超精密齿轮工艺技术
齿轮的精加工——剃齿工艺及剃齿刀设计
疋科技凰齿轮的精加工——剃齿工艺及剃齿刀设计杨雪君(湖北黄冈职业技术学院，湖北黄冈438002)蛹要】剃齿加工是齿轮精加工最常用的一种方法。
剃齿是在齿轮切齿以后，热处理以前的一个工序，齿轮经过热处理以后，如果它的硬度是在洛氏硬度溆c)40vv．T的，也是可以用的。
用剃齿法加工出的齿轮，精度较高(可迭6"7个精度)，光洁度好(△7一△8)、生产效率高(加工一个齿轮，—般但需1—2分钟)，同时所用的机床结构简单，调整方便，是广泛应用于齿轮精加工的工艺技术。
[关键词]剃齿加工；剃齿刀；淬火；高频短周期1剃齿；JnT原理及方法剃齿是通过剃齿刀具把粗／JU工_的齿轮面上的金属剃掉，形成齿形，利用剃齿的方法，不但可以剃正齿轮和斜轮的齿，同时也可以在直径很小和很大的齿轮上剃齿。
剃齿的方法，一般分两种：一种是旋转式剃齿法(所用的刀具就像齿轮一样的刀具)：一种是齿条式剃齿法(刀具形式就像齿条式的)。
旋转式剃齿法是指利用剃齿刀与齿轮工件的啮合传动，从齿轮工件的齿面削去微量的加工余量，进行剃削。
齿轮工件与剃齿刀啮合旋转时，齿轮轴与刀具并不平行，而是互相交错：齿轮工件和剃齿刀之间只有齿面啮合，两者的轴之间没有机械的联系，互相之间自由旋转。
这也是剃齿与其它齿轮，j Uq-方法、切齿法的显著区别所在。
按剃削齿轮的移动方式或按啮合点移动方式可以将旋转式剃齿法分为几种，具有代表性的有轴向剃齿、切向剃齿、对角线剃齿及径向剃齿。
轴向剃齿是通过刀具或齿轮沿齿轮轴向移动来达到剃齿刀与齿轮啮合点的移动，可以遍及齿轮的齿宽：切向剃齿是刀具或齿轮垂直于齿轮轴移动，所能加工的齿宽限于刀具的齿宽范围内，但移动量为普通剃齿的几分之一，所以加工时间缩短；对角线剃齿介于上述两者之间，刀具或齿轮在倾斜于轴的方向移动，剃削的齿宽可以宽于刀具的齿宽，刀具或齿轮的移动量介于两者之间。
用旋转式剃齿法不但可以剃齿轮的外齿，同时也可以剃齿轮的内齿(即内接齿轮)。
机械结构中大型齿轮的成分材质以及生产制造工艺
当涉及到机械结构中的大型齿轮时，其成分材质和生产制造工艺是至关重要的。
大型齿轮通常用于重型机械设备和工程机械中，其质量和可靠性直接影响着设备的性能和安全。
本文将深入探讨大型齿轮的成分材质以及生产制造工艺，从而对相关领域的专业人士和广大读者提供有益的参考和指导。
一、大型齿轮的成分材质大型齿轮通常由金属材料制成，常见的成分材质包括但不限于以下几种：1.高强度合金钢：具有良好的硬度和耐磨性，适用于高负荷、高速度、长工作时间的齿轮传动系统；2.碳素钢：具有较高的韧性和耐磨性，适用于一般负载和速度条件下的齿轮传动系统；3.不锈钢：具有耐腐蚀性和耐热性，适用于工作环境要求高的齿轮传动系统；4.铝合金：轻质、高强度，适用于一些轻型机械设备的齿轮传动系统。
以上材料的选择应根据具体的工作条件和要求来确定，需要考虑到负载、速度、温度、工作时间等因素。
合适的成分材质能够保证齿轮的稳定性和寿命，同时降低维护和更换成本。
二、大型齿轮的生产制造工艺大型齿轮的生产制造工艺是保证其精密度和可靠性的关键。
通常情况下，大型齿轮的生产制造工艺包括以下几个主要步骤：1.材料准备：选择合适的金属材料，并按照设计要求进行材料切割和预加工，以便后续的成形和加工工艺；2.成形加工：使用锻造或铸造工艺对齿轮进行整体成形，保证齿轮的整体性和强度；3.精密加工：通过车削、磨削等精密加工工艺对齿轮的外形和齿面进行加工，保证其精度和匹配性；4.热处理：对齿轮进行热处理，以提高其硬度和耐磨性；5.装配和调试：将齿轮与轴承、轴等部件进行装配，同时进行调试和检测，确保齿轮传动系统的正常运转。
不同的工艺步骤相互配合，共同保证了大型齿轮的质量和性能。
在生产制造过程中，需要严格按照相关标准和要求进行操作，同时注重工艺流程的控制和管理，以确保齿轮的质量和稳定性。
在实际生产制造中，还可以根据具体的要求和条件选择合适的生产设备和工艺流程，利用先进的数控加工技术和自动化设备，提高生产效率和产品质量。
齿轮轴加工工艺【全面解析】
