圆柱齿轮机械加工工艺
圆柱齿轮减速器的加工工艺
圆柱齿轮减速器的加工工艺圆柱齿轮减速器是目前广泛应用于机械传动系统中的一种减速装置。
它由齿轮、轴、机壳等部件组成，通过齿轮之间的啮合来实现速度和力的传递。
下面将详细介绍圆柱齿轮减速器的加工工艺。
1. 零件加工准备：首先需要准备齿轮、轴和机壳等零件的原材料。
通常情况下，齿轮和轴材料采用优质的合金钢，具有较高的强度和耐磨性。
而机壳可以使用铸铁或钢板等材料。
2. 齿轮加工：圆柱齿轮的加工主要包括铣齿和磨齿两个工序。
首先将齿轮的齿数、模数等参数计算好，然后进行铣齿加工。
铣齿时可以采用铣齿刀具，以齿轮的旋转为主动轴，采用插补运动的方式进行切削。
铣齿完毕后，需要进行磨齿加工。
磨齿是通过磨齿机进行的，可使用专用的磨齿刀具，通过齿轮的旋转和磨齿刀具的运动实现切削。
磨齿的目的主要是提高齿轮的精度和光洁度。
3. 轴加工：轴的加工主要包括车削、铣削和镗削等工艺。
首先需要根据齿轮减速器的设计要求，确定轴的直径、长度和端面形状等参数。
然后进行车削加工，将原材料切割成符合要求的轴形状。
接着进行铣削，通过铣削机加工轴上的槽孔或键槽等特殊形状。
最后进行镗削，将轴的孔径进行加工，以适应其他配件的连接。
4. 机壳加工：机壳加工主要包括铸造和机械加工两个过程。
首先需要设计和制造模具，然后进行铸造，将熔融的铁水倒入模具中，待其冷却凝固后取出即可得到铸造件。
铸造件可能存在一些缺陷，如气孔、夹渣等，这些缺陷需要进行修整和修补。
然后进行机壳的机械加工，主要包括铣削、钻孔、镗削等工序。
通过机械加工，可以使机壳的外形尺寸和内部孔径达到设计要求。
5. 零件组装：在加工完成的齿轮、轴和机壳等零件上，进行齿轮减速器的组装。
首先需要按照设计要求将齿轮、轴等上进行润滑，然后将齿轮安装到轴上，并将轴装入机壳的孔中。
在组装的过程中，需要严格控制各零件的配合尺寸和间隙，确保齿轮的啮合精度和运转平稳。
同时，要注意润滑和密封的问题，以确保齿轮减速器的正常工作。
综上所述，圆柱齿轮减速器的加工工艺包括零件加工准备、齿轮加工、轴加工、机壳加工和零件组装等环节。
圆柱齿轮加工工艺过程卡片
6
半精车
精车外圆至Ø325mm，并倒角。
金工
CAK6136
专用车夹具、YT15车刀
7
滚齿
滚齿m=5mm；z=63；α=20°
金工
YK38
专用车夹具、滚齿刀
8
插
插键槽22+0.026
金工
组合机床
专用钻夹具、插刀
9
检验
去毛刺
金工
钳工台
专用夹具、平锉
10
剃齿
剃齿至8级精度要求
金工
剃齿机
热
3
扩孔
轮辐孔扩至Ø50mm；扩中心孔至φ78mm。
金工
ZK5215
专用钻夹具、扩孔刀
4
拉孔
拉中心孔至Ø80mm。
金工
LYK6115
专用钻夹具、拉刀
5
粗车
1、粗车齿端侧面达到图纸要求；2、粗车外圆至Ø326mm；3、粗车轮辐版侧面并倒角达到图纸要求；4、粗车中心孔端面并倒角达到图纸要求。
金工
CAK6136
专用车夹具、剃刀
11
磨孔
推中心孔至精度要求IT7
金工
ZK5215
专用钻夹具、推刀
12
倒角
珩齿至IT7图纸要求
金工
YK5714
专用车夹具、珩刀
13
检验
按图样检查各部分尺寸精度检专Fra bibliotek量具14
入库
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机械加工工艺过程卡片
毕业设计(论文)--直齿圆柱齿轮的加工工艺规程
直齿圆柱齿轮的加工工艺规程摘要人们的生产和生活广泛使用各种机器。
