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齿轮工艺及刀具

发布者: 木工圆锯片 | 发布时间: 2015-12-18 09:19| 查看数: 1500| 评论数: 3|帖子模式

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圆弧圆柱齿轮的滚齿加工
在普通滚齿机上,装有圆弧齿轮滚刀,按照半展成原理进行的加工。
此种加工方法的特点是:配对的凸齿齿轮和凹齿齿轮分别用两把滚刀加工,其齿面不是由滚刀在不同位置的包络线构成,而是平滑的圆弧。滚齿后在齿面上留下的刀痕如图11-53所示;大小齿轮的加工对滚齿和差动挂轮的计算都要求有较高的精确性,在同一台机床上,加工大小齿轮时,允许挂轮比的偏差不大于十万分之五,用两台机床加工大小齿轮时,挂轮计算偏差不大于十万分之一左右。
优点是:用一把刀具能加工同模数不同齿数的齿轮;加工精度高于插齿。
圆弧圆柱齿轮的插齿加工
在普通插齿机床上装有圆弧齿插齿刀,按照半展成原理进行的加工。刀具相当于斜齿轮,切削刀具和工件的相对位置及运动相当于一对圆弧齿轮的啮合。
凸齿圆弧齿轮的插齿过程如图11-54所示:图a为插刀齿形开始进入所切齿槽的位置,切削后在工件上留下曲线α;图b为切第二刀后在工件上留下曲线b,这时将曲线α完全切掉;图c为切第三刀后在工件上留下曲线c,这时又切掉曲线b;图d是刀齿的圆弧中心正好位于节点上,这时便切出所需的圆弧齿形;图e、f为刀具的齿与工件不接触,成为空刀不起切削作用。
加工特点是,只有当刀具的齿形圆弧中心与节点相重合的一瞬间,才能切出齿轮的圆弧齿形。
齿轮修复
失效的齿轮多数可以经修整后重新使用。修复的方法随失效形式而异。常用的有一次堆焊法、堆焊加工修齿法、变位修齿法、更换齿圈法、嵌齿法、镶套法和轮缘修理等。
一次堆焊法
修复齿轮轮齿的方法之一。当齿面全部严重磨损及部分齿折断或齿面损坏时,采用一次堆焊法。堆焊前根据齿轮材质选择好相应的焊条,然后进行堆焊,堆焊完毕进行齿形修整处理。一次堆焊法分为全部轮齿堆焊法和局部轮齿堆焊法两种。
局部轮齿堆焊法
是对部分轮齿折断或部分齿面损坏的齿轮进行修复的一种方法。堆焊前先清除齿部污垢,并用气焊将要堆焊部位周围加热到300℃左右再开始堆焊。堆焊中,边堆焊边校验齿形,必须注意齿轮在堆焊过程中的温升变形。对重要齿轮每堆焊一层后,应进行锤击,扩散应力,同时也可起到降温作用。一般齿轮可采取堆焊二层,锤击一次。堆焊结束,要严格进行齿形检验和必要的齿形修整。
堆焊加工修齿法
修复齿轮的方法之一。指对一次堆焊法堆焊后的齿轮,经亿博直播加工修复轮齿。为防止齿轮变形,可采取对角分层堆焊,焊毕进行退火,然后按原件规格进行车削和铣齿。加工后,还应对齿轮进行必要的热处理,具体热处理工艺,可参阅有关资料。一般全齿圈堆焊加工后,进行整体热处理;部分齿堆焊加工,可用气焊火焰或其他局部加热方法进行热处理。
变位修齿法
应用变位齿轮原理进行修复齿轮的一种方法。一般采用高度变位法修复因磨损而失效的齿轮副。即将大齿轮牙齿的磨损部分用负变位的方法切去,重新配制一个正变位的小齿轮,以使修配后的齿轮副的中心距保持不变。此外,有时还会遇到需要用模数制齿轮更换径节制齿轮,以及为使机床导轨刮研后溜板箱中齿轮与齿条的正常啮合等,都可应用变位齿轮原理计算齿轮的修配尺寸。
轮缘修理
