本发明涉及一种齿轮加工工艺，特别是一种大模数少齿数齿轮加工工艺。
背景技术：
橡胶沥青泵是一种外啮合齿轮泵，由两个外齿轮啮合而输送液体、结构简单、重量轻、工作可靠、主要用于输送含固体小颗粒的橡胶粉改性沥青。根据其外啮合结构，采用大模数少齿数的设计，排量相对小模数多齿数的设计来得大，对于一定排量的齿轮，大模数少齿数使泵的体积更小。同时小的齿顶圆有利于减小径向不平衡力，齿数少噪音更低，脉动小。但是大模数少齿数齿轮加工比较困难，目前齿轮加工主要有成型法和范成法，其中成型法主要有盘状和指状成型铣刀加工刀具，对于同一模数的齿轮，只要齿数不同，齿廓形状就不相同，需采用不同的成形刀具，刀具制作成本很高；范成法主要有齿轮型和齿条型加工刀具，加工少齿数齿轮时会产生严重的“根切”，很少用于加工10齿以下的齿轮，并且刀具制作价格高。因此，现有的技术存在着生产成本高的问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于，提供一种大模数少齿数齿轮加工工艺。本发明具有能够降低生产成本的特点。
本发明的技术方案：一种大模数少齿数齿轮加工工艺,包括以下步骤：
第一步，建模；根据齿轮给定的参数，绘制齿轮三维模型图；
第二步，根据第一步中生成的齿轮三维模型图，依次生成齿廓的粗加工轨迹、半精加工轨迹和精加工轨迹；
第三步，加工；运用cam技术，将粗加工轨迹、半精加工轨迹和精加工轨迹生成加工代码，将加工代码导入四轴加工中心，对齿轮的齿廓依次进行粗加工、半精加工和精加工作业，得到成品；
齿廓的粗加工的过程为，铣刀从齿槽中间沿着齿廓轴向方向进行开槽切削作业，完成齿轮齿廓的粗加工；
齿廓的半精加工的过程为：平铣刀沿着完成粗加工后的齿廓面进行切削作业，整个过程保证平铣刀都与齿廓型线相垂直；
齿廓的精加工的过程为：球面铣刀沿着完成半精加工作业后的齿廓面进行切削作业，整个过程保证球面铣刀都与齿廓型线相垂直。
前述的一种大模数少齿数齿轮加工工艺中，齿廓的粗加工中开槽切削作业的具体过程为：先根据齿槽宽度选择合适大小的铣刀，将铣刀从齿槽中间沿着齿廓轴向方向开槽，完成切削后将铣刀上提，完成第一刀切削；然后，铣刀根据齿廓左移，并沿着齿廓轴向方向开槽，左移的距离不超过铣刀直径，将铣刀复位至铣刀左移的初始位置，完成第二刀切削；随后，将铣刀右移沿齿廓轴向方向开槽，且右移距离与第二刀切削过程中的左移距离相同；如此往复完成齿廓的粗加工。
前述的一种大模数少齿数齿轮加工工艺中，完成粗加工后的齿廓留有1-2mm的加工余量。
前述的一种大模数少齿数齿轮加工工艺中，齿轮在完成齿廓的粗加工后还需进行调质处理；所述调质处理的过程为：先将完成齿廓粗加工的齿轮放置到淬火炉内，用13-16分钟的时间将淬火炉炉温从室温线性升温至180-200℃；再用40-50分钟的时间将炉温继续线性升温至500-550℃；然后，用50-60分钟的时间将炉温继续线性升温至600-610℃，完成升温，然后保温170-190分钟，得到a品；保温结束后，打开淬火炉的炉门，使得a品掉入冷却油中进行淬火处理，得到b品；然后，将b品放入回火炉中，用50-60分钟的时间将炉温线性升温至600-650℃，保温30-40分钟，然后用70-80分钟的时间将回火炉的温度继续线性升温至700-720℃，保温50-60分钟，最后将炉温进行自然冷却至常温，完成回火处理。
