淺析硬齒面齒輪精加工技術(shù)的現(xiàn)狀

陳新宇 張文宣

【摘 要】在機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)和制造過(guò)程中，齒輪是一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)性零件，通常被廣泛的應(yīng)用于各種類(lèi)型的機(jī)械傳動(dòng)裝置上，而硬齒面的齒輪精加工技術(shù)隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，在加工精度和加工效率上取得了進(jìn)步，并出現(xiàn)了一些新的工藝方法?；诖?，下文對(duì)硬齒面齒輪精加工技術(shù)進(jìn)行了分析，希望對(duì)相關(guān)人員提供幫助。

【關(guān)鍵詞】齒輪；硬齒面；精加工技術(shù)

隨著我國(guó)現(xiàn)代社會(huì)中經(jīng)濟(jì)水平的進(jìn)度和發(fā)展，硬齒面齒輪的市場(chǎng)需求量也開(kāi)始逐漸加大，因此我國(guó)硬齒面齒輪的加工技術(shù)也得到了相應(yīng)的發(fā)展。同時(shí)，在硬齒面齒輪加工過(guò)程中采用精加工技術(shù)，不僅能夠?qū)Σ牧献龅接行Ч?jié)省，還能夠減少能耗產(chǎn)生，從而提升整體的工作生產(chǎn)效率，有效提升我國(guó)的經(jīng)濟(jì)效益。

一、硬齒面齒輪精加工的現(xiàn)狀

隨著工業(yè)技術(shù)的飛速發(fā)展，對(duì)于齒輪的要求也越來(lái)越高，其需要具備高精度、高速、高承載力、良好的齒面質(zhì)量、壽命長(zhǎng)等技術(shù)指標(biāo)，而硬齒面齒輪精加工技術(shù)對(duì)我國(guó)安全和尖端科技的發(fā)展有著直接的關(guān)系，因此硬齒面齒輪的精加工工藝成為了齒輪加工技術(shù)發(fā)展的主導(dǎo)方向。同時(shí)，硬齒面齒輪的精加工是以高效率、高質(zhì)量、低成本為目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)材料高效去除的一種齒輪精加工技術(shù)。隨著硬質(zhì)合金材料、刀具涂層技術(shù)、超硬磨粒工具制備技術(shù)和齒輪精加工機(jī)床技術(shù)的發(fā)展，淬硬齒輪加工技術(shù)和齒輪加工精度有了顯著的提高，高精度齒輪的加工成本大幅度降低。而針對(duì)淬火后硬齒面齒輪所采用的加工方法主要包括硬齒面剃齒、硬齒面磨齒和硬齒面珩齒技術(shù)等。此外，高性能機(jī)床和工具的設(shè)計(jì)制造對(duì)硬齒面齒輪精加工技術(shù)的應(yīng)用有著很大的影響，而對(duì)于硬齒面齒輪精加工的關(guān)鍵技術(shù)主要包括機(jī)床設(shè)計(jì)、工具制備技術(shù)、材料去除機(jī)理以及一體化技術(shù)等，詳見(jiàn)圖1。

二、硬齒面齒輪精加工技術(shù)分析

1.剃齒工藝

剃齒作為齒輪加工過(guò)程中的一道重要工序，其不僅可以修正齒形的誤差，還能夠?qū)X距和齒向的誤差起到一定的修正作用。所以在經(jīng)過(guò)剃齒加工后齒輪沒(méi)有周期性變化的傳動(dòng)誤差，并且在傳動(dòng)過(guò)程的噪聲比較溫和，不易產(chǎn)生激振頻率。而當(dāng)前剃齒工藝主要采用徑向剃齒法，在進(jìn)行剃削工作的開(kāi)展過(guò)程中，徑向剃齒的齒形、齒向、修形都是在經(jīng)過(guò)了剃齒刀齒部修磨之后進(jìn)行完成的，因此這種方式比較容易對(duì)修形量進(jìn)行控制和掌握，并且剃齒刀和齒輪之間是通過(guò)線做基本的接觸方式，而剃齒的過(guò)程相對(duì)來(lái)講對(duì)比較穩(wěn)定，因此具有生產(chǎn)效率高、刀具耐用程度強(qiáng)、齒形精準(zhǔn)度高和加工表面粗糙程度相對(duì)較低的優(yōu)勢(shì)。此外，由于剃齒加工的強(qiáng)制性齒向修正能力比較好，所以在經(jīng)過(guò)修剃后零件的穩(wěn)定性也會(huì)更強(qiáng)。

