第四章 典型零件加工工艺齿轮
机械制造工艺学（第２版）教学配套课件郑修本主编江南大学第四章
（或锥孔）。 5)用带有中心孔的锥套心轴定位，进行半精加工和精加工工序。
(3)工序顺序的安排
1）先安排定位基面加工：在主轴的加工过程中，不 论在任何加工阶段，总是先安排好定位基面的加工，为 加工其他表面做好了准备。
一般精度的车床主轴精加工采用磨削方法，安排在最 终热处理之后，用以纠正热处理中产生的变形，并最 后达到精度和表面粗糙度要求。
磨削主轴一般在外圆磨床或万能磨床上进行，前后 两顶尖都采用高精度的固定顶尖，并注意顶尖和中心 孔的接触面积，必要时要研磨顶尖孔，并对磨床砂轮 轴的轴承也提出很高的要求。
2)主轴锥孔的精加工
二、轴类零件的材料、毛坯和热处理
轴类零件的毛坯常用棒料和锻件。 光滑轴、直径相差不大的非重要阶梯轴宜选用棒
料，一般比较重要的轴大都采用锻件作为毛坯，只 有某些大型的、结构复杂的轴采用铸件。
根据生产规模的不同，毛坯的锻造方式有自由锻和 模锻两种。中小批生产多采用自由锻，大批大量生 产时通常采用模锻。
轴类零件应根据不同的工作条件和使用要求选用不 同的材料，并且采用不同的热处理方法，以获得一 定的强度、韧性和耐磨性。
材料：
一般轴类零件：45钢，通过正火、调质、淬火等热处理工艺 获得一定的强度、韧性和耐磨性。
中等精度或转速较高的轴：可选40Cr等合金结构钢，通过调 质和表面淬火获得较好的综合力学性能。
(1)加工阶段的划分：由于主轴是多阶梯带通孔的零件， 切除大量金属后，会引起残余应力重新分布而变形，所 以安排工序时，一定要粗精分开。C6150主轴的加工就是 以重要表面的粗加工、半精加工和精加工为主线，适当 穿插其他表面的加工工序而组成的工艺路线，各阶段的 划分大致以热处理为界。
机械制造及工艺——齿轮加工工艺和常用工艺装备
齿轮加工工艺和常用工艺装备第一节概述一、齿轮的功用和结构特点齿轮传动在现代机器和仪器中的应用极为广泛，其功用是按规定的速比传递运动和动力。
齿轮的结构由于使用要求不同而具有各种不同的形状，但从工艺角度可将齿轮看成是由齿圈和轮体两部分构成。
按照齿圈上轮齿的分布形式，可分为直齿、斜齿、人字齿等；按照轮体的结构特点，齿轮大致分为盘形齿轮，套筒齿轮、轴齿轮、扇形齿轮和齿条等等，如图9－1所示在上述各种齿轮中，以盘形齿轮应用最广。
盘形齿轮的内孔多为精度较高的圆柱孔和花键孔，其轮缘具有一个或几个齿圈。
单齿圈齿轮的结构工艺性最好，可采用任何一种齿形加工方法加工轮齿；双联或三联等多齿圈齿轮〔图9－l（b）和（c）」，当其轮缘间的轴向距离较小时，小齿圈齿形加工方法的选择就受到限制，通常只能选用插齿。
如果小齿圈精度要求高，需要精滚或磨齿加工，而轴向距离在设计上又不允许加大时，可将此多齿圈齿轮做成单齿圈齿轮的组合结构，以改善加工的工艺性。
二、齿轮的技术要求齿轮本身的制造精度，对整个机器的工作性能、承载能力及使用寿命都有很大的影响。
根据其使用条件齿轮传动应满足以下几个方面的要求。
1．传递运动准确性要求齿轮较准确地传递运动，传动比恒定。
即要求齿轮在一转中的转角误差不超过一定范围。
2．传递运动平稳性要求齿轮传递运动平稳，以减小冲击、振动和噪声。
即要求限制齿轮转动时瞬时速比的变化。
3．载荷分布均匀性要求齿轮工作时齿面接触要均匀，以使齿轮在传递动力时不致因载荷分布不匀而使接触应力过大，引起齿面过早磨损。
接触精度除了包括齿面接触均匀性以外，还包括接触面积和接触位置。
4．传动侧隙合理性要求齿轮工作时，非工作齿面间留有一定的间隙，以贮存润滑油，补偿因温度、弹性变形所引起的尺寸变化和加工、装配时的一些误差。
齿轮的制造精度和齿侧间隙主要根据齿轮的用途和工作条件而定。
对于分度传动用的齿轮，主要要求齿轮的运动精度较高。
对于高速动力传动用齿轮，为了减少冲击和噪声，对工作平稳性精度有较高要求；对于重载低速传动用的齿轮，则要求齿面有较高的接触精度，以保证齿轮不致过早磨损；对于换向传动和读数机构用的齿轮，则应严格控制齿侧间隙，必要时，须消除间隙。
齿轮加工工艺过程和分析
齿轮的生产过程一．齿轮的主要加工面1.齿轮的主要加工表面有齿面和齿轮基准表面，后者包括带孔齿轮的基准孔、切齿加工时的安装端面，以及用以找正齿坯位置或测量齿厚时用作测量基准的齿顶圆柱面。