前述的一种大模数少齿数齿轮加工工艺中，齿廓的半精加工过程中采用的平铣刀为硬质平铣刀；且半精加工完成后，齿廓的形状留有0.1-0.2mm的加工余量。
前述的一种大模数少齿数齿轮加工工艺中，齿廓的精加工过程中的球面铣刀采用高精度硬质球面铣刀；球面铣刀沿着齿廓面完成切削后，球面铣刀还需根据原来行走轨迹空走一刀。
前述的一种大模数少齿数齿轮加工工艺中，齿廓的精加工作业完成后还需进行微变形热处理；所述微变形热处理为离子氮化处理或qpq盐浴复合处理。
前述的一种大模数少齿数齿轮加工工艺中，所述qpq盐浴复合处理的具体过程为：1)先将齿轮进行清洗，得到a品；2)对a品进行预热，预热的温度为450-500℃，预热的温度为10-13min，得到b品；3)对b品进行盐浴氮化处理，即将b品放入盐浴氮化炉内，盐浴氮化炉的温度保持在550-580℃内，并保温30-40min，然后以5-8℃/min的线性升温速度将盐浴氮化炉的温度升至620-640℃，并保温20-30min，得到c品；4)将c品进行盐浴氧化处理，即将c品放入盐浴氧化炉中，先将盐浴氧化炉的温度保持在500-520℃，保温10-15min，然后以2-3℃/min的线性降温速度降盐浴氧化炉的温度降至470-480℃，并保温5-15min，得到d品；5)将d品放入冷水中冷却，用热水浸泡后，用冷水清洗再烘干，得到e品；6)将e品进行抛光处理，得到成品。
前述的一种大模数少齿数齿轮加工工艺中，所述抛光处理采用金刚砂轮进行，抛光的厚度为0.01mm。
与现有技术相比，本发明采用从齿槽中间沿着齿廓轴向方向进行开槽切削的粗加工轨迹，采用刀具与齿廓面垂直并沿着齿廓面进行半精加工和精加工的移动轨迹，以此来取代传统的加工轨迹，使其采用普通的铣刀、硬质平铣刀和硬质球刀就可以加工各种模数、齿数、压力角、渐开线、摆线、圆弧、包络线等参数不同的大模数少齿数的齿轮，无需特定的加工刀具，加工方法通用性强，也极大的降低了生产的成本；而且通过上述加工方法和加工刀具之间的相互配合，还能有效的提高齿面的光洁度和精度，使得加工出的齿轮精度能够达到6级精度，齿面光洁度达到ra0.4。同时，由于通过cam技术生成加工代码后，输入四轴加工中心，就可以完成复杂的齿廓展成包络加工，无设备特殊要求和操作者技能要求，加工技术要求低，加工精度也能得到有效的改善。另外，本发明通过在粗加工后对齿轮进行调质处理，在精加工后再进行微变形热处理技术，通过严格控制调质处理和微变形热处理的各个工艺参数，使得齿面的硬度达到60hrc以上，极大的改善了齿轮的性能。
附图说明
图1是粗加工的轨迹示意图；
图2是半精加工的轨迹示意图；
图3是精加工的轨迹示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
实施例1。一种大模数少齿数齿轮加工工艺，构成如图1至图3所示，包括以下步骤：
第一步，建模；根据齿轮给定的参数，绘制齿轮三维模型图；
第二步，根据第一步中生成的齿轮三维模型图，依次生成齿廓的粗加工轨迹、半精加工轨迹和精加工轨迹；
第三步，加工；运用cam技术，将粗加工轨迹、半精加工轨迹和精加工轨迹生成加工代码，将加工代码导入四轴加工中心，对齿轮的齿廓依次进行粗加工、半精加工和精加工作业，得到成品；
