《機械加工工藝編制》課件 任務(wù)三　齒輪類零件加工工藝編制

任務(wù)三齒輪類零件加工工藝編制任務(wù)描述圖3-1是某廠制造的某型號減速器的從動齒輪，其備品率為4%，廢品率約為1.2%，請分析該齒輪結(jié)構(gòu)及技術(shù)要求，確定生產(chǎn)類型，選擇毛坯類型及合理的制造方法，選取定位基準和加工裝備，擬定工藝路線，設(shè)計加工工序，并填寫工藝文件。1任務(wù)內(nèi)容1任務(wù)內(nèi)容齒圈

輪體

圖4-1齒輪結(jié)構(gòu)

任務(wù)描述1.減速器裝配圖、齒輪零件圖、多媒體課件、齒輪加工工藝手冊及必要的參考資料，以供學(xué)生自主學(xué)習(xí)時獲取必要的信息，教師引導(dǎo)、指導(dǎo)學(xué)生實施任務(wù)時提供必要的答疑。2.工作單及工序卡，供學(xué)生獲取知識和任務(wù)實施時使用。2實施條件任務(wù)描述

1.齒輪的技術(shù)要求一、結(jié)構(gòu)及技術(shù)要求分析

2.齒輪的精度等級一、結(jié)構(gòu)及技術(shù)要求分析一、結(jié)構(gòu)及技術(shù)要求分析

2.齒輪的精度等級

3.齒輪技術(shù)要求確定的一般原則一、結(jié)構(gòu)及技術(shù)要求分析

1.齒輪常用材料二、材料及毛坯選取

2.齒輪材料選用二、材料及毛坯選取

2.齒輪材料選用二、材料及毛坯選取

齒輪毛坯形式主要有棒料、鍛件和鑄件?！醢袅嫌糜谛〕叽?、結(jié)構(gòu)簡單且對強度要求不太高的齒輪□鍛件用于強度要求高，并要求耐磨損、耐沖擊的齒輪□鑄件鑄鋼件用于直徑大或結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜，不宜鍛造的齒輪；鑄鐵件用于受力小，無沖擊的開式傳動的齒輪；多用于直徑大于Φ400～Φ600的齒輪

3.齒輪毛坯選擇二、材料及毛坯選取

1.軸類齒輪→頂尖孔定位2.大模數(shù)的軸類齒輪→齒輪軸頸和一個端面進行定位3.盤套類齒輪→兩種定位基準:內(nèi)孔和端面定位

外圓和端面定位三、定位基準的選擇

1.齒坯加工精度四、加工方法及加工方案選擇

步驟1以外圓定位加工端面和孔(留拉削余量)；步驟2以端面支承拉孔；步驟3以孔在芯軸上定位，在多刀半自動車床上粗車外圓、端面和切槽；步驟4不卸下芯軸，在另一臺車床上續(xù)精車外圓、端面、切槽和倒角。□大批量生產(chǎn)的齒坯加工方案□中、小批生產(chǎn)的齒坯加工方案步驟1在臥式車床上粗車齒輪各部分；步驟2在一次安裝中精車內(nèi)孔和基準端面，以保證基準端面對內(nèi)孔的跳動要求；步驟3以內(nèi)孔在心軸上定位，精車外圓、端面及其它部分。

2.齒坯加工方案四、加工方法及加工方案選擇

（1）無切削加工熱軋齒輪、冷軋齒輪、精鍛、粉末冶金生產(chǎn)率高，材料消耗少、成本低加工精度較低，工藝不夠穩(wěn)定生產(chǎn)批量較?。?）有切削加工銑齒、磨齒、插齒、滾齒、衍齒加工精度高，但生產(chǎn)率低，材料消耗多、成本高展成法和成形法