2．齿轮的材料和毛坯常用的齿轮材料有15钢、45钢等碳素结构钢；速度高、受力大、精度高的齿轮常用合金结构钢，如20Cr，40Cr，38CrMoAl，20CrMnTiA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，常用的有棒料、锻造毛坯、铸钢或铸铁毛坯等。
二、直齿圆柱齿轮的主要技术要求，1．齿轮精度和齿侧间隙GBl0095《渐开线圆柱齿轮精度》对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。
用切齿工艺方法加工、机械中普遍应用的等级为7级。
按照齿轮各项误差的特性及它们对传动性能的主要影响，齿轮的各项公差和极限偏差分为三个公差组(表13—4)。
根据齿轮使用要求不同，各公差组可以选用不同的精度等级。
齿轮副的侧隙是指齿轮副啮合时，两非工作齿面沿法线方向的距离(即法向侧隙)，侧隙用以保证齿轮副的正常工作。
加工齿轮时，用齿厚的极限偏差来控制和保证齿轮副侧隙的大小。
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。
因此GBl0095附录中对齿坯公差作了相应规定。
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，用作测量基准的齿顶圆直径公差为IT8；基准面的径向和端面圆跳动公差，在11-22μm之间(分度圆直径不大于400mm的中小齿轮)。
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0．8—3．2μm，基准孔为0．8—1．6μm，基准轴颈为0．4—1．6μm，基准端面为1．6～3．2μm，齿顶圆柱面为3．2μm。
机械典型零件加工
常用锻造方式有自由锻和模锻。单件及中小批多用自 由锻造这自由锻造设备简单、易投产，锻毛坯精度较差， 加工余量较大，不易锻造形状较复杂的毛坯。大批大量最 宜采用模锻，模锻毛坯精度高，加工余量小，生产效率高， 可锻造形状较复杂的毛坯，需要昂贵的设备和专用锻模。
2.轴类零件的材料及热处理 1） 常用材料：碳钢和合金钢。碳钢价格低廉，
2）装夹方法：双顶尖、拨盘（鸡心卡）和中心架与跟刀 架组合的安装。
台阶轴，双顶尖和中心架的组合。安装中心架前应在零件 中部车一段安装中心架安装面，安装面直径为工件加工直 径，粗糙度Ra值不得低于3.2。
不允许接刀的光轴，如光滑轴，丝杠等，应采用跟刀架 代替中心架，即双顶尖、拨盘和跟刀架，应先在工件一端 车制长度大于50mm，粗糙度Ra值不低于3.2的跟刀架安 装面。
若能满足要求则应优先选用。 2）45钢，调质(或正火)状态下，经过高频淬
火满足零件局部高硬度（表面硬度可达
45~50HRC）的要求。淬透性较差，淬火易变形，
加工尺寸不太稳定，常用于一般精度机床主轴、 标准减速箱中的轴、刮板运输机输出轴等。
3）合金钢，具有良好的热处理和综合机械性能，
用于强度、耐磨性要求较高的轴。40Cr等合金结
3）装夹特点：有效改善刚度，安装方便，实现基准统一。
五、轴类零件加工工艺过程分析
1．轴类零件加工过程的阶段划分
可分为粗加工（包括铣端面、打顶尖孔、粗车外圆）、半 精加工和精加工。具体加工工艺路线取决于轴的主要表面 的加工精度和表面粗糙度。
例：减速器传动轴，其中要加工的表面是φ75k6、φ90k6、 φ100js6，φ80js6及φ80n6。它们的精度均为IT6，表面粗 糙度Ra值均为1.6。加工工艺路线为：
典型零件加工工艺齿轮PPT精选课件
相标题关概念
1、分析加工零件的工艺性 1） 了解零件的各项技术要求，提出必要的改进意见。分 析产品的装配图和零件的工作图，熟悉该产品的用度、性 能及工作条件，明确被加工零件在产品中的位置和作用， 进而了解零件上各项技术要求的制订依据，找出主要技术 要求和加工关键，以便在拟定工艺规程时采取适当的工艺 措施加以保证，对图样的完整性、技术要求的合理性以及 材料的选择是否适当等提出意见。 2） 审查零件结构的工艺性。
0.024
公法线平 21.36 均长度 －0.05
27.60 －0.05
0.042 跨齿数
4
5
齿标题轮加工工艺分析
表1－1 双联齿轮加工工艺过程
序号
工序内容
定位基准
1 毛坯锻造
外圆及端面
2 正火
3 粗车外圆及端面，留余量1.5～2mm 外圆及端面
4 钻、车花键底孔至尺寸φ30H12
外圆及A面
5 拉花键孔
工标题厂常用工艺文件--主要工艺规程