齿廓的粗加工的过程为，铣刀从齿槽中间沿着齿廓轴向方向进行开槽切削作业，完成齿轮齿廓的粗加工；
齿廓的半精加工的过程为：平铣刀沿着完成粗加工后的齿廓面进行切削作业，整个半精加工过程保证平铣刀都与齿廓型线相垂直；
齿廓的精加工的过程为：球面铣刀沿着完成半精加工作业后的齿廓面进行切削作业，整个精加工过程保证球面铣刀都与齿廓型线相垂直。
齿廓的粗加工中开槽切削作业的具体过程为：先根据齿槽宽度选择合适大小的铣刀，将铣刀从齿槽中间沿着齿廓轴向方向开槽，完成切削后将铣刀上提一定距离，完成第一刀切削；然后，铣刀根据齿廓左移，并沿着齿廓轴向方向开槽，左移的距离不超过铣刀直径，将铣刀复位至铣刀左移的初始位置，完成第二刀切削；随后，将铣刀右移沿齿廓轴向方向开槽，且右移距离与第二刀切削过程中的左移距离相同；如此往复完成齿廓的粗加工。
完成粗加工后的齿廓留有1-2mm的加工余量。
齿轮在完成齿廓的粗加工后还需进行调质处理；所述调质处理的过程为：先将完成齿廓粗加工的齿轮放置到淬火炉内，用13-16分钟的时间将淬火炉炉温从室温线性升温至180-200℃；再用40-50分钟的时间将炉温继续线性升温至500-550℃；然后，用50-60分钟的时间将炉温继续线性升温至600-610℃，完成升温，然后保温170-190分钟，得到a品；保温结束后，打开淬火炉的炉门，使得a品掉入冷却油中进行淬火处理，得到b品；然后，将b品放入回火炉中，用50-60分钟的时间将炉温线性升温至600-650℃，保温30-40分钟，然后用70-80分钟的时间将回火炉的温度继续线性升温至700-720℃，保温50-60分钟，最后将炉温进行自然冷却至常温，完成回火处理。
齿廓的半精加工过程中采用的平铣刀为硬质平铣刀；且半精加工完成后，齿廓的形状留有0.1-0.2mm的加工余量。
齿廓的精加工过程中的球面铣刀采用高精度硬质球面铣刀；球面铣刀沿着齿廓面完成切削后，球面铣刀还需根据原来行走轨迹空走一刀。
齿廓的精加工作业完成后还需进行微变形热处理；所述微变形热处理为离子氮化处理或qpq盐浴复合处理。
所述qpq盐浴复合处理的具体过程为：1)先将齿轮进行清洗，得到a品；2)对a品进行预热，预热的温度为450-500℃，预热的温度为10-13min，得到b品；3)对b品进行盐浴氮化处理，即将b品放入盐浴氮化炉内，盐浴氮化炉的温度保持在550-580℃内，并保温30-40min，然后以5-8℃/min的线性升温速度将盐浴氮化炉的温度升至620-640℃，并保温20-30min，得到c品；4)将c品进行盐浴氧化处理，即将c品放入盐浴氧化炉中，先将盐浴氧化炉的温度保持在500-520℃，保温10-15min，然后以2-3℃/min的线性降温速度降盐浴氧化炉的温度降至470-480℃，并保温5-15min，得到d品；5)将d品放入冷水中冷却，用热水浸泡后，用冷水清洗再烘干，得到e品；6)将e品进行抛光处理，得到成品。
所述抛光处理采用金刚砂轮进行，抛光的厚度为0.01mm。
建模和生成齿廓的粗加工轨迹、半精加工轨迹和精加工轨迹均采用cam技术完成。如ugnx、pro/nc、catia等软件。
实施例2。一种大模数少齿数齿轮加工工艺，构成如图1至图3所示，包括以下步骤：
第一步，建模；根据齿轮给定的参数，绘制齿轮三维模型图；
第二步，根据第一步中生成的齿轮三维模型图，依次生成齿廓的粗加工轨迹、半精加工轨迹和精加工轨迹；
