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發布時間：2020-12-18 19:57
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齒輪制造工藝
1 齒輪資料的選取
齒輪資料的挑選是至關重要的環節，現在在通用普遍的齒輪才有以下幾種：
1.1 鋼
鋼的性質耐沖擊、耐性好，外表經過特定的熱處理后大大提升其的硬度，為適用制作齒輪的資料。
1.2 鍛鋼
合金鋼依據所含金屬的成分及功能，可分別使資料的耐性、耐沖擊、耐磨及抗膠合的功能等取得進步，也可經過熱處理或化學熱處理改善資料的力學功能及進步齒面的硬度。所以對于既是高速、重載又要求尺度小、質量小的航空用齒輪，就都用功能優良的合金鋼來制作。
1.3 鑄鐵
鑄鋼耐磨性比較好，故用于大型的齒輪。
1.4 非金屬
非金屬資料能夠大大地降低齒輪傳動進程中的噪音，但缺點也比較明顯，耐磨性較差，只適用于部分傳動齒輪。
2 機械加工工藝
2.1 粗 / 精車
車削加工的本質就是依照零件圖紙的尺度要求，在確保尺度質量合格的情況下，確保切切削性、穩定性、安全性。在進行精車加工的進程中，咱們有必要了解留意以下幾點：刀具的選取、切削途徑及參數的設定、產品質量。
2.2 滾齒
滾切齒輪屬于展成法，可將看作無嚙合間 隙的齒輪與齒條傳動。當滾齒旋轉一周時，相當于齒條在法向移動一個刀齒，滾刀的接連傳動，猶如一根無限長的齒條在接連移動。當滾刀與滾齒坯間嚴格依照齒輪于齒條的傳動比強制嚙合傳動時，滾刀刀齒在一系列方位上的包絡線就形成了工件的漸開線齒形。隨著滾刀的筆直進給，即可滾切出所需的漸開線齒廓。
2.3 熱處理
熱處理是指資料在固態下，經過加熱、保溫文冷卻的手段，以取得預期安排和功能的一種金屬熱加工工藝。
2.4 磨齒
利用磨齒機對齒輪的輪齒進行磨削加工的進程叫做磨齒。分為圓柱形齒輪的內齒磨削和外齒磨削;圓柱斜齒輪的內齒磨削和外齒磨削，以及傘齒輪的磨削。 磨齒機，是一種齒輪精加工用的金屬切削機床。用砂輪作為刀具來磨削現已加工出的齒輪齒面，用以進步齒輪精度和外表光潔度，這種加工辦法稱為“磨齒”。適用于精加工淬火后硬度較高的鋼料齒輪。是一種齒輪精加工用的金屬切削機床。用砂輪作為刀具來磨削現已加工出的齒輪齒面，用以進步齒輪精度和外表光潔度，這種加工辦法稱為“磨齒”。適用于精加工淬火后硬度較高的鋼料齒輪。
2.5 磨錐面/磨內孔
經過磨床進行外表或內孔進行加工，也包括珩磨機、超精加工機床、砂帶磨床、研磨機和拋光機等設備。
2.6 安裝
安裝是一個漢語詞語，指將零件按規則的技能要求組裝起來，并經過調試、查驗使之成為合格產品的進程，安裝始于安裝圖紙的規劃。.產品都是由若干個零件和部件組成的。依照規則的技能要求，將若干個零件接組成部件或將若干個零件和部件接組成產品的勞動進程，稱為安裝。前者稱為部件安裝，后者稱為總安裝
3 工藝挑選
3.1 資料挑選
3.1.1 輕載、低速或中速、沖擊力小、精度較低的一般齒輪
選用中碳鋼,如Q235、Q275、40、45、50、50Mn等鋼制作,常用正火或調質等熱處理制成軟齒面齒輪，正火硬度HBS160～200，一般調質硬度HBS200～280。因硬度適中,精切齒廓可在熱處理后 進行,工藝簡單,成本低。齒面硬度不高則易于磨合,但承載才能也不高。這種齒輪主要用于規范系列減速箱齒輪、冶金機械、中載機械和機床中的一些次要齒輪。