随着近代科学技术的发展，人类运用各方面的知识和技术，不断创新出各种新型的机器，因此“机器”也有了新含义。
本设计研究的对象是为机械中常见的齿轮传动、齿轮的校核和基本设计理论、计算方法以及一些零件的选择和维护。
各部分内容都是按照工作原理、结构、强度计算、使用维护的顺序介绍的。
随着科学技术的发展，对设计的理解在不断的深化，设计方法也在不断的发展，然而常规的设计方法是工程技术人员进行机械设计的重要基础。
设计的传动方案满足其工作要求，具有结构紧凑、便于加工、使用维护方便等特点。
【关键词】：齿轮传动设计理论计算过程齿轮校核。
目录一摘要 (1)前言 (3)二齿轮加工工艺 (4)第一章齿轮转动基础知识 (4)第二章齿轮的发展历史及我国齿轮发展现状 (6)第三章齿轮的种类及应用范围 (9)第四章齿轮加工方法及工艺过程 (14)三结束语 (18)四参考文献 (19)五结束语 (20)前言齿轮是工业生产中的重要基础零件，其加工质量和加工能力反映一个国家的工业水平。
实现齿轮加工的数控化和自动化，加工和检测的一体化是目前齿轮加工的发展趋势。
齿轮加工机床系指用齿轮切削工具加工齿轮齿面或齿条齿面的机床及其配套辅机。
齿轮机床按加工原理分为两类，仿形法和范成法(或称展成法)。
仿形法是用刀具的刀刃形状来保证齿轮齿形的准确性，用单分齿来保证分齿的均匀。
范成法是按照齿轮啮合原理进行加工，假想刀具为齿轮的牙形，它在切削被加工齿轮时好似一对齿轮啮合传动，被加工齿轮就是在类似啮合传动的过程中被范成成形的，范成法具有加工精度高，粗糙度值低，生产率高等特点，因而得到广泛应用，范成法按其加工方法和加工对象分为：(1)插齿机：多用于粗、精加工内外啮合的直齿圆柱齿轮，特别适用于双联、多联齿轮，当机床上装有专用装置后，可以加工斜齿圆柱齿轮及齿条。
(2)滚齿机：可进行滚铣圆柱直齿轮、斜齿轮、蜗轮及花键轴等加工。
第8章 齿轮加工技术
8.1 8.2 8.3 8.4
齿轮加工原理 齿轮加工工艺及方法 齿轮的测量 圆柱齿轮的机械加工工艺过程及工 艺分析
结束
8.1 齿轮加工原理
8.1.1 常见齿轮的种类
齿轮在切削加工时，工件和刀具按一定规律运动，利用
刀具切削刃对工件毛坯的切削作用，切除毛坯上多余的金属， 而得到所要求的表面形状。常用的齿轮有圆柱齿轮，圆锥齿 轮及蜗杆蜗轮等，而以圆柱齿轮应用最广。齿轮齿面的表面 形状有渐开线表面，摆线表面，圆弧表面等，渐开线表面齿 轮是最常用的齿轮，它能方便地在机床上加工出来，图8-1为 常见齿轮种类。
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补充：热轧
热轧就是在高于合金再结晶温度的温度中使其软 化后用压轮把材料压成薄片或钢坯的横截面，使 材料形变，但材料物理性质并无变化。
补充：冷轧
冷轧是对已经过热轧、除麻点除氧化工序的材料在 低于合金再结晶温度的温度中用压轮进一步碾压材 料以让材料有再结晶的过程。经过反覆的冷压－－ 再结晶－－退火－－冷压（反覆2～3次）过程， 材料里的金属发生分子级别的改变（再结晶），形 成的合金物理性质发生改变。
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图8-8 直齿圆柱齿轮的铣削
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8.2 齿轮加工工艺及方法