第三步，加工；运用cam技术，将粗加工轨迹、半精加工轨迹和精加工轨迹生成加工代码，将加工代码导入四轴加工中心，对齿轮的齿廓依次进行粗加工、半精加工和精加工作业，得到成品；
齿廓的粗加工的过程为，铣刀从齿槽中间沿着齿廓轴向方向进行开槽切削作业，完成齿轮齿廓的粗加工；
齿廓的半精加工的过程为：平铣刀沿着完成粗加工后的齿廓面进行切削作业，整个半精加工过程保证平铣刀都与齿廓型线相垂直；
齿廓的精加工的过程为：球面铣刀沿着完成半精加工作业后的齿廓面进行切削作业，整个精加工过程保证球面铣刀都与齿廓型线相垂直。
齿廓的粗加工中开槽切削作业的具体过程为：先根据齿槽宽度选择合适大小的铣刀，将铣刀从齿槽中间沿着齿廓轴向方向开槽，完成切削后将铣刀上提一定距离，完成第一刀切削；然后，铣刀根据齿廓左移，并沿着齿廓轴向方向开槽，左移的距离不超过铣刀直径，将铣刀复位至铣刀左移的初始位置，完成第二刀切削；随后，将铣刀右移沿齿廓轴向方向开槽，且右移距离与第二刀切削过程中的左移距离相同；如此往复完成齿廓的粗加工。
完成粗加工后的齿廓留有1mm的加工余量。
齿轮在完成齿廓的粗加工后还需进行调质处理；所述调质处理的过程为：先将完成齿廓粗加工的齿轮放置到淬火炉内，用13分钟的时间将淬火炉炉温从室温线性升温至180℃；再用40分钟的时间将炉温继续线性升温至500℃；然后，用50分钟的时间将炉温继续线性升温至600℃，完成升温，然后保温170分钟，得到a品；保温结束后，打开淬火炉的炉门，使得a品掉入冷却油中进行淬火处理，得到b品；然后，将b品放入回火炉中，用50分钟的时间将炉温线性升温至600℃，保温30分钟，然后用70分钟的时间将回火炉的温度继续线性升温至700℃，保温50分钟，最后将炉温进行自然冷却至常温，完成回火处理。
齿廓的半精加工过程中采用的平铣刀为硬质平铣刀；且半精加工完成后，齿廓的形状留有0.1mm的加工余量。
齿廓的精加工过程中的球面铣刀采用高精度硬质球面铣刀；球面铣刀沿着齿廓面完成切削后，球面铣刀还需根据原来行走轨迹空走一刀。
齿廓的精加工作业完成后还需进行微变形热处理；所述微变形热处理为离子氮化处理或qpq盐浴复合处理。
所述qpq盐浴复合处理的具体过程为：1)先将齿轮进行清洗，得到a品；2)对a品进行预热，预热的温度为450℃，预热的温度为10min，得到b品；3)对b品进行盐浴氮化处理，即将b品放入盐浴氮化炉内，盐浴氮化炉的温度保持在550℃内，并保温30min，然后以5℃/min的线性升温速度将盐浴氮化炉的温度升至620℃，并保温20min，得到c品；4)将c品进行盐浴氧化处理，即将c品放入盐浴氧化炉中，先将盐浴氧化炉的温度保持在500℃，保温10min，然后以2℃/min的线性降温速度降盐浴氧化炉的温度降至470℃，并保温5min，得到d品；5)将d品放入冷水中冷却，用热水浸泡后，用冷水清洗再烘干，得到e品；6)将e品进行抛光处理，得到成品。
所述抛光处理采用金刚砂轮进行，抛光的厚度为0.01mm。
建模和生成齿廓的粗加工轨迹、半精加工轨迹和精加工轨迹均采用cam技术完成。如ugnx、pro/nc、catia等软件。
实施例3。一种大模数少齿数齿轮加工工艺，构成如图1至图3所示，包括以下步骤：
第一步，建模；根据齿轮给定的参数，绘制齿轮三维模型图；
