齿轮制造工艺1齿轮资料的选取齿轮资料的挑选是至关重要的环节，现在在通用普遍的齿轮才有以下几种：1.1钢钢的性质耐冲击、耐性好，外表经过特定的热处理后大大提升其的硬度，为***适用制作齿轮的资料。1.2锻钢合金钢依据所含金属的成分及功能，可分别使资料的耐性、耐冲击、耐磨及抗胶合的功能等取得进步，也可经过热处理或化学热处理改善资料的力学功能及进步齿面的硬度。所以对于既是高速、重载又要求尺度小、质量小的航空用齿轮，就都用功能优良的合金钢来制作。1.3铸铁铸钢耐磨性比较好，故用于大型的齿轮。1.4非金属非金属资料能够大大地降低齿轮传动进程中的噪音，但缺点也比较明显，耐磨性较差，只适用于部分传动齿轮。2机械加工工艺2.1粗/精车车削加工的本质就是依照零件图纸的尺度要求，在确保尺度质量合格的情况下，确保切切削***性、稳定性、安全性。在进行精车加工的进程中，咱们有必要了解留意以下几点：刀具的选取、切削途径及参数的设定、产品质量。2.2滚齿滚切齿轮属于展成法，可将看作无啮合间隙的齿轮与齿条传动。当滚齿旋转一周时，相当于齿条在法向移动一个刀齿，滚刀的接连传动，犹如一根无限长的齿条在接连移动。当滚刀与滚齿坯间严格依照齿轮于齿条的传动比强制啮合传动时，滚刀刀齿在一系列方位上的包络线就形成了工件的渐开线齿形。随着滚刀的笔直进给，即可滚切出所需的渐开线齿廓。2.3热处理热处理是指资料在固态下，经过加热、保温文冷却的手段，以取得预期安排和功能的一种金属热加工工艺。2.4磨齿利用磨齿机对齿轮的轮齿进行磨削加工的进程叫做磨齿。分为圆柱形齿轮的内齿磨削和外齿磨削;圆柱斜齿轮的内齿磨削和外齿磨削，以及伞齿轮的磨削。磨齿机，是一种齿轮精加工用的金属切削机床。用砂轮作为刀具来磨削现已加工出的齿轮齿面，用以进步齿轮精度和外表光洁度，这种加工办法称为“磨齿”。适用于精加工淬火后硬度较高的钢料齿轮。是一种齿轮精加工用的金属切削机床。用砂轮作为刀具来磨削现已加工出的齿轮齿面，用以进步齿轮精度和外表光洁度，这种加工办法称为“磨齿”。适用于精加工淬火后硬度较高的钢料齿轮。2.5磨锥面/磨内孔经过磨床进行外表或内孔进行加工，也包括珩磨机、超精加工机床、砂带磨床、研磨机和抛光机等设备。2.6安装安装是一个汉语词语，指将零件按规则的技能要求组装起来，并经过调试、查验使之成为合格产品的进程，安装始于安装图纸的规划。.产品都是由若干个零件和部件组成的。依照规则的技能要求，将若干个零件接组成部件或将若干个零件和部件接组成产品的劳动进程，称为安装。前者称为部件安装，后者称为总安装3工艺挑选3.1资料挑选3.1.1轻载、低速或中速、冲击力小、精度较低的一般齿轮选用中碳钢,如Q235、Q275、40、45、50、50Mn等钢制作,常用正火或调质等热处理制成软齿面齿轮，正火硬度HBS160～200，一般调质硬度HBS200～280。因硬度适中,精切齿廓可在热处理后进行,工艺简单,成本低。齿面硬度不高则易于磨合,但承载才能也不高。这种齿轮主要用于规范系列减速箱齿轮、冶金机械、中载机械和机床中的一些次要齿轮。3.1.2中载、中速、接受必定冲击载荷、运动较为平稳的齿选用中碳钢或合金调质钢,如45、50Mn、40Cr、42SiMn等钢,也可选用55Tid、60Tid等低淬透性钢。