对轮缘出现疲劳裂纹而失效的齿轮进行修复。当齿轮承受较小负荷时,可直接用固定夹板联结补强方式修复使用。当齿轮承受负荷较大时,应采用焊接措施。一种是直接对裂纹就地冷焊或补加钢板焊接。这种方法适用于齿轮不好拆或不允许拆的场合。但在工艺措施不当时,产生附加应力较大,且引起局部变形,修复运转不久,往往焊接边缘应力集中处再次裂纹。另一种是热焊,先将齿轮整个或局部缓慢加热到300~700℃再进行焊接,焊后尚需退火,以消除内应力,对硬齿面齿轮还要进行表面淬火。
镶套法
修复齿轮的方法之一。当齿轮的齿形、公法线都正确,只有内孔损坏较严重时采用此法。首先以齿轮的基准面找正后扩大内孔,并制备内套毛坯,其内径留有3~4mm加工余量,外径与齿轮加工后的内孔能紧密配合,且倒成较大的坡口;然后将内套毛坯压入齿轮内孔,沿坡口焊接,按要求加工出内孔。
更换齿圈法
修复齿轮的一种方法。是将齿面严重损坏的齿轮的齿全部车去,重新配装一个完整的齿轮圈,然后加工齿形。齿轮圈和轮心的联结方式,可采用热装或采取键、销、焊接等方法。齿轮圈的厚度一般不小于全齿高的二倍。
跑合
一对新加工的齿轮副,正式使用前,进行一段加载或空载的齿面啮合运转,从而产生加速磨合的过程,称跑合,亦称磨合。跑合能把表面微观凸峰逐渐磨平,降低表面粗糙度,补偿精度误差,从而扩大实际啮合面积,降低齿表面应力,提高承载能力和传动效率,它是一种有益的精加工工艺过程,跑合的综合效益十分明显,对于凸凹共轭啮合的齿轮副尤为重要。图11-55所示磨损曲线中OA时期内为跑合阶段,由图可知跑合速度很快,时间很短,磨损速度要比正常磨损速度大100倍左右,磨损速度最快多发生在跑合开始后1~1.5h内。在实验室试验、工业试验、实际生产中要合理掌握和利用跑合。为了实现良好的综合跑合质量,要特别注意:跑合与施加载荷,跑合时间与载荷、跑合与运转速度,跑合与润滑油,跑合与检验之间的关系,若能掌握这些关系的内在联系,就能实现跑合时间短,跑合质量好的效果。
高速剪齿法
按照仿形法原理,利用高速剪齿刀,在高速剪齿机上加工齿轮的一种高效率切削方法。高速剪齿刀是刀体上安装很多径向小刀齿(形状、数目与被加工齿轮的齿槽相同),并可沿径向切入的组装刀具。刀具的刀刃向下,齿坯安装在工作台上,工作台上下往复运动进行切削,每一次往复运动都给以切入量。高速剪齿在整个圆周上的刀齿同时切削,极似拉削,故又称可调节外齿轮拉削法。适用于大批生产,多用于汽车制造业。
硬齿面齿轮滚齿加工
硬齿面齿轮滚齿加工,是以高效的滚齿代替粗磨齿工序的一种加工方法?稍谄胀ü龀莼瞎銮小5毒呖刹捎肕10、M20硬质合金材料的机夹式或焊接式滚刀,对于普通精度的淬硬齿轮,就可以用上述滚刀直接进行精滚加工。
这种加工方法,可切除轮齿的热处理变形,留下少量均匀的精磨余量,从而提高磨齿质量,缩短磨齿工时。对于珩齿的齿轮,也可用作珩前加工,使之达到一定的精度,提高了珩齿工艺光整加工的精度。
直齿圆柱齿轮滚切法
直齿圆柱齿轮的滚切原理,是两个螺旋齿轮的啮合原理,即一个是齿轮滚刀,另一个是被加工齿轮。在滚齿机床上,滚刀和被加工齿轮之间,要严格保持齿条和齿轮啮合的运动关系,即:保持 的关系,进行展成运动的同时,滚刀沿齿坯轴向进给,切出整个齿轮。
切齿时,滚刀的螺旋方向必须与齿坯的螺旋方向一致,所以必须将滚刀轴安装成与工件端面倾斜一个滚刀螺旋导程角γ0。通常加工直齿轮时,一般选用右旋滚刀。
斜齿圆柱齿轮滚切法
滚切斜齿轮,除与加工直齿轮一样的啮合运动外,滚刀或工件需作一定的附加运动,即应满足滚刀轴向移动一个导程时,齿坯正好附加转动一圈的运动关系。
