大型齿轮加工新技术、新工艺及对机床工具的新需求.pdf

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1、大型齿轮加工新技术新工艺及对机床工具的新需求大连华锐重工集团股份有限公司减速机厂(辽宁116035)张本麒张雅斌较大，可安装大型专用镶片盘型铣刀。精度等级在7级以上或硬齿面的齿轮以磨齿作为精加工工序，目前我厂磨齿最大模数可达40，最大磨齿设备的工作台回转直径可达4m。大连华锐重工减速机厂技术厂长张本麒当前，中国制造业面临着如何从中国制造升级为中国创造的转折，自主创新、全面提升制造技术水平是关键点，其中齿轮作为工业化的基础，以其在整个制造业的广泛应用而占有举足轻重的地位，图l它的制造水平往往能反映出一个国家制造业的整体2．大型齿轮制造的技术难点及对机床刀水平。具、工艺等

2、方面的要求1．我公司大型齿轮加工的状况大型齿轮制造的技术难点集中在复杂曲面齿形我公司加工的大型齿轮以渐开线圆柱齿轮居加工方式的选择和热处理齿部变形的控制，前者往多，按零件大体形状可分为大齿轮、齿轮轴和内往由于受加工机床和刀具的限制而不易实现，后者齿圈；按热处理方式可分为调质齿轮、氮化齿轮及则由于毛坯材质和热处理工序的不稳定性往往无规渗碳淬火齿轮等。大型齿轮一般要求粗、精加工分律可循。开，其中渐开线齿槽的加工是关键工序，在我厂大型齿轮对加工机床的要求主要体现在刚性和模数≤30且齿顶圆直径≤6m的齿轮均可采用大型柔性两个方面。刚性是从机床本身构造来说，床身滚齿机配备标准镶

3、片滚刀进行展成法加工(见图可承载大型齿坯的重量，驱动电动机拥有足够大的1)，而超过上述参数范围的齿轮件则要考虑特殊功率，传动链可靠，主轴的回转、刀架的进给应能的铣齿设备(例如带分度功能的大型铣床、镗床够承受齿槽加工过程中产生的巨大切削阻力；柔性等)，并设计专用刀具(如指形铣刀、盘铣刀等)是从机床应用范围来讲，大型齿轮一般为单件小批进行单齿仿形法加工；大型内齿圈的加工一般在配生产，功能单一的专用设备并不适合该类型的生产备内齿刀架的数控铣齿机上进行，刀架的装刀空间模式，所以在机床设计阶段应充分考虑到设备的使、4lmet口

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6、，尽可能满足不同类型、不同尺寸大型齿轮度(见图2)。的加工需求，提高设备的利用率，降低加工成本。3．大型齿轮同时，随着机床工业的发展，加工机床的数控化已加工的发展方向成为必然，它会让操作更简捷，控制更精确，加工近年来，大型效率也更高。齿轮的加工在追求大型齿轮对刀具的要求集中体现在耐用度上。高效率、低成本的由于大型齿轮齿槽深、齿数多，加工时间长，刀具同时，更加关注绿消耗大，所以大型齿轮的刀具应具备更长的寿命。色与环保，目前高同时，粗加工刀具由于切削量大，进给速度较快，速干式切削已成为所以应具备较强的韧性和抗冲击性；精加工刀具还绿色加工技术中的应具有较高的硬度，以满足刮削

7、热处理后较硬齿面热点。与湿式加工图2的要求。从刀具结构上看，大型齿轮刀具还以镶相比，干式切削可片式结构为主，涂层刀具和硬质合金刀具已成为主以有效克服切削液消耗大、油雾和油污污染、漏油流。混油现象严重等缺点，加工成本更低，零件质量更从工艺角度来说，不同类型的大型齿轮在加工好，而且工作环境也变得更加清洁、安全。国际上工艺上存在很大差异。调质齿轮由于受调质合金钢知名的齿轮加工机床制造商，如美国的Gleason公材料淬透性的限制，往往需要在热处理前进行粗开司，德国的Liebherr公司，日本的三菱重工公司等齿加工，以提高齿根部位的热处理性能，但这也会已将其作为产品研发的重要方

8、向，并形成了一种新给热后齿顶圆及端面的车削带来不利影响，所以热的竞争优势。前合理的加工余量显得十分重要。氮化齿轮是在调在刀具方面，随着刀具材料、涂层技术等的发质齿轮的基础上增加齿面氮化处理，以进一步提高展，现在的滚刀线速度可达~1]600m／min，这就为齿面耐磨性和抗疲劳强度。氮化温度通常低于调质高速干式切削技术的推广提供了技术保障。同时，时回火温度至少30℃，同时为了进一步减少大型新型可转位硬质合金滚刀的逐步应用(见图3)，齿轮的氮化变形，一般在精加工前安排时效处理以可节省刀具修磨成本和换刀时间，成倍地提高了大消除之前产生的加工应力。渗碳淬火齿轮一般要安型齿轮的加

9、工效率，真正为用户节省大量的成本。排二次正火或调质作为预备热处理，并根据齿坯材料、形状和尺寸的不同，对齿顶圆直径或螺旋角等参数进行适当修正，以达到补偿渗碳淬火变形的目的；同时，由于齿面很硬，热后一般采用磨齿加工，但齿根圆角部位不允许磨削，以保留热处理产生的表面残留压应力，增强齿根抗疲劳能力，所以热前齿部粗加工一般采用凸台留磨刀具。图3以我厂制造的风电15Mw试验台齿轮箱为例，其中最大的齿轮轴材料为20CrMnMo，模数4．结语171=36、齿数z=23，加工精度6级、齿面要求渗碳随着机械工业和能源产业的飞速发展，大型齿淬火，表面硬度58～62HRC。