齿轮车间实习一个多月的时间让我学习了很多知识，齿轮车间主要分为车床，滚齿机，热处理，外圆磨，磨齿。

一.齿轮轴的主要加工面

1.齿轮轴的主要加工表面有长轴面和长轴端面、短轴面和短轴端面、齿轮基圆表面、齿轮两侧面，长短轴包括齿轮轴的基准孔、切齿加工时的安装端面，以及齿顶圆柱面。车床车齿轮轴，夹具为三抓卡、鸡心夹、顶尖。加工齿轮轴主要通过主轴头上安装的卡盘拨动鸡心夹转动，由于鸡心夹紧紧地夹在工件上，工件自然随着工件转动，它限制了轴的回转自由度。 然后进行车外圆、车端面、钻中心孔、倒角。

2.齿轮的材料和毛坯

常用的齿轮材料为锻造20CrMnTi，因为本齿轮速度高、受力大、精度高和适合渗碳热处理等。

齿轮的毛坯决定于齿轮的材料、结构形状、尺寸规格、使用条件及生产批量等因素，故适合选用锻造毛坯，毛坯选择采用锻造毛坯以改善材料的力学性能。

二、齿轮加工的工艺过程

1.齿轮精度和齿侧间隙

齿轮及齿轮副规定了12个精度等级。其中，1～2级为超精密等级;3—5级为高精度等级;6～8级为中等精度等级;9～12级为低精度等级。本齿轮采用的是中等精度等级。用滚齿机工艺方法加工。长短轴和轴承，连接轴配合有同轴度、圆跳动度要求，采用的的是粗车-半精车-粗磨-半精磨-精磨来达到要求。

2.齿轮基准表面的精度

齿轮基准表面的尺寸误差和形状位置误差直接影响齿轮与齿轮副的精度。对于精度等级为6～8级的齿轮，带孔齿轮基准孔的尺寸公差和形状公差为IT6-IT7。

3.表面粗糙度

齿轮齿面及齿坯基准面的表面粗糙度，对齿轮的寿命、传动中的噪声有一定的影响。6～8级精度的齿轮，齿面表面粗糙度Ra值一般为0.8μm，基准轴颈为0.4—1.6μm，基准端面为3.2μm，齿顶圆柱面为3.2μm。

4.定位基准

齿轮加工定位基准车外圆、滚齿、外圆磨、都采用同一个定位基准，以保持基准统一。 带孔齿轮或装配式齿轮的齿圈，常使用专用心轴，以齿轮轴两端中心孔作定位基准。这种方法定位精度高，生产率也高，适用于成批生产。磨齿时采用的是短轴外圆和长轴端面中心孔，因这种方法要求外圆对孔的径向圆跳动要小。

5.齿坯加工

齿坯加工主要包括齿轮的孔和端面以及外圆

(1)用三爪卡盘加紧轴的一段，保证伸出长度。

(2)按照工艺卡片的加工要求和工艺内容进行粗车和半精车加工。选用外圆车刀粗车外圆预留2个量备半精车。

(3)端面倒角，选用45倒角车刀，钻中心孔。

(4)掉头，用三爪卡盘加紧，粗车外圆和齿轮端面，预留两个量备半精车。

(5)端面倒角，钻中心孔。

(6)掉头用鸡心夹加紧短轴一端，用顶尖顶着轴两端中心孔，半精车轴的外圆，齿轮端面和齿轮外圆保证长轴长和齿轮长度。

(7)掉头用鸡心夹加紧长轴一端，用顶尖顶着轴两端中心孔，半精车外圆，齿轮端面。

6.滚齿机齿形加工

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，滚刀的连续传动，犹如一根无限长的齿条在连续移动。当滚刀与滚齿坯间严格按照齿轮于齿条的传动比强制啮合传动时，滚刀刀齿在一系列位置上的包络线就形成了工件的渐开线齿形。随着滚刀的垂直进给，即可滚切出所需的渐开线齿廓。滚齿夹具为鸡心夹和顶尖，用中心孔位定位基准。