齿轮轴加工工艺内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、数控系统、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展.齿轮轴的加工工艺（以45号钢为例）：一、毛坯下料二、粗车三、调质处理（提高齿轮轴的韧性和轴的刚度）四、精车齿坯至尺寸五、若轴上有键槽时，可先加工键槽等六、滚齿七、齿面中频淬火（小齿轮用高频淬火），淬火硬度HRC48-58（具体硬度值需要依据工况、载荷等因素而定）八、磨齿九、成品的最终检验细长轴的齿轮轴加工工艺（以45号钢为例）：一、毛坯下料二、调质处理（提高齿轮轴的韧性和轴的刚度）三、带跟刀架、用皂化液充分冷却的前提下，粗车齿轮轴四、去应力退火五、精车齿坯至尺寸（带跟刀架、用皂化液充分冷却）六、若轴上有键槽时，可先加工键槽等七、滚齿八、齿面高频淬火，淬火硬度HRC48-58（具体硬度值需要依据工况、载荷等因素而定）九、磨齿十、成品的最终检验注：细长轴搜索类零件的放置一定要垂吊放置（用铁丝系住，悬挂在挂架上），不得平放！用于中小型轧钢机传动箱体中的齿轮轴，设计上一般为软齿面，即小齿轮轴硬度为280～320HB，大齿轮轴硬度为250～290HB，模数mn=8～25，技术要求一般为调质处理。
这种零件在无感应加热淬火设备的工厂中加工时，其加工工艺路线为:锻毛坯→粗加工→调质→精加工→制齿→磨轴颈。
按这样的工艺流程生产出来的模数mn≤10的齿轮轴，使用情况基本良好，但模数mn≥12时，使用寿命短。
突出表现为轮齿不耐磨，使用半年以后，齿面已有明显磨痕，当发生较大冲击时，还会出现断齿现象。
针对这种情况，我们对原有工艺进行了分析，找出工艺路线中所存在的缺陷，并提出了新的制作工艺方法。
1原工艺路线存在的问题原加工工艺路线中的粗加工，即粗车毛坯的外圆及轴向长度。
汽车齿轮精密锻造技术
汽车齿轮的精密锻造技术江苏森威精锻有限公司徐祥龙李明明摘要本文介绍了精密锻造成形在汽车齿轮制造中的应用,总结了各种齿形精密锻造的关键技术,特别提到分流锻造在齿形成形方面的应用。
前言齿轮精密锻造成形是一种优质、高效、低消耗的先进制造技术，被广泛地用于汽车齿形零件的大批量生产中。
随着精密锻造工艺和精密模具制造技术的进步，汽车齿轮和齿形类零件的生产已越来越多地采用精密锻造成形。
当前国外一台普通轿车采用的精锻件总质量已达到（40—45）Kg,其中齿形类零件总质量达10Kg以上。
精锻成形的齿轮单件质量可达1Kg以上、齿形精度达到(DIN) 7级。
随着汽车的轻量化要求和人们环保意识的增强,汽车齿轮制造业将更多地应用精锻成形技术。
一．伞齿轮的精锻成形1. 伞齿轮(锥齿轮)的热精锻成形（1）早期的伞齿轮精密锻造伞齿轮的精密锻造最早见于50年代德国的拜尔工厂，并在蒂森等公司得到广泛的应用(1)。
我国上海汽车齿轮厂等在70年代采用热精锻技术，成功进行了伞齿轮的精密锻造生产。
在当时社会主义大协作的环境下，伞齿轮的精锻技术很快在齿轮行业得到推广应用。
该技术的应用和发展得益于2项当时先进的技术：模具的放电加工技术和毛坯感应加热技术。
先淬火后加工的放电加工避免了模具淬火变形带来的齿廓误差；快速加热的中频感应加热解决了齿轮毛坯在加热过程中的氧化和脱碳问题，以上2项技术的应用使锻造成形的伞齿轮齿面达到无切削加工要求(图1、图2)。
图1.精锻成形的行星和半轴齿轮图2.精锻成形的汽车行星齿轮（2）锻造设备伞齿轮的锻造设备在国外一般使用热模锻压力机。
但在60-70年代的中国，热模锻压力机是非常昂贵的设备。
因此，国内企业普遍使用的锻造设备是双盘摩擦压力机（图3）。
该设备结构简单，价格便宜，很快成为齿轮精锻的主力设备。
但摩擦压力机技术陈旧、难以控制打击精度、而且能源利用率较低。
随着高能螺旋压力机和电动螺旋压力机的出现（图4），落后的摩擦压力机有被取代的趋势。
精密、超精密圆柱渐开线齿轮的加工方法
第17卷 第2期2009年2月 光学精密工程 Optics and Precision Engineering Vol.17 No.2 Feb.2009 收稿日期:2008205222;修订日期:2008207210. 基金项目:国家863高技术研究发展计划资助项目(No.2008AA042506)文章编号 10042924X (2009)022*******精密、超精密圆柱渐开线齿轮的加工方法王立鼎1,2,凌四营1,马 勇1,王晓东1,2,娄志峰1(1.大连理工大学精密特种加工及微系统教育部重点实验室高精度齿轮研究组,辽宁大连116023;2.大连理工大学微纳米技术及系统辽宁省重点实验室,辽宁大连116023)摘要:研究了精密、超精密圆柱渐开线齿轮的加工方法。
