一种外齿轮轴套加工工艺及其铣削-清理一体化设备的制作方法

本发明涉及外齿轮轴套加工技术领域，特别是涉及一种外齿轮轴套加工工艺及其铣削-清理一体化设备。

背景技术：

齿轮是机械设计中的重要部件，轴套通常套设在齿轮转轴上对齿轮转轴起保护作用，齿轮轴套拥有两者功能，拥有齿轮部分和轴套部分，是机械设计中的重要部件。

公开号为cn110102990a的中国专利公开了一种齿轮加工工艺，涉及齿轮加工技术领域。其包括如下步骤：s1、毛坯选购，s2、毛坯正火，s3、机加工，s4、研中心孔，s5、开键槽，s6、滚齿，s7、渗碳挂抛，s8、粗磨，s9、刮齿，s10、精磨，s11、清洗，s12、检测。

但是，在这种齿轮加工工艺中，工件经过滚齿加工后，工件的外周的齿轮面上存在大量的碎屑，如果不对碎屑进行处理而直接进行渗碳挂抛，存在工件表面凹凸不平，从而对齿轮加工的质量造成影响的可能。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种外齿轮轴套加工工艺及其铣削-清理一体化设备，在对外齿轮轴套进行渗碳前对其表面的碎屑进行清理，减少了外齿轮轴套的表面因碎屑的存在而凹凸不平的可能，其具有提高外齿轮轴套的生产质量的效果。

本发明的上述技术目的一是通过以下技术方案得以实现的：一种外齿轮轴套加工工艺，包括以下加工工序：

胚料切割：选用42crmo为胚料，通过锯床按照外齿轮轴套的规格尺寸大小将配料切割成段，得到第一加工产品；

预加热：取第一加工产品放入加热炉以300℃的温度增温加热1～1.5h，直至第一加工产品加热至1150℃，然后从加热炉内取出得到第二加工产品；

锻件成型：通过锻压机对第二加工产品以850～1150℃的温度对第二加工产品进行热锻，后冷却，使得第二加工产品沿轴向加工出轴套通孔，得到第三加工产品；

铣削处理：通过铣削-清理一体化设备对第三加工产品的外周进行滚齿和清理碎屑加工，得到外齿轮轴套；

渗碳处理：首先将渗碳炉升到820～850℃温度保温0.5～1h，将准备就绪的齿轮置于渗碳箱内，在渗碳箱缝隙处填满渗碳剂，送入渗碳炉内，然后缓慢加热升温至900～930℃，保温时间为1～1.5h渗碳层厚度为0.1～0.125mm；

出炉冷却：待渗碳炉内温度冷却至300℃时将外齿轮轴套取出，进行空冷；

检测出库：待外齿轮轴套的温度降至室温时，用hr-150a洛式硬度计对其进行检验，以hrc在33-39内为合格件。

通过上述技术方案，将胚料依次经过胚料切割、预加热、锻件成型、铣削处理、渗碳处理、出炉冷却、检测出库这几个加工工艺将胚料加工成外齿轮轴套，在加工过程中，对胚料先后进行预加热和热锻，逐渐提高胚料的温度，再进行锻造挤压成型，有利于提高胚料的机械性能；经过滚齿加工后通过铣削-清理一体化设备对外齿轮轴套外侧的碎屑进行清理后，再对外齿轮轴套进行渗碳处理，有利于减少外齿轮轴套外侧粘接有碎屑而导致加工完成后外齿轮轴套的表面凹凸不平的可能，有利于提高最后加工完成的成品的外表面的平整度，进而提高了加工质量。

本发明进一步设置为：在将铣削处理后和渗碳处理前，将外齿轮轴套及渗碳箱置于450～550℃炉内进行气化脱脂，除去表面油污、铁屑及其他有害杂物，对于外齿轮轴套不需渗碳的部位，采用防渗涂料涂覆表面。

通过上述技术方案，在对外齿轮轴套进行渗碳处理之前，再次对外齿轮轴套表面的油污、铁屑及其他有害杂物进行去除，增强了对外齿轮轴套的清洁强度，提高了渗碳前外齿轮轴套表面的清洁度，从而有利于进一步提高外齿轮轴套的生产质量。