主要工艺规程 1)《工序质量表》 2)《作业指导书》 3)《工艺过程卡片》 4)《机械加工工序卡片》 5)《拼装工艺卡片》 6)《冲压工艺卡片》 7)《装配工艺卡片》 9)《化学热处理工艺卡片》
10)《热处理工艺卡片》 11)《检验卡片》
8)《感应热处理工艺卡片》 12) 《工艺附图》
齿标题轮加工工艺分析
磨孔时一般以 齿轮分度圆定心，如图 所示，
这样可使磨孔 后的齿圈径向跳动较小， 对以后磨齿或珩齿有利。
为提高生产率，有 的工厂以金刚镗代替磨 孔也取得了较好的效果。
齿标题轮加工工艺分析
齿轮的加工工艺
毕 业 设 计（论文）（说 明 书）题 目： 齿轮的加工工艺 姓 名： 编 号：年 月 日摘要本论文系统的讲述了齿轮加工工艺的的过程及圆柱齿轮的加工工艺。
讨论了几种常见齿轮齿形加工的方法和根切现象并给出计算公式。
并且讲述了齿轮加工中常见的的加工误差；以保证齿轮加工的准确性。
本论文是关于齿轮的加工工艺，以介绍方法为宗旨，着重实力，力图做到内容完整、详实。
主要介绍机械制造工艺规程设计的基本要求、内容、方法和步骤。
通过对齿轮的齿型加工分析及齿轮加工误差的分析可以更准确的把握住齿轮的加工工艺过程；进而加工出精度更高的齿轮.关键词：加工工艺齿型的加工加工误差AbstractThis paper describes the system processing of the process of gear and gear processing technology. Discussed several common processing methods and gear tooth root cutting in and give the formula.And describes the common gear machining processing error; to ensure the accuracy of gear.This paper is about the gear processing technology, to introduce methods for the purpose, focus on strength, trying to make the content complete and informative.Machinery manufacturing process specification introduces the basic requirements for the design, content, methods and steps.Through analysis of gear-type processing and manufacturing error of analysis can more accurately grasp the gear machining process; further be processed more precise gear.Key words: tooth processing processing processing errors目录摘要 (2)第1章前言 (1)第2章齿轮加工概述 (2)2.1圆柱齿轮的结构特点 (2)2.2圆柱齿轮的传动精度要求 (2)2.3齿轮的材料、热处理及毛坯 (3)2.4齿轮齿形加工方法及选择 (6)第3章圆柱齿轮的加工工艺过程 (12)3.1工艺过程分析 (12)3.2齿端加工 (15)3.3精基准修正 (16)第4章齿轮加工误差工艺分析 (17)4.1影响传动精度的加工误差分析 (17)4.2影响齿轮工作平稳性的加工误差分析 (21)4.3影响齿轮接触精度的加工误差分析 (22)第5章结论 (24)参考文献 (25)致谢 (26)第1章前言齿轮是机器中广泛采用的传动零件之一。
齿轮典型零件的加工工艺过程
齿轮典型零件的加工工艺过程
嘿，朋友们！今天咱来聊聊齿轮典型零件的加工工艺过程，这可有意思啦！
你想想看，齿轮就像是机械世界里的小魔法师，让各种机器乖乖听话，转起来顺顺溜溜的。
那它们是怎么被制造出来的呢？
首先啊，得有合适的材料。
就好比做菜得有新鲜的食材一样，这材料可不能马虎。
得挑那些结实耐用的，不然齿轮还没怎么转呢，就这儿裂那儿坏的，那不就成笑话啦！
然后呢，就是加工啦！这就像是给齿轮来一次华丽的变身。
