畢業(yè)論文直齒圓柱齒輪的加工工藝規(guī)程(文件)
【正文】 于高速重載齒輪，更要加以考慮。 齒輪制造工藝的發(fā)展很大程度上 表現(xiàn) 在精 度等級(jí)與生產(chǎn)效率的提高．自七十年代以來(lái)各種齒輪的制造精度，普遍提高一級(jí)左右．有的甚至 2～ 3 級(jí)．一般低速齒輪精度由過(guò)去的 8～ 9 級(jí)提高到 7～ 8級(jí)。如用超硬滾刀加工模數(shù) 3左右的調(diào)質(zhì)鋼齒輪，切削過(guò)度可達(dá) 200m／ s． 17 第三章 齒輪的種類及應(yīng)用范圍 一． 齒輪的種類 按照齒圈上輪齒 的分布形式，可分為直齒，斜齒，人字齒輪；按照齒圈上輪齒的齒形，可分為漸開線齒輪和擺線齒輪等；按照輪體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，齒輪大致分為盤形齒輪，套筒齒輪，內(nèi)齒輪，軸齒輪，扇形齒輪和齒條等。 齒輪精密鍛造技術(shù)源于德國(guó)。在此基礎(chǔ)上，齒輪鍛造技術(shù)進(jìn)一步應(yīng)用到螺旋錐齒輪和圓柱齒輪的生產(chǎn)。 齒輪精密鍛造的目的是直接 生產(chǎn)出不需要后續(xù)切削加工的齒輪。但大部分用于汽車傳動(dòng)的齒輪，其直徑、高度比較大，不適合采用擠壓工藝。特別是當(dāng)使用后續(xù)磨削工藝來(lái)修正齒形上的誤差，除增加成本和延長(zhǎng)工時(shí)外，還存在磨削工藝中齒輪的定位問(wèn)題。 二． 齒輪的應(yīng)用 空心圓柱坯常用于空心軸對(duì)稱零件或齒輪的鍛造。模具型腔部分由彈簧支承，在鍛造過(guò)程中，沖頭隨壓機(jī)滑塊一起向下運(yùn)動(dòng)，并帶動(dòng)模具型腔向下運(yùn)動(dòng)。芯棒此處與沖頭連成一體，用來(lái)幫助毛坯的定位。正是在此最后填充階段，載荷急劇上升。這樣一來(lái)，模具的畸變減小 ，壽命延長(zhǎng)，鍛件精度提高。上下模具的相對(duì)定位是通過(guò)兩套筒實(shí)現(xiàn)的。而冷成形工藝則需要相當(dāng)高的精度。特別是徑向壓力的變化將決定模具 22 的變形，如能設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)哪＞咝螤?，模具的變形可以被加以利用。文獻(xiàn) [6 ] 用角度的空心圓柱形零件對(duì)鼓形成作了理論分析和實(shí)驗(yàn)研究。沖頭的變形對(duì)齒輪的形狀影響不大，所以在有限元模型中可處理為剛性體。沖頭與芯棒作為一體，裝在 壓機(jī)的上滑塊上。 如果要用于斜齒輪的精整，齒輪在擠入過(guò)程中會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)，單次擠壓可獲得20MPa～ 50MPa 的殘余壓應(yīng) 力，兩次處理可使殘余壓應(yīng)力達(dá)到 100MPa 左右 [8 ] ?？梢钥闯?， 24 理論分析與實(shí)際測(cè)量吻合較好。目前的分析手段已經(jīng)發(fā)展到一定水平，可以考慮多種影響因素，精確地設(shè)計(jì)模具。對(duì)直齒輪的模具，可用線切割加工；但對(duì)斜齒輪的模具，則需用電解加工。 齒輪精密鍛造技術(shù)的另一關(guān)鍵是測(cè)量，包括模具和齒輪的測(cè)量。但用鍛造方法獲得的齒輪內(nèi)孔的精度有限，不能作為測(cè)量的基準(zhǔn)。 第四章 齒輪加工方法及工藝過(guò)程 一． 加工方法 26 齒輪輪齒的加工方法很多，如切削、鑄造、軋制、沖壓等，其中常用的是切削加工方法。切齒加工時(shí)，銑刀旋轉(zhuǎn)，同時(shí)輪坯沿齒輪軸線方向移動(dòng)。 這種切齒方法簡(jiǎn)單，不需要專用機(jī)床，但生產(chǎn)率低，精度低，故僅適用單件或小批量生產(chǎn)及精度要求不高的齒輪加工。對(duì)于模數(shù) m 和壓力角 都相同而齒數(shù)不同的齒輪，可以用同一刀具進(jìn)行加工。 插齒刀的齒廓是精確的漸開線，所以插制的齒輪也是漸開線。 圖 3－ 37 表示齒條插刀齒廓的形狀，其頂部比傳動(dòng)用的齒條高出 c*m，以便切出傳動(dòng)時(shí)的徑向間隙。 滾刀形狀很象螺旋，其軸向剖面為具有直線齒形齒廓的齒條。 29 二． 工藝過(guò)程 1. 