漸開線圓柱齒輪的加工工藝

林長祥

（浙江格爾減速機械有限公司，溫州 325409）

漸開線圓柱齒輪的加工工藝

林長祥

（浙江格爾減速機械有限公司，溫州 325409）

機械系統(tǒng)中，齒輪被看作必要構(gòu)件，不可缺失。漸開線圓柱齒輪表現(xiàn)出精密性，包含復雜的加工步驟。實際加工中，要注重各環(huán)節(jié)內(nèi)的加工要點，經(jīng)過綜合衡量選取最合適的加工方式，杜絕潛在的加工偏差。對于圓柱齒輪，解析常用加工方式及工藝，結(jié)合實際提升加工齒輪的精度，從而延長齒輪的耐用期限。

漸開線圓柱齒輪加工工藝

機械傳動不可缺少各類的齒輪。從現(xiàn)狀來看，齒輪正在被廣泛采納，并用于多樣的機械裝置。日常加工時，既要減低各類工藝耗費的總體成本，又要提升齒輪精度。唯有如此，才能符合現(xiàn)今的機械加工趨勢。圓柱形漸開線的齒輪含有相對較多的構(gòu)件，加工起來也尤為復雜。在這種狀態(tài)下，有必要從根本上選擇更合適的齒輪加工方式，以提升齒輪加工的綜合效能。

1　加工工藝的流程

第一步，加工齒輪毛坯。通常來看，齒輪間距及齒形決定著總體齒輪的精度，應當分布均勻。在加工毛坯時，先要確認最佳的基準定位，針對小孔及齒輪端面都要妥善定位。確保定位的精準，才能便于齒輪的后續(xù)加工。加工毛坯的總要求：內(nèi)孔及齒輪端面都要符合給出的技術指標。依照設定好的基準來加工齒輪，同時不應忽視齒輪潛在的次表面。加工毛坯的后期，要注重次表面的精準性。

第二步，加工齒形。這個階段內(nèi)，某些齒輪要經(jīng)過淬火，另外一些不必淬火。如果不必淬火，那么加工齒形即可獲得合格的齒輪，符合圖紙的規(guī)格。如果需要淬火，則應完全吻合最終的精度及齒形［1］。這是由于淬火后的加工流程密切關系到精度，是關鍵的步驟。

第三步，熱處理的程序。針對淬火齒輪，還需再次予以熱處理，以達到最優(yōu)的齒輪硬度。最后是精密的加工，淬火將會更改最初的齒輪形態(tài)，防控齒輪表層太過粗糙。需要注意的是，淬火過后的齒輪端面及內(nèi)側(cè)小孔都不可避免會發(fā)生扭曲。這時還需耐心予以修整，基準面才能吻合齒輪的定位。此外，要確保分布的余量是均衡的，以符合加工需要。

2　優(yōu)選加工原材

加工漸開線圓柱形的齒輪，先要選取最適用于加工的材質(zhì)。選取原材時，應能衡量日常齒輪運轉(zhuǎn)的條件及強度，兼顧整體的齒輪性能。唯有綜合考慮，才能保證加工后得到更耐用的優(yōu)質(zhì)齒輪。同時，在選取材質(zhì)時，需要考慮到加工性能，縮減加工中的齒輪磨損。這樣可減低各步驟加工中的損耗，提升加工的成效。

詳細來看，圓柱體齒面應足夠堅硬并且耐磨，符合韌性的要求，滿足必要的硬度，才能避免過快失效的問題。優(yōu)選的材質(zhì)應當能夠耐住冷熱加工處理，齒輪不會變形。常規(guī)狀態(tài)下，齒輪要表現(xiàn)出最優(yōu)的理化特性。這主要是因為齒輪應能符合力學規(guī)格，表現(xiàn)出最佳的力學屬性。對于機械加工，應當實時調(diào)節(jié)加工的傳遞功率及速度。齒輪在運轉(zhuǎn)時，齒面將會傳遞接觸應力、動力及彎曲作用力。此外，咬合面還會承受偏大沖擊及摩擦力。這種狀態(tài)下，齒輪材質(zhì)應能抵抗彎曲疲勞，同時擁有抗接觸疲勞的性質(zhì)。齒面應當堅硬，齒輪中心要符合韌性及強度要求［2］。

加工齒輪的流程中，不可避免熱處理及磨削齒輪。因此，選取原材時還需兼顧熱處理及切削的綜合性能。經(jīng)過全方位考慮，通?？蛇x碳合金鋼或常見的碳鋼。若齒輪承受著較大強度，則選取低碳鋼。某些齒輪運轉(zhuǎn)速度較低，這時可選灰口鑄鐵及鑄鋼的材質(zhì)。

3　各類加工工藝

針對圓柱漸開線齒輪，可選多樣加工工藝。在仿形法加工中，制作齒輪齒槽可選取成型的銑刀。另一類方式為銑床加工，或者展成法加工。最近幾年，機械加工不斷提升技術層次，新式砂輪逐漸產(chǎn)生。與之相伴，成形磨削砂輪的磨削技術也在快速改進。經(jīng)過改進后，加工可得更高精度的新型圓柱齒輪，更適合用于日常的機械生產(chǎn)。各類齒輪都表現(xiàn)出不同特性，對此應能優(yōu)選合適的加工流程，創(chuàng)新加工齒輪的工藝。

