一种用于提高渗氮圆锥齿轮零件加工精度的方法技术

本发明专利技术涉及零件的加工领域，特别是一种用于提高渗氮圆锥齿轮零件加工精度的方法，其特征是：它包括如下步骤：1)粗车毛坯；2)热处理调质；3)、半精车齿坯；4)、辅助工序；5)去应力退火；6)齿坯精加工；7)平磨齿轮厚度侧面；8)车球面；9)精磨齿顶圆；10)车顶圆锥；11)车背圆锥；12)齿轮精加工；13)检验；14)齿面氮化处理；15)、检验。该方法能够在保证圆锥齿轮精度的情况下提高渗氮效果。

【技术实现步骤摘要】
一种用于提高渗氮圆锥齿轮零件加工精度的方法
本专利技术涉及零件的加工领域，特别是一种用于提高渗氮圆锥齿轮零件加工精度的方法。
技术介绍
齿轮的渗氮是在一定温度下使活性氮原子渗入齿轮表面的化学热处理工艺。齿轮渗氮的主要目的是提高齿轮表面的硬度、耐磨性、抗胶合性能、疲劳强度及抗腐蚀能力。渗氮齿轮由于在较低温度下进行，变形较小，因此在齿轮制造中得到应用。但由于渗氮层太薄，渗氮后齿轮一般不再进行加工，对于高精度齿轮零件，其变形量会降低齿轮的精度，必须控制零件加工变形，以及氮化对齿轮精度的影响。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于提高渗氮圆锥齿轮零件加工精度的方法，该方法能够在保证圆锥齿轮精度的情况下提高渗氮效果。本专利技术解决其技术问题采用的技术方案是：一种用于提高渗氮圆锥齿轮零件加工精度的方法，它包括如下步骤：1)、粗车毛坯，对圆锥齿轮零件进行粗加工；2)、热处理调质，零件要求硬度为HRC：28～32，淬火加热温度为840～860℃,保温1.5～2h，然后油淬，淬油油温为40～60℃，再进行回火，回火温度为640～680℃,保温2～2.5h，空冷到室温；3)、半精车齿坯，对零件各结构要素进行半精车；4)、辅助工序，对零件其它结构要素进行加工完成，以防产生加工变形；5)、去应力退火，零件的加热温度为580～600℃,保温3～3.5h，炉冷到250℃后空冷到室温；6)、齿坯精加工，精车零件基准面及基准孔；7)、平磨齿轮厚度侧面，保证齿轮厚度两侧面的平行差0.01mm以内；8)、车球面，对零件球面进行车削处理，保证球面到端面的中心尺寸符合零件要求；9)、精磨齿顶圆，对零件齿顶圆进行磨削精加工；10)、车顶圆锥，对零件顶圆锥进行车削处理，保证顶锥角精度±5′，保证齿尖至基准面的距离即交点尺寸的公差为0.01mm以内,并保证顶圆锥对于基准孔的跳动不大于0.01mm；11)、车背圆锥，对零件背圆锥进行车削处理，保证背锥角精度±5′，保证背圆锥对于基准孔的跳动不大于0.01mm，允许齿顶圆留0.1mm～0.2mm棱带，不破坏交点尺寸；12)、齿轮精加工，对零件齿轮提高1级刨齿加工精度进行精加工；13)、检验，零件按提高1级加工精度进行检验，固定弦尺寸及公差的上偏差减-0.005mm～-0.01mm；14)、齿面氮化处理，齿面采用离子渗氮，采用深井式离子氮化炉；15)、检验，零件氮化后齿轮按设计要求的精度进行验收。所述的步骤2热处理调质中，回火时需要将零件装入铁箱中，铁箱内覆盖木炭粒将零件保护起来。所述的步骤5的去应力退火中，炉冷到250℃后将零件装入铁箱，然后空冷到室温，在装箱前清理覆着物，铁箱内覆盖木炭粒将零件保护起来。所述的步骤14的齿面氮化处理中采用LD-100型3mm深井式离子氮化炉，额定输出直流电流100A，电压750～850V，设备预抽真空至6.66±0.2Pa后，通0.25～0.3L/min氨气,保证真空度665～745Pa下氮化。工作温度为500～560℃，变形量控制可在0.003mm～0.008mm以内。所述的步骤14的齿面氮化处理中采用保护套对零件非氮化面进行保护，保护套的材料为钢或铜。