3)铣刀的选择。根据齿轮模数、压力角、齿轮齿数选择正确 铣刀。 4)分度计算与调整。据齿轮齿数选择合适的分度方法，计算 后进行有关调整。 5)确定合理铣削用量及切削液。按照切削用量选择原则，考 虑齿轮铣刀是铲齿成型铣刀，所选铣削速度应比普通铣刀略 低。为了保证齿轮加工质量和铣刀耐用度，可采用乳化液、 轻柴油等切削液。 6)对中心 对刀是使铣刀廓形的对称平面通过齿坯轴线。如偏 离标准中心，铣出的齿形将向一边倾斜，严重影响齿轮质量， 常用的方法有试切法，划线法。 7)铣削。
圆柱齿轮制造基本工艺过程
滚切直、斜齿轮交换齿轮的调整公式见下表：
交换齿轮 速度交换齿轮 分度交换齿
名称
轮
公式 表公式中：
i An 0
n0
1000v da0
滚齿机是加工圆柱齿轮、蜗轮等零件的主要工艺装备。滚齿机按布局形式 和结构特点，可分为立式和卧式滚齿机，常用的是立式滚齿机。按JB/T6344.1— 1999的规定，滚齿机的型式有工作台移动式和立柱移动式两种，滚齿机的系列 由万能滚齿机、高效滚齿机和数控滚齿机构成。
滚齿是目前世界上在齿轮加工中应用最广的切齿方法，目前国际上精滚齿 的加工精度（主要指周节偏差）可以达到5~7级（GB/T10095），国内的滚齿机 （数控）精滚齿的加工精度也可以达到6~8级（GB/T10095）。CNC滚齿机是目 前国际上已广泛采用的设备，国内齿轮生产厂家的使用也越来越多。为了达到 最大可能的静刚度和动刚度，滚齿机部件都尽可能以封闭箱形的铸造结构制造， 采用减震性能良好的铸铁，有经过验证的热补偿系统。
滚齿原理图
10
二、齿轮的加工方法
1，滚齿 1),滚齿原理
根据滚齿加工原理，滚切齿轮时滚齿机必须 具有以下几种运动： （1）切削运动 即滚刀轴1的转速，借助于切削 速度交换齿轮或变速箱2，滚刀的转速为：
n0
1000v
da0
式中：—切削速度 （m/min）
—滚刀齿顶圆直径（mm）
2）分度运动 随着滚刀的转动，齿坯也要相应n地w
13
二、齿轮的加工方法
1，滚齿 常见的机械式传动链滚齿机很多，技术性能不尽相同，但均具备切削运动、
圆柱齿轮加工工艺中的自动化与智能化生产
圆柱齿轮加工工艺中的自动化与智能化生产随着工业技术的飞速发展，自动化与智能化生产已经成为了现代制造业的重要趋势。
在圆柱齿轮加工领域，自动化和智能化技术的应用也取得了显著的成果。
本文将就圆柱齿轮加工工艺中的自动化与智能化生产进行论述，探讨其对生产效率、产品质量以及制造成本所带来的影响。
一、自动化生产的优势1.1 机械化设备的应用圆柱齿轮加工中的自动化生产主要通过机械化设备的应用来实现。
传统的生产模式中，工人需要进行繁琐的操作，如切削、插齿等，不仅劳动强度大，而且操作精度也难以保证。
而引入机械化设备后，可以实现自动化的加工过程，大大提高了生产的效率和稳定性。
1.2 智能化控制系统的应用在圆柱齿轮加工工艺中，智能化控制系统的应用也是自动化生产的重要组成部分。
通过智能化控制系统的应用，可以实现对整个生产过程的实时监控和数据分析，从而提高工艺参数的准确性和稳定性。
例如，通过对切削参数的实时监测和调整，可以最大限度地降低齿轮加工过程中的误差，提高产品的精度和质量。
二、智能化生产的应用2.1 数控机床的普及数控技术是智能化生产中的重要手段，它将数学模型与机械加工过程相结合，实现了加工过程的自动化和精确控制。
在圆柱齿轮加工中，数控机床的普及已经成为行业的发展趋势。
数控机床具有高精度、高效率、稳定性好等特点，可以大大减少人工操作的时间和劳动强度，提高生产效率和工作质量。
