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关于硬齿面齿轮加工工艺在减速机中的应用研究

[日期:2017-01-09]
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职称论文相关标签: 加工工艺  

传统的方式在磨削加工硬齿轮方面不但只有较低的生产效率,而且需要耗费较高的加工成本,此外,其还需要较高的加工技术,且操作也比较繁杂。在当今技术不断进步的形势下,人们逐渐开始利用滚齿机上的硬质合金刮削滚刀来对硬齿面齿轮实施滚切加工,这种加工方式只需要较低的加工成本,而且可以达到较高的生产效率,同时其经济型也较高,所以,其在加工齿轮的过程中已经得到了普遍应用。

一、硬齿面齿轮的加工工艺

(一)分析硬齿面刮削加工工艺的特性

1、只需较低的加工成本,且具有较长的使用寿命。使用这个加工工艺来加工大齿轮时,其会存在较强的抗冲击力与承载力,因此,其在工作期间无需成本较高的磨齿机就能达到质量较高的表面需求,同时还可以大齿轮的使用寿命实现有效地延长,并使维修成本以及加工制作成本实现有效地减少,从而使经济效益实现提升。2、具有较高的经济性和高效性。这个工艺的制作加工是在滚齿机上进行的,无需对新的工装设备与机床设备等进行开发,因此,其效率性与经济性都较高。然而利用这个工艺在加工滚齿的过程中应当特别注意必须保留相应的加工余地给磨削齿面,而且必须确保在加工之后齿轮的深度和硬度必须与设计规定相符合[1]。3、具有较高的工作效率。与以往磨齿的加工工艺相比,刮削硬齿面加工工艺的工作效率要相对较高。加工滚齿主要是用于加工中硬齿面与软齿面,使用硬齿面刮削加工工艺可以使齿轮表面的完整性实现提升,同时其使用设备只需较少的投资且具有较好的加工柔性等,在进行加工的过程中仅仅只需确保工艺流程的科学性,以及对相关的刀具与机床加以配置就可完成整个工作,这可以使硬齿面齿轮加工工艺的工作效率实现有效地提升。

(二)分析切削加工工艺

1、热处理齿轮的工艺。热处理齿轮与刮削加工齿轮密切相关,都会极大地制约着生产齿轮的质量。在热处理齿轮的过程中,应当将火候加以准确地控制好,倘若火候太大,则会增加齿轮的变形量,从而延长切削的齿轮时间,进而降低齿轮表面的强度。倘若在此过程中使用高频淬火技术则能够使刮削的粗糙度满足生产硬面齿轮的需求,同时可以更好地对碳化物的级别加以把控。在进行热加工期间,通常碳化钨的级别应当低于五级,倘若碳化钨的级别过高,则会增大齿轮的脆性,从而使齿轮的使用质量受到影响。在进行热加工的过程中,通常加热的温度应当确保在850—870℃范围内,通常是采用等温淬火的办法来对齿轮实施加热处理。此种加热方式可以齿轮实现更加均匀地受热,对提升后期齿轮的刮削质量也是非常有帮助的。2、规范切削用量。(1)进给量。倘若在刮削加工硬质合金的过程中采用的进给量越大,那么齿轮的磨损就能实现有效地减少,因为滚齿的效率是随着进给量的增加而提升的[2]。在实施精滚加工的过程中应当确保选取适当的进给量,倘若进给量选取得过低,那么就会导致切削过程中发生过重挤压的情况,那样不但会使切削的时间变长,同时还会使刀具的耐用度变低。(2)对规范切削速度进行分析。在切削硬齿轮的工艺中切削速度会因工件的硬度而受到极大影响,倘若工件的硬度逐渐增加,则也必须相应地增加切削温度与切削力度,可是这样就会使刀具的耐用度变低。为了保证刀具的耐用度,可以选用减小切削速度的方法来刀具的使用寿命实现延长。(3)对规范切削深度进行分析。通常硬齿轮的切削深度是在热加工齿轮之后再实施的,在每个过程都必须进行两次刮削,切削深度必须严格控制在0.25-0.30mm范围内。在进行切削加工期间,倘若切削的深度过小,则会致使刃口出现挤压现象,不利于实施切削,并且会加大刀刃的磨损程度,从而致使刀片受到损坏等。(4)切削方法。在加工硬齿面齿轮的过程中,切削的作用力、切削的形状、切削的位置都与切削的方法密切相关,在具体的加工过程中对齿轮实施刮削斜加工时,通常会采取异向逆铣的切削方法,此种切削方法就会出现较大的刀刃切入角,从而使齿面的切入变得更加的坚实,并提升刀齿的耐用度,进而使切齿的精度实现提升。

二、减速机中硬齿面齿轮的使用

在减速机齿轮箱中,通常是选用低碳合金钢来当作齿轮的常用材料,低碳合金钢属于渗碳钢[3],而渗碳钢有诸多的优势:第一,其只有较小的过热敏感性。在特定的温度条件下对其进行长时间的加热处理,其依旧能够保持细晶粒形态,且其只有较小的过热敏感性,即使直接对其进行淬火处理,也不会使机械的性能变低。第二,其具有良好的淬透性。渗碳钢的淬透性非常好,这样能够使减速机心部在经过淬火处理之后获得良好的强度与韧性。此外,淬透性凭借冷却介质功能,能够使渗碳零件不容易出现开裂或变形的现象,进而减速机的质量和硬度实现提升。第三,对于碳,其具有较强的接受能力。由于渗碳用钢对于碳拥有较强的接受能力,所以,减速机的表面可吸纳许多的碳,且能够实现快速的渗透。此外,减速机所吸纳的碳的浓度梯度十分平缓,并且减速机表面分布的碳化物的大小与形状都十分均匀,这在一定程度上也能够提升渗碳钢的韧性、强度以及硬度,进而使减速机对于碳的承受强度实现有效地提升。

三、结语

在当今工业快速发展的形势下,加工各类机械设备齿轮的技术也得到了快速的提升,如何更好地使加工齿轮的技术变得更为简单,同时又必须降低加工成本并提升经济效益,这是当下探究齿轮加工工艺的主要方向。应用热处理工艺以及切削工艺来对硬齿面齿轮进行加工,不但可以提升齿轮的运转速度以及承载能力,同时还能使其使用寿命得以有效的延长,这是当下一种较好的加工齿轮的技术,应当在工业生产中广泛采用这种加工齿轮的技术。

参考文献:

[1]陈肇田,黄天铭.精密硬齿面齿轮梳齿过程的数学模拟[J].重庆大学学报(自然科学版).1993(01)

[2]陈举华,徐楠,安艳秋.42CrMo材料硬齿面齿轮全寿命试验及数据分析[J].机械传动.2005(05).

[3]张海波,常影,刘国栋.曲线齿锥齿轮的数控加工工艺研究[J].组合机床与自动化加工技术.2014(02).