定位基準(zhǔn)的選擇 兩種定位方式 （ 1） 內(nèi)孔和端面定位 即依靠齒坯內(nèi)孔與夾具心軸之間的配合決定中心位置，以一個(gè)端面作為軸向定位基準(zhǔn)，并通過(guò)相對(duì)的另一端面壓緊齒輪坯。其特點(diǎn)是改善工件的內(nèi)在質(zhì)量，而這一般不是肉眼所能看到的。其中， 2021 年到 2021 年，我國(guó)齒輪制造企業(yè)將逐漸實(shí)現(xiàn)由集約化管理向信息化精益制造的轉(zhuǎn)變，年產(chǎn)值將達(dá) 1000億元，我國(guó)將成為齒輪出口大國(guó)，在世界同行業(yè)中處 在保 3 爭(zhēng) 2 的位置； 2021年到 2021年，我國(guó)齒輪產(chǎn)品市場(chǎng)將走向成熟，在世界上將處在保 2 爭(zhēng) 1的位置，那時(shí)將逼近世界齒輪強(qiáng)國(guó)。中國(guó)齒輪工業(yè)的資本結(jié)構(gòu)已經(jīng)形成股份制企業(yè)、民營(yíng)企業(yè)和獨(dú)資 (合資 )企業(yè)三足鼎立的局面。在高速重載齒輪傳動(dòng)制造方面，通過(guò)技術(shù)引進(jìn)和消化，基本具備了為我國(guó)大型成套裝備及船舶工業(yè)進(jìn)行配套的能力。這些企業(yè)都有 2億 10億元的銷售規(guī)模；獨(dú)資、合資企業(yè)技術(shù)先進(jìn)，市場(chǎng)運(yùn)作比較成熟，尤其在技術(shù)和管理上發(fā)揮著 33 示范作用。目前我國(guó)齒輪行業(yè)在世界上的排名與意大利比較接近，應(yīng)居第四位。 5. 齒端的加工 齒端的加工主要有倒角，倒尖，倒棱和去毛坯。 2. 齒坯的加工 對(duì)于軸齒輪的齒坯，其加工工藝和一般軸類零件基本相同，對(duì)于盤，套齒輪的齒坯，其加工工藝和一般盤，套類零件基本相同。滾刀除刀旋轉(zhuǎn)外，還沿輪坯的軸向進(jìn)刀，以便切出整個(gè)齒寬。目前廣泛采用齒輪滾刀，它能連續(xù)切削，生產(chǎn)率較高。 28 2）齒條插刀 圖 3－ 36 為利用齒條插刀加工齒輪的情形。 1）齒輪插刀 齒輪插刀的形狀如 圖 3－ 35（ a） 所示，刀具頂部比正常齒高出 c*m，以便切出齒頂間隙部分。 這種方法強(qiáng)制刀具同工件（輪坯）相對(duì)運(yùn)動(dòng)同時(shí)進(jìn)行切削。 /z，再銑第二個(gè)齒槽。 1． 成形法 27 成形法是在銑床上用具有漸開線齒形的成形銑刀直接切出齒形 。因此，如果用標(biāo)準(zhǔn)的齒輪測(cè)量設(shè)備來(lái)測(cè)量鍛造齒輪，很難避免定位誤差。 測(cè)量鍛造齒輪的關(guān)鍵困難是其缺乏精確的基準(zhǔn)。再用磨削工藝來(lái)提高精度，必須注意到 其輪廓不是標(biāo)準(zhǔn)齒輪。因?yàn)橐a(bǔ)償齒輪的彈性回復(fù)和模具的彈性變形，模具的齒輪輪廓不再是標(biāo)準(zhǔn)的漸開線。 冷成形的另一優(yōu)點(diǎn)是改善輪齒的表面質(zhì)量，實(shí)驗(yàn)表明，其光潔度達(dá)到 Ra = 1μ m 以下，滿足輪齒加工的要求 [8 ] 。用坐標(biāo)測(cè)量機(jī)對(duì)冷擠齒輪的輪廓進(jìn)行測(cè)量，并與有限元預(yù)測(cè)的結(jié)果相比較。另外在擠壓斜齒輪時(shí)，輪齒兩側(cè)受力不對(duì)稱，變形也不相同，可把該齒輪反向再擠一次。因?yàn)樵阱懺爝^(guò)程中，只保證輪齒的精度而不能保證內(nèi)孔的精度。冷處理過(guò)程中，只有輪齒表面發(fā)生塑性變形，輪齒內(nèi)部和輪齒的大部分區(qū)域處于彈性變形狀態(tài)?？紤]了鍛造齒輪的余量、模具形狀、尺寸和結(jié)構(gòu)對(duì)最終產(chǎn)品的影響。當(dāng)齒輪在模具中部時(shí)，模具的變形就相對(duì)大些。 對(duì)輪齒而言，輪廓的精度要求在 10μ m 左右，對(duì)模具的設(shè)計(jì)提出非常高的要求。采用同一模架，對(duì)模具型腔作些修改，還完成了圓柱直齒輪和斜齒輪以及復(fù)合齒輪的鍛造。文中還討論 了磨擦在各種 21 條件下對(duì)變形和載荷的影響?？?
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