3.1.2 中載、中速、接受必定沖擊載荷、運動較為平穩的齒
選用中碳鋼或合金調質鋼,如45、50Mn、40Cr、42SiMn等鋼,也可選用55Tid、60Tid等低淬透性鋼。其終究熱處理選用高頻或中頻淬火及低溫回火,制成硬齒面齒輪,可達齒面硬度HRC50～55,齒輪心部堅持正火或調質狀況,具有較好的耐性。因為感應加熱外表淬火的齒輪變形小,若精度要求不高(如7級以下),可不用再磨齒。機床中絕大多數齒輪就是這種類型的齒輪。對外表硬化的齒輪,應留意控制硬化層深度及硬化層沿齒廓的合理散布。
3.1.3 重載、高速或中速,且受較大沖擊載荷的齒輪
選用低碳合金滲碳鋼或碳氮共滲鋼,如20Cr、20CrMnTi、20CrNi3、18Cr2Ni4WA、40Cr、30CrMnTi等鋼。其熱處理選用滲碳、淬火、低溫回火,齒輪外表取得HRC58～63的高硬度,因淬透性較高,齒輪心部有較高的強度和耐性。這種齒輪的外表耐磨性、抗皮勞強度和齒根的抗彎強度及心部抗沖擊才能都比外表淬火的齒輪高,,精度要求較高時,終一般要安排磨削。它適用于工作條件較為惡劣的轎車、拖拉機的變速箱和后橋齒輪。碳氮共滲與滲碳相比,熱處理變形小,生產周期短,力學功能高,而且還應用于中碳鋼或中碳合金鋼,所以許多齒輪可用碳氮共滲來替代滲碳工藝。內燃機坦克、飛機上的變速齒輪的負載和工作條件比轎車的更重、更惡劣,要求資料的功能更高,應選用含合金元素高的合金滲碳鋼,以取得更高的強度和耐磨性。
3.1.4 精細傳動齒輪或磨齒有困難的硬齒面齒輪(如內齒輪)
主要要求精度高,熱處理變形小,宜選用氮化鋼,如35CrMo、38CrMoAlA等鋼。熱處理選用調質及氮化處理,氮化后齒面硬度高達HV850～1200(相當于HRC65～70),熱穩定性好(在500～550℃仍能堅持高硬度),并有必定的抗蝕性。其缺點是硬化薄,不耐沖擊,故不適用于載荷頻頻變動的重載齒輪,而多用于載荷平穩、光滑杰出的精細傳動齒輪或磨齒困難的內齒輪。近年來,因為軟氮化和離子氮化工藝的開展,使工藝周期縮短,選用鋼種變寬,選用氮化處理的齒輪逐步廣泛。
3.2 車銑加工
3.2.1 車銑設備
數控車床是一種的加工設備，能夠對齒輪的軸向/徑向尺度進行粗加工與精加工.
3.2.2刀具類型
在進行數控車削的進程中，咱們需求有幾大要素需求掌握，刀具的挑選、工裝的承認、切削參數的設定。其間重要的環節就是刀具挑選。在挑選車削刀具的進程中需考慮刀具的原料、趕緊方法、刀桿形狀、刀片形狀、刀片后角、刀桿方向、內切圓直徑、刀片切削刃長等。刀具類型一般取決于加工工件區域的不同，加工內孔一般運用鏜孔刀。加工工件外圓尺度一般運用慣例外圓車刀;加工槽的進程中一般運用特種成型刀具。
3.2.3刀具裝夾
快速松開的趕緊方法能夠削減換刀時間，剛性趕緊的方法能夠削減振動、延常刀具壽命。
3.3 滾齒加工
滾齒設備是一種進行齒輪成型的設備，滾刀是加工進程中的重中之重，常用的加工外嚙合支撐和斜齒圓柱齒輪的刀具。加工時，滾刀相當于一個螺旋角很大的螺旋齒輪，其齒數即為滾刀的頭數，工件相當于另一個螺旋齒輪，互相依照一對螺旋齒輪空間嚙合，以固定的速比旋轉，由依次切削的各相鄰方位的刀齒齒形。刀轉一轉﹐齒輪繞自身軸線轉過一個齒﹔多頭滾刀轉一轉﹐齒輪轉過的齒數與滾刀頭數持平。值得說明的一點是用硬質合金制作滾刀﹐能夠明顯進步切削速度和切齒效率。全體硬質合金滾刀已在鐘表和儀器制作工業中廣泛地用于加工各種小模數齒輪.