滚切过程中,滚刀与被加工齿轮间的安装角度按同旋相减,异旋相加原则。通常加工β<10°的斜齿轮时,一般选用右旋滚刀;加工β>10°的斜齿轮时,则应取滚刀螺旋线方向与被加工齿轮螺旋线方向相同。
非圆齿轮的加工
非圆齿轮通常在铣床、齿条加工机床、滚齿机或插齿机等设备上,用展成法或间隙展成法原理加工轮齿。机床中心距、工件转角、刀具轴向位置可用人工、凸轮或NC装置控制。
内齿非圆齿轮,非圆外齿轮分度曲线呈内凹处的齿形只能用插齿法加工。
齿端倒角
齿端倒角加工方法有四种:倒圆角、倒夹角、倒斜棱、倒毛口。
齿端倒圆角。在齿端上形成对端面倾斜10°~15°角度的圆锥形表面,其目的是使高速齿轮作轴向滑移时容易啮合。采用指形铣刀在机床上完成。
(1)齿端倒尖角。在齿端上形成渐开线或球形的斜面,两斜面连接部分成尖棱。其目的是使高速齿轮轴向滑移时容易啮合。采用筒状双齿铣刀或滚刀在机床上加工。
(2)齿端倒斜棱。在齿端上倒斜棱和尖边。目的是使低速齿轮清除齿端锐边。采用指形铣刀在550型齿倒角机上加工。
(3)倒毛口。在直齿轮和螺旋齿轮的齿端上修光毛口。用于对钢齿轮粗加工后的工序,采用特殊切刀在克罗斯吉尔No73型机床上加工。见图11-56。
塑料齿轮加工法
塑料齿轮分为热可塑性树脂塑料齿轮和热硬化树脂塑料齿轮二种。
热可塑性树脂塑料齿轮是用聚酰胺(尼龙)、聚缩醛及聚碳酸脂等高分子材料,用喷射成形机喷射成形。也可用板材或棒料切齿加工。
该种塑料齿轮适用于食品亿博直播、钟表、农业亿博直播、定时装置和玩具等。
热硬化树脂塑料成形齿轮是用酚醛树脂、环氧树脂、聚脂树脂等高分子材料,用加热压力机压缩成形。也可用板材或棒材切齿加工。
该种塑料齿轮适用于制鞋亿博直播和蜗轮等。
颜料齿轮的优点是噪音小、耐磨、耐腐蚀、成本低及生产率高。
电解齿轮
电解齿轮又称电解法加工齿轮,可在立式电解加工机床上加工,按照电化学反应的原理进行。电解时,将被加工件与直流电源阳极相接,齿轮形工具与直流电源阴极相接,工件与工具间留0.2~1mm的间隙,在电源上加6~8V电压,并注入具有一定压力、流速的电解液。这时借助电解液导电使两极之间形成电流回路,产生电化学反应,工件表面金属随工具形状迅速电解,变成金属离子被 电解液冲走。电解过程中,工具沿工件移动,直至达到全齿宽为止。齿轮形工具多用青铜板制造,加工内齿轮及外齿轮,应将工具分别制成相应的内齿轮和外齿轮形状。电解液一般采用氯化钠水溶液。该加工方法的优点是能加工特硬、特韧的齿轮,且加工质量稳定,表面粗糙度良好,生产率高,没有电极损耗和工件变形。缺点是加工精度不高。
电解齿轮通常用于内齿轮的加工。见图11-57。
车齿法
车齿法即是用展成法在普通滚齿机上加工齿轮的方法。刀具齿数比滚刀头数多。切齿时,必须严格保持滚刀和工件的转速关系,刀具有旋转的同时沿工件轴向移动,这时刀具与工件如同交错轴斜齿圆柱齿轮啮合,啮合点轨迹沿整个齿侧面的相对滑动而切出齿形。
车齿加工与一般滚齿加工相比,生产率可提高3~5倍,但当加工齿数少于100齿时,应在齿轮车床上加工。见图11-58。


最新评论

木工圆锯片 发表于 2015-12-18 09:24:11
车齿轮
精车齿轮加工所用刀具是取与齿轮工件同模数、同压力角的任意齿数的螺旋齿轮,按其左右齿廓接触点轨迹线刃磨成具有后角的切削刀具。加工一个齿轮须用两把刀具,齿轮工件右齿廓的加工必须用按左边齿廓接触线刃磨的刀具,作反时针方向旋转进行切削;左齿廓的加工必须用按右边齿廓接触线刃磨的刀具,作顺时针方向旋转进行切削?稍贓3-13型车齿机床上加工。见图11-59。
热精锻齿轮法