（1）成形的磨削法。在各類工藝中，砂輪磨齒都是不可缺少的。成形磨齒的方法為：依靠成形砂輪，逐漸磨削待加工的圓柱齒輪。對于成形砂輪，磨齒并沒有運動，這種狀態(tài)下的打磨精度關系到齒輪的修整及定位。若打磨直齒輪，則端面齒形決定于軸向的砂輪形態(tài)；若打磨傾斜的圓柱齒輪，那么齒面及砂輪彼此接觸的軸向投影即為總體的齒輪精度。針對成形磨齒，也需衡量單一齒輪的精確分度。在軸向范圍內(nèi)，加工需得到適宜的軸向齒輪寬度。對于軸向進給，加工時的螺旋角關系到附加的差動裝置。

（2）蝸桿或碟形打磨。類似滾齒加工，蝸桿磨齒的砂輪加工也適用于漸開線齒輪。加工的流程為：砂輪及工件彼此咬合且旋轉(zhuǎn)特定角度。這種狀態(tài)下，齒輪漸次展開而后形成漸開線。與此同時，加工得到軸向的齒輪寬度。對于傾斜齒輪，磨削過程中還應增添額外的附加差動裝置，這種方式可用作加工螺旋角相應的圓柱齒輪［3］。

在碟形加工中，碟形的磨齒包含了成對的碟形砂輪，這種加工屬于展成加工。具體的步驟為：滾動圓盤及鋼帶彼此作用，以此來完成齒輪加工。對于鋼帶平面，漸開線設定兩個點，分別為砂輪兩側(cè)的棱邊。圓盤及鋼帶彼此滾動的狀態(tài)下，棱邊將會形成漸開線的齒輪形狀。一般情況下，分度運動也借助于單一齒輪的分度盤。在軸向范圍內(nèi)，走刀打磨完畢后，工件將被送入后續(xù)的加工。重復這種工序，直至打磨完所有的齒輪。

（3）滾動的錐形打磨。錐形磨齒為齒條及齒輪的咬合。打磨齒輪的方式為：借助錐面砂輪，逐漸磨削齒輪的漸開線表面。滾動打磨的進程中，可假定砂輪為齒條中的某個齒；在齒輪節(jié)線中間，砂輪將會完全滾動。錐形磨齒也包含了分度運動，實現(xiàn)這種運動的方式為往復交替的分度盤、渦輪或分度齒輪。其中，磨齒總的寬度關系到循環(huán)性的沖程總長。通常來看，錐形磨齒的方法也表現(xiàn)出展成性，可設定于5級的加工精度。

4　應注意的事項

加工齒輪的初期，先要確定必備的加工參數(shù)。具體而言，各類參數(shù)包含了齒輪模數(shù)、總體的齒數(shù)、齒輪的壓力角、頂部間隙的系數(shù)、分度圓的直徑、精確的齒輪寬度等。具體在確定時，可分別算出各個參數(shù)對應的數(shù)值。之后，綜合運算得出全面的加工參數(shù)。在真正加工齒輪時，最初的參數(shù)還可能會改動。這時還需劃定嚴格的參數(shù)修正范圍，不可隨便予以更改。嚴格控制參數(shù)改動，這樣描繪出來的齒輪漸開線才能符合實際，最接近圓弧的狀態(tài)。

加工圓柱齒輪的關鍵步驟設定為淬火后續(xù)的處理。這是由于淬火將會更改固有的齒輪外形，嚴重狀態(tài)下還將造成齒輪的損壞。經(jīng)過淬火后，還需配備熱處理的必要工藝，以防控齒輪的變形。齒輪加工得到的真實精度還關系到分布的齒距，為此應當設定最合適的加工基準，用于后續(xù)加工的參照。某些齒輪并不需要經(jīng)過淬火，這時即可直接進入后續(xù)的精細處理，妥善去除齒輪附帶的毛刺及倒棱等，以確保外形的平整。

5　結(jié)語

工業(yè)領域內(nèi)的專用齒輪可分成多類，針對各類齒輪，都要選取合適的加工流程。漸開線齒輪表現(xiàn)出圓柱形，適合安裝于多樣的機械裝置，具有廣泛、適用的優(yōu)勢。在齒輪加工中，要注重查驗質(zhì)量，防控細微的加工偏差。然而，從現(xiàn)狀看，圓柱齒輪加工仍不夠完善，有待后續(xù)的工藝改進。未來的實踐中，還需摸索珍貴的齒輪加工經(jīng)驗，提升齒輪加工的精準度，從而為企業(yè)創(chuàng)設更優(yōu)的加工收益。

［1］莫海萍.漸開線圓柱齒輪加工工藝分析［J］.裝備制造技術，2013，（1）：61-62，65.

［2］崔佳偉.漸開線圓柱齒輪加工工藝分析［J］.無線互聯(lián)科技，2013，（5）：102.

［3］趙滿玲.標準漸開線直齒圓柱齒輪參數(shù)化設計及加工工藝分析［J］.中國科技信息，2012（3）：94，98.

Processing Technology of Involute Cylindrical Gear

LIN Changxiang
（Zhejiang koal reducer machinery Co.Ltd，Wenzhou 325409）

In the mechanical system，the gear is regarded as a necessary component，is not missing.The involute cylindrical gear shows the precision，must pay attention to the gear processing the fine aspect，to eliminate the potential processing deviation.The involute cylindrical gear contains complex machining process，and all kinds of technology will affect the gear.In the actual processing，should be able topayattentiontoallaspectsoftheprocessingpoints，aftera comprehensive measure to select the most suitable processing method. For cylindrical gear，the analysis of the common processing methods and processes；on this basis，combined with the actual lifting of the accuracy of the processing gear，the extension of the durability of the gear.

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