3.4熱處理
對工件外表進行強化的金屬熱處理工藝。它廣泛用于既要求表層具有高的耐磨性、抗皮勞強度和較大的沖擊載荷，又要求全體具有杰出的塑性和耐性的零件，如曲軸、凸輪軸、傳動齒輪等。外表熱處理分為外表淬火和化學熱處理兩大類。
螺紋加工常見問題及解決方案
1、主要原因
（1）車刀的前角太大，機床X軸絲桿空隙較大；
（2）車刀裝置得過高或過低；
（3）工件裝夾不牢；
（4）車刀磨損過大；
（5）切削用量太大。
2、解決方法
（1）減小車刀前角，修理機床調整X 軸的絲桿空隙，利用數控車床的絲桿空隙主動補償功用補償機床X 軸絲桿空隙。
（2）車刀裝置得過高或過低：過高，則吃刀到一定深度時，車刀的后刀面頂住工件，增大摩擦力，甚至把工件頂彎，構成扎刀現象；過低，則切屑不易排出，車刀徑向力的方向是工件中心，加上橫進絲杠與螺母空隙過大，致使吃刀深度不斷主動趨向加深，從而把工件抬起，呈現扎刀。此刻，應及時調整車刀高度，使其刀尖與工件的軸線等高(可利用尾座鼎尖對刀)。在粗車和半精車時，刀尖方位比工件的中心高出1%D左右(D表明被加工工件直徑)。
（3）工件裝夾不牢：工件本身的剛性不能接受車削時的切削力，因而產生過大的撓度，改變了車刀與工件的中心高度(工件被抬高了)，構成切削深度突增，呈現扎刀，此刻應把工件裝夾牢固，可使用尾座鼎尖等，以添加工件剛性。
（4）車刀磨損過大：引起切削力增大，頂彎工件，呈現扎刀。此刻應對車刀加以修磨。
（5）切削用量(主要是背吃刀量和切削速度)太大：依據工件5 導程巨細和工件剛性挑選合理的切削用量。
亂扣
1、毛病現象
當絲杠轉一轉時，工件未轉過整數轉而構成的。
2、主要原因
（1）機床主軸編碼器同步傳動皮帶磨損，檢測不到主軸的同步實在轉速；
（2）編制輸入主機的程序不正確；X軸或Y軸絲桿磨損。
3、解決方法
（1）主軸編碼器同步皮帶磨損
由于數控車床車削螺紋時，主軸與車刀的運動關系是由機床主機信息處理中心發出的指令來操控的，車削螺紋時，主軸轉速穩定不變，X 或Y 軸能夠依據工件導程巨細和主軸轉速來調整移動速度，所以中心有必要檢測到主軸同步實在轉速，以發出正確指令操控X 或Y 軸正確移動。
如果體系檢測不到主軸的實在轉速，在實際車削時會發出不同的指令給X或Y，那么這時主軸轉一轉，刀具移動的距離就不是一個導程，第二刀車削時螺紋就會亂扣。這種情況下，咱們只有修理機床，更換主軸同步皮帶。
（2）編制輸入的程序不正確
車削螺紋時為了避免亂扣，有必要確保后一刀車削軌道要與前一刀車削軌道重合，在普車上咱們用倒順車法來防備亂扣。
在數控車床上，咱們用程序來防備亂扣，就是在編制加工程序時，咱們用程序操控螺紋刀在車削前一刀后，退刀，使后一刀起點方位與前一刀起點方位重合(相當于在普車上車削螺紋時，螺紋刀退回到前一刀所車出的螺旋槽內)，這樣車出的螺紋就不會亂扣。
有時，由于程序輸入的導程不正確(后一段程序導程與前一段程序導程不一致)，車削時也會呈現亂扣現象。
（3）X 軸或Y 軸絲桿磨損嚴重：修理機床，更換X 軸或Z軸絲桿。
螺距不正確
主軸編碼器傳送回機床體系的數據不經確；X 軸或Y 軸絲桿和主軸的竄動過大；編制和輸入的程序不正確。
（1）主軸編碼器傳送數據不經確：修理機床，更換主軸編碼器或同步傳送皮帶；
（2）X 軸或Y 軸絲桿和主軸竄動過大：調整主軸軸向竄動，X 軸或Y 軸絲桿空隙能夠用體系空隙主動補償功用補償;
（3）檢視程序，務必使程序中的指令導程與圖紙要求一致。
牙型不正確
車刀刀尖刃磨不正確；車刀裝置不正確；車刀磨損。
（1）車刀刀尖刃磨不正確：正確刃磨和測量車刀刀尖角度，對于牙型角精度要求較高的螺紋車削，能夠用標準的機械夾固式螺紋刀車削，或者把螺紋刀用磨床刃磨。
（2）車刀裝置不正確：裝刀時用樣板對刀，或者經過用百分表找正螺紋刀桿來裝正螺紋刀。
（3）車刀磨損：依據車削加工的實際情況，合理選用切削用量，及時修磨車刀。
螺紋外表粗糙度大毛病剖析
（1）刀尖產生積屑瘤；
（2）刀柄剛性不行，切削時產生轟動；
