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锥齿轮轴中心孔的修正

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摘要:在我们工作中,经常碰到锥齿轮轴采取渗碳淬火工艺,热处理后齿部不再加工。为了保证齿轮的精度,就要在热处理时,采取一定的工艺措施保证变形尽量的小。对有一定变形的轴,采取措施进行修正,尽量保证齿部的精度。本文根据多年的加工经验,探讨怎样对轴的中心孔进行修正,从而保证齿部的精度达到预期效果。

关键词:锥齿轮;精;中心孔

中图分类号:TG457文献标识码: A 文章编号:

引言

在减速箱中,我们经常看到锥齿轮的使用。它主要运用在相交轴之间的传动,在要求比较高的地方,齿部采取淬火,然后磨齿的工艺,但在很多地方,为了节约成本,或者不需要很高的要求,就直接采取齿部淬火,不磨齿的工艺。

从加工图来看(见图1),零件的精度达到7GB11365-89,零件采用低碳钢20CrMnMo,利用渗碳淬火工艺。该零件的长度接近500mm,轴外圆φ85,φ75,φ70,热处理后要想齿轮的精度保证在热前的水平,根据目前的热处理加工技术,还不能达到那样的效果。只能在工艺上想办法,尽量减小变形量,最终达到图纸的要求。

在多年前,我们刚接触该类零件的时候,由于没有加工经验,导致大批零件报废,给生产与效益都带来大的影响,为此,通过分析与钻研,大家找到了一个解决的办法。

图1 锥齿轮简图

1.工艺安排

1.1机加工工艺安排

该类零件的主要工艺流程为:粗车正火精车磨作车作铣齿钳作(铣)热处理修中心孔磨作配检(研)

我们在修中心孔的时候,并不是随意的加工,必须要保证齿部的精度达到预期的效果,齿部位置的精度不好找,为此,我们就要找出与齿部相同精度的地方,也就是我们常说的基准,我们把对应的基准校正,来保证修好中心孔,因此,我们就要在工艺安排时,加工出基准位置。

图2 零件的基准要求图

我们在编制工艺流程的时候,就要考虑基准位置的加工(见图2)。一般要选择距离齿部最近的外圆,端面以及考虑整个零件长度的位置。因为中心孔位于零件的两侧,在修正时,需要不同位置进行校核。

由于大部分该类锥齿轮轴,齿部前面时没有装夹位置的,因此,我们在加工时,要预先在齿前端中心孔位置作工艺螺纹,以备后面修中心孔使用。

1.2热处理工艺安排

热处理时,为了减小齿部变形,一般选取渗碳与淬火在一个炉子完成。

零件在装炉子的时候,一定不允许把零件平放,因为零件在热处理时,由于自身重量,要发生很大变形。通常在齿部前面垫一垫铁,齿部朝下且完全露在外面,用铁丝绑好工件,处于垂直状态(图3)。

图3热处理装炉示意图

2.修中心孔

2.1加工前的准备

在加工前,首先确定零件的装夹(图4)。

拿到零件的时候,我们要看零件外圆的大小及长度,选择合适的加工车床。根据我们单位的实际情况,一般是用C6140普通车床来修中心孔,零件长度一般在200-600mm。零件过短,变形小,就不需要修中心孔,零件过长,超过机床加工范围,也不能修中心孔。

零件齿部不大的时候,可以把伞部塞近三爪内进行装夹。图4是用于外圆比较大的情况,前端要加螺钉来定位。

图4零件的装夹图

该种装夹是修右端的中心孔,用一个螺钉与左端中心孔内螺纹连接,然后用三爪夹头夹住螺钉,以此带动零件的旋转。在靠近右端找个光滑的外圆,用来装中心架,起定位的作用。在定位前,要用百分表检查各基准点的跳动。校正后,锁紧中心架,再复核跳动,确定合格后,才开始中心孔的修正。

零件材料一般是使用低碳钢,采取渗碳淬火的热处理方式,表面硬度达到HRC58—62 ,用一般的普通刀具是无法加工的,一般选取726的刀片进行修正。

2.2中心孔的修正

该类中心孔一般都是C型中心孔,便于刀具好车削,如果是B型,中间的内孔小,刀具容易干涉,加工起来难度很大。车削时,采用低速,速度一般在260转/分左右,只修60度锥度,保证修出来粗糙度在1.6以上,相对中心轴同心度在0.005mm以内。

中心孔修好后,加一序研中心孔效果更好。

2.3加工后的检验

在车床上把中心孔修好后,我们还要在跳动仪(或磨床)上进行检查,要求见图6。根据以往的经验,热处理的变形是必然的,我们在热前的基准控制在0.005mm以内,热后通常情况保证到0.03mm,最后进行研一下,就可以达到设计与使用要求。

修正中心孔相对是比较麻烦的工序,需要操作者具备一定的技能,对于这类零件长,外圆比较大,精度要求高,数量不多的产品,该方法是非常适用的。假如采用压力机进行校直,一是很难找大这么大压力的机器,二是压力大后,容易产生应力,最终可能产生裂纹而报废。

对于批量大的零件,一般采取压力机校直的方法进行加工。

3.结论

通过以上的叙述,我们找到了解决轴锥齿轮热处理变形,影响精度的办法。通过多年的验证,证明该方法是有效的。在这个方法的指导下,我们加工的零件质量得到了保证,挽救了市场,给单位带来了很大的经济效益。

参考文献:

[1]陈日耀,《金属切削原理》,机械工业出版社,1992.

[2]陈宏钧,《实用机械加工工艺手册》,机械工业出版社,2009.

[3]薛连通,《金属材料与热处理》,中国劳动出版社,1993.