本发明的上述技术目的二是通过以下技术方案得以实现的：用于外齿轮轴套加工工艺的铣削-清理一体化设备，包括机台以及设置在机台上的铣削机构以及清理机构，所述铣削机构包括用于固定外齿轮轴套的固定组件以及转动连接在机台上的铣削刀具，所述铣削刀具包括竖直设置的转动柱以及沿转动柱外周均匀设置的两列以上的刀片，每列所述刀片包括两个以上刀片，且位于同一列的所述刀片沿转动柱的轴向均匀分布，所述刀片的刀头的形状与外齿轮轴套上的齿轮之间的间隙的形状相同，在竖直方向上相邻的两个所述刀片与外齿轮轴套上相邻两个齿轮的间隙相对应，所述固定组件夹持着外齿轮轴套沿水平方向设置，且外齿轮轴套的轴心线与转动柱的轴心线保持垂直。

通过上述技术方案，在对外齿轮轴套进行铣削处理前，通过固定组件对外齿轮轴套进行固定，接着驱动铣削刀具对外齿轮轴套进行铣削加工，待外齿轮轴套外周的齿轮铣削完成后，此时外齿轮轴套的外周粘接有铣削过程中产生的铁屑，再通过清理机构对铁屑进行清理，这样设置，有利于减少外齿轮轴套在进入渗碳处理时因表面粘接有铁屑而使得外齿轮轴套表面凹凸不平的可能。

本发明进一步设置为：所述固定组件包括支撑座、连接柱以及驱动连接柱旋转的第一电机，所述支撑座固定支撑在机台上，所述连接柱沿水平方向转动设置在支撑座上，所述第一电机固设在支撑座上，所述连接柱远离第一电机的一端同轴连接有插接柱，所述插接柱穿设过外齿轮轴套的通孔并与通孔相嵌合，所述插接柱靠近连接柱的一端的外周固设有限位圈，外齿轮轴套的一端端面与所述限位圈相抵触，所述插接柱远离连接柱的一端可拆卸设有用于限制外齿轮轴套的限位件。

通过上述技术方案，操作者可以将外齿轮轴套上的通孔与插接柱相对应，并将插接柱穿设过外齿轮轴套，将外齿轮轴套朝向连接柱推移，直至外齿轮轴套的端面与限位圈相抵触，接着再通过限位件将外齿轮轴套远离限位圈一端限制住，从而将外齿轮轴套限制固定在插接柱上，铣削处理完成后，再将外齿轮轴套从插接柱上拆卸下来，操作简单便捷。

本发明进一步设置为：所述限位件包括卡接杆，所述插接柱远离限位圈的一端延伸出外齿轮轴套的部分沿径向开设有插接孔，所述卡接杆卡接在插接孔内，所述卡接杆在水平方向上横跨过外齿轮轴套上的通孔。

通过上述技术方案，操作者将卡接杆穿设并卡接在插接孔内，使得卡接杆将外齿轮轴套的位置限制住，从而使得外齿轮轴套固定限制在插接柱上；当需要将铣削处理完成后的外齿轮轴套从插接柱上取下时，操作者再将卡接杆从插接孔内取出，并将外齿轮轴套从插接柱上脱离，操作简单便捷。

本发明进一步设置为：所述卡接杆朝向外齿轮轴套的一侧设有橡胶层，所述橡胶层与插接孔的内壁和外齿轮轴套远离限位圈的一侧相抵触。

通过上述技术方案，橡胶层的设置，有利于增强卡接杆与外齿轮轴套之间的摩擦阻力，有利于减少在铣削过程中卡接杆从插接孔内脱离的可能，增强了卡接杆与插接孔之间连接的紧密性；同时，卡接杆朝向外齿轮轴套的一侧通过橡胶层与外齿轮轴套相抵触，增强了卡接杆与外齿轮轴套之间连接的紧密性，从而增强了插接柱与外齿轮轴套之间连接的紧密性，这样设置，有利于减少铣削加工过程中外齿轮轴套与插接柱之间发生相对旋转位移的可能，进而有利于减少因外齿轮轴套与插接柱之间发生相对旋转位移而导致外齿轮轴套外侧的齿轮铣削位置发生偏移的可能。

本发明进一步设置为：所述清理机构包括立支架以及固定连接在立支架上的横板，所述立支架设置在连接柱背离转动柱的一侧，所述横板位于外齿轮轴套的上方，所述横板朝向外齿轮轴套的一侧设有清理刷，所述清理刷远离横板一端的端部与外齿轮轴套的外侧相贴合。

通过上述技术方案，铣削过程中，第一电机驱动连接柱旋转，从而驱动外齿轮轴套同时发生旋转，此时清理刷对驱动外齿轮轴套外侧粘接的铁屑进行清扫，从而对铁屑起到了清理作用，减少了铁屑粘接在外齿轮轴套的外侧经渗碳处理后造成外齿轮轴套外表面凹凸不平的可能。