2.2 人工智能的应用人工智能技术在圆柱齿轮加工中的应用也逐渐得到了推广。
人工智能技术可以通过对大量数据的学习和分析，来提高加工过程中的决策能力和自适应能力。
例如，基于人工智能的自动化系统可以通过对切削参数的实时监测和调整，来确保加工过程中的稳定性和优化加工效果。
三、自动化与智能化生产的影响3.1 提高生产效率自动化与智能化生产的应用可以大大提高圆柱齿轮加工的生产效率。
通过机械化设备和智能化控制系统的应用，可以减少人工操作的时间和劳动强度，同时提高加工的精度和稳定性，从而提高生产效率。
8.1.6 圆柱齿轮的加工工艺过程_机械制造基础_[共2页]
![8.1.6 圆柱齿轮的加工工艺过程_机械制造基础_[共2页]](https://img.taocdn.com/s3/m/88ab6d76b0717fd5370cdc28.png)
机械制造基础240 推孔是用推刀进行的，用压力机将推刀强行从孔中间推过即可。
此法生产率高，一般不必留推孔余量。
对精度高或已淬硬的孔，直径大而短的孔则应采用磨孔工艺。
磨孔必须留磨孔余量。
2．齿轮加工方案保证齿轮精度是齿轮加工的主要工艺问题，齿轮的加工方案主要取决于加工精度和热处理要求。
（1）8级以下精度的齿轮加工多采用滚（插）齿方案：滚（插）齿→齿端加工→热处理→修正内孔。
因热处理后齿形不再加工，为弥补热处理变形，处理前的齿形精度应比图样要求提高一级。
（2）6～7级精度的齿轮有两个方案。
剃—珩方案：滚（插）齿→端面加工→剃齿→表面淬火→修正基准→珩齿。
此方案生产效率高，设备简单，成本较低，适合成批生产。
磨齿方案：滚（插）齿→端面加工→渗碳淬火→修正基准→磨齿。
此方案生产效率较低，一般用于6级精度或热处理变形较大时。
（3）5级以上精度的齿轮采用的方案：粗滚（插）齿→精（滚）插齿→端面加工→淬火→修正基准→粗磨齿→精磨齿。
此方案精度最高，但生产成本也高，生产率低。
若工件不需淬火，则把上述各方案中淬火以后的各阶段去掉即可。
3．齿坯加工方案齿坯加工方案与生产批量有关：大批量生产时常用钻孔、车端面→拉孔→加工其他表面的方案，加工设备常用多刀半自动车床；中、小批量生产则在普通车床上进行，采用粗车各部→精加工孔→精车各部的加工路线。
8.1.6 圆柱齿轮的加工工艺过程圆柱齿轮的加工工艺随其结构、精度、热处理要求和生产批量、生产条件的不同而不同，但也有其共同之处，下面举两个例子来分析比较。
如图8-4所示为7级精度的双联齿轮，其成批生产时的工艺过程如表8-2所示。
图8-4 双联齿轮。
齿轮加工工艺
齿轮加工工艺分析1 圆柱齿轮加工工艺程的内容和要求圆柱齿轮的加工工艺程一般应包括以下内容：齿轮毛坯加工、齿面加工、热处理工艺及齿面的的精加工。
在编制工艺过程中，常因齿轮结构、精度等级、生产批量和生产环境的不同，而采取各种不同的工艺方案。
如图 9-12为一直齿圆柱齿轮的简图，表9-6 列出了该齿轮机械加工工艺过程。
从中可以看出，编制齿轮加工工艺过程大致可以划分如下几个阶段：1)齿轮毛坯的形成：锻件、棒料或铸件；2)粗加工：切除较多的余量；3)半精加工：车、滚、插齿；4)热处理：调质、渗碳淬火、齿面高频感应加热淬火等5)精加工：精修基准、精加工齿形2齿轮加工工艺过程分析1、基准的选择对于齿轮加工基准的选择常因齿轮的结构形状不同而有所差异。
带轴齿轮主要采用顶点孔定位；对于空心轴，则在中心内孔钻出后，用两端孔口的斜面定位；孔径大时则采用锥堵。
顶点定位的精度高，且能作到基准重合和统一。
