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齿轮加工方法大全,看看你知道几种?

发布时间:23-07-26 关注次数:

硬齿面精加工在加工精度和加工效率上取得了一些进步,出现了一些新的齿轮加工工艺方法。下面简单介绍下国内外硬齿面的滚齿、插齿、剃齿、珩齿以及磨齿的新工艺方法及装备。
近年来,各种硬齿面精加工在加工精度和加工效率上都取得了一些进展,同时还出现了一些新的硬齿面精加工方法。
1.硬齿面滚齿工艺
齿轮加工方法大全,看看你知道几种?
由于磨齿效率低、成本高,近年来,国外开始研究硬齿面滚齿工艺,采用硬质合金滚刀可以提高齿轮加工效率,目前在日本、德国等生产中已有应用。国内近年来也在积极研究硬齿面滚齿工艺,并取得了一些进展,一些工厂生产中已有应用。
国内一些厂家已采用硬齿面滚齿工艺代替粗磨齿,齿轮加工效率比锥面砂轮磨齿机约高5~6倍。硬齿面滚齿工艺要求滚齿机床刚度好、精度高,只有在切齿技术、刀具及机床等几个方面的正确配合下,使切齿过程达到较佳状态,硬齿面滚齿的精度才能达到7级。硬齿面滚齿存在的大问题是齿形精度较低,齿轮加工精度不稳定。其主要原因是:
1)用硬质合金滚刀来加工60HRC左右的硬齿面,刀具与工件的硬度相差很小,滚刀易磨损,直接影响齿形精度;
2)由于滚齿是一种断续切削过程,滚齿过程伴随着强迫及自激振动、力和热的冲击,常常容易造成硬质合金滚刀崩刃;
3)由于硬质合金滚刀采用负前角,而切削厚度小,工件硬度又高,使得径向切削力很大。从工艺系统分析,滚齿机的刚度虽较强,但刀杆和心轴却是2个刚性薄弱环节,径向的变形对精度影响很大。

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2.硬齿面插齿工艺
国外有的公司将硬质合金插齿刀顶刃磨出较大的负前角,使侧刃有较大的刃倾角,形成刮削加工,也取得了初步成果。不过,要想用硬齿合金插齿刀插制6级精度齿轮是非常困难的。除了存在和硬质合金滚刀、滚齿相类似的问题外,还存在着插齿速度无法增加到与硬质合金刀具相适应的佳切削速度,往复插齿运动造成振动、插齿机传动链精度不达标等许多问题,使之未能在生产实际中应用。
国内一些工厂在普通插齿工艺基础上,对硬齿面插齿工艺也作了一些研究。目前,可插制48HRC左右的中硬齿面7级精度齿轮,主要采取了以下措施:1)提高机床的刚度和精度,提高传动链精度;2)采用高精度插齿刀(AA级插齿刀),严格控制刀具的安装偏心;3)提高齿坯和夹具的精度;4)选取合理的进给次数和齿轮加工进给量等。
3.硬齿面剃齿工艺
近年来,日本试验成功用硬质台金剃齿刀加工8级精度、硬度为60HRC的齿轮。为使剃齿刀能切入工件的硬齿面,除将剃齿刀上的渐开线螺旋面刃带减Zhi窄处外,还要把剃齿刀每齿上的刀刃减Zhil~2个。本来软齿面剃齿的大优点是刀刃多,有渐开线螺旋面保持稳定啮合,使剃齿效率高,并保证精度。而硬齿合金剃齿刀在结构上的改动,削弱了剃齿的上述2个优点。此外,剃齿的特点是切削厚度很小,而硬质合金的刀刃一般是较钝的,故很难进行剃削加工;因而难于在生产中实际应用。
国内近年来也在研究硬齿面剃齿工艺,目前已能剃削48HRC左右的中硬齿面7级精度齿轮,加工效率很高,其主要采取了以下措施:
1)选择剃削性能好的刀具材料做剃齿刀;
2)提高剃齿刀的制造精度,并采用修形剃齿刀或负变位剃齿刀,不仅减小或消除了剃齿齿形的中凹现象,还能剃削鼓形齿轮;
3)提高热处理前、后齿坯的齿轮加工精度,严格控制热处理淬火变形;
4)精细调整机床,提高机床刚度,选择合理的剃削用量等。
4.珩齿工艺
珩齿是目前高精度硬齿面齿轮加工的主要方法;但是,要把珩齿精度提高到6级,是比较困难的。目前,国内有的工厂已珩出6级精度齿轮。德国的工厂也是利用珩齿生产6级精度齿轮,采用粗、精2次滚齿,并采用修形剃齿刀剃齿,严格控制热处理变形等一系列措施,以保证珩前精度,并使用修形珩轮进行珩齿。
普通珩齿工艺采用的盘形珩轮加工效率很高,1~2min就能加工1个齿轮。近年来,日本提出新的珩齿方法———蜗杆珩齿工艺,推出新型蜗杆珩齿机。蜗杆珩齿的工作原理是采用蜗杆形状的珩轮对齿轮齿面进行珩齿,与珩前精度比较,可提高1~2级精度。目前,蜗杆珩齿技术在日本、美国、英国和瑞士等国已有十几项专利发表,多用于汽车变速箱齿轮的制造。国内近年来对蜗杆珩齿工艺组织攻关,进行了很多研究,已由南京第二机床厂和长江机床厂生产蜗杆珩齿机,并开始在生产中应用,精度可达到6~7级,平均生产速度为3~6min/件。一般蜗杆珩轮采用普通磨料,又分为软珩和硬珩2种蜗杆珩轮。近年来试验研究采用电镀金刚石蜗杆珩轮和电镀CBN(立方氮化硼)蜗杆珩轮的珩齿工艺。
国外近年来还发展了内啮合自由珩齿工艺,瑞士已生产出内啮合珩齿机。这种工艺采用内齿圈珩轮加工外齿轮工件,平均单件工时为1~2min,珩后精度可提高2级,一般可达6~7级。如果提高珩前精度,将能珩出更高精度的齿轮。

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