轴类齿轮的加工

    摘要：本文根据齿轮零件加工工艺自身的特点，结合在实际工艺规程编制过程中总结出的经验，较为系统地介绍了轴类齿轮零件工艺规程编制中主要工序应注意的问题，以及编制齿轮工艺时毛料尺寸的确定、轮齿的粗精加工。全文对轴类齿轮工艺规程的编制过程进行了介绍，并针对编制过程中应注意的问题进行了较为详细的描述。 

　　一、轴类齿轮加工工艺的确定 
　　1 确定齿轮毛料 
　　在确定毛料尺寸时，要充分考虑加工余量是否能满足工艺需要，尤其是齿轮渗碳淬火，非渗碳表面采用“余量保护”法时，要考虑“余量保护”的数值。 
　　2 齿轮的粗加工 
　　齿轮的粗加工是为了去除加工余量，为半精加工确定基准，同时进行轮齿的粗加工。齿轮粗加工要选择好基准，基准的确定对以后各加工表面加工余量的分配、加工表面与非加工表面的相对位置有较大的影响。 
　　粗加工时，要考虑零件化学热处理――渗碳时非渗碳表面的保护方法，一般有镀铜保护法和余量保护法。前者是非渗碳表面采用镀铜的方法保护，渗碳、淬火同时进行，然后除去铜层，镀铜部位无碳层。后者是非渗碳表面留足够的加工余量（大于渗碳深度），渗碳时全渗碳，然后车去不需渗碳表面的碳层，再淬火。 
　　粗加工选择滚齿加工。确定滚齿分度圆齿厚时，要考虑磨齿时的碳层减薄量，一般磨齿余量单边不大于0.2mm；由于滚齿和磨齿不是采用同一加工基准，因此在滚齿时对轮齿齿形跳动量也要加以限制， 避免磨齿时余量不一致，造成齿面渗层不均匀而减小齿面耐磨性。 
　　3 齿轮的热处理 
　　齿轮轮体和轮齿部位经过粗加工后，为了达到设计图要求，一般要进行热处理，例如轮齿渗碳、淬火、氰化、氮化等，以改善材料的机械性能，满足使用要求。液压泵齿轮采用的是渗碳、淬火处理。 
　　4 齿轮的半精加工 
　　半精加工主要完成次要表面的加工，并为主要表面的精加工做准备。半精加工主要是车削、磨削、精加工基准的修正等。渗碳淬火中用余量保护的齿轮，其渗碳、淬火分成两道工序，中间要进行去除保护余量的半精加工。 
　　5 齿轮的精加工 
　　齿轮的精加工分轮体的精加工和轮齿的精加工。 
　　（1）轮体的精加工。齿轮轮体的精加工主要包括零件的精密表面的精加工及光整加工；也包括对齿轮上内外花键的滚、插、拉削加工；螺纹的磨、铣、车加工；键槽的铣、插加工；工艺扁台的铣削；减轻孔的钻铰等。这些工序多安排在轴承外圆的精加工及轮齿的精加工（磨齿）之前。 
　　（2）轮齿的精加工。高精度齿轮精度多为6～7级，最高为5级。根据齿轮精度等级，直齿圆柱齿轮的轮齿精加工多采用磨齿。磨齿时要选择合适的切削参数，避免磨削烧伤及裂纹。 
　　6 无损检验 
　　齿轮设计图中一般都要求进行无损检验。齿轮零件一般采用磁粉探伤检查。磁粉探伤工序多安排在机械加工全部结束，进行最终检验之前。 
　　7 检验工序 
　　检验工序对保证产品质量和及时发现废品并中止加工有重要作用。在齿轮工艺规程中，除零件全部加工完成后进行最终检验外，一般要安排中间检验： 
　　（1）零件发外单位进行热处理、表面处理前后； 
　　（2）有些尺寸在齿轮全部加工完成后不易测量，例如轴类齿轮内孔的空刀槽，就可以在加工空刀槽工序后进行中间检验，最终检验时不再检查这部分尺寸。 
　　8 表面处理工序 
　　齿轮检验合格后，为了达到防锈、耐磨等要求，一般齿轮表面都要进行发蓝、氧化磷化、镀铜、镀银等表面处理，以达到防锈、耐磨等要求。

 
　　二、齿轮加工工艺尺寸的计算 
　　1 轴类齿轮主要尺寸的计算 
　　轴类齿轮的轴肩尺寸比较重要，该尺寸将影响到轴承的装配位置及齿轮在机匣内装配间隙的调整，尺寸公差要求较严，且需经过多次加工，组成环多，计算难度很大，一直以来都是困扰工艺员的一个主要难点。 
　　2 齿轮公法线长度的计算 
　　在齿轮工艺编制中，滚齿、插齿、磨齿等工序，都要给出N个齿的公法线长度，便于加工和测量。 
　　3 单齿尺寸计算 
　　若齿轮齿数为奇数，测量齿轮齿顶圆直径及齿根圆直径时无法测出最大尺寸，因此需将其转换成单齿长度尺寸，再用卡尺或千分尺进行测量。 

　　结语 
　　综上所述，只要了解轴类齿轮加工的特点，合理安排加工路线，抓住齿轮工艺编制中的重点，掌握各主要工序需要注意的事项，正确运用上文提到的尺寸链分布、尺寸链及公法线长度的计算等，轴类齿轮加工工艺规程的编制就会简化很多，缩短了编制时间，有利于新机研制工作，并对新工艺员编制类似工艺规程时有一定的指导作用。