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高精度齿轮数控滚齿的工艺措施

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高精度齿轮数控滚齿的工艺措施

发布日期:2017-08-17 作者: 点击:

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高精度齿轮数控滚齿机由于传动链缩短,传动误差大为减少,提高了加工精度。但对高精度齿轮,特别是齿数多、直径大、齿面长、精度要求高且加工周期长的齿轮,它们在滚切过程中要求有严格的工艺保证,必须控制好齿坯加工、夹具、刀具、机床调整及环境等各个环节。否则,即使采用数控滚齿机,也难以加工出合格的高精度齿轮。 

1 齿坯加工 

齿坯特别是直径较大的齿坯,装夹时很容易发生弹性变形,因在滚齿机上很难弥补,因此可能造成齿轮啮合精度的丧失。由于齿面加工常以齿轮孔和端面为基准面,所以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(参见GB10095-88)如6级精度的齿轮,定位孔的尺寸和形状精度等级为IT6,粗糙度 Ra1.6µm,分度圆直径在125~400mm 范围内的齿轮定位孔径向跳动和端面圆跳动公差不超过0.014mm。一般采用两种加工方法保证:①直接装夹车削(一次安装完成孔和基准端面的精车):②穿轴车削(以先加工好的孔为基准,完成端面、外圆的车削)。无论采用哪种方法,都应使齿坯达到规定要求,要有一个高精度的滚齿定位基准面。 

2 滚齿夹具 

滚齿夹具要有足够的强度和能满足齿轮滚齿定位的精度。夹具定位基面在其它机床上加工后再装在滚齿机工作台上,常常不容易保证平行度。因此,可采用在滚齿机上车削定位平面的方法。如图1所示,将滚刀和刀杆拆下,利用滚刀架上的螺栓孔,将一特制车刀架固定在滚刀架上。编一径向走刀程序,让滚齿机工作台带动夹具转动,滚刀架送进车刀做径向进给。注意工作台的转速不要超过其额定转速,车刀切入深度一次不过0.2mm。

渐开线圆柱齿轮装配时两齿轮轴向会呈现如下三种不同状态:两齿轮轴线相平行,相交于较远一点,异面直线。装配时检验下齿轮副齿面是否有金属磨痕。例如直径Ф=800mmd,齿宽b=120mm的渐开线圆柱齿轮,若圆柱齿轮内孔对其端面的垂直度大于0.025,则会使两齿轮轴线的平行度相差0.18/800mm,增大了齿宽方向的接触间隙,造成两齿不能正确接触。

2.1 渐开线圆柱齿轮正常接触

齿轮受到轻微载荷时,接触部位位于齿宽的中部,靠近分度圆的外部,齿宽约为其宽度的2倍。

2.2 渐开线圆柱齿轮异常接触

两齿轮出现同向、异向以及单向偏接触时,使得两齿轮轴线相交于一点,或是不相交、不平行而成异面直线。解决方法:⑴在中心距误差允许的范围内,对移动的轴承座进行调整;⑵对于固定的轴承座,可通过更换轴瓦来确保两齿轮轴线的平行;⑶对于固定的滚动轴承,可通过增加或去除隔套来进行调整。

表面渗碳淬火齿轮的许用K系数约为调质齿轮的4-5倍。轮齿变形的影响,比调质齿轮大得多。为了避免啮合冲击,改善齿面润滑状态,降低啮合噪音,需对齿轮的齿顶和齿向进行修整。起修整量是根据齿轮负荷计算齿轮变形量,齿轮轴的弯曲,扭转变形量后确定的。对高承载能力的高硬度齿面的渗碳淬火齿轮,齿顶、齿向修整技术是保证产品性能不可缺少的必要条件。

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