3.齒形加工方法分類四、加工方法及加工方案選擇（2）有切削加工

3.齒形加工方法分類四、加工方法及加工方案選擇（2）有切削加工

3.齒形加工方法分類四、加工方法及加工方案選擇（2）有切削加工

3.齒形加工方法分類四、加工方法及加工方案選擇（1）滾齒1)生產(chǎn)率較高2)應(yīng)用最廣的一種加工方法3)直齒、斜齒圓柱齒輪等

4.常見的齒形加工方法四、加工方法及加工方案選擇

滾齒的加工精度滾齒加工精度6-10級，8、9級精度齒輪，可直接滾齒得到，對于7級精度以上的齒輪，通常滾齒可作為齒形的粗加工或半精加工。（1）滾齒

4.常見的齒形加工方法四、加工方法及加工方案選擇

滾齒的加工適用范圍滾齒加工通用性好可加工圓柱齒輪、蝸輪可加工漸開線齒形、圓弧、擺線等齒形可加工小模數(shù)、小直徑齒輪，可加工大模數(shù)、大直徑齒輪。（1）滾齒

4.常見的齒形加工方法四、加工方法及加工方案選擇

插齒的加工精度插齒的加工精度等級一般為7-9級□傳動準確性□傳動平穩(wěn)性□載荷均勻性□表面粗糙度插齒的適用范圍能加工內(nèi)外嚙合齒輪、扇形齒輪齒條、斜齒輪加工齒條需要附加齒條夾具，并在插齒機上開洞；加工斜齒輪需要螺旋刀軌。插齒適合于加工模數(shù)教小、齒寬較小、工作平穩(wěn)性要求較高、運動精度要求不高的齒輪。（2）插齒

4.常見的齒形加工方法四、加工方法及加工方案選擇

（3）剃齒

剃齒是根據(jù)一對軸線交叉的斜齒輪嚙合時，沿齒向有相對滑動而建立的一種加工方法。

4.常見的齒形加工方法四、加工方法及加工方案選擇

剃齒的加工精度剃齒的加工精度等級一般為7～9級剃齒質(zhì)量較好、生產(chǎn)率高所用機床簡單、調(diào)整方便剃齒刀耐用度高汽車、拖拉機和機床中的齒輪，多用這種加工方法來進行精加工（3）剃齒

4.常見的齒形加工方法四、加工方法及加工方案選擇

剃齒工藝中的幾個問題□齒輪硬度在22～32HRC范圍時，剃齒刀校正誤差能力最好，如果齒輪材質(zhì)不均勻，含雜質(zhì)過多或韌性過大會引起剃齒刀滑刀或啃刀，最終影響剃齒的齒形及表面粗糙度。□剃齒是齒形的精加工方法，因此剃齒前的齒輪應(yīng)有較高的精度，通常剃齒后的精度只能比剃齒前提高一級?！跆挲X余量的大小，對剃齒質(zhì)量和生產(chǎn)率均有較大影響。余量不足時，剃齒誤差及表面缺陷不能全部除去；余量過大，則剃齒效率低，刀具磨損快，剃齒質(zhì)量反而下降?！鯙榱藴p輕剃齒刀齒頂負荷，避免刀尖折斷，剃齒前在齒跟處挖掉一塊。齒頂處希望能有一修緣，這不僅對工作平穩(wěn)系性有利，而且可使剃齒后的工件沿外圓不產(chǎn)生毛刺。（3）剃齒

4.常見的齒形加工方法四、加工方法及加工方案選擇

（4）磨齒

磨齒是將運動中的砂輪表面作為假想齒條的齒面與被磨齒輪作嚙合傳動,形成展成運動磨出齒形。

4.常見的齒形加工方法四、加工方法及加工方案選擇

5.齒形加工方案四、加工方法及加工方案選擇相關(guān)知識機械加工誤差1加工原理誤差工藝系統(tǒng)的幾何誤差工藝系統(tǒng)受力變形引起的誤差工藝系統(tǒng)受熱變形引起的誤差工件內(nèi)應(yīng)力引起的加工誤差測量誤差五、加工設(shè)備選擇及工件裝夾（一）機械加工誤差相關(guān)知識主軸的回轉(zhuǎn)運動誤差影響主軸回轉(zhuǎn)運動誤差的主要因素主軸回轉(zhuǎn)誤差對加工精度的影響機床導(dǎo)軌誤差機床的傳動誤差工藝系統(tǒng)誤差2（1）機床的幾何誤差（一）機械加工誤差五、加工設(shè)備選擇及工件裝夾相關(guān)知識主軸的回轉(zhuǎn)運動誤差工藝系統(tǒng)誤差2（1）機床的幾何誤差□軸向竄動□徑向跳動□角度擺動五、加工設(shè)備選擇及工件裝夾（一）機械加工誤差相關(guān)知識工藝系統(tǒng)誤差2（1）機床的幾何誤差□主軸誤差圓度誤差、同軸度誤差、垂直度誤差□軸承誤差影響主軸回轉(zhuǎn)運動誤差的主要因素五、加工設(shè)備選擇及工件裝夾（一）機械加工誤差相關(guān)知識工藝系統(tǒng)誤差2（1）機床的幾何誤差ΔR=Δz2/2×R假設(shè)Δz=0.01mm，R=50mm，則ΔR=0.000001mm。主軸回轉(zhuǎn)誤差對加工精度的影響措施□采用高精度的主軸部件□使主軸回轉(zhuǎn)的誤差不反映到工件上