（3）車刀徑向前角太大；
（4）高速切削螺紋時，切削厚度太小或切屑向傾斜方向排出，拉毛已加工牙側外表；
（5）工件剛性差，而切削用量過大；
（6）車刀外表粗糙度差。
（1）用高速鋼車刀切削時應下降切削速度，并正確挑選切削液；
（2）添加刀柄截面，并減小刀柄伸出長度；
（3）減小車刀徑向前角；
（4）高速鋼切削螺紋時，終一刀的切屑厚度一般要大于0.1mm，并使切屑沿筆直軸線方向排出；
（5）挑選合理的切削用量；
（6）刀具切削刃口的外表粗糙度應比零件加工外表粗糙度值小2 —— 3 層次。
螺紋加工常見問題及解決方法
總歸，車削螺紋時產生的毛病形式多種多樣，既有設備的原因，也有刀具、操作者等的原因，在排除毛病時要具體情況具體剖析，經過各種檢測和確診手法，找出具體的影響要素，采納有效的解決方法。
機械加工開展的總趨勢是高功率、、高柔性和強化環境意識。在機械加工范疇，切（磨）削加工是運用廣泛的加工辦法。
點擊檢查『 刀具集創始的這個項目，給刀具人幫了大忙』
高速切削是切削加工的開展方向，已成為切削加工的干流。它是先進制造技能的重要共性關鍵技能，推廣運用高速切削技能將大幅度前進出產功率和加工質量并降低成本。
高速切削技能的開展和運用決定于機床和刀具技能的前進，其間刀具資料的前進起決定性的效果。研討表明，高速切削時，跟著切削速度的前進，切削力減小，切削溫度上升很高，達到必定值后上升逐步趨緩。
造成刀具損壞主要的原因是切削力和切削溫度效果下的機械摩擦、粘結、化學磨損、崩刃、破碎以及塑性變形等磨損和破損，因而高速切削刀具資料主要的要求是高溫時的力學功能、熱物理功能、抗粘結功能、化學穩定性（氧化性、分散性、溶解度等）和抗熱震功能以及抗涂層決裂功能等。
根據這一要求，近20多年來，開展了一批適于高速切削的刀具資料，可在不同切削條件下，切削加工各種工件資料。雖然咱們總是期望得到既有高的硬度以確保刀具的耐磨性，又有高的耐性來防止刀具的碎裂，但現在的技能開展還沒有找到如此優越功能的刀具資料，魚于熊掌無法兼得。
因而，咱們會在實踐中按照需求選用更合適的刀具材科，粗加工時優先考慮刀具資料的耐性，精加工時優先考慮刀具資料的硬度。當然人們還期待著以超高切削速度進行加工而取得更好的效果。下面僅就常見的工件資料及刀具的相關情況做如下簡單介紹。
鋁合金
01
1.1 易切削鋁合金
該資料在航空航天工業運用較多，適用的刀具有K10、K20、PCD，切削速度在2000～4000m/min，進給量在3～12m/min，刀具前角為12°～18°，后角為10°～18°，刃傾角可達25°。
1.2 鑄鋁合金
鑄鋁合金根據其Si含量的不同，選用的刀具也不同。
對Si含量小于12%的鑄鋁合金可選用K10、Si3N4刀具，當Si含量大于12%時，可選用PKD（人造金剛石）、PCD（聚晶金剛石）及CVD金剛石涂層刀具。
關于Si含量達16%～18%的過硅呂合金，蕞好選用PCD或CVD金剛石涂層刀具，其切削速度可在1100m/min，進給量為0.125mm/r。
鑄 鐵
02
對鑄件，切削速度大于350m/min時，稱為高速加工，切削速度對刀具的選用有較大影響。當切削速度低于750m/min時，可選用涂層硬質合金、金屬陶瓷；切削速度在510～2000m/min時，可選用Si3N4淘瓷刀具；切削速度在2000～4500m/min時，可運用CBN刀具。鑄件的金相組織對高速切削刀具的選用有必定影響，加工以珠光體為主的鑄件在切削速度大于500m/min時，可運用CBN或Si3N4，當以鐵素體為主時，由于分散磨損的原因，使刀具磨損嚴峻，不宜運用CBN，而應選用淘瓷刀具。
如粘結相為金屬Co，晶粒尺度平均為3?m，CBN含量大于90%～95%的BZN6000在V=700m/min時，宜加工高鐵素體含量的灰鑄鐵。粘結相為陶瓷（AlN AlB2）、晶粒尺度平均為10?m、CBN含量為90%～95%的Amborite刀片，在加工高珠光體含量的灰鑄鐵時，在切削速度小于1100m/min時，隨切削速度的增加，刀具壽數也增加。