要把它车削啊、铣削啊，把那些多余的部分去掉，让它一点点变成我们想要的形状。
这过程可不简单，就跟雕刻大师精心雕琢作品似的，得小心翼翼，又得有真功夫。
接着还有热处理呢！这可是让齿轮变得更厉害的关键一步。
经过热处理，齿轮就像被打了鸡血一样，硬度啊、耐磨性啊都大大提高。
你说神奇不神奇？
再之后就是磨削啦！把齿轮表面磨得光光滑滑的，让它转起来更顺畅，就跟给它做了个美容似的。
在这整个过程中，每一步都得拿捏得死死的。
就好比走钢丝，一步错了，那可就前功尽弃啦！工人师傅们就像神奇的魔术师，把那些原材料一点点变成了精巧的齿轮。
你说这加工工艺是不是很了不起？没有这些精湛的工艺，哪来那些厉害的机器呀！那些大机器能轰隆隆地转起来，可都多亏了这些小小的齿轮和背后的加工工艺呢！咱得好好感谢那些默默付出的工人师傅们，是他们让这一切成为可能。
所以啊，可别小看了这齿轮典型零件的加工工艺过程，这里面的学问大着呢！它就像是机械世界的基石，支撑着整个庞大的体系。
下次你再看到那些复杂的机器，可别忘了想想它们里面的齿轮是怎么被制造出来的哟！这真的是太神奇，太让人惊叹啦！。
典型零件加工工艺-齿轮
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MMT
机械制造工艺学
第四章 典型零件加工
4.4 圆柱齿轮零件的加工
2
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4.4.1 圆柱齿轮加工概述
•
器动力和运
动的一种形式，是机械产品的重要基
础零部件。它与其他传动形式（像链
传动、带传动、液压传动等）机械传
动相比，具有功率范围大，传动效率
(2)工作平稳性。
要求齿轮传递运动平稳,冲击、振动和噪声要小。这就 要求限制齿轮转动时瞬时速比的变化要小,也就是要限制短 周期内的转角误差。
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4.4.1 圆柱齿轮加工概述
(3)接触精度。
(4)齿侧间隙。要求齿轮传动时,非工作齿面间留有一定 间隙,以储存润滑油,补偿因温度、弹性变形所引起的尺寸变 化和加工、装配时的一些误差。
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MMT 4.4.2 圆柱齿轮齿坯的加工方法
2)齿轮的热处理 齿轮加工中根据不同的目的,安排两种热处理工序: (1)毛坯热处理。在齿坯加工前后安排预先热处理(正 火或调质),其主要目的是消除锻造及粗加工引起的残余应 力、改善材料的可切削性和提高综合力学性能。 (2)齿面热处理。齿形加工后,为提高齿面的硬度和耐 磨性,常进行渗碳淬火、高频感应加热淬火、碳氮共渗和渗 氮等热处理工序。
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4.4.1 圆柱齿轮加工概述
图4-30圆柱齿轮的结构形式
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2.
4.4.1 圆柱齿轮加工概述
齿轮本身的制造精度,对整个机器的工作性能、承载能 力及使用寿命都有很大影响。根据齿轮的使用条件,对齿轮 传动提出以下几方面的要求:
(1)运动精度。要求齿轮能准确地传递运动,传动比恒定, 即要求齿轮在一转中,转角误差不超过一定范围。
高齿，轮传圆动周在速我国度的高发，展是传从动渐准开线确齿，廓使起步用的寿， 渐开命线长齿，轮在结技构术尺上最寸成小熟等，应特用点最。具备因条此件，，使它用 的的也设已最计成广与为泛制，造许在水多机 平机械将设直械计接产中影品占响有到不主机可导械缺地产位品少，的的由性传于能齿和动轮质
量，部因件此，，齿也轮是在机工业器发中展所中的占地比位重一直最比大较的突出传， 被公动认形为式是工。业化的一种象征。
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4.4.1 圆柱齿轮加工概述
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4.4.1 圆柱齿轮加工概述
格里森弧齿 5
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4.4.1 圆柱齿轮加工概述
1.