主运动 滚刀的旋转运动称为主运动，用转速n刀(r/min)表示。分齿运动强制齿轮坯与滚刀保持与齿条的啮合运动关系的运动称为分齿运动。垂直进给运动为了在整个齿宽上切出齿形，滚刀须沿被切齿轮轴向向下移动，即为垂直进给运动

齿轮切削方法的选择主要取决于齿轮的精度等级、生产批量、生产条件和热处理要求。7～8级精度不淬硬的齿轮可用滚齿或插齿达到要求;6～7级精度不淬硬的齿轮可用滚齿一剃齿达到要求;6—7级精度淬硬的齿轮在生产批量较小时可采用滚齿一(或插齿)一齿面热处理—磨齿的加工方案，生产批量大时可采用滚齿一剃齿一齿面热处理一珩齿的加工方案。本齿轮精度为7级不淬硬的齿轮选用滚齿机，一次进给加工达到要求。一边的滚齿机进给量用0.65X齿轮模数来定。同时也要根据齿轮的材料和齿轮的大小来综合衡量进行加工。

7.齿轮热处理

毛坯制造一车床半径加工一滚齿机滚齿一齿轮热处理(正火)一研修中心孔(插齿)一。渗碳淬火抛丸一外圆精磨一齿面精加工一抛光。

(1)单液淬火

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其特点是工件经加热后，置于某一种淬火介质中如油或者水中冷却，但因为工件表面与中心的温差较大，这会造成较大的热应力和组织应力从而易引起变形和开裂，但是这种方法简便、经济、易于掌握，故广泛用于形状简单的工件淬火。淬火介质常用的有水、盐水或碱水、油。

水作为淬火介质的主要缺点是：冷却能力对于水温的变化敏感，水温升高，冷却能力急剧下降，并使对应于最大冷速的温度移向低温，故使用温度一般为20—40℃最奥不许超过60℃;在马氏体转变区的冷速太大，易使得工件严重变形甚至开裂;不容或微溶杂质会显著降低其冷却能力;易造成工件淬火之后产生软点。

盐水或者碱水：为了提高水的冷却能力往往在水中添加5-10%的盐或碱其在高温区域是水的冷却能力的10倍，是的钢淬火之后硬度较高且均匀。

用油淬火的主要优点是：有的沸点高，有利于减少工件的变形。缺点为高温冷却能力小，只能适用于合金钢或者小尺寸碳钢工件的淬火。我们的工件材质为20CrMnTi，所以易于使用油淬火。

合金钢正火主要用于改善冶金及热加工过程中造成的某些组织上的缺陷，并作为最终热处理之前的预备热处理，正火温度应比渗碳温度高些以减少在渗碳时的变形，并可以改善切削交加工性。正火温度炉温升温到920℃保温保温6小时，然后空冷。

齿轮的渗碳淬火：齿轮常用渗碳温度为920℃-930℃，对渗碳层要求较浅的齿轮，为了减小变形，有时也采用较低的渗碳温度，我们的齿轮渗碳深度为1.2，花键部位为0.4mm，涂抹防渗剂来达到要求，不然会引起脆硬性。齿轮随炉升温至920℃，保温5小时，并用甲醇排气。然后再降温870℃进行扩散渗碳，保温6小时。淬火渗碳连续进行，淬火用油淬。工件入油池上下搅动不少于5次，搅动时间不少于5分钟。淬火表面硬度HRC58~62。渗碳表面高硬度和高强度可以提高工件的耐磨性和抵抗接触疲劳强度和弯曲疲劳的能力。渗碳件心部有较高的屈服强度和韧性。有较高的心部强度可以使得工件表面在受较大的接触应力或者弯曲负荷时，渗碳层过渡区不至因产生塑性变形而导致渗碳层早起破坏。为此，渗碳件应具有一定的心部碳含量和足够的渗透性。

回火渗碳过后渗碳件加热到200℃进行回火，其目的为消除淬火产生残余应力，提高材料的塑性和韧性;获得良好的机械性能;稳定零件尺寸，使钢的组织在使用的过程中不会发生变化。