对带孔齿轮在齿面加工时常采用以下两种定位、夹紧方式。
（1）以内孔和端面定位这种定位方式是以工件内孔定位，确定定位位置，再以端面作为轴向定位基准，并对着端面夹紧。
这样可使定位基准、设计基准、装配基准和测量基准重合，定位精度高，适合于批量生产。
但对于夹具的制造精度要求较高。
（2）以外圆和端面定位当工件和加剧心轴的配合间隙较大时，采用千分表校正外圆以确定中心的位置，并以端面进行轴向定位，从另一端面夹紧。
这种定位方式因每个工件都要校正，故生产率低；同时对齿坯的内、外圆同轴要求高，而对夹具精度要求不高，故适用于单件、小批生产。
综上所述，为了减少定位误差，提高齿轮加工精度，在加工时应满足以下要求：1)应选择基准重合、统一的定位方式；2)内孔定位时，配合间隙应近可能减少；3)定位端面与定位孔或外圆应在一次装夹中加工出来，以保证垂直度要求。
2、齿轮毛坯的加工齿面加工前的齿轮毛坯加工，在整个齿轮加工过程中占有很重要的地位。
因为齿面加工和检测所用的基准必须在此阶段加工出来，同时齿坯加工所占工时的比例较大，无论从提高生产率，还是从保证齿轮的加工质量，都必须重视齿轮毛坯的加工。
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2.表面加工方法的确定 各表面的加工方案见表3.1所示
3.热处理工序分析
(1)齿坯热处理。在齿坯加工前后安排预备热处理—正火 或调质。其主要目的是消除锻造及粗加工所引起的残余 应力，改善材料的切削性能和提高综合力学性能。就本 例而言，因材料为合金钢20Cr钢，且为锻件，所以锻后 零件要进行正火处理，其硬度应为HBS156~217。
2.齿轮热处理 (1)毛坯热处理。在齿坯加工前后安排预备热处理——
正火或调质。其主要目的是消除锻造及粗加工所引起 的残余应力，改善材料的切削性能和提高综合力学性
(2)齿面热处理。齿形加工完毕后，为提高齿面的硬度 和耐磨性，常进行渗碳淬火，高频淬火，碳氮共渗和 氮化处理等热处理工序。
3.齿轮毛坯 齿轮毛坯的选择取决于齿轮材料、结构形状、尺寸大
3.1.2中间轴齿轮机械加工工艺过程卡编制
1.确定毛坯 1)确定毛坯制造形式 :毛坯宜选用锻件，这样可使金属纤
维尽量不被切断，保证零件工作时稳定可靠。又因为年 产量5 000件，为大批生产，且零件形状较简单，尺寸较 小，所以采用模锻。 2)毛坯机械加工余量及公差的确定 (1)锻件公差等级。由该零件的功用和技术要求，确定其
项目三 圆柱齿轮加工
【任务分解】 (1)圆柱齿轮机械加工工艺规程
(2) (3)滚齿加工。
任务一 圆柱齿轮机械加工工艺规程编制
【学习目标】 (1) (2)能编制齿轮零件的机械加工工艺过程卡; (3)能编制齿轮零件的机械加工工序卡。
3.1.1识读齿轮零件图
教学案例：某拖拉机变速箱倒速中间轴齿轮零件图， 根据锻件质量、零件表面粗糙 度、形状复杂系数查表得单边余量是：厚度方向为 1.7~2.2 mm，水平方向为1.7~2.2 mm。
(8)确定毛坯尺寸及公差。
(9)确定毛坯的拔模斜度及圆角半径
3)
按查出的各种余量绘制出该零件的毛坯图， 如图3.2所示
5)切削用量 (1)背吃刀量ap=3，一次走刀切除全部余量。 (2)进给量f=0.6 mm/r（粗加工时取大进给量，按
机床名牌表选定）。
(3)切削速度vc=90.5 m/min
6)切削机动工时 ,对于车削的基本时间一般计算 式为：
2.精车06工序分析
1)使用的机床:从阅读过程卡可知，06工序所用的机床是型号为 C6132A