其终究热处理选用高频或中频淬火及低温回火,制成硬齿面齿轮,可达齿面硬度HRC50～55,齿轮心部坚持正火或调质状况,具有较好的耐性。因为感应加热外表淬火的齿轮变形小,若精度要求不高(如7级以下),可不用再磨齿。机床中绝大多数齿轮就是这种类型的齿轮。对外表硬化的齿轮,应留意控制硬化层深度及硬化层沿齿廓的合理散布。3.1.3重载、高速或中速,且受较大冲击载荷的齿轮选用低碳合金渗碳钢或碳氮共渗钢,如20Cr、20CrMnTi、20CrNi3、18Cr2Ni4WA、40Cr、30CrMnTi等钢。其热处理选用渗碳、淬火、低温回火,齿轮外表取得HRC58～63的高硬度,因淬透性较高,齿轮心部有较高的强度和耐性。这种齿轮的外表耐磨性、抗皮劳强度和齿根的抗弯强度及心部抗冲击才能都比外表淬火的齿轮高,,精度要求较高时,***终一般要安排磨削。它适用于工作条件较为恶劣的轿车、拖拉机的变速箱和后桥齿轮。碳氮共渗与渗碳相比,热处理变形小,生产周期短,力学功能高,而且还应用于中碳钢或中碳合金钢,所以许多齿轮可用碳氮共渗来替代渗碳工艺。内燃机坦克、飞机上的变速齿轮的负载和工作条件比轿车的更重、更恶劣,要求资料的功能更高,应选用含合金元素高的合金渗碳钢,以取得更高的强度和耐磨性。3.1.4精细传动齿轮或磨齿有困难的硬齿面齿轮(如内齿轮)主要要求精度高,热处理变形小,宜选用氮化钢,如35CrMo、38CrMoAlA等钢。热处理选用调质及氮化处理,氮化后齿面硬度高达HV850～1200(相当于HRC65～70),热稳定性好(在500～550℃仍能坚持高硬度),并有必定的抗蚀性。其缺点是硬化薄,不耐冲击,故不适用于载荷频频变动的重载齿轮,而多用于载荷平稳、光滑杰出的精细传动齿轮或磨齿困难的内齿轮。近年来,因为软氮化和离子氮化工艺的开展,使工艺周期缩短,选用钢种变宽,选用氮化处理的齿轮逐步广泛。3.2车铣加工3.2.1车铣设备数控车床是一种***的加工设备，能够对齿轮的轴向/径向尺度进行粗加工与精加工.3.2.2刀具类型在进行数控车削的进程中，咱们需求有几大要素需求掌握，刀具的挑选、工装的承认、切削参数的设定。其间***重要的环节就是刀具挑选。在挑选车削刀具的进程中需考虑刀具的原料、赶紧方法、刀杆形状、刀片形状、刀片后角、刀杆方向、内切圆直径、刀片切削刃长等。刀具类型一般取决于加工工件区域的不同，加工内孔一般运用镗孔刀。加工工件外圆尺度一般运用惯例外圆车刀;加工槽的进程中一般运用特种成型刀具。3.2.3刀具装夹快速松开的赶紧方法能够削减换刀时间，刚性赶紧的方法能够削减振动、延常刀具寿命。3.3滚齿加工滚齿设备是一种进行齿轮成型的设备，滚刀是加工进程中的重中之重，常用的加工外啮合支撑和斜齿圆柱齿轮的刀具。加工时，滚刀相当于一个螺旋角很大的螺旋齿轮，其齿数即为滚刀的头数，工件相当于另一个螺旋齿轮，互相依照一对螺旋齿轮空间啮合，以固定的速比旋转，由依次切削的各相邻方位的刀齿齿形。刀转一转﹐齿轮绕自身轴线转过一个齿﹔多头滚刀转一转﹐齿轮转过的齿数与滚刀头数持平。值得说明的一点是用硬质合金制作滚刀﹐能够明显进步切削速度和切齿效率。全体硬质合金滚刀已在钟表和仪器制作工业中广泛地用于加工各种小模数齿轮.3.4热处理对工件外表进行强化的金属热处理工艺。