热精锻齿轮是在刚度大的锻造压力机或高速锻造机上进行。将由连续加热炉或感应式电加热炉加热的坯件,通过锻模进行成形和锻齿的方法称为热锻齿轮法。
此法多用于圆柱齿轮、直齿锥齿轮及曲线齿锥齿轮的制作。优点是精度可控制在模具精度的±0.005mm范围内;弯曲强度和冲压强度均比切削齿轮高10%~20%。
冲压加工齿轮法
在冲压机床上,利用具有要冲制的齿轮齿形和尺寸完全相同的冲模(包括凸模凹模)见图11-60,凸模凹模之间有一定间隙。冲压时,板料置于凸模与凹模之间,凸模压入凹模,从板料上冲压成齿轮。凸凹模之间一般取板厚的2%~3%的间隙较合适,间隙过大造成较大喇叭口,过小则造成冲头卡住冲●!N跎俪逖乖睾刹墓ぜ矫媲糖刹捎媚嫜雇坊蜓拱濉3逖钩萋侄嘤糜谕婢吆途取⑶慷冉系偷囊潜碛闷闯萋帧
粉末冶金齿轮
粉末冶金齿轮是将铁、铜、石墨、硬脂酸锌及少量镍、铬等合金元素的粉末,按一定比例均匀混合后,进行冷压成形,在略低于该金属熔点以下温度烧结、整形而成的齿轮。
粉末冶金齿轮具有含油空隙、有浸透润滑油的作用,既使没有外部润滑,也能承载运转,磨损量小且稳定。但因内部存在空隙,因而齿轮的弯曲强度很低。
壳模精铸齿轮法
在预先加热到一定温度的金属型板上,覆盖一层混有酚醛树脂的石英砂或锆砂,同时加入少量的润滑剂及溶剂。覆盖物受热后,在型板上形成薄壳砂型,放炉内加温,壳型硬化后从金属型板上取出铸型,再将两片铸型用粘结剂或亿博直播夹紧方式装配后即可进行浇铸,用这一方法精铸的齿轮,多用于精度要求不太高的大批量生产中。
压铸齿轮法
压铸齿轮是将金属熔液用高压压力精密的金属模内的特种铸造方法。主要用来制造大量生产的要求强度不太高的合金齿轮,如锌合金齿轮、铝合金齿轮和铜合金齿轮等。
压铸齿轮具有铸件尺寸精确、表面光洁的特点。一般压铸齿轮不再需要亿博直播加工。
石膏模铸齿轮法
石膏模铸齿轮是将烧石膏渗入白硅石、滑石、硅砂及石棉等,加水成浆状,注入木模或金属模或橡胶模的内腔。加水后约30~40min即可硬化,再加热100~250℃烘干成铸型。
此种铸造方法多用于熔点较低的如铜合金、铝合金及镁合金等铸造齿轮的中、小批量生产。
蜡模精铸齿轮法
用石蜡制成形状与被铸齿轮相同的模型,在其表面涂上耐火材料,硬化后蜡模表面结一层?牵尤仁鼓?悄诘睦H刍鞒觯纬芍#鹗艚饺胫D冢毯罂傻玫接肜M蔚某萋种莆>萋址ā
此法可得到整体铸型,可以精确地制造各种形状复杂的齿轮,如斜齿轮、锥齿轮和蜗杆等,可减少加工余量或勿需切削加工。
旋转拉齿法
用于加工圆柱齿轮,采用大直径单圈滚刀在能够安装大直径滚刀的滚齿机上进行滚齿。刀齿为一圈螺旋线的单圈滚刀,可将连续切出的各个切削面很好地连接起来,如同拉刀一样,此种加工过程称为旋转拉齿。
单圈滚刀的螺旋线长度和直径应能布置足够多的刀齿,并有一段无刀齿的扇形区域,该区与工件相对时作径向进给,使工件进入切削。每个工件加工完后,刀具的位置应精确固定。要求机床和刀具有足够刚性,机床传动链间隙不能过大。见图11-61。
冷轧齿轮法
冷轧齿轮是一种滚轧加工法,它是借助齿轮形的滚轧工具与齿坯之间产生的展成运动,将滚轧工具紧压旋转的齿坯,使齿坯外圆产生塑性变形,形成凹凸形状,在滚轧工具与齿坯接触的相互转动时,凸起部分即被加工成所需的齿形。
滚轧工具有齿条、内齿轮和外齿轮。在实际生产中以内齿轮为滚轧工具应用较广。
冷轧齿轮法可轧制各种齿轮如圆柱齿轮、锥齿轮等。见图11-62。
自由分度式冷轧齿轮法
是使滚轧工具和齿坯两者间一个作强制转动,一个作自由转动,将轧轮压向齿坯进行滚轧的方法。