本发明进一步设置为：所述清理刷远离横板一端设为锯齿状，所述清理刷远离横板一端与外齿轮轴套的齿轮之间的间隙底端相抵触。

通过上述技术方案，锯齿状的清理刷的设置，有利于增加清理刷与外齿轮轴套外表面的接触面积，便于清理刷将齿轮之间的间隙内的铁屑，提高了清理刷清理铁屑的效果。

本发明进一步设置为：所述清理刷滑移设置在横板上，所述横板朝向外齿轮轴套的一侧设有驱动清理刷移动的气缸，所述清理刷的移动轨迹与外齿轮轴套的轴心线保持平行。

通过上述技术方案，清理刷在对外齿轮轴套外侧粘接的铁屑进行清理的过程中，气缸驱动清理刷沿着与外齿轮轴套的轴心线相平行的轨迹移动，从而便于清理刷将齿轮之间的间隙内的铁屑沿轴向清理干净，进一步提高了清理刷对铁屑清理的质量。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1.在对外齿轮轴套的加工过程中，增加对经过铣削的外齿轮轴套外侧粘接的铁屑进行清理的操作步骤，有利于提高外齿轮轴套的清洁度，从而有利于减少在进行渗碳处理的过程中残留的铁屑造成外齿轮轴套表面凹凸不平的可能，有利于提高外齿轮轴套的加工质量；

2.铣削和铁屑清理同时进行，有利于提高加工的效率。

附图说明

图1是实施例四中用于体现铣削-清理一体化设备的整体结构示意图。

图2是实施例四中用于体现铣削-清理一体化设备的整体结构示意图。

图3是图2中a部的放大图。

附图标记：1、机台；2、铣削机构；21、固定组件；211、支撑座；2111、支撑杆；212、连接柱；213、第一电机；214、插接柱；2141、插接孔；2151、限位圈；216、卡接杆；2161、橡胶层；22、铣削刀具；221、转动柱；222、刀片；223、第二电机；3、清理机构；31、立支架；32、横板；321、清理刷；322、气缸；4、外齿轮轴套；41、通孔。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例一：为本发明公开的一种外齿轮轴套加工工艺，包括以下加工工序：

胚料切割：选用42crmo为胚料，通过锯床按照外齿轮轴套的规格尺寸大小将配料切割成段，得到第一加工产品；

预加热：取第一加工产品放入加热炉以300℃的温度增温加热1h，直至第一加工产品加热至1150℃，然后从加热炉内取出得到第二加工产品；

锻件成型：通过锻压机对第二加工产品以850℃的温度对第二加工产品进行热锻，后冷却，使得第二加工产品沿轴向加工出轴套通孔，得到第三加工产品；

铣削处理：通过铣削-清理一体化设备对第三加工产品的外周进行滚齿和清理碎屑加工，得到外齿轮轴套；

在将铣削处理后和渗碳处理前，将外齿轮轴套及渗碳箱置于450℃炉内进行气化脱脂，除去表面油污、铁屑及其他有害杂物，对于外齿轮轴套不需渗碳的部位，采用防渗涂料涂覆表面。在对外齿轮轴套经过滚齿加工后对其表面粘接的铁屑进行清理，有利于减少铁屑粘接在外齿轮轴套外侧造成外齿轮轴套成品表面凹凸不平而对产品质量造成影响的可能。

渗碳处理：首先将渗碳炉升到820℃温度保温1h，将准备就绪的齿轮置于渗碳箱内，在渗碳箱缝隙处填满渗碳剂，送入渗碳炉内，然后缓慢加热升温至900℃，保温时间为1.5h渗碳层厚度为0.125mm；