所述的步骤13和15检验齿形公差，在万能工具显微镜上用测量弦齿高和齿厚的方法来确定齿形误差，并根据测量结果，对机床、刀具进行调整。本专利技术的有益效果是：本专利技术的提高渗氮圆锥齿轮零件加工精度的方法通过在圆锥齿轮渗氮处理前增加热处理调质、去应力退火等步骤，渗氮层深度可提高20％以上，硬度也有所提高，同时还可稳定组织，消除切削应力，减少氮化后零件的变形量，多级的精加工处理工序还可以避免零件氮化后精度降低的问题。附图说明下面结合实施例附图对本专利技术进一步说明：图1是所加工的锥齿轮零件结构图；图2是图1的侧视图：图中：1、齿顶圆；2、背圆锥角；3、基准孔；4、齿尖至定位面的距离；5、齿顶圆锥角；6、球面中心到端面的尺寸；7、内孔；8、球面；9、螺钉孔；10、方框；11、筋。具体实施方式实施例1本专利技术的用于提高渗氮圆锥齿轮零件加工精度的方法，它包括如下步骤：(1)、粗车毛坯，对圆锥齿轮零件进行粗加工；(2)、热处理调质，零件要求硬度为HRC：28～32，淬火加热温度为840～860℃,保温1.5～2h，然后油淬，淬油油温为40～60℃，再进行回火，回火温度为640～680℃,保温2～2.5h，空冷到室温；实践证明，增加热处理调质工序比未增加调质工序的试样渗氮效果明显。同样工艺条件下，调质后渗氮层深度可提高20％以上，硬度也有所提高。(3)、半精车齿坯，对零件各结构要素进行半精车；(4)、辅助工序，对零件其它结构要素进行加工完成，以防产生加工变形；(5)、去应力退火，零件的加热温度为580～600℃,保温3～3.5h，炉冷到250℃后空冷到室温；齿轮渗氮前去应力退火温度低于调质的回火温度，而高于渗氮温度，目的是稳定组织，消除切削应力，减少氮化后零件的变形量，变形量可控制在0.003mm～0.008mm以内。(6)、齿坯精加工，精车零件基准面及基准孔3；(7)、平磨齿轮厚度侧面，保证齿轮厚度两侧面的平行差0.01mm以内；(8)、车球面，对零件球面8进行车削处理，保证球面到端面的中心尺寸6符合零件要求，用三坐标检验；(9)、精磨齿顶圆，对零件齿顶圆1进行磨削精加工，可保证齿顶圆具有较高的尺寸精度以及跳动要求；(10)车顶圆锥，对零件顶圆锥5进行车削处理，保证顶锥角精度±5′，保证齿尖至基准面的距离即交点尺寸4的公差为0.01mm以内,并保证顶圆锥5对于基准孔3的跳动不大于0.01mm；(11)车背圆锥，对零件背圆锥2进行车削处理，保证背锥角精度±5′，保证背圆锥2对于基准孔3的跳动不大于0.01mm，允许齿顶圆留0.1mm～0.2mm棱带，不破坏交点尺寸4；背圆锥作为测量圆锥齿轮固定弦齿厚及齿形误差的工艺基准，必须保证它精度要求。(12)齿轮精加工，对零件齿轮提高1级刨齿加工精度进行精加工；通过实验对比，零件氮化后精度会有所降低，固定弦齿厚有所增大，采取本步骤的氮化前齿轮提高1级精度加工，并且在氮化前把固定弦齿厚的增大量考虑进去，即氮化前固定弦公差的上偏差减少-0.005～-0.01，以保证氮化后固定弦尺寸及公差的要求。(13)检验，零件按提高1级加工精度进行检验，固定弦尺寸及公差的上偏差减-0.005mm～-0.01mm；(14)齿面氮化处理，齿面采用离子渗氮，采用深井式离子氮化炉；(15)检验，零件氮化后齿轮按设计要求的精度进行验收。实施例2所述的步骤2热处理调质中，回火时需要将零件装入铁箱中，铁箱内覆盖木炭粒将零件保护起来，以防止零件脱碳。步骤5的去应力退火中，炉冷到250℃后将零件装入铁箱，然后空冷到室温，在装箱前清理覆着物，铁箱内覆盖木炭粒将零件保护起来，严防零件脱碳和氧化。步骤14的齿面氮化处理中采用LD-100型3mm深井式离子氮化炉，额定输出直流电流100A，电压(750～850)V，设备预抽真空至(6.66±0.2)Pa后，通(0.25～0.3)L/min氨气,保证真空度(665～745)Pa下氮化。