旋压技术在内齿轮制造中的应用及展望

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1、!"#$!"#$%&’()*+%,-文章编号!"*0(1/"(""(//0#/"1//*(1/,旋压技术在内齿轮制造中的应用及展望杨何发"$程秀全"$胡昱($夏琴香(!"+广州民航职业技术学院"广州2"/3/,#(+华南理工大学机械工程学院"广州2"/*3/$摘要!叙述了国内外的主要齿轮加工方法"引出常用内齿轮的加工方法"进一步介绍旋压技术在内齿轮中的应用"重点介绍杯形薄壁矩形内齿旋压成形工艺的成形机理"并说明了采用旋压技术来成形杯形薄壁矩形内齿轮是合理可行的%关键词!机械制造#旋压#内齿轮#成形机理中图分类号!45,,2+"

2、$文献标识码!6!引言一般为$’"(级#表面粗糙度值%)为*+,’,+(!-.其齿轮在航空航天!航海!汽车!摩托车和工程机生产效率不高#一般用于单件小批量生产"械等行业应用非常广泛"齿轮设计和加工技术水平"#"滚齿加工标志着机械工业水平和一个国家工业化的程度"随滚齿是利用展成齿轮加工原理加工的一种方着现代控制技术和制造水平的飞速发展#齿轮制造法"加工过程实质上是一对交错轴的斜齿轮的啮合技术也在日益发展!"#!$#"传动过程"在滚齿时#滚刀和工件分别绕轴线旋转!传统的齿轮加工方法很多#制齿原理和工具各滚刀逐渐切近工件并沿工件径向

3、或螺线方向进给!不相同#加工的齿轮类型!尺寸也有不同#例如插齿!工件逐渐被切出齿形"滚齿!磨齿!剃齿!珩齿!挤齿等#其中内啮合齿轮常滚齿加工是连续分度!连续切削!无空行程损用的加工方法有插齿!拉齿!滚齿等"从金属成形机失!加工生产率高的方法"但由于滚刀结构限制#容理角度讲#插齿!滚齿!拉齿等属于切削成形#直接使屑槽数量有限#滚刀每转动一圈切削的齿数有限#加用刀具将金属切削成齿形轮廓并且产生废料$而类工齿面的表面粗糙度值大于插齿加工"似挤齿!旋压的制齿方法属于塑性无切削成形工艺#"#$!,&插齿加工制齿过程金属流线不被切断#成为

4、沿着挤压件轮廓插齿加工原理是一对圆柱齿轮无间隙啮合的展连续分布的金属流线#也不产生废料"由于这种方法成齿轮加工#其中一个是工件#另一个是端面磨有前的诸多优点#现在针对齿轮的塑性加工方法已经引角!齿顶及齿侧均磨有厚角的插齿刀"插齿时#插齿起了制造业界的普遍关注%"&"刀沿工件轴向作直线往复运动以完成切削主运动#在刀具与齿坯作无间隙啮合运动过程中#在齿坯上"传统齿轮齿形加工逐渐切出齿廓""#!铣齿加工插齿加工的齿形精度比滚齿高#齿面的表面粗铣齿加工是可在普通铣床上用成形铣刀铣削齿糙度值小#但由于刀具制造时生产的齿距累积误差形的一种

5、方法"铣削时工件安装在分度头上#铣刀对会直接传递给加工齿轮#因此#被切齿轮运动精度低工件进行切削加工#工作台带动工件作直线进给运于滚齿齿轮"另外#插齿加工齿向偏差比滚齿的大#动"铣齿的优点是加工铣床要求不高#但由于刀具存生产率低#插齿有空行程损失"在近似误差和铣齿分齿转角误差等影响#加工精度"#%!"/&挤齿加工齿轮挤齿加工也称齿轮冷精挤"它是挤轮与工基金项目!国家自然科学基金资助项目!2/302/$0&’广东省自然科学件之间在一定压力下按圆柱齿轮无侧隙啮合的自由基金重点资助项目7/3"/2$3,8对滚过程#属于按展成原理的无

6、切削加工"挤轮实质收稿日期!(//*1""1"(上是一个高精度的具有修形的渐开线齿形的圆柱齿作者简介!杨何发!"$**1&"男"高工"从事金属塑性加工教学与研究轮#有时还有一定的变位量#挤轮与工件成平行轴旋!"!"#$%&’()*+%,-!"#$转!由于挤轮的宽度超过工件的宽度"所以在精挤过毛坯形状#尺寸和性程中"挤轮与工件不需沿轴线相对移动"只需径向进能"而且显著改变工给"直到要求尺寸!件壁厚$减薄%的成形挤齿具有生产率高#经济性好的特点"挤后齿轮方法!强力旋压包括精度高#表面粗糙度低!另外"挤齿由于齿面的均匀锥形件剪切旋压

7、和筒塑性变形"产生冷作硬化层"从而工件耐磨性#疲劳形件流动旋压"按照强度和使用寿命有明显的提高!变形金属流动方向与!"#!"#$旋轮进给运动方向是其他齿轮加工方法对于%级精度以上的齿轮或者淬火后的硬齿面图"普通旋压成形工艺否一致"筒形件旋压加工"往往要在滚齿或插齿后进行热处理"再进行齿又分为正旋和反旋两种!随着数控技术的发展"旋压面的精加工"有剃齿#珩齿和磨齿等方法!水平逐步提高!剃齿一般用于未淬火圆柱齿轮的精加工"生产与焊接或切削等金属加工方法相比"旋压时毛率很高"有很强的误差纠正能力"是软齿面精加工最坯受三向变形力的作用"

8、使工件中的夹渣#夹层#裂常用的加工方法之一!缝#砂眼等缺陷暴露出来"起到自检作用"变形区沿磨齿加工适用于淬硬齿轮的精加工!磨齿加工滑移错移"得到连续完整的纤维组织"材料具有各向工艺成本高"加工效率较低"机床结构复杂!同性"工件的硬度#抗拉强度和屈服强度得到提高!珩齿是齿轮光整