齿轮尽管由于它们在机器中的功用不同而设计成不同的 形状和尺寸,但总是可以把它们划分为齿圈和轮体两个部分。 常见的圆柱齿轮有以下几类(如图4-30所示):盘类齿轮、套 类齿轮、内齿轮、轴类齿轮、扇形齿轮、齿条(即齿圈半径 无限大的圆拄齿轮)等。其中盘类齿轮应用最广。
齿轮的制造精度和齿侧间隙主要根据齿轮的用途和工作 条件加以规定。对于分度传动用齿轮,主要的要求是齿轮运 动精度,使得传递的运动准确可靠;对于高速动力传动用的齿 轮,必须要求工作平稳,没有冲击和噪声;对于重载低速传动 用的齿轮,则要求齿的接触精度要好,使啮合齿的接触面积大, 不致引起齿面过早的磨损;对于换向传动和读数机构,齿侧间 隙应严格控制,必要时还须消除间隙。
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MMT 4.4.2 圆柱齿轮齿坯的加工方法
2.
齿轮的毛坯形式主要有棒料、锻件和铸件。
➢棒料用于小尺寸、结构简单且对强度要求低的齿轮。
➢当齿轮要求强度高、耐磨和耐冲击时,多用锻件,
➢直径大于400～600mm的齿轮,常用铸造毛坯。
➢为了减少机械加工量,对大尺寸、低精度齿轮,可以直接铸 出轮齿;
➢对于小尺寸、形状复杂的齿轮,可用精密铸造、压力铸造、
精密锻造、粉末冶金、热轧和冷挤等新工艺制造出具有轮
齿的齿坯,以提高劳动生产率、节约原材料。
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MMT 4.4.2 圆柱齿轮齿坯的加工方法
1）. 齿坯的外圆、端面及孔经常作为齿形加工、测量和装 配的基准,所以齿坯的精度对于整个齿轮的精度有着重要的 影响。 齿坯精度中主要是对齿轮孔的尺寸精度和形状精度、 孔和端面的位置精度有较高的要求;对齿坯外圆也有一定的 要求。具体要求见表4-5和表4-6。
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4.4.1 圆柱齿轮加工概述
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MMT 4.4.2 圆柱齿轮齿坯的加工方法
齿轮制造工艺方案，主要是依据不同类型的齿廓 形状、齿面硬度结构形式、精度与生产条件来确定 的。一般来说包括以下5个阶段：
材料准备 齿坯加工 齿形加工 齿面热处理 齿面加工
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MMT 4.4.2 圆柱齿轮齿坯的加工方法
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4.4.2 圆柱齿轮齿坯的加工方法
表4-5
齿 轮 精 度 等 级 孔 的 尺 寸 和 形 状 公 差 轴 的 尺 寸 和 形 状 公 差
顶 圆 直 径
5 IT 5
IT 7
IT 5
6 IT 6
7
8
IT 7
IT 6
IT 8
20
MMT 4.4.2 圆柱齿轮齿坯的加工方法
表4-6齿坯基准面径向和端面跳动公差(μm)
具体工艺主要内容如下：
毛坯准备
锻造
铸造
毛坯处理
正火 退火
首次热处理主要是为了使材料具有细晶粒的组织， 改善切削性能，消除内应力，减少最终热处理变形
齿坯粗加工
车去齿坯表面层，留有一定精车余量
齿轮热处理 齿坯精加工
调质
是根据图纸设计要求
时效 是根据齿轮材料、结构在拟定工艺时制定的
虽然齿轮传动质量主要取决于齿形和齿距精度，但是他们与切 齿定位基准（孔和端面）的精度有直接关系，因此对齿坯的各
表面加工，必须保证一定的相关精度
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MMT 4.4.2 圆柱齿轮齿坯的加工方法
齿形加工主要方法
齿轮初加工
展成法 滚齿 插齿 刨齿 切齿
仿形法 拉齿
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MMT 4.4.2 圆柱齿轮齿坯的加工方法
其他加工 其他加工
齿形热处理主要方法
内键槽 轮辐钻孔 齿角倒角
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MMT 4.4.2 圆柱齿轮齿坯的加工方法
热处理
齿形精加工主要方法
齿轮精加工
渗碳淬火 齿面渗氮处理 齿面感应淬火
内孔磨削 端面磨削 齿面磨削
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MMT 4.4.2 圆柱齿轮齿坯的加工方法
1. 1) 齿轮应按照使用的工作条件选用合适的材料。齿轮材 料的选择对齿轮的加工性能和使用寿命都有直接的影响。 ➢一般齿轮选用中碳钢(如45钢)和低、中碳合金钢,如20Cr、 40Cr、20CrMnTi等。 ➢要求较高的重要齿轮可选用38CrMoAlA氮化钢, ➢非传力齿轮也可以用铸铁、夹布胶木或尼龙等材料。