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1、齿轮零件的机械加工工艺过程及进行滚齿加工用的夹具设计第一部份 齿轮零件的机械加工工艺过程1、定位基准的选择在零件的加工过程中,合理的选择定位基准对保证零件的尺寸精度和位置度有着决定性的作用。根据工件加工要求确定工件应限制的自由度数后，某一方向自由度的限制往往会有几个定位基准可选择，则提出了如何正确选择定位基准的问题。定位基准有粗基准和精基准之分。1.1.粗基准的选择原则：（1）尽量选择不要求加工的表面作为粗基准.这样可使加工表面与不加工表面之间的位置误差量最小,同时还可以在一次装夹中加工出更多的表面。（2）若
2、零件的所有表面都要加工,应选择加工余量和公差最小的表面作为粗基准.这样可保证作为粗基准的表面在加工时,余量均匀。（3）选择光洁、平整、面积足够大、装夹稳定的表面作为粗基准。（4）粗基准一般只在第一到工序中用,以后应避免重复使用。1.2．精基准的选择原则:基准重合的选择原则。尽可能的用设计基准作为定位基准,这样可避免因定位基准与设计基准不重合而引起的定位误差,以保证加工表面与设计基准间的位置精度。基准同一原则.一尽可能多的表面加工都用同一个定位基准,这样有利于保证各加工面之间的位置精度。选择面积大、精度较高、安装
3、稳定的表面作为精基准,而且所选的基准使夹具结构简单,装夹和加工方便。综合上面的粗基准和精基准的选择原则,为使基准同一和基准重合,齿轮加工时常选内孔和端面作为精基准加工外圆和齿轮,用作精基准的端面和内孔要在一次装夹中加工出来以保证两者之间的垂直度,但是在加工大型齿轮时可用外圆作找正基准,但此时应保证内孔与外圆同轴。所以加工本设计齿轮用齿轮外圆和端面作为粗基准,用内孔和端面作为精基准。2.、装夹方法在加工齿轮时在滚齿机上一般用心轴装夹,滚齿心轴夹具3.、加工工艺问题(1)、基准修正齿形表面淬火后,内孔会受到影响而变
4、形:一般的孔直径会缩小0.01-0.05mm,因此淬火后应安排精基准修正工序.修正的方法有推孔和磨孔,也可以用镗孔。推孔是用推刀进行的,用压力机将推刀强行从孔中间推过既可。此法生产率较高,一般不要留推孔余量。对精度要求较高的或是淬硬后的孔、直径大而短的孔则应采用,磨孔工艺,磨孔必须留有磨削余量。(2)、齿轮加工方案保证齿轮精度是齿轮加工的主要工艺问题,轮齿的加工方案主要取决于加工精度和热处理要求。根据各个加工精度等级的加工方案如下:8级以下精度的齿轮多采用:滚(插)齿→齿端加工→热处理→修正内孔。因热处理后的齿
5、面不再加工,为弥补热处理变形,热处理前的齿形加工精度应比设计图纸上的精度要求要提高一级。6-7级精度的齿轮有两个方案。剃-珩方案:滚(插)→齿端加工→剃齿→表面淬火→修正基准→珩齿。此方案生产率高、设备简单、成本较低,一般用于6级精度或热处理变形较大时。5级以上精度的齿轮采用的方案为粗滚(插)齿→精滚(插)齿→齿端加工→淬火→修正基准→粗磨齿→精磨齿。此方案精度最高,但成本高,生产率最低。参考文献<<金属工艺学>>表2.3.2齿形加工方案,得出各方案所达到的齿面加工质量如下表: 加工方案 精度等级 齿面的表面粗
6、糙度Ra/mm 适用范围 成形法铣齿 9级以下 6.3～3.2 单件小批生产中加工直齿和螺旋齿轮及齿条 展成法 滚齿 8～7 3.2～1.6 各种批量生产中加工直齿、斜外啮合圆柱轮和蜗轮 插齿 8～7 1.6 各种批量生产中加工内外圆柱齿轮、双联齿轮等 剃齿 7～6 0.8～0.4 大批量生产中滚齿或插齿后未经淬火的齿轮精加工 珩齿 7～6 1.6～0.4 大批量生产中高频淬火硬齿形的精加工 磨齿 6～3 0.8～0.2 单件小批生产中淬硬或不淬硬的精加工 研齿 0
7、.4～0.2 淬硬齿轮的齿形精加工,可有效地减小齿面的Ra值 由设计图纸给出的加工精度和热处理要求确定齿轮的加工方案如下:滚齿→热处理→修正基准→剃齿(3)、热处理的安排由设计图纸上的技术要求,热处理工序在工艺过程中的安排如下： 正火 调质 表面渗碳淬火及低温回火 ↓ ↓ ↓毛坯→粗加工→半精加→精加工①正火。大多数锻件都要经过正火处理,一般安排在毛坯制造和粗加工之间,以改善金属的机械切削性能。②调质。调质可获得良好是机械性能,调质后仍可用刀具进行加工,因而一般安排在
8、粗精加工与半精加工之间,这样有助于消除粗加工产生的内应力。③渗碳。经渗碳后表层与心部含碳量相差明显,表现出表面硬、耐磨和心部韧性和朔性好的特点。渗碳后的工件一般要经过淬火和低温回火处理,使表面层有回火马氏体结构和消除渗碳过程中形成的粗晶粒结构。④淬火。这种方法是快速加热使工件表层奥氏体化,不等心部组织发生变化,立即快速冷却,表层起到淬火作用,其结果是表层获得马氏体组织,而心部仍然保持朔