第二步，根据第一步中生成的齿轮三维模型图，依次生成齿廓的粗加工轨迹、半精加工轨迹和精加工轨迹；
第三步，加工；运用cam技术，将粗加工轨迹、半精加工轨迹和精加工轨迹生成加工代码，将加工代码导入四轴加工中心，对齿轮的齿廓依次进行粗加工、半精加工和精加工作业，得到成品；
齿廓的粗加工的过程为，铣刀从齿槽中间沿着齿廓轴向方向进行开槽切削作业，完成齿轮齿廓的粗加工；
齿廓的半精加工的过程为：平铣刀沿着完成粗加工后的齿廓面进行切削作业，整个半精加工过程保证平铣刀都与齿廓型线相垂直；
齿廓的精加工的过程为：球面铣刀沿着完成半精加工作业后的齿廓面进行切削作业，整个精加工过程保证球面铣刀都与齿廓型线相垂直。
齿廓的粗加工中开槽切削作业的具体过程为：先根据齿槽宽度选择合适大小的铣刀，将铣刀从齿槽中间沿着齿廓轴向方向开槽，完成切削后将铣刀上提一定距离，完成第一刀切削；然后，铣刀根据齿廓左移，并沿着齿廓轴向方向开槽，左移的距离不超过铣刀直径，将铣刀复位至铣刀左移的初始位置，完成第二刀切削；随后，将铣刀右移沿齿廓轴向方向开槽，且右移距离与第二刀切削过程中的左移距离相同；如此往复完成齿廓的粗加工。
完成粗加工后的齿廓留有1.5mm的加工余量。
齿轮在完成齿廓的粗加工后还需进行调质处理；所述调质处理的过程为：先将完成齿廓粗加工的齿轮放置到淬火炉内，用14分钟的时间将淬火炉炉温从室温线性升温至190℃；再用45分钟的时间将炉温继续线性升温至525℃；然后，用55分钟的时间将炉温继续线性升温至605℃，完成升温，然后保温180分钟，得到a品；保温结束后，打开淬火炉的炉门，使得a品掉入冷却油中进行淬火处理，得到b品；然后，将b品放入回火炉中，用55分钟的时间将炉温线性升温至625℃，保温35分钟，然后用75分钟的时间将回火炉的温度继续线性升温至710℃，保温55分钟，最后将炉温进行自然冷却至常温，完成回火处理。
齿廓的半精加工过程中采用的平铣刀为硬质平铣刀；且半精加工完成后，齿廓的形状留有0.15mm的加工余量。
齿廓的精加工过程中的球面铣刀采用高精度硬质球面铣刀；球面铣刀沿着齿廓面完成切削后，球面铣刀还需根据原来行走轨迹空走一刀。
齿廓的精加工作业完成后还需进行微变形热处理；所述微变形热处理为离子氮化处理或qpq盐浴复合处理。
所述qpq盐浴复合处理的具体过程为：1)先将齿轮进行清洗，得到a品；2)对a品进行预热，预热的温度为475℃，预热的温度为12min，得到b品；3)对b品进行盐浴氮化处理，即将b品放入盐浴氮化炉内，盐浴氮化炉的温度保持在565℃内，并保温35min，然后以7℃/min的线性升温速度将盐浴氮化炉的温度升至630℃，并保温25min，得到c品；4)将c品进行盐浴氧化处理，即将c品放入盐浴氧化炉中，先将盐浴氧化炉的温度保持在510℃，保温12.5min，然后以2.5℃/min的线性降温速度降盐浴氧化炉的温度降至475℃，并保温10min，得到d品；5)将d品放入冷水中冷却，用热水浸泡后，用冷水清洗再烘干，得到e品；6)将e品进行抛光处理，得到成品。
所述抛光处理采用金刚砂轮进行，抛光的厚度为0.01mm。
建模和生成齿廓的粗加工轨迹、半精加工轨迹和精加工轨迹均采用cam技术完成。如ugnx、pro/nc、catia等软件。
实施例4。一种大模数少齿数齿轮加工工艺，构成如图1至图3所示，包括以下步骤：
