一种提高齿轮精度的加工工艺制造技术

本发明专利技术属于齿轮齿形加工技术领域，具体公开了一种提高齿轮精度的加工工艺，包括齿坯的粗加工、齿坯半精加工、齿形加工和热后精加工，齿坯半精加工时半精车端面，其中齿轮的大端面留0.1‑0.2mm高的台阶；齿形加工包括插齿、滚齿和磨齿，磨齿加工时以齿坯的内孔为中心定位，以大端面为轴向定位，以半精加工大端面上的台阶为径向定位；热后精加工时精车内孔和大端面，去除内孔的工序余量及大端面的台阶。本方案在齿坯的大端面增加0.1‑0.2mm高的台阶，磨齿时以这个台阶为径向定位，配合内孔中心定位和大端面轴向定位，解决了磨齿时定位端面过小，齿轮磨削受力不稳定、回转刚性差的问题，避免产生中凹齿形，提升磨削后的齿轮精度。

A Processing Technology for Improving Gear Accuracy

The invention belongs to the technical field of gear tooth profile processing, and specifically discloses a processing technology for improving gear accuracy, including roughing, semi-finishing, tooth profile processing and hot finishing of gear blanks, semi-finishing of gear blanks when semi-finishing, in which a step of 0.1 0.2 mm is left on the large end face of gear; gear profile processing includes gear shaping, hobbing and grinding, and gear blanks are used in gear grinding. The inner hole is positioned as the center, and the large end face is positioned as the axis, and the step on the large end face is positioned as the radial direction; the inner hole and the large end face are refined during hot finishing, and the process margin of the inner hole and the step on the large end face are removed. In this scheme, a step of 0.1 0.2 mm high is added to the large end face of the billet. When grinding the teeth, the step is used for radial positioning, combined with the center positioning of the inner hole and the axial positioning of the large end face, which solves the problems of too small positioning end face, unstable grinding force and poor rotation rigidity of the gears, avoids the formation of concave teeth, and improves the accuracy of the grinded gears.