分析比较了锥形砂轮磨齿、蝶形砂轮磨齿、大平面砂轮磨齿、蜗杆砂轮磨齿和成形砂轮磨齿的工作原理及当前国内外精密、超精密圆柱渐开线齿轮的加工现状。
探讨了ISO1328:1997标准中2级以上精度超精密齿轮的加工。
最后,指出大平面砂轮磨齿机Y7125有着结构简单、传动链刚度高、磨齿精度高等优点,具有较大的改装空间。
通过一系列的研究工作,有可能将其改装精化成磨削超精密圆柱渐开线齿轮的加工母机,实现2级到1级精度超精密齿轮的加工。
1级精度超精密齿轮的研制成功,可提高齿轮的传递基准,从而可提高齿轮制造的技术水平。
关 键 词:圆柱渐开线齿轮;超精密齿轮;磨齿原理;精密加工中图分类号:T H132.413 文献标识码:AP rocessing m ethods of precision and u ltra 2precision cylindrical involute gearWAN G Li 2ding 1,2,L IN G Si 2ying 1,MA Y ong 1,WAN G Xiao 2dong 1,2,LOU Zhi 2feng 1(1.Hi g h 2p recision Gear Research Grou p ,Key L aboratory f or Precision &N on 2t ra ditional and M ico S ystem M achining of the Ministry of Education ,Dalian University of Technology ,Dalian 116023,China;2.Key L aboratory f or M ico/N ano Technolog y an d S ystem of L i aoni n g Provi nce ,D ali an U ni versit y of Technolog y ,D ali an 116023,Chi na )Abstract :In order to enhance technological level of gear manufact uring comp rehensively ,t he p rocess 2ing met hods of precision and ult ra 2precision cylindrical involute gears were researched.The work prin 2ciples of several gear 2grindings and machining stat uses of ult ra 2p recision cylindrical involute gears were analyzed and compared.Then ,machining of ult ra 2p recision gear above quality 2(ISO1328:1997)was p robed.Finally ,t he gear grinder Y7125wit h big plan wheel provided wit h t he advantages of st reamline st ruct ure ,high rigidity of t ransmission chain ,high accuracy of gear 2grinding and much room to modify was pointed.Research result s show t hat t he grinder Y7125is probably to be a master grinder of ult ra 2p recision cylindrical involute gear to produce ult ra 2precision gear from quality 2to quality 1.The develop ment of ult ra 2precision