一种齿轮加工方法技术

本发明专利技术公开了一种齿轮加工方法，涉及齿轮加工领域，包括以下步骤：S1，对毛坯进行正火处理；S2，对毛坯进行车加工使其具有齿形，且制得的毛坯留有足够的加工余量；S3，使用粗滚齿刀对毛坯进行粗滚齿；S4，热处理；对毛坯进行渗碳和淬火；S5，使用精滚齿刀对齿轮毛坯进行精滚齿以修正齿形。本发明专利技术通过改进刀具结构、夹具结构及加工参数来提高滚齿的加工精度，三者协同作用使滚齿的加工精度达到磨齿的水平。同作用使滚齿的加工精度达到磨齿的水平。同作用使滚齿的加工精度达到磨齿的水平。

【技术实现步骤摘要】
一种齿轮加工方法


[0001]本专利技术涉及齿轮加工
，具体涉及一种齿轮加工方法。

技术介绍

[0002]电子油泵相对于传统机械油泵组件而言，具备无极调速、按需供应润滑油流量和油压等优点，随着新能源汽车领域的快速发展，电子油泵的使用率越来越高。
[0003]电子泵里面设置有一对齿轮。加工齿轮时有铣齿、滚齿、插齿、剃齿、磨齿、珩齿等方法。相关技术中常采用磨齿来加工齿轮，这两种方法各有其优缺点。磨齿工艺的加工成本高且效率低，其所需要的加工设备不仅价格高，还需要配备砂轮、导轮、金刚石滚轮、砂轮内撑套等辅助配件，但磨齿工艺制作的齿轮精度高且齿面粗糙度好。而滚齿工艺的加工效率高但加工出的齿轮精度比磨齿工艺的低。所以本申请提供了一种能够使滚齿工艺的加工精度达到磨齿精度水平的齿轮加工方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术提供了一种齿轮加工方法，具有加工精度高的优点。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]一种齿轮加工方法，包括以下步骤：
[0007]S1，对毛坯进行正火处理；
[0008]S2，对毛坯进行车加工使其形成齿坯，且制得的齿坯留有磨加工余量；
[0009]S3，使用滚齿刀对齿坯进行粗滚齿；
[0010]S4，热处理；对齿坯进行渗碳和淬火；
[0011]S5，使用滚齿刀对齿坯再次进行滚齿以修正齿形，其中，精滚齿刀的横刃斜角为94
°
～96
°
。
[0012]本专利技术提供了一种齿轮加工方法，先对毛坯进行正火处理，提高毛坯的强度、硬度和韧性，便于后续切削加工；再对正火处理之后的毛坯进行车加工，即在车床上对齿轮毛坯进行切削加工使其形成齿坯，且切削后的齿坯留有磨加工余量进行滚齿，加工余量是齿坯表面预留的需切除掉的厚度；然后使用滚齿刀对齿坯进行粗滚齿，为后续精滚齿做准备，便于后续加工过程更快、更方便的进行，提高精滚齿的效率；将粗滚齿之后的齿坯放入真空渗碳炉中进行渗碳，使碳原子渗入到毛坯表面层，再经过淬火和低温回火，使齿坯的表面层具有高硬度和耐磨性，而齿坯的中心部分仍然保持着韧性和塑性；经过渗碳和淬火后齿坯的齿向可能发生扭曲，应使用如图1和图3所示的精滚齿刀对其进行精滚齿以修正齿形，提高加工精度和齿面质量，得到成品齿轮。另外，步骤S1中的毛坯是将钢坯下料形成料坯，并将料坯锻造形成的。
[0013]如图3所示，步骤S5中精滚齿使用的滚齿刀的横刃斜角为94
°
～96
°
。横刃斜角是刀刃与刀具横向轴线形成的倾斜角。需要说明的是，粗滚齿刀即本领域中常规的滚齿刀，其横
刃斜角为90
°
左右；而精滚齿刀是经过申请人将粗滚齿刀刀刃的横刃斜角增大之后制作而成，精滚齿刀和粗滚齿刀在结构方面除了横刃斜角的不同，其他结构基本相同，且粗滚齿刀和精滚齿刀的横刃长度相等。申请人经研究发现，当精滚齿刀的横刃斜角为94
°
～96
°
，即精滚齿刀的横刃斜角增大时，切屑深度相较于粗滚齿刀更浅，则切屑余量更小；且由于横刃斜角增大，加工产生的碎屑更容易从横刃内排出。由于齿坯在经过之前的粗加工之后，加工余量已变小，所以该滚齿刀适于应用在精滚齿的过程中。优选地，精滚齿刀的横刃斜角为95
°
。
[0014]本专利技术先使用粗滚齿刀对齿坯进行粗加工，再使用精滚齿对齿轮进行精加工，使其达到磨齿加工的精度和齿面粗糙度，成本低且效率高，不需要配备砂轮、导轮、金刚石滚轮、砂轮内撑套等辅助配件。