【技术实现步骤摘要】
一种提高齿轮精度的加工工艺
本专利技术属于齿轮齿形加工
，具体公开了一种提高齿轮精度的加工工艺。
技术介绍
齿轮是轮缘上有齿的能相互啮合传递运动和动力的机械零件，齿轮传动可完成减速、增速、变向等功能。对于齿轮加工来说，齿形加工是主要的工序，磨齿是齿轮齿形加工的一种重要方法，是目前齿形加工中广泛使用的加工方法，但是在采用磨齿工艺加工齿轮时，还存在着很多问题。在磨齿加工时，齿轮通常以内孔和端面作定位基准，即以工件内孔和端面联合定位，确定齿轮中心和轴向位置，并采用面向定位端面的夹紧方式。齿轮的端面分为小端面和大端面，小端面是指轮毂的端面，大端面是指轮缘的端面。由于在磨齿加工时磨削力很大，齿轮的轮缘靠近磨削处，磨削时变形很大。如果大端面作为定位端面，在变形恢复后，大端面会出现凹进去的现象。因此通常用小端面作为定位端面。然而以小端面为定位端面会使得定位端面过小，磨削受力不稳定，齿轮自身的回转刚性差，在磨削力的作用下，会产生较大的变形，导致齿轮产生齿形中凹现象，即磨齿后的齿轮齿形中间部位存在凹量。这种现象在少齿数直齿轮上表现更为突出。在实际使用中，中凹齿形的产生使得齿轮精度降低，传动平稳性差，啮合噪音大，严重影响了齿轮的使用性能。因此应极力避免这种中凹齿形的产生。
技术实现思路
本专利技术的目的在提供一种提高齿轮精度的加工工艺，以解决磨齿时定位端面过小，齿轮磨削受力不稳定，回转刚性差，产生中凹齿形从而导致齿轮精度降低的问题。为了达到上述目的，本专利技术的基础方案为：一种提高齿轮精度的加工工艺，包括如下步骤：(1)齿坯粗加工：粗车齿坯的内孔、外圆和端面，留工序余量2-3mm；(2)齿坯半精加工：半精车齿坯的内孔，内孔两端倒角20°，留工序余量0.2-0.5mm，半精车端面，其中齿轮的大端面留0.1mm高的台阶；(3)齿形加工：包括插齿、滚齿和磨齿，1)插齿，留剃齿工序余量0.01-0.03mm，全齿高加深0.1-0.3mm；2)滚齿：滚大齿轮；3)磨齿加工时以齿坯的内孔为中心定位，以大端面为轴向定位，以半精加工大端面上的台阶为径向定位；(4)热后精加工：先对齿坯进行热处理，热处理包括渗碳、淬火及回火，然后精车内孔和大端面，去除内孔的工序余量及大端面的台阶。本基础方案的有益效果在于：1、本方案在齿坯半精加工时，将齿坯的大端面增加0.1-0.2mm高的台阶，磨齿加工时以这个台阶为径向定位，同时以内孔为中心定位，以大端面为轴向定位，这样的联合定位，解决了磨齿时以小端面时定位端面过小，齿轮磨削受力不稳定、回转刚性差的问题，保证磨削时的受力及刚性，避免产生中凹齿形，提升磨削后的齿轮精度，保证产品质量，提高了产品合格率。2、步骤(3)中，对齿坯的内孔和端面均留有一定尺寸的工序余量，并在热后精加工时才去除工序余量，一方面，确定了需要切削的工序余量，保证了产品的一致性，另一方面，避免齿形加工过程中因为磨削力的影响，齿轮内孔两端和大端面发生变形。进一步，步骤(2)中，精车过程中控制内孔与外圆的外径同轴度误差小于0.40mm。如果齿坯内孔和外圆的同轴度误差太大，齿坯在齿形加工过程中受力不均匀，不仅容易造成心轴受力不稳定，易磨损，寿命降低，而且齿形加工误差大，会降低齿轮精度。进一步，步骤(4)中，热处理以后进行精加工时，将内孔和大端面同时加工，经一步车削同时去除内孔的工序余量及大端面的台阶。热后精加工时将内孔与大端面同时加工，保证了产品的一致性，同时减少工序，减少工作时间，提高工作效率。进一步，步骤(3)中，磨齿加工时采用磨夹具对齿坯进行装夹定位。采用该磨夹具与半精加工后的齿坯相互配合使用。进一步，步骤(3)中，在齿形加工时，检查大端面对内孔的圆跳动不大于0.04mm。保证夹具将齿坯定位夹紧。进一步，步骤(3)中，还包括在内孔上拉削出花键孔。在制作带有花键的孔的齿轮时，在齿形加工之前，先将花键孔制作出来，以花键孔对齿坯进行周向定位，避免齿形加工过程中齿轮齿坯发生转动，进而保证齿轮磨削时的受力及刚性，提升齿轮精度。附图说明图1为本专利技术实施例一中齿轮齿坯的剖视图；图2为本专利技术实施例一中采用的磨夹具的剖视图。具体实施方式下面通过具体实施方式进一步详细说明：说明书附图中的附图标记包括：固定底座1、支柱2、螺纹内孔21、心轴3、螺纹段31、螺钉32、第一托盘4、圆形底面41、环形凸起42、台阶43、弧形夹块5、强力弹簧6、活动底座7、第二托盘8、锥面垫圈9、球面垫圈10、弹性垫圈11、固定螺母12、胀套13、齿坯14。