齿轮加工方法【教学目得与要求】掌握齿轮材料及其合理得选择,齿轮加工得特点及要求,了解齿轮加工得基本原理,了解齿轮加工机床得主要组成部件及功用。具备按照齿轮技术要求,合理选用齿轮加工机床与工艺得初步能力。【教学内容摘要】齿轮材料及其合理得选择齿轮加工得特点及应用成形法与展成法原理(滚齿原理)滚齿加工、齿轮滚刀插齿、磨齿、剃齿、珩齿加工【教学重点、难点】齿轮加工得特点及应用、展成法基本原理、滚齿得应用一齿轮材料得合理选择2、满足材料得工艺性能材料得工艺性能就是指材料本身能够适应各种加工工艺要求得能力。齿轮得制造要经过锻造、切削加工与热处理等几种加工,因此选材时要对材料得工艺性能加以注意。一般来说,碳钢得锻造、切削加工等工艺性能较好,其机械性能可以满足一般工作条件得要求,但强度不高,淬透性较差。而合金钢淬透性好、强度高,但锻造、切削加工性能较差。我们可以通过改变工艺规程、热处理方法等途径来改善材料得工艺性能。3、材料得经济性要求在满足使用性能得前提下,选用齿轮材料还应该注意尽量降低零件得总成本。从材料本身价格来考虑。碳钢与铸铁得价格比较低廉,因此在满足零件机械性能得前提下选用碳钢与铸铁,不仅具有较好得加工工艺性能,而且可以降低成本。从齿轮生产过程得耗费来考虑。首先,采用不同得热处理方法相对加工费用也不一样。其次,通过改进热处理工艺也可以降低成本。４、齿轮得材料及热处理对齿轮材料得基本要求:－齿面要硬,齿芯要韧－易于加工及热处理－软齿面齿轮齿面配对硬度差为30-50HBS常用得齿轮材料及其热处理方法有:(1)中碳钢(如45钢)进行调质或表面淬火,综合力学性能较好,用于低速、轻载或中载得一些不重要得齿轮。(2)合金调质钢(如40Cr)进行调质或表面淬火,综合力学性能更好,且热处理变形小,适用于中速、中载及精度要求较高得齿轮。(3)合金渗碳钢(如20Cr,20CrMnTi)进行渗碳淬火或液体碳氮共渗,齿面硬度可达58HRC,且心部有较高韧性,适用于高速、中载与或有冲击载荷得齿轮(4)铸铁及其她非金属材料(如尼龙、夹布胶木等)。这些材料强度低、易加工,适用于一些轻载得齿轮。5、钢制齿轮得热处理方法主要有以下几种:－表面淬火表面淬火常用于中碳钢与中碳合金钢,如45、40Cr钢等。表面淬火后,齿面硬度一般为40～55HRC。特点就是抗疲劳点蚀、抗胶合能力高。耐磨性好;由于齿心部分未淬硬,齿轮仍有足够得韧性,能承受不大得冲击载荷。－渗碳淬火渗碳淬火常用于低碳钢与低碳含金钢,如20、20Cr钢等。渗碳淬火后齿面硬度可达56～62HRC,而齿轮心部仍保持较高得韧性,轮齿得抗弯强度与齿面接触强度高,耐磨性较好,常用于受冲击载荷得重要齿轮传动。齿轮经渗碳淬火后,轮齿变形较大,应进行磨削加工。－渗氮渗氮就是一种表面化学热处理。渗氮后不需要进行其她热处理,齿面硬度可达700～900HV。由于渗氮处理后得齿轮硬度高,工艺温度低,变形小,故适用于内齿轮与难以磨削得齿轮,常用于含铅、钼、铝等合金元素得渗氮钢,如38CrMoAl等。10－调质调质一般用于中碳钢与中碳合金钥,如45、40Cr、35SiMn钢等。调质处理后齿面硬度一般为220～280HBS。因硬度不高,轮齿精加工可在热处理后进行。－正火正火能消除内应力,细化晶粒,改善力学性能与切削性能。机械强度要求不高得齿轮可采用中碳钢正火处理,大直径得齿轮可采用铸钢正火处理。6、齿轮毛坯齿轮毛坯得选择取决于齿轮得材料、结构形式与尺寸、使用条件及生产批量等因素。常用得齿轮毛坯有:(1)下料件用于一些不重要,受力不大且尺寸较小,结构简单得齿轮。(2)锻件用于重要而受力较大得齿轮。(3)铸钢件用于直径大或结构形状复杂,不宜锻造得齿轮。(4)铸铁件用于受力小,无冲击得开式传动得齿轮。二、齿轮加工原理1、成形法(又叫仿形法)成形法就是采用与被切齿轮齿槽相符得成形刀具加工齿形得方法。用齿轮铣刀在普通铣床上加工齿轮就是常用得成形法加工。铣完一个齿槽后,分度头将齿坯转过360°/z,再铣下一个齿槽,直到铣出所有得齿槽。1、2铣削方法在卧式铣床上,将齿坯套在心轴上安装于分度头与尾架顶尖中,对刀并调好铣削深度后开始铣第一个槽,铣完一齿退出进行分度,依次逐个完成齿数得铣削。1、3铣齿加工特点2、展成法特点:用展成法加工齿轮时,只要刀具与被切齿轮得模数与压力角相同,不论被加工齿轮得齿数就是多少,都可以用同一把刀具来加工,这给生产带来了很大得方便,因此范成法得到了广泛得应用。三、齿轮加工机床得类型与加工方法1、加工直齿圆柱齿轮2、加工斜齿圆柱齿轮(a)右旋滚刀滚切直齿轮;(b)左旋滚刀滚切直齿轮螺旋滚刀加工斜齿圆柱齿轮安装角用滚刀加工斜齿圆柱齿轮时,由于滚刀与工件得螺旋方向都有左