2.插齒工藝

插齒加工是一種比較常用的切齒方式，其和所需要加工的齒輪能夠在相應(yīng)的速度下實(shí)施嚙合運(yùn)動(dòng)，主要應(yīng)用于內(nèi)齒輪以及多聯(lián)齒輪的加工工藝中，其插齒刀具主要是形狀為齒輪或者齒條的工具，并且刀具能夠按照齒長(zhǎng)的方向來(lái)實(shí)現(xiàn)往返運(yùn)行進(jìn)行切削。同時(shí)，硬齒面齒輪當(dāng)中的精插削主要是指在采用硬質(zhì)合金進(jìn)行精加工之后的熱處理后，硬度呈現(xiàn)為HRC45～64的齒輪，其主要優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在：對(duì)于硬齒面當(dāng)中的直齒外齒輪、內(nèi)齒輪、雙聯(lián)（三聯(lián)）或帶臺(tái)肩齒輪在一定意義上都能夠?qū)崿F(xiàn)有效的加工處理，加工過(guò)程也非常的簡(jiǎn)單以及便利，并且成本比較低以及效率比較高。

3.磨齒工藝

磨齒工藝主要分為展成磨齒和成形磨齒兩大類(lèi)，通常來(lái)說(shuō)，展成磨齒的效率比較低且磨齒費(fèi)用較高、機(jī)床復(fù)雜，而成形磨齒具有機(jī)床簡(jiǎn)單、效率較高、成本較低的優(yōu)點(diǎn)，但由于過(guò)去成形磨齒砂輪修整問(wèn)題未得到很好解決，也妨礙了成形磨齒工藝在生產(chǎn)中的應(yīng)用。下面是對(duì)展成磨齒和成形磨齒的分析，其中展成磨齒法又可分為單齒分度展成磨齒法和連續(xù)展成磨齒法，如圖2所示；而成形磨齒所達(dá)到的精度與展成磨齒相媲美，且生產(chǎn)率還要高好多倍，并且成形磨齒一般適于5～6級(jí)精度齒輪的批量生產(chǎn)，尤其適合于模數(shù)大、齒致少、寬度大的齒輪和各種修形齒輪的加工。同時(shí)，對(duì)于成形磨齒法的修整方法如圖3所示。

4.滾齒工藝

滾齒加工在實(shí)際的齒廓加工中是非常常見(jiàn)的，其主要是按照交錯(cuò)軸斜齒輪嚙合的方式進(jìn)行，并替代傳統(tǒng)的軟齒面加工方式，其加工效果更加高效。同時(shí)，在齒輪加工過(guò)程中，對(duì)滾齒機(jī)的剛性進(jìn)行提升并應(yīng)用高性能鋼以及合金鋼等涂層時(shí)，能夠使實(shí)際的工藝加工中所應(yīng)用的模數(shù)為2～40、齒面硬度為HRC40，并且在半精滾和精滾加工工藝當(dāng)中，可以將其作為磨前的預(yù)加工工藝，對(duì)淬火變形量進(jìn)行去除，從而有效降低磨齒時(shí)間，并將其加工成本減小，同時(shí)不會(huì)產(chǎn)生磨削灼傷以及裂縫的產(chǎn)生，能夠?qū)X面進(jìn)行硬化，進(jìn)而將齒輪的疲勞強(qiáng)度進(jìn)行提升。此外，滾齒的主要特點(diǎn)是能夠?qū)?nèi)齒輪以及多聯(lián)齒輪實(shí)現(xiàn)有效切制，并且硬齒面的滾齒形狀在修正中主要依靠刀具來(lái)進(jìn)行完成。

三、結(jié)束語(yǔ)

總而言之，隨著我國(guó)現(xiàn)代社會(huì)中經(jīng)濟(jì)水平的不斷發(fā)展，硬齒面齒輪的市場(chǎng)需求也開(kāi)始逐漸增大，而加強(qiáng)對(duì)硬齒面齒輪精加工技術(shù)的分析，并且通過(guò)對(duì)精加工技術(shù)的應(yīng)用，不僅能夠?yàn)橄嚓P(guān)產(chǎn)業(yè)帶來(lái)十分明顯的經(jīng)濟(jì)收益，還能夠有效提升整體的工作生產(chǎn)效率，促進(jìn)我國(guó)整體經(jīng)濟(jì)水平的不斷提升。

【參考文獻(xiàn)】

[1]張國(guó)政，韓江，劉有余，周元枝.硬齒面齒輪的熱處理與精加工工藝研究[J].機(jī)械傳動(dòng)，2013，37（12）：150-152.

[2]韋世明，韓亞娜.橡塑機(jī)械鑲嵌式硬齒面齒輪機(jī)械加工工藝設(shè)計(jì)與分析[J].橡塑技術(shù)與裝備，2016，42（08）：47-50.

[3]李國(guó)明.高精度硬齒面齒輪的加工工藝現(xiàn)狀分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（23）：141.

[4]徐海峰.硬齒面齒輪珩齒刀制造新工藝分析[J].技術(shù)與市場(chǎng)，2015，22（06）：244.