它广泛用于既要求表层具有高的耐磨性、抗皮劳强度和较大的冲击载荷，又要求全体具有杰出的塑性和耐性的零件，如曲轴、凸轮轴、传动齿轮等。外表热处理分为外表淬火和化学热处理两大类。加工刀纹产品和机床有着人造板机械行业技能“珠峰”美誉的连续压机的***重要零件热压板，其韧硬资料耐热合金钢硬度要求400HB以上；具有7000mm×2650mm（长×宽）的大平面标准和横向平面度0.015mm/全长一级平板、纵向平面度0.1mm/全长三级平板、厚度公役±0.03mm、表面粗糙度值Ra＝0.8μｍ以下的高精度要求。因而成为规划中的重中之重，工艺中的难中之难。如图１所示。加工重任落在了“精密、大型、数控”机床之一沈阳机床12m数控龙门铣床上，启用二年的技改项目12m数控龙门铣床已过磨合期进入精度”平板特点的热压板是对机床精度的一次实例查验，但即便在试切加工之初，问题就频出，加工后的平面有正纹、网纹、反纹、接刀和椭圆内凹等表面质量差、平面度精度不合格等现象，所以课题攻关在所难免。2机床精度成因12m数控龙门铣床精度由4根轴（即线轨X、横梁Y、滑枕Z和主轴S）及互相间的几何公役构成。（1）机床的XY平面由两根直线导轨组成，因为能够选用高精度的水平仪和准直仪并根底可调，其XY平面的水平度和X轴的直线度是可调整项，依托调整能够确保达到较高的精度，一起它也是其他平面和轴的基准，***为重要。是热压板纵向平面度0.1mm的确保。（2）机床的横梁Y轴，一是要求与XY平面平行，因为横梁自重下挠和预留磨损，Y轴被规划成单波中高，所以这项精度是不行调整项，依托Y轴的中高操控和立柱的等高加工确保平行，是热压板横向平面度0.015mm和厚度±0.03mm的确保；二是与X轴的笔直，此项是可调整项，经过调整来确保精度。（3）机床的滑枕Z轴，有着与XY平面双向笔直的要求，即Z轴在XZ平面内与XY平面的笔直度，此项为不行调整项，依托加工确保精度，Z轴在YZ轴平面内与XY平面的笔直度是可调整项，依托调整来确保精度。（4）机床的主轴S轴，也有着与Z轴双向平行的要求，即S轴在XZ平面与Z轴平行，S轴在YZ平面内与Z轴平行，此两项为不行调整项，有必要依托加工确保。从以上剖析可出看出：①工件***容易实现精度的***是XY平面和X轴，也是机床悉数精度的基准。②因为不行调整项依托机床制造进程加工确保，所以机床是否高精度的要点是对不行调整项精度的进程检测和铲刮研修，杜绝终究插补修整的猫腻。③要点操控Y轴微量（＜0.02mm）中高单波型线。④在S轴和Z轴的调整次序上，单从大面加工和接刀来说，在调整与XY平面的双向笔直度时以S轴为优先。⑤充沛依托可调整项的可调整，经过检测和观察加工刀纹，弥补进步机床精度。3从刀纹窥破机床精度因为机床的高精度在时效中不知不觉失掉，在热压板加工之初，在大平面构成了一些较为典型的刀纹和接刀乱象，经过观察从中能够剖析机床精度问题和成因。如图2所示。（1）正纹。由刀盘正倾引起，正纹加工的长处是刀纹一致漂亮、后不拖刀单次切削、刀具磨损少，缺陷是因为刀盘歪斜，刀路中心构成椭圆内凹。（2）反纹。由刀盘负倾引起，反纹加工的缺陷是后拖刀两次切削、刀具磨损大，同样因为刀盘歪斜，刀路中心构成椭圆内凹。（3）网纹。由刀盘倾角为0时引起，是真实的平面加工，但缺陷是网纹较乱不漂亮，也有拖刀磨损。