第一步，建模；根据齿轮给定的参数，绘制齿轮三维模型图；
第二步，根据第一步中生成的齿轮三维模型图，依次生成齿廓的粗加工轨迹、半精加工轨迹和精加工轨迹；
第三步，加工；运用cam技术，将粗加工轨迹、半精加工轨迹和精加工轨迹生成加工代码，将加工代码导入四轴加工中心，对齿轮的齿廓依次进行粗加工、半精加工和精加工作业，得到成品；
齿廓的粗加工的过程为，铣刀从齿槽中间沿着齿廓轴向方向进行开槽切削作业，完成齿轮齿廓的粗加工；
齿廓的半精加工的过程为：平铣刀沿着完成粗加工后的齿廓面进行切削作业，整个半精加工过程保证平铣刀都与齿廓型线相垂直；
齿廓的精加工的过程为：球面铣刀沿着完成半精加工作业后的齿廓面进行切削作业，整个精加工过程保证球面铣刀都与齿廓型线相垂直。
齿廓的粗加工中开槽切削作业的具体过程为：先根据齿槽宽度选择合适大小的铣刀，将铣刀从齿槽中间沿着齿廓轴向方向开槽，完成切削后将铣刀上提一定距离，完成第一刀切削；然后，铣刀根据齿廓左移，并沿着齿廓轴向方向开槽，左移的距离不超过铣刀直径，将铣刀复位至铣刀左移的初始位置，完成第二刀切削；随后，将铣刀右移沿齿廓轴向方向开槽，且右移距离与第二刀切削过程中的左移距离相同；如此往复完成齿廓的粗加工。
完成粗加工后的齿廓留有2mm的加工余量。
齿轮在完成齿廓的粗加工后还需进行调质处理；所述调质处理的过程为：先将完成齿廓粗加工的齿轮放置到淬火炉内，用16分钟的时间将淬火炉炉温从室温线性升温至200℃；再用50分钟的时间将炉温继续线性升温至550℃；然后，用60分钟的时间将炉温继续线性升温至610℃，完成升温，然后保温190分钟，得到a品；保温结束后，打开淬火炉的炉门，使得a品掉入冷却油中进行淬火处理，得到b品；然后，将b品放入回火炉中，用60分钟的时间将炉温线性升温至650℃，保温40分钟，然后用80分钟的时间将回火炉的温度继续线性升温至720℃，保温60分钟，最后将炉温进行自然冷却至常温，完成回火处理。
齿廓的半精加工过程中采用的平铣刀为硬质平铣刀；且半精加工完成后，齿廓的形状留有0.2mm的加工余量。
齿廓的精加工过程中的球面铣刀采用高精度硬质球面铣刀；球面铣刀沿着齿廓面完成切削后，球面铣刀还需根据原来行走轨迹空走一刀。
齿廓的精加工作业完成后还需进行微变形热处理；所述微变形热处理为离子氮化处理或qpq盐浴复合处理。
所述qpq盐浴复合处理的具体过程为：1)先将齿轮进行清洗，得到a品；2)对a品进行预热，预热的温度为500℃，预热的温度为13min，得到b品；3)对b品进行盐浴氮化处理，即将b品放入盐浴氮化炉内，盐浴氮化炉的温度保持在580℃内，并保温40min，然后以8℃/min的线性升温速度将盐浴氮化炉的温度升至640℃，并保温30min，得到c品；4)将c品进行盐浴氧化处理，即将c品放入盐浴氧化炉中，先将盐浴氧化炉的温度保持在520℃，保温15min，然后以3℃/min的线性降温速度降盐浴氧化炉的温度降至480℃，并保温15min，得到d品；5)将d品放入冷水中冷却，用热水浸泡后，用冷水清洗再烘干，得到e品；6)将e品进行抛光处理，得到成品。
所述抛光处理采用金刚砂轮进行，抛光的厚度为0.01mm。
建模和生成齿廓的粗加工轨迹、半精加工轨迹和精加工轨迹均采用cam技术完成。如ugnx、pro/nc、catia等软件。