五、加工設(shè)備選擇及工件裝夾（一）機械加工誤差相關(guān)知識工藝系統(tǒng)誤差2（1）機床的幾何誤差機床導(dǎo)軌誤差機床導(dǎo)軌副是實現(xiàn)直線運動的主要部件，其制造和裝配精度是影響直線運動精度的主要因素，導(dǎo)軌誤差對零件的加工精度產(chǎn)生直接的影響。不同平面內(nèi)的導(dǎo)軌誤差對不同機床有著不同影響，分析導(dǎo)軌誤差對零件的加工精度的影響時，應(yīng)具體問題具體分析。五、加工設(shè)備選擇及工件裝夾（一）機械加工誤差相關(guān)知識工藝系統(tǒng)誤差2（1）機床的幾何誤差措施□減少傳動鏈中的環(huán)節(jié)，縮短傳動鏈；□提高傳動副（特別是末端傳動副）的制造和裝配精度；□消除傳動間隙；□采用誤差校正機構(gòu)。機床的傳動誤差如車削螺紋時，要求工件旋轉(zhuǎn)一周刀具直線移動一個導(dǎo)程，那么車床絲杠導(dǎo)程和各齒輪的制造誤差都必將引起工件螺紋導(dǎo)程的誤差。五、加工設(shè)備選擇及工件裝夾（一）機械加工誤差相關(guān)知識工藝系統(tǒng)誤差2（2）工藝系統(tǒng)的其他幾何誤差刀具誤差—主要指刀具的制造、磨損和安裝誤差等，刀具對加工精度的影響因刀具種類不同而定。

夾具誤差—主要是指定位誤差、夾緊誤差、夾具安裝誤差和對刀誤差以及夾具的磨損等。

調(diào)整誤差—采用任何調(diào)整方法及使用任何調(diào)整工具都難免帶來一些原始誤差，這就是調(diào)整誤差。五、加工設(shè)備選擇及工件裝夾（一）機械加工誤差

1.工藝系統(tǒng)受力變形對加工誤差的影響五、加工設(shè)備選擇及工件裝夾（一）機械加工誤差

工藝系統(tǒng)受力點變化會引起形狀誤差誤差復(fù)映其他力引起的加工誤差□由重力引起的加工誤差□夾緊力引起的加工誤差□由傳動力引起的加工誤差□由慣性力引起的加工誤差1.工藝系統(tǒng)受力變形對加工誤差的影響五、加工設(shè)備選擇及工件裝夾（一）機械加工誤差

（2）減少工藝系統(tǒng)受力變形的措施提高接觸剛度提高工件剛度提高機床部件剛度合理裝夾工件以減少夾緊變形

1.工藝系統(tǒng)受力變形對加工誤差的影響五、加工設(shè)備選擇及工件裝夾（一）機械加工誤差

（1）工藝系統(tǒng)的熱源（2）機床熱變形引起的加工誤差（3）刀具熱變形引起的加工誤差（4）工件熱變形引起的加工誤差（5）減少工藝系統(tǒng)熱變形的主要途徑減少發(fā)熱和隔熱加強散熱能力用熱補償法減少熱變形的影響控制溫度的變化1.工藝系統(tǒng)熱變形對加工誤差的影響五、加工設(shè)備選擇及工件裝夾（一）機械加工誤差