（4）接刀。在粗加工时能够是切削反弹、热变形等要素引起，但在精加工时一定也有刀盘的歪斜原因，构成台阶型接刀，严重时***了平面度、表面粗糙度和漂亮度。而刀盘歪斜实际上是由S轴与XY平面双向笔直度引起，那么是哪些终究要素导致的呢？而如何只构成有利的正纹减磨、微接刀和小凹面，是咱们观察和剖析刀纹后要揣度和解决进步机床精度问题的所在。从图2能够看出刀纹从正纹、网纹及反纹的改变，其实暗示出Y轴的爬高落低的曲折走向，在对Y轴的准直丈量中发现如图的折线改变，Y轴直线差错并不大于0.03mm，但其折线特征使刀盘歪斜却是刀纹构成乱纹的原因，因为Y轴的直线度是不行调整项，有必要经过机械批改，一起可微量加大刀盘在YZ平面内的正倾角，确保全长构成的正刀纹。从图3咱们能够看出接刀痕是台阶型，其实暗示由刀盘歪斜即S轴在XZ平面内与XY平面不笔直引起的，在甩表丈量中也证实了此项差错的存在，而刀盘越大，台阶越大。因为此项精度也是死项，有必要经过机械批改，因为无法悉数消灭笔直度差错，微量加大刀盘在YZ平面内的正倾角，一是构成一个方向的正纹；二是构成相邻两内凹椭圆，确保为微量相交型手感光滑的接刀，也能够看出，如果相邻刀路重合越多，接刀高度就越小，在1/2重合时蕞小。4效果和定论（1）一个合格的技师应该熟悉和掌握机床精度的成因和各轴的精度凹凸次序，并能在加工刀纹和接刀痕中判断出影响机床精度的要素所在，经过反馈保护机床至高精度状态，作出习惯机床精度的***和走刀方向挑选，进步产品加工质量。（2）在热压板大平面高精度加工的实例中，首先要检测和操控Y轴直线度和曲线类型，确保其中高不大于0.02mm的单波弧线，确保主轴S在XZ平面内与XY平面的笔直度在0.008mm之内，并适当调整主轴S在YZ平面内与XY平面的笔直度，有意使其微量正倾，结合锁定Z轴、Y轴向进刀单向、相邻刀路重合足够大等办法，从而构成质量较高的正纹和微量相交型平滑接刀痕的XY平面加工。（3）装上角铣头，首先留意其双向笔直也是不行调整项。然后同样能够推理在XZ和YZ平面加工中机床精度与刀纹和接刀的关系，举一反三，快速找到问题和进步产品质量的办法。（4）课题攻关的终究效果是经过刀纹剖析，得到机床精度问题的断定和修正，从而使得热压板的平面加工顺畅达到规划要求。***加工（HighPerformanceMachining，HPM）是在确保零件精度和质量的前提下，通过对加工进程的优化和进步单位时间资料切除量来进步加工效率和设备使用率、下降生产成本的一种高功用加工技能。在某些程度上，可以以为***加工涵盖了高速加工。在***加工体系中，刀具是完结切削加工的东西，直触摸摸工件并从工件上切去一部分资料，使工件得到契合技能要求的形状、尺度精度和外表质量。在整个加工进程中，刀具直接与工件触摸，会呈现严重的刀具磨损现象，因而刀具也是加工进程中的一大消耗品。刀具技能的内在包含刀具资料技能、刀具结构规划和成形技能、刀具外表涂层技能等，也包含了上述单项技能归纳交叉构成的高速刀具技能、刀具可靠性技能、绿色刀具技能、智能刀具技能等。刀具作为机械制作工艺配备中重要的一类根底部件，其技能开展又构成智能制作、精细与微纳制作、仿生制作等根底机械制作技能，以及液密气密、齿轮、轴承、模具等根底部件技能的支撑技能。