盘套类零件（包括齿轮）尺寸主要有两类：径向尺寸 和轴向尺寸。径向尺寸一般以轴线为基准，标注出各 段的直径大小；轴向尺寸常选用重要的端面或定位面 作为基准，标注出各段的长度。
另外，零件图上还提出了文字技术要求，零件要求渗 碳淬火HRC58~62。由图的右上角的参数表可知，该 齿轮为标准齿轮，其精度等级为8-7-7FL级。其中，87-7分别代表第Ⅰ、第Ⅱ和第Ⅲ公差组，即为齿轮传动 中传递运动的准确性、传递动力的平稳性（含噪声及 振动）和载荷分布的均匀性；FL分别为齿轮上、下齿
3.2.1圆柱齿轮材料、热处理和毛坯选用
1.齿轮材料 齿轮是传递动力的零件，在交变载荷下工作。传动时齿面存在较大
的滑动摩擦，所以齿轮材料应具有一定的接触疲劳强度和弯曲疲劳 强度，要求具有足够的硬度和耐磨性，还需要有一定的冲击韧性、 热处理变形小和切削性能好等要求。齿轮材料的选用可参照表3.10
(2)齿面热处理。齿形加工完毕后，为提高齿面的硬度和 耐磨性，常进行渗碳淬火，高频淬火，碳氮共渗和氮化 处理等热处理工序。
4.定位基准的选择
(1)精基准的选择。
(2)粗基准的选择。
5.拟定零件加工工艺路线 该零件的加工工艺路线比较见表3.2和表3.3
6.工序尺寸及偏差的确定
（2）走刀长度与走刀次数。从工序卡中的工步2 并结合分析图3-1零件图可知，车外圆的走刀长 度约为30，一次走刀完成车削；车端面的走刀长 度为25
3)使用的夹具:由02工序卡得知，本工序所用的夹
4)使用的量具:从分析本工序的加工要求和结合参 阅零件的机械加工工艺过程可知，使用的量具为 精度0.05 mm，量程为0～200 mm游标卡尺。
5.填写齿轮零件机械加工过程卡 中间轴齿轮零件的机械加工工艺过程卡见表
3.6
3.1.3中间轴齿轮机械加工工序卡编制
1.粗车02工序分析 1)使用的机床:阅读零件过程卡可知，
02工序所用的机床为高效多刀半自 动车床，其型号为C7125。 2)选用的刀具 (1)刀具的安装。因为是在多刀半自 动车床加工，则纵、横两刀架运动 可同时实现，以减少机动时间；所 以应在纵向刀架上装一把75°左偏 刀车削外圆和一把45°弯头刀车内 倒角；同时在横刀架上安装两把用 于车削大、小端面45°弯头刀。经 分析得出的刀具安装图如图3.3所示。
小、使用条件及生产批量等因素，齿轮毛坯常见的有 棒料、锻件和铸件。
2)选用的刀具:该工序使用的刀具有两把；为了减少刀具更换次数，采 用一把45°弯头刀，用于车削大、小端面和一把75°偏刀用于倒角
(1)刀具的安装。经分析得出的刀具安装图，如图3.5所示。 (2)走刀长度与走刀次数。 3) 同02 4) 从分析本工序的工序图及工艺过程卡可知，使用的量具有：精度0.05
mm，测量范围为为0～200 mm游标卡尺；量程为0～10mm百分表以 及检验心轴。 5)切削用量
6) 车端面或车圆环时基本工时的
计算公式为：
3.填写某变速箱中间轴齿轮的机械加工工序卡 3.1.4任务拓展
（1 （2 （3
任务二 圆柱齿轮加工技术
【学习目标】 (1) (2)能确定齿坯和齿形的加工方案。
(2)锻件质量mf。经计算零件重量约为1.84 kg，所以估算 mf＝2.5 kg。
(3)锻件形状复杂系数S。因锻件圆盘厚度与直径之比 t/d=20/130<0.2，故取形状复杂系数为S4
(4)钢件材质系数M。锻件材质系数分为M1和M2两级。
(5)锻件分模线形状。锻件分模线形状分为平直分模线 （或对称弯曲分模线）、不对称弯曲分模线两类。本 例为平直分模线。