工作温度为(500～560)℃，变形量控制可在0.003mm～0.008mm以内；同时氮化处理中过程中采用保护套对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于提高渗氮圆锥齿轮零件加工精度的方法，其特征是：它包括如下步骤：1)、粗车毛坯，对圆锥齿轮零件进行粗加工；2)、热处理调质，零件要求硬度为HRC：28～32，淬火加热温度为840～860℃,保温1.5～2h，然后油淬，淬油油温为40～60℃，再进行回火，回火温度为640～680℃,保温2～2.5h，空冷到室温；3)、半精车齿坯，对零件各结构要素进行半精车；4)、辅助工序，对零件其它结构要素进行加工完成，以防产生加工变形；5)、去应力退火，零件的加热温度为580～600℃,保温3～3.5h，炉冷到250℃后空冷到室温；6)、齿坯精加工，精车零件基准面及基准孔(3)；7)、平磨齿轮厚度侧面，保证齿轮厚度两侧面的平行差0.01mm以内；8)、车球面，对零件球面8进行车削处理，保证球面到端面的中心尺寸6符合零件要求；9)、精磨齿顶圆，对零件齿顶圆(1)进行磨削精加工；10)、车顶圆锥，对零件顶圆锥(5)进行车削处理，保证顶锥角精度±5′，保证齿尖至基准面的距离公差为0.01mm以内,并保证顶圆锥(5)对于基准孔(3)的跳动不大于0.01mm；11)、车背圆锥，对零件背圆锥(2)进行车削处理，保证背锥角精度±5′，保证背圆锥(2)对于基准孔(3)的跳动不大于0.01mm，允许齿顶圆留0.1mm～0.2mm棱带，不破坏交点尺寸(4)；12)、齿轮精加工，对零件齿轮提高1级刨齿加工精度进行精加工；13)、检验，零件按提高1级加工精度进行检验，固定弦尺寸及公差的上偏差减‑0.005mm～‑0.01mm；14)、齿面氮化处理，齿面采用离子渗氮，采用深井式离子氮化炉；15)、检验，零件氮化后齿轮按设计要求的精度进行验收。...

【技术特征摘要】
1.一种用于提高渗氮圆锥齿轮零件加工精度的方法，其特征是：它包括如下步骤：1)、粗车毛坯，对圆锥齿轮零件进行粗加工；2)、热处理调质，零件要求硬度为HRC：28～32，淬火加热温度为840～860℃,保温1.5～2h，然后油淬，淬油油温为40～60℃，再进行回火，回火温度为640～680℃,保温2～2.5h，空冷到室温；3)、半精车齿坯，对零件各结构要素进行半精车；4)、辅助工序，对零件其它结构要素进行加工完成，以防产生加工变形；5)、去应力退火，零件的加热温度为580～600℃,保温3～3.5h，炉冷到250℃后空冷到室温；6)、齿坯精加工，精车零件基准面及基准孔(3)；7)、平磨齿轮厚度侧面，保证齿轮厚度两侧面的平行差0.01mm以内；8)、车球面，对零件球面（8）进行车削处理，保证球面到端面的中心尺寸（6）符合零件要求；9)、精磨齿顶圆，对零件齿顶圆(1)进行磨削精加工；10)、车顶圆锥，对零件顶圆锥(5)进行车削处理，保证顶锥角精度±5′，保证齿尖至基准面的距离公差为0.01mm以内,并保证顶圆锥(5)对于基准孔(3)的跳动不大于0.01mm；11)、车背圆锥，对零件背圆锥(2)进行车削处理，保证背锥角精度±5′，保证背圆锥(2)对于基准孔(3)的跳动不大于0.01mm，允许齿顶圆留0.1mm～0.2mm棱带，不破坏交点尺寸(4)；12)、齿轮精加工，对零件齿轮提高1级刨齿加工精度进行精加工；13)、检验，零件按提高1级加工精度进行检验，固定弦尺寸及公差的上偏差减...

【专利技术属性】
技术研发人员：程会民，张勇，李时威，安君伟，杨永娟，
申请(专利权)人：西安北方光电科技防务有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61