分析雙聯(lián)齒輪零件的加工工藝

于濤 王明海

關(guān)鍵詞：雙聯(lián)齒輪;零件;加工工藝;注意事項(xiàng)

在機(jī)器以及相關(guān)器械運(yùn)作過程中，齒輪具有輸送動(dòng)力、承受重力等作用，現(xiàn)階段的齒輪已經(jīng)廣泛應(yīng)用各個(gè)制造行業(yè)及領(lǐng)域，齒輪的形狀大小不一，而齒輪的精確程度對(duì)機(jī)器正常運(yùn)行具有一定的影響。因此，在對(duì)不同的齒輪進(jìn)行加工時(shí)，應(yīng)結(jié)合齒輪的形態(tài)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相應(yīng)的加工工藝流程，致力于保障齒輪的契合度并與實(shí)際機(jī)器運(yùn)作的需求相符合。在實(shí)際雙聯(lián)齒輪加工過程中，應(yīng)對(duì)雙聯(lián)齒輪的實(shí)際構(gòu)造進(jìn)而選擇相對(duì)應(yīng)的插齒方式，如滾齒方式。因此，在各類齒輪零件加工時(shí)，應(yīng)正確有效制定加工工藝方式，確保齒輪零件的精準(zhǔn)性。

1.分析雙聯(lián)齒輪加工工藝及齒輪發(fā)展現(xiàn)狀

1.1雙聯(lián)齒輪加工工藝研究歷程

19世紀(jì)末期，展成切齒法的原理以及這一原理相關(guān)的工具隨后出現(xiàn)，如刀具、切齒專用的機(jī)床并廣泛用在冶金、汽車、輪船制造等行業(yè)，因此齒輪的精確度與穩(wěn)定性逐步受到重視。而在1674年，丹麥著名的天文學(xué)家羅默首次指出將外擺線作為齒廓曲線，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)齒輪的平穩(wěn)性。在十八世紀(jì)工業(yè)革命階段，齒輪的技術(shù)得到快速進(jìn)步發(fā)展，使得人們開始積極對(duì)齒輪投入研究。1733年法國著名數(shù)學(xué)家卡米發(fā)布了齒廓嚙合基本定律，隨后在1765年，瑞士著名數(shù)學(xué)家歐拉大力推崇運(yùn)用漸開線作為齒廓曲線。隨著社會(huì)的進(jìn)步發(fā)展，19世紀(jì)開始出現(xiàn)插齒機(jī)與滾齒機(jī)，這兩種機(jī)器的出現(xiàn)為人們有效解決了生產(chǎn)高精確度與高平穩(wěn)性的齒輪加工問題。1900年，普福特在滾齒機(jī)安裝了差動(dòng)裝置，使得雙聯(lián)齒輪開始普遍應(yīng)用。

1.2齒輪發(fā)展現(xiàn)狀

根據(jù)查閱相關(guān)資料表明，我國齒輪工業(yè)在“十五”期間取得迅速發(fā)展，自2000年后至2005年齒輪行業(yè)的年產(chǎn)值增加了443億元，并成為我國現(xiàn)階段機(jī)械基礎(chǔ)零件中規(guī)模最大的行業(yè)。2006年，我國全部齒輪、驅(qū)動(dòng)以及傳動(dòng)零件制造企業(yè)累積總產(chǎn)值達(dá)到102628183千元，比去年同一時(shí)期增加了24.15%，由此可見，我國近年來齒輪制造業(yè)的進(jìn)步發(fā)展產(chǎn)生了巨大的變化。然而，我國齒輪制造業(yè)與發(fā)達(dá)水平的國家相比仍然存在部分不足之處，如企業(yè)管理力度較差、缺乏倉慚能力以及員工綜合素養(yǎng)偏低等。

2.分析雙聯(lián)齒輪零件加工工藝

2.1零件加工

如下圖所示的雙聯(lián)齒輪加工工藝作為分析案例，由圖可知，這一齒輪的加工材料為二十鋼，且外圓的齒面、齒形、以及花鍵槽和端面是這一齒輪的重要加工部分，由于這一零件對(duì)精確性等級(jí)比較高，而齒輪在運(yùn)作過程中傳遞的動(dòng)力比較大，因而這一齒輪的加工應(yīng)要與力學(xué)職能相符。