出炉冷却：待渗碳炉内温度冷却至300℃时将外齿轮轴套取出，进行空冷；

检测出库：待外齿轮轴套的温度降至室温时，用hr-150a洛式硬度计对其进行检验，以hrc在33-39内为合格件。

实施例二：与实施例一不同的是，为本发明公开的一种外齿轮轴套加工工艺，包括以下加工工序：

胚料切割：选用42crmo为胚料，通过锯床按照外齿轮轴套的规格尺寸大小将配料切割成段，得到第一加工产品；

预加热：取第一加工产品放入加热炉以300℃的温度增温加热1.25h，直至第一加工产品加热至1150℃，然后从加热炉内取出得到第二加工产品；

锻件成型：通过锻压机对第二加工产品以1000℃的温度对第二加工产品进行热锻，后冷却，使得第二加工产品沿轴向加工出轴套通孔，得到第三加工产品；

铣削处理：通过铣削-清理一体化设备对第三加工产品的外周进行滚齿和清理碎屑加工，得到外齿轮轴套；

在将铣削处理后和渗碳处理前，将外齿轮轴套及渗碳箱置于500℃炉内进行气化脱脂，除去表面油污、铁屑及其他有害杂物，对于外齿轮轴套不需渗碳的部位，采用防渗涂料涂覆表面。在对外齿轮轴套经过滚齿加工后对其表面粘接的铁屑进行清理，有利于减少铁屑粘接在外齿轮轴套外侧造成外齿轮轴套成品表面凹凸不平而对产品质量造成影响的可能。

渗碳处理：首先将渗碳炉升到835℃温度保温0.75h，将准备就绪的齿轮置于渗碳箱内，在渗碳箱缝隙处填满渗碳剂，送入渗碳炉内，然后缓慢加热升温至915℃，保温时间为1.25h渗碳层厚度为0.1125mm；

出炉冷却：待渗碳炉内温度冷却至300℃时将外齿轮轴套取出，进行空冷；

检测出库：待外齿轮轴套的温度降至室温时，用hr-150a洛式硬度计对其进行检验，以hrc在33-39内为合格件。

实施例三：与实施例一不同的是，与实施例一不同的是，为本发明公开的一种外齿轮轴套加工工艺，包括以下加工工序：

胚料切割：选用42crmo为胚料，通过锯床按照外齿轮轴套的规格尺寸大小将配料切割成段，得到第一加工产品；

预加热：取第一加工产品放入加热炉以300℃的温度增温加热1.5h，直至第一加工产品加热至1150℃，然后从加热炉内取出得到第二加工产品；

锻件成型：通过锻压机对第二加工产品以1150℃的温度对第二加工产品进行热锻，后冷却，使得第二加工产品沿轴向加工出轴套通孔，得到第三加工产品；

铣削处理：通过铣削-清理一体化设备对第三加工产品的外周进行滚齿和清理碎屑加工，得到外齿轮轴套；

在将铣削处理后和渗碳处理前，将外齿轮轴套及渗碳箱置于450～550℃炉内进行气化脱脂，除去表面油污、铁屑及其他有害杂物，对于外齿轮轴套不需渗碳的部位，采用防渗涂料涂覆表面。在对外齿轮轴套经过滚齿加工后对其表面粘接的铁屑进行清理，有利于减少铁屑粘接在外齿轮轴套外侧造成外齿轮轴套成品表面凹凸不平而对产品质量造成影响的可能。

渗碳处理：首先将渗碳炉升到850℃温度保温0.5，将准备就绪的齿轮置于渗碳箱内，在渗碳箱缝隙处填满渗碳剂，送入渗碳炉内，然后缓慢加热升温至930℃，保温时间为1h渗碳层厚度为0.1mm；

出炉冷却：待渗碳炉内温度冷却至300℃时将外齿轮轴套取出，进行空冷；

检测出库：待外齿轮轴套的温度降至室温时，用hr-150a洛式硬度计对其进行检验，以hrc在33-39内为合格件。

实施例四：参考图1，为本发明公开的一种用于外齿轮轴套加工工艺的铣削-清理一体化设备，包括机台1以及设置在机台1上的铣削机构2以及清理机构3。在铣削处理工序中，铣削机构2对外齿轮轴套4外周的齿轮进行滚齿加工的同时，清理机构3对外齿轮轴套4外侧的铁屑进行清理。

参考图1和图2，铣削机构2包括用于固定外齿轮轴套4的固定组件21以及转动连接在机台1上的铣削刀具22，固定组件21包括焊接支撑在机台1上的支撑座211、连接柱212以及驱动连接柱212旋转的第一电机213，连接柱212沿水平方向转动设置在支撑座211的上方，支撑座211上焊接有支撑杆2111，连接柱212穿设过支撑杆2111并支撑在支撑杆2111上，连接柱212与第一电机213的输出轴同轴连接，第一电机213固定放置在支撑座211上。连接柱212远离第一电机213的一端同轴连接有插接柱214，插接柱214的横截面的形状与外齿轮轴套4上的通孔41的形状相同。

参考图2和图3，插接柱214远离连接柱212的一端可拆卸设有限位件，限位件包括卡接杆216，卡接杆216的长度大于插接柱214的直径，插接柱214远离限位圈2151的一端沿径向开设有插接孔2141，卡接杆216可穿设过插接孔214并与插接孔2141卡接固定。

