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齒輪的生產(chǎn)過(guò)程
（作者未知） 2009/7/19
一．齒輪的主要加工面
1.齒輪的主要加工表面有齒面和齒輪基準(zhǔn)表面，后者包括帶孔齒輪的基準(zhǔn)孔、切齒加工時(shí)的安裝端面，以及用以找正齒坯位置或測(cè)量齒厚時(shí)用作測(cè)量基準(zhǔn)的齒頂圓柱面。
2．齒輪的材料和毛坯
常用的齒輪材料有15鋼、45鋼等碳素結(jié)構(gòu)鋼；速度高、受力大、精度高的齒輪常用合金結(jié)構(gòu)鋼，如20Cr，40Cr，38CrMoAl，20CrMnTiA等。
齒輪的毛坯決定于齒輪的材料、結(jié)構(gòu)形狀、尺寸規(guī)格、使用條件及生產(chǎn)批量等因素，常用的有棒料、鍛造毛坯、鑄鋼或鑄鐵毛坯等。
二、直齒圓柱齒輪的主要技術(shù)要求，
1．齒輪精度和齒側(cè)間隙
GBl0095《漸開(kāi)線圓柱齒輪精度》對(duì)齒輪及齒輪副規(guī)定了12個(gè)精度等級(jí)。其中，1～2級(jí)為超精密等級(jí)；3—5級(jí)為高精度等級(jí)；6～8級(jí)為中等精度等級(jí)；9～12級(jí)為低精度等級(jí)。用切齒工藝方法加工、機(jī)械中普遍應(yīng)用的等級(jí)為7級(jí)。按照齒輪各項(xiàng)誤差的特性及它們對(duì)傳動(dòng)性能的主要影響，齒輪的各項(xiàng)公差和極限偏差分為三個(gè)公差組(表13—4)。根據(jù)齒輪使用要求不同，各公差組可以選用不同的精度等級(jí)。
齒輪副的側(cè)隙是指齒輪副嚙合時(shí)，兩非工作齒面沿法線方向的距離(即法向側(cè)隙)，側(cè)隙用以保證齒輪副的正常工作。加工齒輪時(shí)，用齒厚的極限偏差來(lái)控制和保證齒輪副側(cè)隙的大小。
2．齒輪基準(zhǔn)表面的精度
齒輪基準(zhǔn)表面的尺寸誤差和形狀位置誤差直接影響齒輪與齒輪副的精度。因此GBl0095附錄中對(duì)齒坯公差作了相應(yīng)規(guī)定。對(duì)于精度等級(jí)為6～8級(jí)的齒輪，帶孔齒輪基準(zhǔn)孔的尺寸公差和形狀公差為IT6-IT7，用作測(cè)量基準(zhǔn)的齒頂圓直徑公差為IT8；基準(zhǔn)面的徑向和端面圓跳動(dòng)公差，在11-22μm之間(分度圓直徑不大于400mm的中小齒輪)。
3．表面粗糙度
齒輪齒面及齒坯基準(zhǔn)面的表面粗糙度，對(duì)齒輪的壽命、傳動(dòng)中的噪聲有一定的影響。6～8級(jí)精度的齒輪，齒面表面粗糙度Ra值一般為0．8—3．2μm，基準(zhǔn)孔為0．8—1．6 μm，基準(zhǔn)軸頸為0．4—1．6μm，基準(zhǔn)端面為1．6～3．2μm，齒頂圓柱面為3．2μm。
三、直齒圓柱齒輪機(jī)械加工的主要工藝問(wèn)題
1．定位基準(zhǔn)
齒輪加工定位基準(zhǔn)的選擇應(yīng)符合基準(zhǔn)重合的原則，盡可能與裝配基準(zhǔn)、測(cè)量基準(zhǔn)一致，同時(shí)在齒輪加工的整個(gè)過(guò)程中(如滾、剃、珩齒等)應(yīng)選用同一定位基準(zhǔn)，以保持基準(zhǔn)統(tǒng)一。
帶孔齒輪或裝配式齒輪的齒圈，常使用專用心軸，以齒坯內(nèi)孔和端面作定位基準(zhǔn)。這種方法定位精度高，生產(chǎn)率也高，適用于成批生產(chǎn)。單件小批生產(chǎn)時(shí)，則常用外圓和端面作定位基準(zhǔn)，以省去心軸，但要求外圓對(duì)孔的徑向圓跳動(dòng)要小，這種方法生產(chǎn)率較低。
2．齒坯加工
齒坯加工主要包括帶孔齒輪的孔和端面
(1)齒坯孔加工的主要方案如下：
1)鉆孔一擴(kuò)孔一鉸孔一插鍵槽
2)鉆孔一擴(kuò)孔一拉鍵槽一磨孔
3)車(chē)孔或鏜孔一拉或插鍵槽—磨孔
(2)齒坯外圓和端面主要采用車(chē)削。大批、大量生產(chǎn)時(shí)，常采用高生產(chǎn)率機(jī)床加工齒坯，如多軸或多工位、多刀半自動(dòng)機(jī)床；單件、小批生產(chǎn)時(shí)，一般采用通用車(chē)床，但必須注意內(nèi)孔和基準(zhǔn)端面的精加工應(yīng)在一次安裝內(nèi)完成，并在基準(zhǔn)端面作標(biāo)記。
3．齒面切削方法的選擇
齒面切削方法的選擇主要取決于齒輪的精度等級(jí)、生產(chǎn)批量、生產(chǎn)條件和熱處理要求。7～8級(jí)精度不淬硬的齒輪可用滾齒或插齒達(dá)到要求；6～7級(jí)精度不淬硬的齒輪可用滾齒一剃齒達(dá)到要求；6—7級(jí)精度淬硬的齒輪在生產(chǎn)批量較小時(shí)可采用滾齒一（或插齒)一齒面熱處理—磨齒的加工方案，生產(chǎn)批量大時(shí)可采用滾齒一剃齒一齒面熱處理一珩齒的加工方案。
4．圓柱齒輪的加工工藝過(guò)程
(1)只需調(diào)質(zhì)熱處理的齒輪
毛坯制造一毛坯熱處理(正火)一齒坯粗加工一調(diào)質(zhì)一齒坯精加工一齒面粗加工一齒面精加工。
(2)齒面須經(jīng)表面淬火的中碳結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼齒輪
毛坯制造一正火一齒坯粗加工一調(diào)質(zhì)一齒坯半精加工一齒面粗加工(半精加工)一齒面表面淬火一齒坯精加工一齒面精加工。
(3)齒面須經(jīng)滲碳或滲氮的齒輪
毛坯制造一正火一齒坯粗加工一正火或調(diào)質(zhì)一齒坯半精加工一齒面粗加工一齒面半精加工一滲碳淬火或滲氮一齒坯精加工一齒面精加工。
以飛機(jī)等高轉(zhuǎn)速高功率的汽輪機(jī)內(nèi)的齒輪制造為例；
1. 零件分析：
該齒輪為模數(shù)m=3．5mm，齒數(shù)z=63，齒形角α=20º的標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪。由于是飛機(jī)汽輪機(jī)中的齒輪，所以其加工精度要求高；
由于汽輪機(jī)（未完，下一頁(yè)）
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