一般鋼
03
切削速度對鋼的表面質量有較大的影響，據研討，其蕞佳切削速度為500～800m/min。現在，涂層硬質合金、金屬陶瓷、非金屬陶瓷、CBN刀具均可作為高速切削鋼件的刀具資料。其間涂層硬質合金可用切削液。用PVD涂層辦法出產的TiN涂層刀具其耐磨功能比用CVD涂層法出產的涂層刀具要好，因為前者可很好地堅持刃口形狀，使加工零件取得較高的精度和表面質量。
金屬淘瓷刀具現在占市場份額較大，以TiC-Ni-Mo為基體的金屬陶瓷化學穩定性好，但抗彎強度及導熱性差，適于切削速度在400～800m/min的小進給量、小切深的精加工：用TiCN作為基體、結合劑中少鉬多鎢的金屬陶瓷將強度和耐磨兩者結合起來，用TiN來增加金屬陶瓷的耐性，其加工鋼或鑄鐵的切深可達2～3mm。
高硬度鋼
04
高硬度鋼（HRC40～70）的高速切削刀具可用金屬陶瓷、陶瓷、TiC涂層硬質合金、PCBN等。金屬陶瓷可用基本成分為TiC增加TiN的金屬陶瓷，其硬度和斷裂耐性與硬質合金大致相當，而導熱系數不到硬質合金的1/1O，并具有優異的耐氧化性、抗粘結性和耐磨性。
別的其高溫下機械功能好，與鋼的親和力小，適合于中高速（在200m/min左右）的模具鋼SKD加工。金屬陶瓷尤其適合于切槽加工。選用淘瓷刀具可切削硬度達63HRC的工件資料，如進行工件淬火后再切削，實現“以切代磨”。切削淬火硬度達48～58HRC的45鋼時，切削速度可取150～18Om/min，進給量在O.3～0.4min/r，切深可取2～4mm。粒度在1?m，TiC含量在20%～30%的Al203-TiC淘瓷刀具，在切削速度為100m/min左右時，可用于加工具有較高抗剝落功能的高硬度鋼。當切削速度高于1000m/min時，PCBN是蕞佳刀具資料，CBN含量大于90%的PCBN刀具適合加工淬硬工具鋼（如55HRC的H13工具鋼）。
高溫鎳基合金
05
Inconel 718鎳基合金是典型的難加工資料，具有較高的高溫強度、動態剪切強度，熱分散系數較小，切削時易產生加工硬化，這將導致刀具切削區溫度高、磨損速度加快。高速切削該合金時，主要運用陶瓷和CBN刀具。碳化硅晶須增強氧化鋁陶瓷在100～300m/min時可取得較長的刀具壽數，切削速度高于500m/min時，增加TiC氧化鋁淘瓷刀具磨損較小，而在100～300m/min時其缺口磨損較大。氮化硅陶瓷（Si3N4）也可用于Inconel 718合金的加工。一般認為，SiC晶須增強陶瓷加工Inconel 718的蕞佳切削條件為：切削速度700m/min，切深為1～2mm，進給量為O.1～0.18mm/z。氦氧化硅呂（Sialon）陶瓷耐性很高，適合于切削過固溶處理的Inconel718（45HRC）合金，Al203-SiC晶須增強陶瓷適合于加工硬度低的鎳基合金。
鈦合金
06
鈦合金強度、沖擊耐性大，硬度稍低于Inconel 718，但其加工硬化十分嚴峻，故在切削加工時出現溫度高、刀具磨損嚴峻的現象。實驗得出，用直徑10mm的硬質合金K10兩刃螺旋銑刀（螺旋角為30°）高速銑削鈦合金，可達到滿意的刀具壽數，切削速度可高達628m/min，每齒進給量可取O.06～0.12mm/z，連續高速車削鈦合金的切削速度不宜超越200m/min。
復合資料
07
航天用的先進復合資料，以往用硬質合金和PCD，硬質合金的切削速度受到限制，而在900℃以上高溫下PCD刀片與硬質合金或高速剛刀體焊接處熔化，用淘瓷刀具則可實現300m/min左右的高速切削。
高速切削技能已成為切削加工的干流，加快其推廣運用，將會發明巨大經濟效益。高速切削刀具資料對開展和運用高速切削技能具有決定性效果。超硬刀具資料（PCD與CBN）、淘瓷刀具、TiC（N）基硬質合金刀具（金屬陶瓷）和涂層刀具等四大類高速切削刀具資料各有其特性和運用范圍，它們相互配合，彼此競爭，推進高速切削技能的開展和運用。
