人字齒輪加工的一般流程如下:
毛坯準備
選擇材料:根據人字齒輪加工的使用要求和性能特點,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,對于要求較高的場合可選用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。鍛造可以材料的內部組織,提高齒輪的力學性能;鑄造則適用于形狀復雜的齒輪,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齒輪的外圓、端面、內孔等部位進行粗加工,大部分余量,接近終尺寸。同時,車削出齒輪的基準面,為后續(xù)加工提供定位基準。
精車:在粗車的基礎上,使用精度高的刀具和切削參數進行精車,保證各部位的尺寸精度和表面粗糙度。對于需要安裝在軸上的人字齒輪,還需要對內孔進行高精度的加工,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,需先根據人字齒輪的模數、齒數等參數選擇合適的銑刀,如指狀銑刀或盤銑刀等。對于無空刀槽人字齒輪,可采用高速鋼指狀成形銑刀銑削,或在數控銑齒機上用小直徑棒銑刀采用包絡齒形方法銑削。在銑齒機上,將齒輪毛坯裝夾牢固,按照預定的銑削參數進行粗銑和精銑,逐步加工出齒形。
滾齒加工:把滾刀安裝在滾齒機的刀架上,將人字齒輪毛坯裝夾在滾齒機的工作臺上,并進行找正。根據人字齒輪的模數、齒數等參數調整滾齒機的傳動比和切削參數,使?jié)L刀與齒輪毛坯之間形成正確的嚙合運動。啟動滾齒機,滾刀在旋轉的同時沿齒輪毛坯的軸向進給,通過滾刀與齒輪毛坯的相對運動,逐漸滾切出齒形。
插齒加工:選擇合適的插齒刀,將其安裝在插齒機的主軸上,把人字齒輪毛坯安裝在插齒機的工作臺上并進行找正夾緊。根據齒輪的參數調整插齒機的沖程、進給量等參數,使插齒刀與齒輪毛坯之間實現(xiàn)正確的嚙合運動。插齒刀在上下往復運動的同時,還沿齒輪毛坯的徑向進行進給,逐步將齒槽插削出來,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應力,容易產生變形和開裂,需要進行回火處理?;鼗鹗菍X輪加熱到溫度后保溫一段時間,然后緩慢冷卻,以內應力,穩(wěn)定組織和尺寸,提高齒輪的韌性和疲勞強度。
磨齒加工
粗磨:對于精度要求較高的人字齒輪,在熱處理后需要進行磨齒加工。先使用粗磨砂輪對齒面進行粗磨,熱處理產生的氧化皮和變形層,提高齒面的平整度和精度,為精磨做好準備。
精磨:換細的砂輪進行精磨,通過控制砂輪的進給量和磨削速度,進一步提高齒形精度和表面粗糙度,使其達到設計要求。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。
檢驗與質量控制
尺寸精度檢驗:使用量具如卡尺、千分尺、齒輪測量儀等對人字齒輪的齒厚、齒寬、模數、齒數、分度圓直徑等尺寸進行測量,確保其符合設計圖紙的要求。
形位公差檢驗:檢查齒輪的齒形公差、齒向公差、跳動公差等形位公差項目,可采用齒輪測量中心等精密設備進行檢測,以保證齒輪的傳動精度和平穩(wěn)性。
表面質量檢驗:通過目視觀察或使用粗糙度儀等設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:使用硬度計對齒輪的齒面和心部進行硬度檢測,確保硬度值在規(guī)定的范圍內,以保證齒輪的力學性能。