wit h quality 1can enhance t he gear normal and techno 2logical level of gear manufact uring.K ey w ords :cylindrical involute gear ;ultra 2precision gear ;principle of gear 2grinding ;precision machining1 引 言 齿轮是机械零件中重要的基础件,尤其是圆柱渐开线齿轮在常规机械、地面交通、船舶、航空航天机械、兵器及精密机床与仪器等领域应用广泛,每年需求量达数亿件之多。
精密齿轮齿距偏差测量技术
精密齿轮齿距偏差测量技术摘要：齿轮作为当机械设备中重要的组成元件，已经遍布在汽车、航天以及精密测量仪器等领域。
齿轮的测量精度高低，不仅与选取的测量方法有关，还与测量设备本身的精度有关，选取的测量设备越合适，测量设备的精度等级越高，进而提高齿轮的制造精度。
齿轮技术从最开始的量具测量到“ToothSurfacetester”、机械式展成式测量、坐标法测量直到20世纪80年代，日本推出非接触齿面分析机FS-35，标志着非接触式测量的开始。
在齿轮的测量技术上，经历了“以机械为主”到“机电结合”，直至当今的“光机电”与“信息技术”综合集成的演变。
关键词：精密齿轮；齿距偏差；测量引言齿轮的设计和制造水平直接影响到产品的成本、质量和寿命。
随着齿轮加工过程和制造精度的提高，对齿轮进行高精度检测的需求也在增加。
目前，检测齿轮有两个方法：一是使用三坐标测量机的齿轮模块或者齿轮测量中心测量齿轮，该方法在目前的实际测量中占统治地位；二是在机齿轮测量技术，利用齿轮加工机床伺服运动系统自身进行齿轮旋转以补充齿轮测量，该技术使得加工与测量几乎同步，也是当前齿轮测量的发展方向。
1精密齿轮概述精密齿轮按照标准等级划分为13个级别，从0级值12级，其中0级的精度最高，12级的精度最低。
在机械设计以及实际应用过程中依据其用途、使用条件、圆周速度等作为精度选择的依据，其中测量类齿轮精度选择2~5级；航空发动机选择4~8级；通用减速器选择6~9级。
齿轮的精度等级还对加工工艺的选择有影响，不同精度等级的齿轮所选择的加工工艺也不同，5级精度齿轮，在精密齿轮机床上进行齿面精加工；6级精度齿轮，在高精密齿轮机床上进行齿面精加工后还需要进行磨齿；7级精度齿轮，在高精密齿轮机床上进行齿面精加工后需要进行淬火，然后进行磨齿等工艺，总的来说齿轮的精度等级越高，加工工艺越复杂。
同样，齿轮的精度等级也影响测量方法的选择。
例如，测量分度圆弦齿厚和弦齿高时需要以齿顶圆为基准，此时需要齿顶圆的精度高，否则影响分度圆弦齿厚和弦齿高的测量精度。
《超精密加工技术》PPT课件
1〕砂带与工件柔性接触，磨粒载荷小，且均匀，工件受 力、热作用小，加工质量好〔 Ra 值可达 0.02μm〕。
2〕静电植砂，磨粒 有方向性，尖端向 上 〔 图 12〕 ， 摩 擦 生热小，磨屑不易 堵塞砂轮，磨削性 能好。
磨粒 粘接剂 规格涂层 基带 图12 静电植砂砂带结构
3〕强力砂带磨削，磨削比〔切除工件重量与砂轮磨耗重量 之比〕高，有“高效磨削〞之称。
➢由聚氨基甲酸〔乙〕 酯制成，磨料直径 0.1～0.01μm
图13 弹性发射加工原理
➢ 机理：微切削＋被加工材料的微塑性流动作用
一、 精细与超精细加工技术
★ 液体动力抛光 ➢ 工作原理〔图14〕
工具运动方向 抛光工具
➢抛光工具上开有锯齿槽， 抛光液
磨粒
靠楔形挤压和抛光液的反
弹，增加微切削作用。
工件
一、 精细与超精细加工技术
概述
◆精细加工 —— 在一定的开展时期，加工精度和外表质量 到达较高程度的加工工艺。
超精细加工 —— 在一定的开展时期，加工精度和外表质 量到达最高程度的加工工艺。 ◆瓦特改进蒸汽机 —— 镗孔精度 1mm
20 世纪 40 年代 —— 最高精度 1μm 20 世纪 末 ——
工件
砂带
b）砂带定心外圆磨削 （接触轮式）
支承板 主动轮
砂带 工件 c）砂带定心外圆磨削
（接触轮式）
砂带
接触轮
砂带
接触轮 d）砂带内圆磨削
（回转式）
工件
工件
砂带
工作台
e）砂带平面磨削 （支承板式）
支承轮 f）砂带平面磨削
（支承轮式）
