人字齒輪加工的一般流程如下:
毛坯準(zhǔn)備
選擇材料:根據(jù)人字齒輪加工的使用要求和性能特點(diǎn),選擇合適的材料,如碳素鋼、合金鋼等。常見的材料有45鋼、40Cr等,對(duì)于要求較高的場(chǎng)合可選用38CrMoAl等氮化鋼。
鍛造或鑄造毛坯:通過鍛造或鑄造工藝獲得人字齒輪的毛坯件。鍛造可以材料的內(nèi)部組織,提高齒輪的力學(xué)性能;鑄造則適用于形狀復(fù)雜的齒輪,但需要注意控制鑄造缺陷。
車削加工
粗車:將毛坯件安裝在車床上,使用外圓車刀等刀具對(duì)齒輪的外圓、端面、內(nèi)孔等部位進(jìn)行粗加工,大部分余量,接近終尺寸。同時(shí),車削出齒輪的基準(zhǔn)面,為后續(xù)加工提供定位基準(zhǔn)。
精車:在粗車的基礎(chǔ)上,使用精度高的刀具和切削參數(shù)進(jìn)行精車,保證各部位的尺寸精度和表面粗糙度。對(duì)于需要安裝在軸上的人字齒輪,還需要對(duì)內(nèi)孔進(jìn)行高精度的加工,以保證與軸的配合精度。
齒形加工
銑齒加工:如果采用銑削方法,需先根據(jù)人字齒輪的模數(shù)、齒數(shù)等參數(shù)選擇合適的銑刀,如指狀銑刀或盤銑刀等。對(duì)于無(wú)空刀槽人字齒輪,可采用高速鋼指狀成形銑刀銑削,或在數(shù)控銑齒機(jī)上用小直徑棒銑刀采用包絡(luò)齒形方法銑削。在銑齒機(jī)上,將齒輪毛坯裝夾牢固,按照預(yù)定的銑削參數(shù)進(jìn)行粗銑和精銑,逐步加工出齒形。
滾齒加工:把滾刀安裝在滾齒機(jī)的刀架上,將人字齒輪毛坯裝夾在滾齒機(jī)的工作臺(tái)上,并進(jìn)行找正。根據(jù)人字齒輪的模數(shù)、齒數(shù)等參數(shù)調(diào)整滾齒機(jī)的傳動(dòng)比和切削參數(shù),使?jié)L刀與齒輪毛坯之間形成正確的嚙合運(yùn)動(dòng)。啟動(dòng)滾齒機(jī),滾刀在旋轉(zhuǎn)的同時(shí)沿齒輪毛坯的軸向進(jìn)給,通過滾刀與齒輪毛坯的相對(duì)運(yùn)動(dòng),逐漸滾切出齒形。
插齒加工:選擇合適的插齒刀,將其安裝在插齒機(jī)的主軸上,把人字齒輪毛坯安裝在插齒機(jī)的工作臺(tái)上并進(jìn)行找正夾緊。根據(jù)齒輪的參數(shù)調(diào)整插齒機(jī)的沖程、進(jìn)給量等參數(shù),使插齒刀與齒輪毛坯之間實(shí)現(xiàn)正確的嚙合運(yùn)動(dòng)。插齒刀在上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)的同時(shí),還沿齒輪毛坯的徑向進(jìn)行進(jìn)給,逐步將齒槽插削出來(lái),形成齒形。
熱處理
淬火:將加工好齒形的人字齒輪放入淬火爐中,加熱到預(yù)定的淬火溫度,然后迅速冷卻,以提高齒輪的硬度和性。淬火溫度和冷卻方式根據(jù)齒輪的材料和性能要求而定,如45鋼一般采用840℃左右的水淬或油淬。
回火:淬火后的齒輪存在較大的內(nèi)應(yīng)力,容易產(chǎn)生變形和開裂,需要進(jìn)行回火處理。回火是將齒輪加熱到溫度后保溫一段時(shí)間,然后緩慢冷卻,以內(nèi)應(yīng)力,穩(wěn)定組織和尺寸,提高齒輪的韌性和疲勞強(qiáng)度。
磨齒加工
粗磨:對(duì)于精度要求較高的人字齒輪,在熱處理后需要進(jìn)行磨齒加工。先使用粗磨砂輪對(duì)齒面進(jìn)行粗磨,熱處理產(chǎn)生的氧化皮和變形層,提高齒面的平整度和精度,為精磨做好準(zhǔn)備。
精磨:換細(xì)的砂輪進(jìn)行精磨,通過控制砂輪的進(jìn)給量和磨削速度,進(jìn)一步提高齒形精度和表面粗糙度,使其達(dá)到設(shè)計(jì)要求。磨齒加工可以采用成型磨或展成磨的方法,展成磨的精度高,適用于高精度的人字齒輪加工。
檢驗(yàn)與質(zhì)量控制
尺寸精度檢驗(yàn):使用量具如卡尺、千分尺、齒輪測(cè)量?jī)x等對(duì)人字齒輪的齒厚、齒寬、模數(shù)、齒數(shù)、分度圓直徑等尺寸進(jìn)行測(cè)量,確保其符合設(shè)計(jì)圖紙的要求。
形位公差檢驗(yàn):檢查齒輪的齒形公差、齒向公差、跳動(dòng)公差等形位公差項(xiàng)目,可采用齒輪測(cè)量中心等精密設(shè)備進(jìn)行檢測(cè),以保證齒輪的傳動(dòng)精度和平穩(wěn)性。
表面質(zhì)量檢驗(yàn):通過目視觀察或使用粗糙度儀等設(shè)備檢查齒面的表面粗糙度,不允許有裂紋、砂眼、毛刺等缺陷。
硬度檢驗(yàn):使用硬度計(jì)對(duì)齒輪的齒面和心部進(jìn)行硬度檢測(cè),確保硬度值在規(guī)定的范圍內(nèi),以保證齒輪的力學(xué)性能。