刀具在切削进程中承受深重的负荷，包含高的机械应力、热应力、冲击和振荡等，如此恶劣的工作条件对刀具功用提出了高要求。在现代切削加工中，***率的寻求以及大量难加工资料的呈现，对刀具功用提出了进一步的应战。因而，挑选刀具资料、规划刀具结构、开展刀具涂层和高功用刀具技能成为进步切削加工水平的要害环节。***加工刀具刀具资料刀具资料对刀具寿数、加工效率和加工质量等有着重要影响。目前，刀具资料首要有高速钢、硬质合金、陶瓷和超硬资料等。高速钢（HSS）是一种具有高硬度、高耐磨性和高耐热性的东西钢，其热处理工艺较为杂乱，有必要通过淬火、回火等一系列进程。高速钢合金元素含量较多，总量可达10%~25%。按所含合金元素不同可分为：钨系高速钢、钨钼系高速钢、高钼系高速钢、钒高速钢和钴高速钢。含钴高速钢一般是在通用高速钢的根底上参加5%~8%钴，可显著进步钢的硬度、耐热性和耐性。粉末冶金高速钢安排均匀，晶粒细微，消除了熔铸高速钢难以避免的偏析，因而比相同成分的熔铸高速钢具有更高的耐性和耐磨性，一起还具有热处理变形小、锻轧功用和磨削功用良好等优点。高速钢资料首要用于制备各种成形拉刀（整体式、组合式）、高速滚刀、剃（插）齿刀、轮槽刀等，大量应用在轿车、航空发动机、发电设备等制作职业，加工高强度、高硬度铸铁（钢）合金。陶瓷资料首要是离子键和共价键结合，其结合力是比较强的正负离子间的静电引力或共用电子对，所以熔点高、硬度高，具有优异的绝缘性和化学安稳性。按化学成分，淘瓷刀具资料可分为氧化物基陶瓷、碳化物基陶瓷、碳氮化物基陶瓷和硼化物基陶瓷。因为具有高的硬度、强度与耐磨性，淘瓷刀具可用来加工淬火钢、高强度优质钢、不锈钢以及各种合金钢和碳钢，还可以加工各种高硬度的合金铸铁。可是淘瓷刀具具有一个共性，就是易崩刃，故而应用规模比较局限。聚晶金刚石（PCD）、聚晶立方氮化硼（PCBN）、立方氮化硼（CBN）、单晶金刚石等超硬资料具有极高的硬度和耐磨性、低摩擦系数、高弹性模量、高热导、低热膨胀系数，以及与非铁金属亲和力小等优点，已敏捷应用于高硬度、高强度、难加工有色金属（合金）及有色金属-非金属复合资料零部件的高速、***、干（湿）式机械切削加工职业中。天然金刚石作为超精细加工刀具不行代替的资料，应用于各种精细仪器透镜、反射镜、计算机磁盘等工件的精细（超精、纳米级）车削加工。PCD刀具与天然金刚石刀具功用挨近，具有优异的耐磨性，可用来加工有色金属和非金属资料，还可用来精加工难加工资料，如硬质合金和归吕合金。立方氮化硼（CBN）是硬度仅次于金刚石的超硬资料。它不但具有金刚石的许多尤秀特性，而且有更高的热安稳性和对铁族金属及其合金的化学惰性，可用于加工金刚石刀具不能加工的黑色金属及其合金资料。刀具结构规划刀具结构包含刀具自身及各功用部件外部形状、装夹办法、切削刃区几许角度和截形。刀具许规划首要针对刀刃强度，刀具的容屑、断屑，刀具可靠性、安全性等基本刀具几许功用，也是刀具规划的首要打破方向。未来开展中，在结构上呈现了针对难加工资料的变螺旋角规划、变齿距规划以及可下降切削振荡的消振棱规划技能，而刃口钝化处理技能和负倒棱规划技能可显著进步刀刃强度，且随着微纳制作研讨领域的打破逐步构成产业化技能。刀具物理规划方面目前以刀具资料功用的改进为主，并逐步开端朝着针对特定加工条件、工件资料进行定制化规划刀具物理功用的方向开展。