图11 几种砂带磨削形式
一、 精细与超精细加工技术
齿轮坯的各种成型工艺
齿轮坯的各种成型工艺齿轮是机械传动中最重要的零件之一，广泛应用于各种动力设备和运输设备中。
齿轮坯的成型工艺对于齿轮的质量和性能有着至关重要的影响。
下面将介绍几种常见的齿轮坯成型工艺。
一、铸造成型铸造成型是一种通过将熔融的金属倒入模具中，等其冷却凝固后形成齿轮坯的方法。
铸造成型工艺具有生产效率高、制造成本低等优点，适用于生产形状较为简单的齿轮坯。
但是，铸造成型工艺也存在一些缺点，如容易出现气孔、裂纹等缺陷，精度较低，需要进行后续加工才能满足使用要求。
二、锻造成型锻造成型是一种通过将金属坯料放在锻压机上，通过锤击、挤压等方式将其塑造成齿轮坯的方法。
锻造成型工艺能够提高金属的力学性能和表面质量，适用于生产形状较为复杂的齿轮坯。
但是，锻造成型工艺需要大量的设备和人力投入，生产成本较高，且容易产生废料。
三、轧制成型轧制成型是一种通过将金属坯料通过轧机进行轧制，形成一定形状的齿轮坯的方法。
轧制成型工艺能够提高金属的力学性能和表面质量，适用于生产形状较为复杂的齿轮坯。
但是，轧制成型工艺需要使用大量的设备和人力投入，生产成本较高，且容易产生废料。
四、粉末冶金成型粉末冶金成型是一种通过将金属粉末进行压制、烧结等工艺，形成一定形状的齿轮坯的方法。
粉末冶金成型工艺能够生产出精度较高、表面质量较好的齿轮坯，适用于生产形状较为复杂、精度要求较高的齿轮。
但是，粉末冶金成型工艺需要使用大量的设备和人力投入，生产成本较高。
五、精密锻造精密锻造是一种通过采用高精度模具和先进的加工技术，将金属坯料进行精确塑形，以得到形状精确、表面质量良好的齿轮坯的方法。
精密锻造工艺能够最大限度地减少后续加工量，提高生产效率，降低生产成本。
但是，精密锻造工艺需要使用高精度设备和专业的技术人员，投资成本较高。
六、数控加工数控加工是一种通过采用数控机床进行加工的方法，能够实现高精度、高效率的齿轮坯加工。
数控加工工艺适用于生产形状较为复杂、精度要求较高的齿轮坯，且具有较高的生产效率和较低的生产成本。
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超精密齿轮工艺技术
超精密齿轮工艺技术是近年来得到广泛关注和应用的先进制造技术之一。
超精密齿轮广泛应用于高效传动系统、机械装备、航空航天、汽车工业等领域，具有精度高、传动效率高、噪音低、使用寿命长等优点。
本文将对超精密齿轮工艺技术进行详细介绍。
超精密齿轮工艺技术主要包括制造工艺和加工工艺两个方面。
制造工艺是指超精密齿轮产品从原材料选择、原材料熔炼、坯料制备、热处理、机械加工、表面处理等一系列工艺的过程。
加工工艺是指齿轮制造过程中的加工方法，包括传统的车削、滚齿、磨齿等加工方法以及新兴的激光加工、电火花加工、电子束加工等高精度加工方法。
在原材料选择方面，超精密齿轮使用的原材料主要为高强度合金钢、耐磨合金钢和不锈钢等。
这些材料具有良好的机械性能和耐磨性，能够满足齿轮传力和使用寿命的要求。
在坯料制备方面，超精密齿轮采用的是预精密锻造和精密锻造工艺。
锻造过程中通过高温和高压使得金属材料分子结构紧密排列，消除了内部缺陷和微观组织不均匀，提高了齿轮的强度和韧性。
在热处理方面，超精密齿轮采用的是低温淬火和高温回火工艺。
通过低温淬火使得齿轮表面硬度提升，高温回火又能够消除热处理过程中产生的内部应力，提高齿轮的强度、韧性和耐磨性。
在机械加工方面，超精密齿轮采用的是高精度加工设备和加工工艺。
例如采用数控车床、龙门铣床等设备，结合刀具和夹具的优化设计、加工路径优化等手段，将加工误差控制在极小范围内，提高了齿轮的几何精度和轮齿质量。
在表面处理方面，超精密齿轮采用的是硬膜涂层和表面改性工艺。
硬膜涂层可以提高齿轮的耐磨性和抗腐蚀性，延长其使用寿命。
表面改性工艺通过高能束流的加工，可以提高齿轮表面的精度和平整度，减少表面残余应力，提高齿轮的质量。
总之，超精密齿轮工艺技术是一项高度复杂的制造技术，需要综合运用多种工艺和工具，通过不断优化和改进，才能制造出精度高、传动效率高的齿轮产品。
随着制造技术的不断进步和发展，相信超精密齿轮工艺技术将会在更多领域得到应用，为提高机械装备性能和推动工业发展发挥重要作用。