（1）齒輪加工機床加工原理：滾齒機、插齒機、拉齒機、銑齒機、珩齒機、剃齒機和磨齒機加工齒輪種類：圓柱齒輪加工機床和錐齒輪加工機床（2）齒輪加工機床的選用□齒輪形狀與精度□齒輪模數(shù)及直徑□機床功率五、加工設(shè)備選擇及工件裝夾（二）齒輪常用加工設(shè)備及刀具

（3）齒輪加工常用刀具□按照加工的齒輪類型來分，可分為以下三類。◆圓柱齒輪刀具漸開線圓柱齒輪刀具（盤形齒輪銑刀、指形齒輪銑刀、齒輪滾刀、插齒刀、剃齒刀等）非漸開線圓柱齒輪刀具（圓弧齒輪滾刀、擺線齒輪滾刀、花鍵滾刀等）◆蝸輪刀具如蝸輪滾刀、蝸輪飛刀等◆錐齒輪刀具□按刀具的工作原理分，可分為以下兩類◆成形齒輪刀具盤形齒輪銑刀、指壯齒輪銑刀◆展成齒輪刀具齒輪滾刀、插齒刀、剃齒刀五、加工設(shè)備選擇及工件裝夾（二）齒輪常用加工設(shè)備及刀具

齒輪銑刀盤形齒輪銑刀、指形齒輪銑刀銑削齒輪的模數(shù)、壓力角相等，銑削不同的齒數(shù)，應(yīng)采用不同齒形的銑刀

在生產(chǎn)中是將同一模數(shù)的齒輪銑刀，按漸開線的彎曲度相近的齒數(shù)，分成8把一組（精確的分成15把一組），每種銑刀用于加工一定齒數(shù)范圍的一組齒輪。

五、加工設(shè)備選擇及工件裝夾（二）齒輪常用加工設(shè)備及刀具

齒輪滾刀齒輪滾刀是加工漸開線齒輪所用的齒輪加工刀具

五、加工設(shè)備選擇及工件裝夾（二）齒輪常用加工設(shè)備及刀具

插齒刀插齒刀可分為直齒插齒刀和斜齒插齒刀兩類□盤形直齒插齒刀□碗形直齒插齒刀□錐柄直齒插齒刀五、加工設(shè)備選擇及工件裝夾（二）齒輪常用加工設(shè)備及刀具

齒輪熱處理工藝一般有調(diào)質(zhì)正火、碳滲（或碳氮共滲）、氮化、感應(yīng)淬火等。調(diào)質(zhì)處理通常用于中碳鋼和中碳合金鋼齒輪。調(diào)質(zhì)后材料的綜合性能良好，容易切削和跑合。正火處理通常用于中碳鋼齒輪。正火處理可以消除內(nèi)應(yīng)力，細化晶粒，改善材料的力學(xué)性能和切削性能。六、齒輪熱處理方法確定

1.齒輪熱處理方法

硬齒面齒輪，硬度大于350HBS時，常采用表面淬火、表面滲碳淬火與滲氮等的熱處理方法。表面淬火處理通常用于中碳鋼和中碳合金鋼齒輪。經(jīng)過表面淬火后齒面硬度—般為40～55HRC，增強了輪齒齒面抗點蝕和抗磨損的能力，齒芯仍然保持良好的韌性，故可以承受一定的沖擊載荷。滲碳淬火齒輪可以獲得高的表面硬度、耐磨性、韌性和抗沖擊性能，能提供高的抗點蝕、抗疲勞性能。六、齒輪熱處理方法確定

1.齒輪熱處理方法

與兩個軟齒面齒輪配對時，一般使小齒輪的齒面硬度比大齒輪高出30-50HBS，以使一對軟齒面?zhèn)鲃拥拇笮↓X輪的壽命接近相等，也有利于提高輪齒的抗膠合能力。兩個硬齒面齒輪配對時的大小齒輪的硬度大致相同。齒輪熱處理的主要訴求是提高齒面硬度，滲碳淬火齒輪的承載能力可比調(diào)質(zhì)齒輪提高2～3倍，使用較多。六、齒輪熱處理方法確定

1.齒輪熱處理方法六、齒輪熱處理方法確定

1.齒輪熱處理方法六、齒輪熱處