2.2齒輪加工

齒輪形態(tài)的精確度與齒數(shù)的均勻分布是檢測(cè)齒輪零件加工達(dá)標(biāo)的重要關(guān)鍵。因此，從業(yè)人員在實(shí)際齒輪加工工作過程中，應(yīng)重視加工零件的精確度，有效保障齒輪的各個(gè)孔位是否達(dá)標(biāo)。若想將這一加工流程完全落實(shí)，首先應(yīng)對(duì)定位基準(zhǔn)進(jìn)行精確的加工，進(jìn)而為后期齒形的精加工做好鋪墊工作，再通過進(jìn)行粗加工84毫米直徑和60毫米直徑的外圓部件以及30毫米半徑的中間花鍵孔位，從業(yè)人員應(yīng)注意在粗加工進(jìn)行后必須留出2毫米的空隙，為后續(xù)精加工做準(zhǔn)備。其次，端面兩側(cè)的加工可實(shí)現(xiàn)同步運(yùn)行，定位基準(zhǔn)在進(jìn)行粗加工后須再進(jìn)行精加工直至尺寸達(dá)標(biāo)。另外，對(duì)齒形進(jìn)行加工，由于齒形在實(shí)際運(yùn)作中要發(fā)揮傳遞動(dòng)力的作用以及滿足物理力學(xué)的需求，基于此，工作人員在對(duì)齒形進(jìn)行加工時(shí)，應(yīng)先淬火處理，有利于提升零件的硬度與強(qiáng)度。

2.3修正基準(zhǔn)技術(shù)

由于齒輪在經(jīng)過淬火處理后定位基準(zhǔn)的孔位較易發(fā)生形態(tài)變化，而再用于零件加工，則會(huì)使得零件精確度大大降低，進(jìn)而造成零件不達(dá)標(biāo)現(xiàn)象。因此，在定位基準(zhǔn)進(jìn)行淬火處理后應(yīng)對(duì)定位孔進(jìn)行修正，通常齒輪在熱處理之后定位孔會(huì)發(fā)生變形，如果繼續(xù)利用此定位基準(zhǔn)進(jìn)行加工，那么后續(xù)工序的加工精度會(huì)大幅度下降。常見的孔位修正方式有磨削或者推刀共兩種加工，不同的定位孔之間修正方法不一致，而修正方式取決于加工工件的數(shù)量，由于磨削加工精確性較高但加工效率偏低，對(duì)于數(shù)量不大的加工應(yīng)選擇磨削加工，而數(shù)量過大的加工則可以應(yīng)用推刀加工進(jìn)行修正，這一加工效率雖高，但精確性較低。而在齒輪中心花鍵孔的基準(zhǔn)定位修正則可以使用推刀加工，工作人員對(duì)于這一加工進(jìn)行時(shí)，應(yīng)正確操作，而使用加長的推刀加工方法有利于預(yù)防傾斜造成的不良影響。

3.雙聯(lián)齒輪加工工藝應(yīng)注意的事項(xiàng)說明

3.1毛坯加工工序

由于齒輪在器械運(yùn)作過程中需要傳輸?shù)膭?dòng)力較大，而齒面的制作應(yīng)遵循力學(xué)中性能的標(biāo)準(zhǔn)。因而在實(shí)際齒輪制作時(shí)，對(duì)于毛坯的選擇也有一定要求。通常情況下，毛坯會(huì)依據(jù)多種技術(shù)進(jìn)行熱處理。而對(duì)于毛坯的熱處理方法包含有淬火、回火、退火以及正火處理，這一工序的作用是通過減少毛坯在加工階段殘留的熱應(yīng)力，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)提升零件的加工機(jī)能和滿足力學(xué)職能的效果。齒輪毛坯的架構(gòu)包含軸套類與盤類，因此，齒輪毛坯的加工工序應(yīng)要參照架構(gòu)的類型和加工精準(zhǔn)性標(biāo)準(zhǔn)以及生產(chǎn)的數(shù)量進(jìn)而決定。

3.2齒形加工工序

作為一名齒輪加工從業(yè)人員，應(yīng)有效掌握力學(xué)的職能要求，而齒形的加工工序應(yīng)經(jīng)過淬火處理，并且這一工序?yàn)楹罄m(xù)精加工的工序具有關(guān)鍵作用。因此，齒形加工工序?qū)X輪精確度有一定的影響。此外，部分對(duì)力學(xué)職能標(biāo)準(zhǔn)不高的齒輪不需要經(jīng)過淬火處理，因而齒形加工工序作為齒輪最終加工流程，通過加工后的齒輪對(duì)精確度的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)實(shí)現(xiàn)技術(shù)達(dá)標(biāo)。

3.3精加工工序

精加工是制作齒輪最重要的工序之一。在經(jīng)過粗加工后的零件，應(yīng)進(jìn)行淬火處理，進(jìn)而達(dá)到力學(xué)職能的要求。其次，精加工工序通常在熱處理工序完成之后進(jìn)行，此外，應(yīng)注意在精加工前對(duì)定位基準(zhǔn)的孔位進(jìn)行修正，有利于保障精加工工序的精確性。

4.結(jié)論

綜上所述，齒輪零件的加工精確性與齒形的均勻分布和齒面精確性具有密不可分的聯(lián)系，因此，若想制造出高精確性和平穩(wěn)性的齒輪，作為一名齒輪加工工藝人員，應(yīng)當(dāng)側(cè)重于對(duì)這兩步工序的加強(qiáng)工作，并在實(shí)際齒輪制造過程中，有效將齒輪架構(gòu)與不同的加工工藝方法相結(jié)合，進(jìn)而使齒輪達(dá)到一定的精確等級(jí)。