[0015]可选的，步骤S5中使用的精滚齿刀的材质为立方氮化硼，其硬度为HRC64～68。步骤S5中的毛坯经过渗碳和淬火之后表面层具有高硬度和耐磨性，需要选择硬度高的刀具对其进行滚齿。而立方氮化硼是一种新型的超硬材料,可作磨料和刀具材料，立方氮化硼刀片是利用人工方法在高温高压条件下用立方氮化硼微粉和少量的结合剂合成的，其硬度仅次于金刚石而远远高于其它材料，因此它与金刚石刀具统称为超硬刀具。使用硬度高刚性好的立方氮化硼刀具能够提高加工效率和齿轮的齿面粗糙度，还能提高齿轮的加工精度。其中，精滚齿刀的洛氏硬度HRC为64～68。
[0016]可选的，如图4所示，步骤S3中使用的粗滚齿刀的横刃斜角为89
°
～91
°
。申请人发现，当粗滚齿刀的横刃斜角为89
°
～91
°
时切屑深度深，适于应用在切屑余量大的粗滚齿过程，因为粗滚齿过程中的齿坯加工余量较大。
[0017]可选的，步骤S3中使用的粗滚齿刀的材质是硬质合金，其硬度为HRC59～64。硬质合金是由难熔金属的硬质化合物和粘结金属通过粉末冶金工艺制成的一种合金材料。硬质合金具有硬度高、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能。作为优选的，粗滚齿刀的材质也可以是带有涂层的硬质合金。带涂层的硬质合金是通过化学气相沉积(CVD)等方法，在硬质合金刀片的表面上涂覆耐磨的TiC或TiN、HfN、Al2O3等薄层，形成带有表面涂层的硬质合金。
[0018]可选的，步骤S3中留有的加工余量为0.07～0.1mm。该加工余量与磨齿工艺留出的加工余量一致，以便于滚齿之后制得的齿轮达到与磨齿工艺一样的精度和齿面粗糙度。
[0019]可选的，步骤S4之前毛坯的硬度为HRC32～35，经过步骤S4之后齿坯的硬度为HRC59～64。渗碳淬火是金属材料常见的一种热处理工艺,它可以使渗过碳的齿坯表面获得很高的硬度,提高其耐磨程度。齿轮作为传动件，使用一段时间后容易出现磨损，经过渗碳淬火之后的齿轮提高了表面耐磨性，使用寿命大大延长，且齿轮的中心部分仍然保持着韧性和塑性。
[0020]可选的，步骤S4中热处理时齿坯的齿向变动量≤0.035mm。渗碳和淬火的过程温度较高，齿轮在此过程中会产生较大的畸变。另外，齿轮在渗碳过程中，表面碳浓度和渗层深度对渗层组织结构产生影响。渗层越厚，淬火时组织应力会越大，使齿轮的变形也增大，而且渗碳组织中，异常碳化物的分布也会使齿形、齿向的变化增大。申请人通过控制渗碳量和热处理的温度，使齿坯的齿向变动量≤0.035mm。
[0021]可选的，步骤S4中渗碳时的温度为900～950℃，淬火时的温度为820～850℃。渗碳温度过低就会引起碳浓度过低，且需要延长渗碳时间，而渗碳温度过高会引起晶粒粗大。
[0022]可选的，步骤S5中，滚齿刀的进给量为1.1～1.3mm/rpm。需要说明的是，该进给量范围适配于齿厚为4mm的齿轮。作为优选的，滚齿刀的进给量为1.1mm/rpm，即沿着齿轮的纵向方向，每隔1.1mm就应该存在一个进给的刀纹。进给量是指滚齿刀每转一转，刀刃相对于齿坯在进给方向上的位移量。在本申请中，滚齿刀的进给方向竖直向下，随着滚齿刀向下进给，齿面上会产生刀纹。而刀纹过多会造成齿轮的形状误差，导致齿轮的齿面凹凸不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种齿轮加工方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，对毛坯进行正火处理；S2，对毛坯进行车加工使其形成齿坯，且制得的齿坯留有磨加工余量；S3，使用粗滚齿刀对齿坯进行粗滚齿；S4，热处理；对齿坯进行渗碳和淬火；S5，使用精滚齿刀对齿坯进行精滚齿以修正齿形，其中，精滚齿刀的横刃斜角为94
°
～96
°
。2.根据权利要求1所述的齿轮加工方法，其特征在于，步骤S5中使用的精滚齿刀的材质为立方氮化硼，其硬度为HRC64～68。3.根据权利要求1所述的齿轮加工方法，其特征在于，步骤S3中使用的粗滚齿刀的横刃斜角为89
°
～91
°
。4.根据权利要求1或3所述的齿轮加工方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：周连根，
申请(专利权)人：嘉兴晨人一信仪表有限公司，
类型：发明
国别省市：