现代刀具技能的开展，应一起满足刀具功用和绿色、低耗的要求，刀具几许规划和物理规划都趋于精细化、专用化、智能化、柔性化。在确保刀具功用的前提下，有利于完成刀具收回再使用的规划与成形技能将受到重视。刀具涂层刀具外表涂层以增效和延寿为意图，是将耐高温、耐磨损的资料涂覆在刀具基体资料外表。涂层作为一个化学屏障和热屏障，减少了刀具与工件间的扩散和化学反应，然后减少了刀具的月牙槽磨损。涂层刀具具有外表硬度高、耐磨性好、化学功用安稳、耐热耐氧化、摩擦因数小和热导率低等特性。目前，常用的刀具涂层办法有化学气相堆积法（CVD）、物***相堆积法（PVD）、等离子体化学气相堆积法（PCVD）、热喷涂法和离子束辅佐堆积法（IBAD），其间以PVD和CVD应用***为广泛。刀具的涂层技能目前现已成为进步刀具功用的要害技能。在涂层工艺方面，CVD仍然是可转位刀片的首要涂层工艺，开发了中温CVD、厚膜Al2O3等新工艺，在基体资料改进的根底上，使CVD涂层刀具的耐磨性和耐性都得到进步。CVD涂层技能的未来开展方向是高功用CVD刀具涂层工艺技能及配备制作技能，包含制备厚膜α-Al2O3的要害工艺技能、微粒润滑的Al2O3膜的制备技能；防腐真空获得体系及气体输入体系的研讨开发；洁净反应源的研讨及废弃（气）物后处理技能。PVD同样取得了重大进展，开发了适应高速切削、干切削、硬切削的耐热性更好的涂层，如纳米、多层结构等，从***早的TiN涂层到TiCN、TiAlN、Al2O3、CrN、ZrN、CrAlN、TiSiN、TiAlSiN、AlCrSiN等硬涂层及超硬涂层资料。PVD涂层技能的未来开展方向是类金刚石涂层、CBN涂层、大面积等离子涂层技能。等离子体化学气相堆积法（PCVD）是将高频微波导入含碳化物气体发生高频高能等离子，或许通过电极放电发生高能电子使气体电离成为等离子体，由气体中的活性碳原子或含碳基团在合金的外表堆积的一种涂层制备办法。等离子体对化学反应有促进作用，使等离子体化学气相堆积法可以把堆积温度降至600℃以下。在该温度下，刀具基体与涂层资料之间不会发生扩散、交换反应或相变，刀具基体可以坚持原有的强耐性。刀具涂层技能向物理涂层附加大功率等离子体方向开展；功用薄膜向着多元、多层膜的方向开展；并研讨集硬度、化学安稳性、抗痒化性于一体且具有低内应力和高附着力的薄膜制备技能。图5（a）为多层涂层，其内层的TiCN与基体有较强的结合力和强度，中心的Al2O3作为一种有用的热屏障可答应有更高的切削速度，外层的TiCN确保抗前刀面和后刀面磨损能力，***外一薄层金***的TiN使得简单区分刀片的磨损状态；图5（b）中纳米涂层与传统涂层相比，具有超硬度、超模量和高红硬性效应，而且显微硬度可超过40GPa；图5（c）纳米复合结构涂层（nc-Ti1-xAlxN）/（α-Si3N4）在强等离子体作用下，纳米TiAlN晶体被镶嵌在非晶态的Si3N4体内，当TiAlN晶体尺度小于10nm时，位错增殖源难于启动，而非晶态相又可阻止晶体位错的搬迁，即便在较高的应力下，位错也不能穿越非晶态晶界。这种结构薄膜的硬度可以到达50GPa以上，并可坚持相当优异的耐性，且当温度到达900~1100℃时，其显微硬度仍可坚持在30GPa以上。C)