参考图1，当需要对外齿轮轴套4进行铣削处理时，操作者通过通孔41与插接柱214的配合将外齿轮轴套4套设在插接柱214的外侧，并推移外齿轮轴套4直至与限位圈2151相抵触。

参考图2和图3，此时插接孔2141位于外齿轮轴套4背离第一电机213的一侧，且插接孔2141在竖直平面上与外齿轮轴套4的端面相齐平。接着，操作者再将卡接杆216穿设并卡接在插接孔2141内。

参考图1和图2，此时，卡接杆216横跨过通孔41，卡接杆216和限位圈2151分别抵触在外齿轮轴套4的两端，从而实现对外齿轮轴套4固定。

参考图2和图3，卡接杆216朝向外齿轮轴套4的一侧粘接有一层橡胶层2161，橡胶层2161与插接孔2141的内壁相抵触，且延伸出插接孔2141的卡接杆216上的橡胶层2161与外齿轮轴套4远离限位圈2151的一侧相抵触，橡胶层2161的设置，有利于增强卡接杆216与插接孔2141之间连接的紧密性，同时也增大了卡接杆216与外齿轮轴套4之间的摩擦阻力，增强了对外齿轮轴套4的限制作用，减少了卡接杆216与外齿轮轴套4之间发生相对位移的可能，从而有利于增强外齿轮轴套4与插接柱214之间连接的稳定性。

参考图2，铣削刀具22包括转动设置在机台1上的转动柱221，转动柱221沿竖直方向设置，且转动柱221的轴心线与齿轮轴套的轴心线保持垂直，机台1的下方设有用于驱动转动柱221旋转的第二电机223，在本实施例中，转动柱221的外周共设有的六列刀片222，刀片222的刀头的形状与外齿轮轴套4上的齿轮之间的间隙的形状相同，六列刀片222沿转动柱221的外周成螺旋状均匀分布，每列刀片222包括两个以上刀片222，在本实施例中，每列刀片222包括七片，七片刀片222沿转动柱221的竖直方向均匀分布，在竖直方向上相邻的两个刀片222与外齿轮轴套4上相邻两个齿轮的间隙相对应。对外齿轮轴套4外侧的齿轮进行铣削加工时，第一电机213通过连接柱212驱动外齿轮轴套4旋转，与此同时，第二电机223驱动转动柱221旋转，刀片222沿外齿轮轴套4的径向铣削出齿轮。

参考图1，清理机构3包括立支架31以及焊接支撑在立支架31上的横板32，立支架31的底端焊接在机台1上且设置在连接柱212背离转动柱221的一侧，横板32位于外齿轮轴套4的上方，横板32的长度方向与外齿轮轴套4的径向保持平行。横板32朝向外齿轮轴套4的一侧滑移设有清理刷321，横板32朝向外齿轮轴套4的一侧设有驱动清理刷321沿着横板32的宽度方向移动的气缸322，气缸322的输出端与清理刷321的一侧粘接固定，清理刷321远离横板32一端设为锯齿状，清理刷321呈锯齿状的一端与外齿轮轴套4的齿轮之间的间隙底端相抵触。

参考图1，在对外齿轮轴套4进行齿轮铣削的同时，气缸322的输出端通过做伸缩运动使得清理刷321对外齿轮轴套4外侧粘接的铁屑进行清理。此时清理刷321的移动轨迹与外齿轮轴套4的轴心线保持平行，从而便于将齿轮之间的铁屑清理干净。这样设置，实现对外齿轮轴套4外侧在铣削过程中粘接的铁屑的清理，减少了铁屑粘接在外齿轮轴套4外侧经过渗碳处理后，铁屑夹杂在渗碳层内造成外齿轮轴套4表面凹凸不平的可能，有利于提高外齿轮轴套4的产品质量。

本实施例的实施原理为：在铣削处理加工工序中，操作者将外齿轮轴套4卡套在插接柱214的外侧，并将卡接杆216穿设并卡接在插接孔2141内，通过卡接杆216和限位圈2151对外齿轮轴套4的两端进行限位固定；接着第一电机213通过连接柱212和插接柱214驱动外齿轮轴套4进行旋转，第二电机223驱动转动柱221旋转，刀片222对外齿轮轴套4的外侧进行铣削，使得外齿轮轴套4的外侧形成齿轮，与此同时，气缸322驱动清理刷321沿着横板32的宽度方向滑移，从而沿轴向将外齿轮轴套4的外侧粘接的铁屑清理干净。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。