喷丸处理是工厂广泛采用的一种表面强化工艺，其设备简单、成本低廉，不受工件形状和位置限制，操作方便。喷丸广泛用于提高零件机械强度以及耐磨性、抗疲劳和耐腐蚀性等。还可用于表面消光、去氧化皮和消除铸、锻、焊件的残余应力等。

8.齿轮外圆磨

外圆磨削 主要在外圆磨床上进行，用以磨削轴类工件的外圆柱、外圆锥和轴肩端面。热处理完了之后因为会发生变形，所以要进行中心孔的研修，夹具选用鸡心夹和顶尖。外圆磨工艺过程只要有：粗磨齿轮轴—粗磨齿顶圆—半精磨齿轮轴—精磨齿轮轴—精磨齿顶圆。粗磨预留20~30丝，半精磨预留2~3丝。因工件材料的强度、硬度、韧性和导热性对加工表面质量有直接影响。应根据工件材料机械性能的不同选用不同硬度的磨料和粒度的砂轮。磨削硬质合金时可选用较软的砂轮，以保持砂轮的自锐性。成型磨削时，为便砂轮轮廓耐用性好，应选用粒度较细和硬度较高的砂轮。磨削加工精度要求较高的工件时，应选用硬度较高的砂轮;粗磨时因磨削量大，应选择粒度较粗的砂轮，可提高磨削效率;精磨时选用粒度细的砂轮，以保证工件表面质量;磨削连续表面时，砂轮硬度要高一些，以减小砂轮的磨损量，保证工件几何精度。此外，选择砂轮时还要考虑结合剂的种类和性能。

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9.磨齿

按展成法用砂轮作为刀具来磨削已经加工出的齿轮齿面，用以提高齿轮精度和表面光洁度，这种加工方法称为“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。普通磨齿机磨齿精度能达到6级，磨齿分粗磨和精磨连续一次装夹连续加工，粗磨和精磨根据砂轮转速和一次切削量来达到不同的磨削。数控磨床可以达到精度8级以上但是加工效率太低。

10.抛光，齿轮加工的最后一道工序，提高齿轮的表面光洁度。

三、齿轮加工工艺分析

齿轮加工工艺过程大致要经过如下几个阶段：毛坯锻造、齿坯加工、齿形加工、齿面热处理、齿端加工、精基准修正及齿形精加工等。

加工的第一阶段是齿坯最初进入机械加工的阶段。由于齿轮的传动精度主要决定于齿形精度和齿距分布均匀性，而这与切齿时采用的定位基准(孔和端面)的精度有着直接的关系，所以，这个阶段主要是为下一阶段加工齿形准备精基准，使齿的内孔和端面的精度基本达到规定的技术要求。在这个阶段中除了加工出基准外，对于齿形以外的次要表面的加工，在这一阶段的后期加以完成。

第二阶段是齿形的加工。对于需要淬硬的齿轮，必须在这个阶段中加工出能满足齿形的最后精加工所要求的齿形精度，所以这个阶段的加工是保证齿轮加工精度的关键阶段。应予以特别注意。

第三阶段是热处理阶段。在这个阶段中主要对齿面的淬火处理，使齿面达到规定的硬度要求。

加工的最后阶段是齿形的精加工阶段。这个阶段的目的，在于修正齿轮经过淬火后所引起的齿形变形，进一步提高齿形精度和降低表面粗糙度，使之达到最终的精度要求。在这个阶段中首先应对定位基准面(孔和端面)进行修整，因淬火以后齿轮的内孔和端面均会产生变形，如果在淬火后直接采用这样的孔和端面作为基准进行齿形精加工，是很难达到齿轮精度的要求的。以修整过的基准面定位进行齿形精加工，可以使定位准确可靠，余量分布也比较均匀，以便达到精加工的目的。

齿端加工必须安排在齿轮淬火之前，因为淬火后工件硬度加大给加工带来难度。 齿轮淬火后基准孔产生变形，为保证齿形精加工质量，对基准孔必须给予修正。