实施例一：一种提高齿轮精度的加工工艺，包括如下步骤：(1)齿坯粗加工：粗车齿坯的内孔、外圆和端面，留工序余量2mm；(2)齿坯半精加工：半精车齿坯的内孔，内孔两端倒角20°，留工序余量0.2mm，半精车端面，如图1所示，其中齿轮的大端面留0.1mm高的台阶A，半精车过程中检查并控制内孔与外圆的外径同轴度误差小于0.40mm；(3)齿形加工：包括插齿、滚齿和磨齿，具体步骤为：1)插齿，留剃齿工序余量0.01mm，全齿高加深0.1mm；2)滚齿：滚大齿轮；3)磨齿，如图2所示，采用磨夹具对齿坯进行装夹定位，以齿坯的内孔为中心定位，以大端面为轴向定位，以半精加工大端面上的台阶A为径向定位；同时，检查端面对内孔的圆跳动不大于0.04mm。(4)热后精加工：先对齿坯进行热处理，热处理包括渗碳、淬火及回火，然后精车内孔和大端面，经一步车削同时去除内孔的工序余量、大端面的工序余量及台阶A。本实施例在齿坯半精加工时，将齿坯的大端面增加0.1mm高的台阶A，磨齿加工时以这个台阶A为径向定位，同时以内孔为中心定位，以大端面为轴向定位，这样的联合定位，解决了磨齿时以小端面时定位端面过小，齿轮磨削受力不稳定、回转刚性差的问题，保证磨削时的受力及刚性，避免产生中凹齿形，提升磨削后的齿轮精度，保证产品质量，提高了产品合格率。此外，在步骤(3)中，对齿坯的内孔和端面均留有一定尺寸的工序余量，并在热后精加工时才去除工序余量，一方面，确定了需要切削的工序余量，保证了产品的一致性，另一方面，避免齿形加工过程中因为磨削力的影响，齿轮内孔两端和大端面发生变形。如图2所示，本实施例中采用的磨夹具为，一种用于齿轮磨齿加工的磨夹具，包括固定底座1和活动底座7，固定底座1上设有支柱2，支柱2上设有同轴的心轴3，支柱2的直径大于心轴3的直径，支柱2上设有第一托盘4，第一托盘4呈“凵”字形，包括圆形底面41和环形凸起42，环形凸起42上设有台阶43，具体的，台阶43的高度为0.1mm。活动底座7上设有与第一托盘4结构相同且对称的第二托盘8，第二托盘8朝向第一托盘4的一侧设有锥面垫圈9和球面垫圈10，球面垫圈10的球面与锥面垫圈9的内侧锥面邻接；心轴3的端部设有螺纹段31，活动底座7套设在螺纹段31上，螺纹段31还设有与其螺纹连接的固定螺母12。第一托盘4的圆形底面41上设有一对对称且结构相同的弧形夹块5，弧形夹块5与圆形底面41滑动连接，具体的，可在圆形底面41上设置滑槽，弧形夹块5的底端滑动连接在滑槽中；弧形夹块5与环形凸起42之间设有强力弹簧6；具体的，为了便于齿坯14轮毂的自动装夹，弧形夹块5的内圆面为锥形。第二托盘8和活动底座7之间设有弹性垫圈11。当齿坯14发生轴向端面本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高齿轮精度的加工工艺，其特征在于：包括如下步骤：(1)齿坯粗加工：粗车齿坯的内孔、外圆和端面，留工序余量2‑3mm；(2)齿坯半精加工：半精车齿坯的内孔，内孔两端倒角20°，留工序余量0.2‑0.5mm，半精车端面，其中齿轮的大端面留0.1‑0.2mm高的台阶；(3)齿形加工：包括插齿、滚齿和磨齿，1)插齿，留剃齿工序余量0.01‑0.03mm，全齿高加深0.1‑0.3mm；2)滚齿：滚大齿轮；3)磨齿加工时以齿坯的内孔为中心定位，以大端面为轴向定位，以半精加工大端面上的台阶为径向定位；(4)热后精加工：先对齿坯进行热处理，热处理包括渗碳、淬火及回火，然后精车内孔和大端面，去除内孔的工序余量及大端面的台阶。

【技术特征摘要】
1.一种提高齿轮精度的加工工艺，其特征在于：包括如下步骤：(1)齿坯粗加工：粗车齿坯的内孔、外圆和端面，留工序余量2-3mm；(2)齿坯半精加工：半精车齿坯的内孔，内孔两端倒角20°，留工序余量0.2-0.5mm，半精车端面，其中齿轮的大端面留0.1-0.2mm高的台阶；(3)齿形加工：包括插齿、滚齿和磨齿，1)插齿，留剃齿工序余量0.01-0.03mm，全齿高加深0.1-0.3mm；2)滚齿：滚大齿轮；3)磨齿加工时以齿坯的内孔为中心定位，以大端面为轴向定位，以半精加工大端面上的台阶为径向定位；(4)热后精加工：先对齿坯进行热处理，热处理包括渗碳、淬火及回火，然后精车内孔和大端面，去除内孔的工序余量及大端面的台阶。2.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：何庆林，吴大军，
申请(专利权)人：重庆市星极齿轮有限责任公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50