自由分度式冷轧法不具备直接分度装置。为了轧制出规定齿数的齿轮,所选轧轮必须与齿坯直径有特定的尺寸关系,以保证分度齿数的精确。轧轮齿顶圈直径可近似地取
强制分度式冷轧齿轮法
是对滚轧工具和齿坯两者均作强制性的转动,使齿坯和滚轧工具之间保持一定转速比的转动进行滚轧。
采用强制分度式冷轧时,不要求轧轮必须具有分度齿数的尺寸关系,也就是轧轮的齿顶圈直径同齿坯直径无关。
拉拔齿轮法
是在拉拔机上将大于齿轮外径的长棒料,通过有阴齿轮形孔的模具进行拉拔加工。在拉拔过程中材料逐渐变成齿轮状,然后再用亿博直播加工方法对拉坯车削、钻孔及切断或拉拔成盘状。
拉拔齿轮多用于钟表、仪器等齿轮。对钢材、不锈钢、高速钢、铝、黄铜及青铜等材料均可进行拉拔加工。
冷挤齿轮法
冷挤工艺是标准挤轮与齿坯之间,在一定压力下,按照圆柱齿轮作无侧隙啮合的展成原理。冷挤齿轮的工艺方法,是一种无切屑的精加工方法。
冷挤齿轮可在挤齿机上加工,挤轮采用高速钢或铬锰钢经过热处理进行磨齿加工,成为渐开线修形齿形。
冷挤齿轮的特点是生产率比剃齿高3~4倍;齿面粗糙度可达Rα1.25;齿轮强度高;挤轮易于制造。冷挤有孔齿轮时,必须先挤齿后再加工孔。挤斜齿轮要用与工件对应螺旋角的挤轮。挤齿加工的齿坯热处理硬度要均匀,以保证稳定的挤齿质量。
非圆齿轮冷轧法
是按照展成原理进行的一种冷轧齿轮方法。轧具由两个轧轮和其它附件组成。如图11-63所示,轧轮之间以一定的中心距安装在叉形支架上,支架通过销轴与支座联接,以销轴为支点进行左右摆动。轧制时,从一个方向以一定的进给压力,通过弹簧压在支座上,再分别传递给两个轧轮。另外在齿坯上加装具有与非圆齿轮的周节相同形状的样板和在一个轧板轴上安装非圆轴环,可以实现恒定的轧入量。在另一个轧轮轴上安装分度轧轮,可以完成齿数分度。见图11-63。
冲裁齿轮
按仿形法原理利用齿形和尺寸与所要冲制的齿轮齿形和尺寸相同的冲模,将板料夹在凹模和凸模之间,以凸模压入凹模,按照齿形轮廓在板料厚度方向作剪切变形,从板料上冲出齿轮,该齿轮称为冲裁齿轮。见图11-64。
冲裁齿轮精度取决于冲模的加工精度。冲裁齿轮断面形状和质量取决于冲模的间隙,其间隙一般可取板料厚度的3%~5%。冲裁齿轮在较大载荷作用下,齿的局部变形大于亿博直播加工齿轮。
该齿轮多用于玩具和其它对精度要求不太高的片状齿轮。目前,模具的加工应用电火花工艺,可冲裁出精密齿轮。
精密冲裁齿轮
精密冲裁齿轮是利用金属材料在高的静水压力下,可以提高其延伸性。剪切过程如图11-65所示,即对材料施以高的静水压力,以控制从工具刀口处所引起的开裂,从而获得完全平滑的齿面。
该加工方法优点是齿轮的冲裁断面沿板厚方向的锥度很小且平滑。缺点是加工成本高。
精密冲裁齿轮已广泛用于汽车、钟表、纺织机、缝纫机及其它精密机器用的齿轮。
热轧齿轮法
热轧齿轮是由热轧装置(由齿坯加热器和轧机组成)利用高濒感应加热,使齿坯达到1000℃左右,形成热塑状态,并按渐开线展成原理,轧机在齿坯和轧轮间加压,使齿坯一次轧制成形的一种无切屑加工方法。
热轧齿轮法与一般切齿加工法相比其优点是:可提高生产率15%~30%,提高齿轮强度10%~30%,节约原材料5%~15%,降低成本15%~20%。但热轧齿轮一般仅能轧制出8~9级精度的齿轮,若要求高精度齿轮,还应在轧制后采用冷挤,或剃齿或磨齿等精加工工艺。热轧齿轮多用于汽车、农业亿博直播、矿山亿博直播中。

poyema290 发表于 2016-3-19 12:38:29
说的好,一定回复~
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