削长度到成品; 〇:精铣齿:将步骤N中粗磨后的一体式锥齿轮装夹,分度头装夹齿轮背锥方向轴颈, 用专用工装顶住工件面锥方向的中心孔,对左右齿面进行精加工,中点齿厚加工到成品,齿 底和齿根不用加工; P :着色滚检:将步骤〇中精铣齿后的齿轮与相配对的齿轮进行着色,使得在轻载时啮 合区域中长度方向占总齿宽的43%~47%,高度方向占全齿高的50%,接触位置在啮合区域 的中部偏锥齿轮小端; Q :检测:将步骤P中着色滚检后的成品锥齿轮送齿轮检测仪检测其齿部精度,并进行 磁粉探伤,使之工件探伤后线性缺陷< 〇. 5,圆形缺陷< 0. 1 ; R :精磨:将步骤Q中检测后的工件进行精磨,精磨工件各阶台外圆到成品; S :终检:将步骤R中精磨后的工件进行终检,检验各尺寸精度,并做好记录。
[0007] 采用上述技术方案,本发明中,步骤C中氧化皮为钢铁在高温下发生氧化作用而 形成的腐蚀产物,如果不去除将严重影响工件质量;步骤F与步骤G中的本体试样1与本体 试样2分别用于化学成分、夹杂物与机械受力性能的复验,符合材料测验的合理性;步骤I 中点分度圆弦齿厚预留精铣齿量到1mm,为后续精铣齿的加工做准备;步骤J中,锥齿轮的 齿顶倒圆角,能避免棱角刮伤其它设备或者人员,防止应力集中与啮合干涉;步骤L中喷丸 处理,提高齿疲劳强度和消除热处理应力;步骤P中,接触区域有大小、位置要求,接触区比 例过小,传递的扭矩达不到要求,比例过大,加载后会出现啮合干涉,容易断齿,设定啮合区 域中长度方向占总齿宽的43%~47%,高度方向占全齿高的50%时,能解决该问题;接触位 置,若靠近锥齿轮大端,加载后会延伸出齿面之外,无法满足传扭,啮合处载荷增大,齿面容 易点蚀、脱落,固设定接触位置在啮合区域的中部偏锥齿轮小端。
[0008] 优选的,在步骤0中,装配时,分度头装夹齿轮背锥方向轴颈,用工装顶住工件面 锥方向的中心孔,找正跳动值< 0.01,并找正其上母线和侧母线跳动值< 0.01,采用工装 顶尖配合中心孔进行装配,装夹简单、牢固,通过对跳动值限定为<0.01,能确保工件夹持 的水平性。
[0009] 本方法在步骤I、M与0中采用专用于一体式锥齿轮加工工装,采用该工装可以实 现高精度、效率高的一体式锥齿轮的加工,该工装包括直柄顶尖、尾座和顶尖支架;所述的 直柄顶尖与顶尖支架为可拆卸式连接,所述尾座与顶尖支架之间为可拆卸式连接;所述直 柄顶尖包括顶尖头及顶尖体,所述顶尖头呈圆锥体;所述顶尖体安装在顶尖支架上;所述 尾座包括上端面、下端面,上端面与下端面之间通过支撑梁链接,且上、下两个端面平行;所 述顶尖支架安装在尾座的上端面上,所述直柄顶尖轴线与所加工的锥齿轮轴的轴线位于同 一水平线上,通过设置专用工装用于锥齿轮的加工,不仅装夹方便、牢固,而且工装结构简 单、合理。使用时,将该工装是与分度头一同固定在机床工作台上,使得分度头的机身回转 轴的轴线与直柄顶尖的轴线位于同一水平线上,分度头卡爪夹住锥齿轮背锥方向的轴颈, 直柄顶尖的顶尖头顶住锥齿轮面锥方向的轴颈中心孔。棒铣刀沿预先设定好的路径对锥齿 轮体进行加工。
[0010] 具体地,本发明所述的技术方案其尾座的上端面设有贯通的槽体,顶尖支架底座 前后两端均设置有与该槽体相匹配的定位槽,所述槽体的槽底中线与直柄顶尖轴线平行。 安装时,紧固螺栓穿过定位槽将顶尖支架固定尾座上。
[0011] 本技术方案中的顶尖头与顶尖体可进行一体设计,顶尖体前端安装有顶尖轴套, 顶尖体的尾端设有环形限位槽,顶尖体中端设有滑动限位槽;顶尖轴套与顶尖体之间设有 若干角接触球轴承,顶尖轴套前端固定连接有端盖,端盖与顶尖体
再多了解一些
当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1